გენოფონდში ელემენტარული ფაქტორების მოქმედებით იცვლება გარკვეული გენების სიხშირე, რაც იწვევს პოპულაციის გენოტიპისა და ფენოტიპის ცვლილებას და ბუნებრივი გადარჩევის გახანგრძლივებული ზემოქმედებით ხდება მისი დიფერენციაცია.
რა არის მიკროევოლუცია
მიკროევოლუცია - პოპულაციის ცვლილებები ევოლუციური ფაქტორების გავლენით, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს გენოფონდის ცვლილება ან თუნდაც ახალი სახეობის გაჩენა.
ევოლუციის ფაქტორები შეიძლება ეწოდოს ნებისმიერ პროცესს ან ფენომენს. მათ შორისაა მუტაციები, იზოლაცია, გენეტიკური დრიფტი, პოპულაციის ტალღები, რომლებიც ცვლის გენეტიკურ შემადგენლობას.
ნებისმიერი პოპულაციის ზომა მუდმივად იცვლება. ამის მიზეზებია ბიოტური და აბიოტური ხასიათის სხვადასხვა გავლენა. მოსახლეობის ასეთი რყევები პერიოდულია. ასე რომ, პოპულაციაში ინდივიდების რაოდენობის ზრდის შემდეგ, ის მცირდება. 1905 წელს S. S. ჩეტვერიკოვმა ამ კანონზომიერებას მოსახლეობის ტალღები უწოდა. თუ პოპულაციის ტალღების მაგალითებს მოგცემთ, მაშინ ეს შეიძლება იყოს მტაცებლების რაოდენობის რყევები, კალიების ან კურდღლების გამრავლება ავსტრალიაში. კიდევ ერთი მაგალითია ლემინგების გავრცელებაარქტიკული ან ჭირის ეპიდემიები, რომლებიც დაფიქსირდა ევროპაში წარსულში.
"სიცოცხლის ტალღების" დამახასიათებელი
ეს ტალღები დამახასიათებელია ყველა ცოცხალი ორგანიზმისთვის. ისინი შეიძლება იყოს პერიოდული ან არაპერიოდული. პერიოდული ყველაზე ხშირად შეინიშნება ხანმოკლე ორგანიზმებში - მწერებში, ერთწლიან მცენარეებში, ასევე უმეტეს მიკროორგანიზმებსა და სოკოებში. უმარტივესი მაგალითი იქნება რიცხვების სეზონური ცვლილებები.
არაპერიოდული პოპულაციის ტალღები დამოკიდებულია რამდენიმე რთული ფაქტორის ერთობლიობაზე. როგორც წესი, ისინი ეხება არა ერთ, არამედ რამდენიმე ტიპის ცოცხალ ორგანიზმს ბიოგეოცენოზში, ამიტომ მათ შეუძლიათ გამოიწვიონ რადიკალური რესტრუქტურიზაცია.
პოპულაციაში ინდივიდების რაოდენობის ცვლილებებს შორის უნდა გამოვყოთ ორგანიზმების გარკვეული სახეობების მოულოდნელი გამოჩენა ახალ ადგილებში, სადაც მათი ბუნებრივი მტრები არ არიან. აქვე უნდა აღინიშნოს მოსახლეობის მკვეთრი არაციკლური ცვლილებები, რომლებიც დაკავშირებულია ბუნებრივ „კატასტროფებთან“და შეიძლება გამოვლინდეს ბიოგეოცენოზის ან მთლიანი ლანდშაფტის განადგურებით. ასე რომ, ზაფხულის რამდენიმე მშრალ პერიოდს შეუძლია შეცვალოს მნიშვნელოვანი ტერიტორია - გამოიწვიოს ჭაობებში მდელოს მცენარეულობის გამოჩენა და მშრალი მდელოების დიდი რაოდენობა.
თუ მიუთითებთ პოპულაციის ტალღების გამომწვევ მიზეზებზე, მაშინ ღირს გაიხსენოთ არა მხოლოდ ცოცხალი ორგანიზმების ურთიერთობა ერთმანეთთან და გარემო ფაქტორებთან, არამედ ადამიანის გავლენაც.
"სიცოცხლის ტალღების" ევოლუციური მნიშვნელობა
იმ შემთხვევაში, როდესაც ნებისმიერი პოპულაციის ზომა მკვეთრად მცირდება, შეიძლება დარჩეს მხოლოდ რამდენიმე ინდივიდი.ამავდროულად, მათი გენების (ალელების) სიხშირე განსხვავდება იმისგან, რაც იყო თავდაპირველ პოპულაციაში. თუ პოპულაციაში ინდივიდების რაოდენობის მკვეთრი შემცირების შემდეგ ხდება მკვეთრი ზრდა, მაშინ პოპულაციაში ინდივიდების რაოდენობის ზრდის ახალი აფეთქების დასაწყისი მოცემულია ორგანიზმების მცირე ჯგუფის მიერ, რომელიც დარჩა. სწორედ ამიტომ შეიძლება ითქვას, რომ პოპულაციის ტალღები გავლენას ახდენს გენოფონდზე, ვინაიდან მოცემული ჯგუფის გენოტიპი განსაზღვრავს მთელი პოპულაციის გენეტიკურ სტრუქტურას.
ამავდროულად, პოპულაციაში მუტაციების ნაკრები და მათი კონცენტრაცია მკვეთრად იცვლება შემთხვევით. ასე რომ, მუტაციების გარკვეული ნაწილი საერთოდ ქრება, ზოგი კი მოულოდნელად იზრდება. რომ შევაჯამოთ, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ პოპულაციის ტალღები, როგორც ევოლუციური ფაქტორი, უაღრესად მნიშვნელოვანია, რადგან ინტენსიური შერჩევის პირობებში, ისინი წარმოადგენენ ევოლუციური მასალის მთავარ მიმწოდებელს, როდესაც სელექციას ცვლის იშვიათი მუტაციები.
გარდა ამისა, სიცოცხლის ტალღებს შეუძლია დროებით შეიყვანოს მრავალი მუტაცია ან გენოტიპი სხვა აბიოტურ ან ბიოტურ გარემოში. ამის მიუხედავად, პოპულაციის ტალღებისა და მუტაციების ერთობლიობაც კი არ უზრუნველყოფს ევოლუციის პროცესს. თქვენ გჭირდებათ ფაქტორის მოქმედება, რომელიც მოქმედებს ერთი მიმართულებით (ეს არის, მაგალითად, იზოლაცია).
იზოლაციის გავლენა მოსახლეობის ზომაზე
ეს ფაქტორი უაღრესად მნიშვნელოვანია ევოლუციური თვალსაზრისით, რადგან პროვოცირებს ახალი თვისებების გაჩენას ერთი სახეობის პირობებში და ხელს უშლის სხვადასხვა სახეობის ერთმანეთთან შეჯვარებას. აღსანიშნავია, რომ ყველაზე ხშირად გეოგრაფიული იზოლაცია შეინიშნება. მისი არსი მდგომარეობს იმაშიის ფაქტი, რომ ერთადერთი ტერიტორია მოწყვეტილია, ხოლო მისი სხვადასხვა კუთხიდან ინდივიდების გადაკვეთა შეუძლებელი ან რთული ხდება.
აღსანიშნავია, რომ იზოლირებულ პოპულაციაში მუტაციები შემთხვევით ვითარდება და ბუნებრივი გადარჩევის შედეგად მისი გენოტიპი სულ უფრო მრავალფეროვანი ხდება. გარდა ამისა, არსებობს ეკოლოგიური იზოლაცია და სხვადასხვა ბიოლოგიური მექანიზმები, რომლებიც ხელს უშლის სხვადასხვა სახეობის ინდივიდებს თავისუფლად შეჯვარებაში. ამის მაგალითი შეიძლება იყოს განსხვავებული პრეფერენციები გადაკვეთის ადგილს ან დროსთან დაკავშირებით, ასევე, მაგალითად, ცხოველებში სასქესო ორგანოების განსხვავებული ქცევა ან განსხვავებული სტრუქტურა, რაც გადაკვეთის დამატებით დაბრკოლებად იქცევა.
შეჯამებით, სხვადასხვა ტიპის იზოლაცია ხელს უწყობს ახალი სახეობების ფორმირებას, მაგრამ ამავე დროს ხელს უწყობს სახეობის გენეტიკური სტრუქტურის შენარჩუნებას.
გენის დრიფტი
შემთხვევითმა ცვლილებამ გენების რაოდენობაში ნებისმიერ მცირე პოპულაციაში შეიძლება გამოიწვიოს მნიშვნელოვანი შედეგები, რადგან ამან შეიძლება გამოიწვიოს ალელის სიხშირის ცვლილება. ალელის სიხშირის შემთხვევით ცვლილებებს გენეტიკური დრიფტი ეწოდება. ეს პროცესი არამიმართულია. ის პირველად აღმოაჩინეს გენეტიკოსებმა N. P. Dubinin-მა და D. D. Romashov-მა.
S. რაიტმა მიიღო დადასტურება გენეტიკური დრიფტის შემთხვევითობასთან დაკავშირებით. ლაბორატორიაში მან გადაკვეთა მდედრობითი და მამრობითი დროზოფილები, რომლებიც ჰეტეროზიგოტური იყო კონკრეტული გენის მიმართ. ამის შემდეგ შთამომავლობა მიიღეს ნორმალური და მუტანტური გენის კონცენტრაციით, რომელიც იყო 50%. მეშვეობითრამდენიმე თაობის, ზოგიერთი ინდივიდი გახდა ჰომოზიგოტური მუტანტის გენის მიმართ, ზოგმა დაკარგა ის საერთოდ, ხოლო ინდივიდების სხვა ნაწილს ჰქონდა როგორც მუტანტი, ასევე ნორმალური გენი.
უნდა აღინიშნოს, რომ მუტანტი ინდივიდების სიცოცხლისუნარიანობის შემცირების შემთხვევაშიც კი და ბუნებრივი გადარჩევის გავლენის ქვეშ, მუტანტის ალელს შეუძლია მთლიანად ჩაანაცვლოს ნორმალური, რამაც გამოიწვია პოპულაციის სპეციფიკური ტალღები.
პოპულაციური ტალღების ეტიოლოგია
ყველა იმ მიზეზთა შორის, რამაც შეიძლება გავლენა მოახდინოს მოსახლეობის რაოდენობრივ მახასიათებლებზე, წამყვანი ადგილი უჭირავს კლიმატურ პირობებს, ხოლო ბიოტიკური ფაქტორები უკანა პლანზე გადადის. დაბალი სახეობრივი მრავალფეროვნებით, პოპულაციაში ინდივიდების რაოდენობა დამოკიდებულია ამინდზე, გარემოს ქიმიურ შემადგენლობაზე, ასევე დაბინძურების ხარისხზე.
აღსანიშნავია, რომ პოპულაციის ტალღების გამომწვევი მიზეზები, რომლებიც წინასწარ განსაზღვრავენ პოპულაციის ზომის ცვლილებას, დამოკიდებულია მის სიმჭიდროვეზე ან ამ პარამეტრისგან დამოუკიდებელ გავლენას.
აბიოტიკური და ანთროპოგენური ფაქტორები, როგორც წესი, არ არის დამოკიდებული მოსახლეობის სიმჭიდროვეზე. ბიოტიკური გავლენა უფრო მეტად არის დამოკიდებული მასზე. აღსანიშნავია ტერიტორიული ქცევა, რომელიც ევოლუციის პროცესში არის ყველაზე ეფექტური მექანიზმი, რომელიც აფერხებს პოპულაციაში ინდივიდების რაოდენობის ზრდას. ასე რომ, ინდივიდების აქტივობა შემოიფარგლება შესაბამისი სივრცით. რიცხვების მატებასთან ერთად, ვითარდება შიდასახეობრივი კონკურენცია რესურსებისთვის ან პირდაპირი ანტაგონიზმი (შეტევები კონკურენტებზე).
მოსახლეობის ტალღები ასევე დამოკიდებულია ქცევაზერეაქციები, რომლებიც მაღალი პოპულაციის პირობებში ხასიათდება მასობრივი მიგრაციის ინსტინქტის გაჩენით. ასევე შეიძლება განვითარდეს სტრესის რეაქცია, რომლის დროსაც ინდივიდებს უვითარდებათ ფიზიოლოგიური მახასიათებლები, რომლებიც ამცირებს ნაყოფიერებას და ზრდის სიკვდილიანობას. ასე ირღვევა ოოგენეზის და სპერმატოგენეზის პროცესი, ხშირდება თვითნებური აბორტების შემთხვევები, ერთ თაობაში მცირდება ინდივიდების რაოდენობა და იზრდება პუბერტატული პერიოდი. გარდა ამისა, მცირდება შთამომავლობაზე ზრუნვის ინსტინქტი, იცვლება ქცევა - იზრდება აგრესიულობა, შეინიშნება კანიბალიზმი და არაადეკვატური რეაქცია საპირისპირო სქესის ადამიანებზე, რაც საბოლოოდ ამცირებს პოპულაციას.
პოპულაციების რაოდენობის ცვლილების თავისებურებები
ბევრი ეკოლოგიური პროცესი, რომელიც დაკავშირებულია მოსახლეობის გავრცელებასთან ან რიცხვების ადგილობრივ გავრცელებასთან, ჰგავს თავისებურ ტალღებს, რომლებსაც, როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ, უწოდებენ "სიცოცხლის ტალღებს". ტიპიური მაგალითია მწერების მავნებლების რაოდენობის უეცარი ზრდა ტყის შეზღუდულ ტერიტორიაზე. ხელსაყრელ პირობებში მწერები ახერხებენ უფრო და უფრო მეტი ახალი ტერიტორიების ხელში ჩაგდებას, რაც ტიპიური სურათია მათი სიმკვრივის ზრდისა თუ ე.წ. მობილობის მახასიათებლებისა და პოპულაციის გარკვეული მახასიათებლების გათვალისწინებით, შეგიძლიათ მარტივად გამოთვალოთ ამ ტალღის გავრცელების სიჩქარე და კონტროლის შესაძლო მეთოდები.
ანალოგიურად შეიძლება დახასიათდეს ეპიდემიური ტალღები, ამიტომ ეს თეორია წარმატებით დასრულდაგამოიყენება სხვადასხვა დაავადების გავრცელების ხასიათისა და ამ პროცესის სიჩქარის დასადგენად.
გარდა ამისა, უნდა აღვნიშნოთ პოპულაციურ-გენეტიკური ტალღები, რომლებიც აღწერს კონკრეტული გენის განაწილების ბუნებას კონკრეტული პოპულაციის მიერ დაკავებულ ტერიტორიაზე.
პოპულაციური ტალღების მოქმედების მექანიზმი
პოპულაციის ტალღების დახასიათება შესაძლებელია მოდელის მაგალითის გამოყენებით. ასე რომ, დახურულ ყუთში არის 500 შავი და ამდენივე თეთრი ბურთი, რაც შეესაბამება P-0 ალელების სიხშირეს, 50. თუ შემთხვევით ამოვიღებთ 10 ბურთულას და დავუშვებთ, რომ მათგან 4 შავია, ხოლო 6 თეთრი., მაშინ, შესაბამისად, ალელის სიხშირე იქნება 0.40 და 0.60.
თუ ბურთების რაოდენობას 100-ჯერ გაზრდით 400 შავის და 600 თეთრის დამატებით და შემდეგ ისევ შემთხვევით აიღებთ ნებისმიერ 10-ს, მაშინ სავარაუდოა, რომ მათი ფერის თანაფარდობა საგრძნობლად განსხვავდებოდეს ორიგინალისგან, მაგალითად, 2 შავი და 8 თეთრი. ამ შემთხვევაში ალელის სიხშირე იქნება შესაბამისად P-0.20 და P-0.80, თუ მესამე ნიმუშს ავიღებთ, მაშინ არის შანსი, რომ 10 შერჩეულიდან 9 თეთრი ბურთულა გამოიყოს, ან თუნდაც ყველა. იყავი თეთრი.
ალელების სიხშირის შემთხვევითი რყევები ბუნებრივ პოპულაციებში შეიძლება შეფასდეს ამ მაგალითიდან, რამაც შეიძლება შეამციროს ან გაზარდოს კონკრეტული გენის კონცენტრაცია.
