17. Популяциядағы генетикалық зардап және осыған байланысты экогенетиканың шарттарын жазыңыз.

Популяция (лат. populus — халық, тұрғын халық) — белгілі бір кеңістікте генетикалық жүйе түзетін, бір түрге жататын және көбею арқылы өзін-өзі жаңғыртып отыратын ағзалар тобы.

Осы топтың популяция болып есептелуі үшін: тарихи қалыптасқан ареалы және үздіксіз өзгеріп тұратын сыртқы орта жағдайында өзінің саны мен құрылымын сақтауға қабілетті болуы; сол түрдің өзге топтарынан қандай да бір табиғи кедергілермен ажыратылып тұруы; бір немесе бірнеше экожүйенің құрамына кіріп, олардағы зат алмасу, энергия тасымалдау процестеріне қатысуы тиіс. Әр популяция өзіне ғана тән статиктикалық сипаттамалары (саны, тығыздығы, ареалы, орналасуы, жас ерекшелігі, жыныстық құрамы) және динамикалық сипаттамалары (саны мен тығыздығының уақытқа қатысты өзгеруі) бойынша ерекшеленеді. Популяцияның статиктикалық сипаттамалары популяцияның белгілі бір сәттегі күйін көрсетіп, өлшеу, санау арқылы қысқа мерзімде анықталады. Популяцияның динамикалық сипатамаларын анықтау ұзақ мерзімді (бір ұрпақ жаңаратындай) қажет етеді. Популяция санының динамикасы белгілі бір уақыт аралығындағы тірі ағзалардың өмірге келуі мен өлімі көрсеткіштерінің ара салмағы бойынша анықталады. Сондай-ақ, популяция санының өзгеруіне иммиграция және эмиграция процестері де әсер етеді. Популяция саны өсуінің біртіндеп тежелуі логистикалық теңдеу арқылы өрнектеледі. Әдетте, жануарлар мен өсімдіктер популяциясының саны біршама тұрақты болғанымен, олар әлсін-әлсін күрт өзгеріп отырады (мысалы, тоқалтіс тышқандар, леммингтер, т.б.). Кейбір жануарлардың (шегіртке,бөкендер, т.б.) санының немесе тығыздығының қауырт өсуі олардың қоныс аударуына әкеледі. Жануарлар популяцияларының саны мен тығыздығы күрделі мінез-құлықтық (аумағын белгілеу, қору, көші-қон), физиологиялық механизмдер арқылы (гормондар қызметі, стресс) және популяцияның генетикалық құрылымының өзгеруі арқылы реттеліп отырады.

Топтық бірігу ретіндегі популяция өзіне ғана тән қасиеттермен қатар әрбір жеке дарақтардың өзіне тән қасиеттерге де ие. Топтық ерекшеліктер дегеніміз - бұл популяциялардың негізгі сипаты. Оған мыналар жатады:

1) жалпы есебі (сан) - бөлінген аумақтағы дарақтардың жалпы саны;

2) тығыздық - популяция мекендеген кеңістіктің ауданына немесе көлеміне келетін дарақтардың орташа саны;

3) өсімталдық - көбею нәтижесінде уақыт бірлігінде пайда болған жаңа дарақтар саны;

4) өлім-жітім - белгілі уақыттың бір бөлігінде дарақтар популяциясында өлгендердің мөлшерін көрсететін көрсеткіш;

5) популяция өсімі - туу мен өлім-жітім арасындағы айырма; өсімнің пайдалы да, пайдасыз да болуы мүмкін;

6) өсу қарқыны - уақыт бірлігіндегі орташа өсім;

7) жыныстық құрам — берілген популяциядағы еркек және әйел жынысты дарақтар арақатынасы;

8) жас құрамы - бұл дарақтарды жасы бойынша бөліп тарату.

18. Мутациялар. Олардың түрлерін сипаттаңыз

Мутация - генетикалық материалдың кенеттен табиғи немесе жасанды түрде өзгеруі салдарынан, организмнің қандай да бір тұқым қуалайтын белгілерінің өзгеруі. Табиғи өзгерістер (гендегі және хромосомадагы) физикалық және химиялық әсер ету арқылы пайда болады.

Мутация.Тұқым қуалайтын өзгергіштін, түрлері:

1. Ядролық немесе хромосомалық, ядролардан тыс немесе хромосомадағы қатысы жоқ цитоплазмалық;

2. Хромосомалар санының өзгеруі: полиплоидтар, анеуплоид- тар, гетероплоидтар;

3. Генетикалық ақпараттың өзгеруі.

Мутациялар, Рекомбинациялар: Нүктелік мутациялар, ірі қайта құрылулар. Нүктелік мутациялар: негіздердің түсіп қалуы, негіздердің кіруі, негіздердің ауысуы. Ірі қайта құрылулар: делециалар, транцлокациалар, инверциалар. Ақырында мутацияларды өте жиі олардың фенотиптік көрінісіне, яғни өзгерген жағдайларға сәйкес топтастырады: леталды морфологиялық, биохимиялық, мінездік, сезімталдылық, төзімділік т.с.с. Бұл мутацияларды топ- тастырудың шұбалаң түрі болғандықтан арнаулы әдебиеттерде жиі кездеседі. Жалпы түрде мутация дегеніміз - генетикалық материалдардың тұкым қуатын өзгерісі. Оның эректінен белгілердің өзгергенін білуге болады.

Мутацияның жіктелуі. Мутациялар кезінде ДНҚ-дағы бірлі-жарым азот негіздері немесе тұтас гендер немесе хромосомалардың өзгеруі мүмкін. Атап айтқанда үлескінің мутагендік мөлшері оларды жіктеу негізіне жатады. Генетикалық аппараттың өзгеруіне байланысты мутацияның: геномдық, хромосомалық, гендік немесе нүктелік деген түрлері бар.

1. Гендік немесе нүктелік мутация ген құрылымы шегіндегі өзгерістер. Бүл нәруыздың бір молекуласын өзгерте алады.

2. Хромосомалық мутация (аберрация) - хромосома құрылымындағы өзгерістер. Бүтін хромосоманың мөлшері мен пішінін өзгерте алады;

3. Геномдық мутация - хромосома санының өзгеруі, яғни құрам санының ауытқуы. Генотип бойынша мутациялардың жалпыға бірдей қабылданған. Оның пайда болу себептері әртүрлі. Әрбір түр үшін хромосоманың саны, формасы мен мөлшері жүйелік белгі болып табылады. Кариотиптің негізгі бірлігі хромосомалардың гаплойдты жиынтығы, яғни гомологты хромосо- малардың әрбір жұбының біреуі ғана болады. Мұндай жиынтыққа шоғырланған гендер тобын геном деп, ал ондағы хромосомалар санын негізгі сан деп атап оны п арыпімен белгілейді Митоз бен мейоз ұрпақтан - ұрпаққа берілетін храмасомалар санының тұрақтылығын қамтамасыз ететін клетка бөлінуінің аса дәл механизмі болып табылады. Алайда кейбір жағдайларда храмасомалардың клетканың бөлінуінсіз екі еселенуінен бұл механизм бұзылады. Осының нәтижесінде хромосомалар саны өзгеріп 2n әдеттен тыс хромосомалар саны көбейген клеткалар пайда болады. Гаплоидты жиынтықтары тұтас көбейген организмдердегі полиплоидтар деп аталады. Егер хромосомалар саны гаплоидты жиынтыққа еселі болмаса ондай организмдерді анеуплоидтар, гетероплоидтар деп атайды. Организм клеткаларындағы хромосомалар санының өзгеруі оның белгілерімен қасиеттерінің өзгеруімен қатар жүреді, сондықтанда оларды геномдық мутациялар деп атайды. Полиплоидия (грек полиплос - көп қайтара «ейдос»

түр) Өсімдіктермен жануарлар клеткаларындағы хромосомалар санының еселенуі полиплоидия - деп аталады.

Хромосомалық мутациялар - хромидтік және хромосомалық болып бөлінеді. Клеткаларда хромосомалардың қайта құрылуы әдетте осы клеткалар қасиеттерінің немесе олардан пайда болған организмдердің өзгеруімен байланысты болады. Хроматидтік өзгерістерге хромосом бөліктерінің жетіспеушілігінін белгілі бір жерінің екі еселенуінің жекелеген бөлшегінің 180-қа аударылуы салдарынан. хромосомадағы гендердің алмасуын, сызықтық орналасуының өзгеруін жатқызады. Хромосома бөліктерінің жетіспеушілігі ұзындыктары әртүрлі хромосома учаскелерін және оның түрлі бөліктерін қамтуы мүмкін. Егер хромосома иіндері- нің бірінің ұшы үзіліп центромералары жоқ болса бөлініп қалған үзінді ондағы гендермен бірге ядроның таяудағы бөлінуі кезінде жойылады. Мұндай жетіспеушілікті терминалдық немесе ұштық деп атайды. Кейде хромосоманың иіні үзіледі осының салдарынан екі ұшы да жойылады. Бұл жағдайда оның алшақ ұштары митозда шеңбер тарызді хромосома түзе отырып қосылуы мүмкін. Хромосоманың бір иіні бір мез- гілде екі жерден үзілгенде хромосома бөліктерінің жетіспеушілігі байқалады. Үзілген жерлер қосылып, хромосома қысқарады, бұл кезде локустар жойылады. Егер бөлініп қалған үзінді айтарлықтай үлкен болса жойылар алдында оның ашық ұштары қосылуы мүмкін, ал метафазада ацептірлік шеңбер түзіледі. Хромосома бөліктерінің үлкен жетіспеушілігі әдетте гоммозиготалы күйде леталды болады, ал хромосоманың әрбір локусының клеткамен организм тіршілігі үшін зор маңызы бар екендігін дәлелдейді.

Табиғи және жасанды мутациялар. Қоршаған ортаның тұқым қууға тигізетін әсері жөніндегі мәселе биологияда ертеден белгілі. К. Вольф XVIII ғасырда және Ж.Б. Ламарк XIX ғасырдың басында қоршаған ортаның тұқым қуудағы маңызы жөнінде қағида ұсынған. Тек қана Ч. Дарвиннің теориясы шыққаннан кейін тұқым қуу мен өзгергіштік эвалюция факторлары ретінде қаралады. Ортаның тұқым қууға тигізетін ықпалын ғылыми- теорияларын негізінде жүргізуден бастады. Тұқым қуу заңы мен хромосомалардың маңызы анықталғанша зерттеулерді ішкі және сыртқы факторларды зерттейтін дұрыс әдістер болған жоқ. Тұқым куудың хромосомалалық теориясының ашылуы мутациалық працесті зерттеуге мүмкіншілік туғызды. Мутациялық процесс пайда болу себептеріне байланысты спонтанды және индукциалды болып бөлінеді. Бірақ бұл екеуінің арасында айқын шекара жүргізуге болмайды, себебі мутация туғызатын агенттер, мысалы лабараториялық жағдайдарда рентген сәулелері немесе кейбір химиялық қосылыстар қоршаған ортада немесе зат алмасу барысында түзіледі. Табиғи мутациялар мен олардың көріну жилігін өлшеу жасанды мутацияларды әлдеқайда бұрын белгілі болады. Алайда индукциалық мутациялар және олардың табиғатта пайда болуы жөнінде деректер спатонды мутациаға қарағанда көп. Әдетте спатонды мутациялық өзгегіштік ұғымына табиғи жағдайларда пайда болатын мутациялар біріктіріледі. Мутациялық процесс негізінен мутациялардың пайда болуы жилігімен сипатталады. Жануарлардың өсімдіктермен микроорганизмнің әрбір түріне муациалардың белгілі бір пайда болу жилігі тән: бір түрлердің мутациалық өзгергіштігі басқаларына қарағанда едәуір жоғары болады. Қазіргі кезде мутацияның бір ұрпақтан пайда болуының жалпы жилігі жөнінде жеткілікті мәлімет жоқ. Мұны мынау мутациялардың фенотиптік көрінісі жөнінде сондай-ақ генетикалық табиғаты жағынан да барынша алуан түрлі болғанымен де ал оларды есептеу әдістері жетілмегенімен түсіндіріледі. Жекеленген локустардың өзгергіштігі жөнінде ғана белгілі дәрежеде дәл баға беруге болады. Әдетте альелдік жұп мүшелерінің біреуі ғана бір мезгілде мутациялануы күмәнді жағдай. Гендік немесе нүктелік мутация деп ДНҚ молекуласының белгілі бір бөлігінде нуклеотидтердің қатар тізбегінің өзгеруін айтады. Ол молекулалық деңгейде өтеді, микроскоп арқылы көрінбейді. Мутация нәтижесінде организм биохимиялық, физиологиялық, морфологиялық өзгерістерге ұшырайды. Организмдегі бүл өзгерістер бірден немесе біраз уақыттан кейін біртіндеп байқала бастайды. Полиплоидты мутанттардың клеткалары мен органдарының көлемі ұлғайып, хромосома жиынтығы жұп болса, оның ұрпақ беру қабілеті сақталады, ал тақ болса бұл кабілеті сақталмайды. Гендік мутация кезінде организм үлкен өзгеріске ұшырайды. Кейде бір геннің өзгеруінен организмнің бірнеше белгі-қасиеттері өзгереді (плейотропия). Гендік мутация доминанты (басыңқы), жартылай доминанты және рецессивті (басылыңқы) болады. Хромосомалық және гендік мутациялардың себебі көпке дейін белгісіз болып келді. Бүл өзгерістер организмге әртүрлі физикалық, химиялық факторлар - мутагендердің әсер етуінен пайда болады.

19. Биологиялық ластаушылардың әсері.

Ластаушы - қоршаған ортаға әсер ету мөлшері табиғи деңгейден жоғары субьектілер (физикалық агент, химиялық зат, биологиялық түр). Ластану кез-келген агентпен болуы мүмкін. Тіпті ең таза агент те ластаушы болуы мүмкін, яғни, ластаушы дегеніміз табиғаттың өз тепе-теңдігінен шығуына алып келетін фактор.

Жоғарыда айтылғандай, шығу тегі бойынша ластану табиғи және антропогенді (адамның қатысуымен) болып келеді. Табиғи ластану - табиғи, әдетте үлкен апаттар, зілзалалар (жанартау атқылауы, жер сілкіну) нәтижесінде пайда болады.

Өкінішке орай, өнеркәсіптің дамуына байланысты қоршаған ортаның ластануы антропогендік ластану болып отыр. Оларды өз кезеғінде жергілікті және ғаламдық деп бөлуге болады. Жергілікті ластану өнеркәсіп аймақтарында немесе қала төңірегінде болуы мүмкін. Ғаламдық ластану үлкен қашықтықтарға тарап биосфералық процестерге, Жерге әсер етеді. Антропогендік ластану адам қатысуымен, олардын тікелей немесе жанама әсер етуінен пайда болады.

Атмосфералық ауаны ластаушылар - механикалық, химиялық, физикалық, және биологиялық болып бөлінеді.

Механикалық ластаушылар - шаң, қоқыс. Олар органикалық отынды жақ қанда және құрылыс материалдарын дайындау процестері кезінде пайда болады. Мұндай ластану кезіндегі ең қауіптісі диаметрі 0,005 мм-ге дейінгі бөлшектер. Көптеген аурулар ауаның шаң болуымен байланысты: өкпе құрт ауруы (туберкулез), кеңірдектің аллергиялық аурулары және т.б. ауадағы шаңның жоғары конңентрациясы мұрынның шырышты қабығының жұмысын нашарлатады, мұрыннан қан кетеді.

Американдық ғалымдар халқының саны 1 млн-нан асатын қалалардағы тұрғындарда ауаның ластануы мен тыныс алу жолдарының қатерлі ісік (рак) ауруының жиілігі арасында тікелей байланыс бар екенін анықтады. Көз ауруы, созылмалы коньюнктивит көбіне ауаның ластануымен байланысты. Сондай- ақ атмосфералық ауадағы шаң Жер бетіне түсетін ультракүлгін сәулелердін мөлшерін де азайтады.

Жасыл өсімдіктер ауадағы шаңды тазартып басқа қоспалардың әсерін төмендетеді. Мысалы, шыршалы ағаштар ауадан 1 гектардан 32 тонна, қарағайлар 36,4 т, шамшаттар - 68 т шаң жинайды.

Химиялық ластаушылар - экожүйедегі концентрациясы нормадан жоғары немесе басқа жақтан енген заттар. Ауаның мейлінше ластануы өнеркәсіп қажеттілігі үшін отындарды жағу, үйлерді жылыту, транспорттардың жұмысы кезінде, тұрмыстық және өндірістік қалдықтарды жағу, қайта өңдеу кезінде байқалады.

Атмосфераны қатты ластайтын улы заттарға: көміртегі қосылыстары (көмір қышқыл газы, көміртегі тотығы, альдегидтер, қышқылдар), күкірт қосылыстары (күкіртті ангидрид, күкірт қышқылы), азот тотықтары (NO және N02) жатады.

Екпе ағаштар газдар үшін механикалық бөгет және атмосфераның химиялық ластануына қорғаныш бола алады. Күкірт оксидін жақсы жұтатын ағаштарға: терек, жөке, қайың ағаштарын жатқызуға болады. Фенолдарды мамыргүл, аюбадам жақсы сіңіреді. Сондықтан жерге түскен жапырақтарды өртемей, жерге көміп тастаған дұрыс.

Орман экожүйелері ядролық жарылыстардың зардаптарын төмендетуде үлкен роль атқарады. Ағаштардың қылқандары мен жапырақтары радиоактивті йодтың 50% жинақтай алады. Орманы жоқ жерде радиоактивті тұнбалардың белсенділігі 32 есе жоғары болады.

Қоршаған орта өндірістік қалдықтар мен автокөлік түтіндерінен ластанғанда ауыл шаруашылығы өнімдерінің сапасы төмендеп, сол арқылы адамдардың денсаулығы зардап шегеді. Әсіресе минералды тынайтқыштар мен зиянкестерге қолданатын аестицидтер жеміс-жидек арқылы адам организміне нитрат ретінде түседі. Мерзімінен ерте піскен көкөністерде (қарбыз, Қауын, картоп, пияз, сәбіз және т.б. нитраттар көп болады. Мысалы, мамыр айларында піскен көкөністерде көбіне зиянды заттардың шекті мөлшері 2-3 есеге артып түседі. Сондықтан ерте піскен көкөністерді пайдаланғанда сақ болған жөн.

Физикалық ластаушылар - Бұл биосфераға техногендік себептерден түсетін энергияның артық көздері. Мысалы, жылу (атмосфераға қызған газдардың бөлінуі); жарық (жасанды жарықтың әсерінен табиғи жарықтың нашарлауы); шуыл (шуылдың мүмкін деңгейден артуы); электромагнитті (электр желісі, радио, теледидар); радиоактивті (атмосфера радиоактивті заттардың бөлінуі); озон бұзғыш (фреондардың атмосфераға бөлінуі).

Қала үшін жағымсыз факторлардың бірі физикалық табиғаты әртүрлі дыбыс тербелісінен пайда болатын шуыл. Әдетте төменгі жиіліктегі автокөліктердің шуылы жоғары жиіліктегі шуылға қарағанда алысқа тарайды. Зерттеулер көрсеткендей, тіпті қысқ а уақытты шуыл организмнің барлық жүйелеріне (әсіресе жүреқ- қан және жүйке жүйелеріне) жағымсыз әсер етеді. Адам 30-40 дБ шуылда өзін қолайлы сезінгенімен, 120 дБ-ден жоғары шуыл орғанизмге үлкен ауыртпалық түсіреді.

Өсімдіктер шуылдан қорғауда да үлкен роль атқарады. Үй қабырғасының жартысына дейін өсіп тұрған жүзім өсімдігі пәтердегі шуылды екі еседей төмендетеді. Өсімдіктердің шуылдан қорғау қасиеті өсімдіктің еніне (габитусына), қалың болуына, құрамына, биіктігіне байланысты. Шуылдан арнайы (бетонды, металл, әйнекті ағашты) қондырғылар жақсы қорғайды.

Биологиялық ластаушылар - экожүйеде бұрын болмаған немесе мөлшері қалыпты жағдайдан аспаған организмдер түрлері. Микрорганизмдермен ластануды бактериологиялық ластану деп атайды. Әсіресе кейбір елдердің қарулы күштерінің лабораторияларында жасалатын арнайы немесе кездейсоқ ауру тудырғыш микроорганизмдердің штаммдарымен атмосферанын ластануы өте қауіпті.

Экожүйедегі өсімдіктер бөтен түрлермен өздері бөліп шығаратын фитонцидтер деп аталатын арнайы заттармен күресе алады. Кейбір фитонцид түрлері көп клеткалы организмдерге қатты әсер етіп тіпті жәндіктерді өлтіріп те жібереді. Олар әсіресе бактериялы және саңырауқұлақты флораға қатты әсер етеді. Емен ағашының фитонциді қашықтан дизентерия мен паратиф қоздырғыштарын өлтіреді. Эвкалипт ағашының жапырақтары бөлетін фитонцидтер стрептококты, май қарағай қылқандары - дифтерия қоздырғышын, қарағайдың қылқандары - өкпе - құрт ауруы қоздырғыштарын өлтіреді. 1 га арша тоғайы күніне 30 кг фитонцидтер бөледі. Олар зиянды микроорганизмдерді өлтіріп қана қоймай, шыбындарды және басқа да жәндіктерді жолатпайды.