هیچ کس منکر این نیست که واقعیت اطراف ما هماهنگ و کامل است. مهم نیست که شخص به چه چیزی یا چه کسی اعتقاد دارد، اما در اطراف او نه تنها زیبایی و تنوع را می بیند، بلکه نظمی هماهنگ را می بیند که در آن جایی برای هرج و مرج وجود ندارد. به ویژه مصلحت آشکار در جهان موجودات زنده آشکار می شود. هر چیزی ضعیف، زشت، ناتوان از تولید مثل فرزندان سالم توسط عوامل تکاملی، در درجه اول انتخاب طبیعی، از بین می رود. آخرین نقش در آن توسط چنین فرآیند بیولوژیکی مانند جداسازی تولید مثل ایفا نمی شود.
این و همچنین سایر اشکال مکانیسم های دفاعی که از مخزن ژنی جوامع گیاهی، حیوانی و انسانی محافظت می کنند، در این مقاله بررسی خواهیم کرد.
انتقال خصوصیات ارثی خاصیت اصلی ماده زنده است
تولید مثل مهم ترین فرآیندی است که به لطف آن وجود پدیده حیات امکان پذیر است.روی زمین. صرف نظر از سطح سازماندهی آن، از تک یاخته تا پستانداران، لقاح (در گیاهان - گرده افشانی)، که منجر به ظهور فرزندان زنده و بارور می شود، فقط بین افراد متعلق به جمعیتی از همان گونه های بیولوژیکی رخ می دهد. بدیهی است که مکانیسم های جداسازی طبیعی وجود دارد که جفت گیری یا گرده افشانی را کنترل می کند.
البته احتمال تلاقی بین گونه ای منتفی نیست. آنها هم در شرایط طبیعی رخ می دهند و هم به صورت مصنوعی - توسط انسان انجام می شوند، اما همیشه منجر به ظهور فرزندانی با قابلیت زنده ماندن ضعیف یا هیبریدهای عقیم می شوند. کافی است قاطرهای عقیم را به یاد بیاوریم - نوادگانی که از تلاقی یک الاغ و یک مادیان به دست آمده اند. همانطور که می بینید، نیروهای خاصی در اینجا کار می کنند که می توان آنها را به عنوان انواع خاصی از مکانیسم های جداسازی در نظر گرفت. بیایید آنها را با جزئیات بیشتری تعریف کنیم.
طبقه بندی فرآیندهایی که منجر به پایداری مخزن ژنی جمعیت ها می شود
در دکترین تکاملی، که محصول کار علمی مشترک دانشمندان علوم طبیعی مانند Ch. Darwin, A. N. Severtsov، G. Spencer، پدیده های گسترده زیر را در نظر می گیرد که به پایداری وجود گونه های بیولوژیکی کمک می کند: این انزوای جغرافیایی، زایشی و اکولوژیکی است. بخش زیست شناسی - ژنتیک جمعیت، به مطالعه تغییرات رخ داده در استخر ژنی جوامع موجودات زنده می پردازد. آنها نتیجه عواملی مانند امواج زندگی و رانش ژنتیکی هستند.
شاخه فوق از زیست شناسی نقش عوامل محافظتی را با هدف حفظ محافظه کاری کاریوتیپ افراد در یک جمعیت و جلوگیری از تداخل بین جمعیتی تعیین می کند. در مرحله بعد، ما متوجه خواهیم شد که مکانیسم های جداسازی محیط زیست نامیده می شوند و اهمیت آنها در حفظ ترکیب بدون تغییر ژن ها در یک جمعیت چیست.
نقش شرایط محیطی در حفظ مخزن ژنی جوامع موجودات زنده
در نتیجه فیلوژنز - رشد تاریخی یک گونه، افراد آن جمعیت هایی را تشکیل می دهند که در محدوده یک قلمرو خاص به نام محدوده زندگی می کنند. موجودات گیاهی و جانوری با عوامل محیطی و همچنین با جوامع دیگر گونه هایی که در یک قلمرو معین زندگی می کنند، تعامل دارند، به این معنی که آنها یک طاقچه اکولوژیکی خاصی را اشغال می کنند. برای کاهش شدت رقابت بین جمعیت‌های یک گونه، مکانیسم‌های جداسازی خاصی وجود دارد که به عنوان مثال اطمینان می‌دهد که الزامات هر دو گروه در مورد نوع غذا متفاوت است. بنابراین، سوسک نخود دو جامعه از حشرات تشکیل می دهد: یکی از دانه های نخود تغذیه می کند، دیگری از لوبیا.
در طول دوره زایشی، به دلیل اینکه محصولات علوفه ای در مناطق مختلف رشد می کنند، موجودات این دو جمعیت با هم آمیخته نمی شوند.
زمان تولید مثل و اهمیت آنها در تضمین ثبات ژنتیکی جمعیت
به عواملی که به طور قابل توجهی مانع یا حتی به طور کامل از گرده افشانی یا تجمع بین ارگانیسم های سیستماتیک یکسان می شوند.می‌توانیم مکانیسم‌های جداسازی را در نظر بگیریم که زمان تولید مثل افراد را کنترل می‌کنند. به عنوان مثال، گل‌دهی علفزار آبی که در دهانه رودخانه‌ها رشد می‌کند، با زمان پایان سیل بهاری مرتبط است. گیاهانی که مستقیماً در ساحل زندگی می کنند و در طول دوره طغیان برای مدت طولانی در زیر آب، دیرتر از آن دسته از افرادی که برای مدت کوتاهی تحت تأثیر سیل بوده اند یا اصلاً غرق نشده اند، شکوفا می شوند. به دلایل واضح، پانمیکسیا (گرده افشانی متقاطع) بین گیاهانی که در قسمت های مختلف علفزار زندگی می کنند وجود ندارد، زیرا گرده آنها در زمان های مختلف می رسد. در نتیجه، چندین جمعیت از علفزار چمنزار تشکیل می شود که از نظر تولیدمثل متفاوت است.
نقش تکاملی انزوا
ژنتیک جمعیت این واقعیت را ثابت کرده است که عدم امکان فرآیند تبادل ژن بین موجودات زنده نژادها یا جوامع مختلف منجر به این واقعیت می شود که انواع کاملاً متفاوتی از جهش ها در ژنوتیپ افراد رخ می دهد و فراوانی وقوع هر دو آلل غالب و مغلوب نیز تغییر می کنند. این منجر به این واقعیت می شود که مخازن ژنی جمعیت ها به طور فزاینده ای با یکدیگر متفاوت هستند. این اختلاف اول از همه مربوط به اشکال سازگاری با عوامل محیطی غیرزیست است. به چه چیزی بستگی دارد؟
عملکرد پیچیده انواع مختلف عایق
بر اساس مکانیسم های به هم پیوسته جداسازی اکولوژیکی و تولید مثلی است. زیست شناسی، به ویژه، بخش آن - نظریه تکامل، تأثیر آنها را بر تجلی چنین فرآیند جهانی مانند واگرایی نشان می دهد، یعنیتفاوت علائم و خواص موجودات. این زیربنای ریز تکامل است، فرآیندی که منجر به تشکیل زیرگونه‌های اولیه و سپس گونه‌های بیولوژیکی جدید در طبیعت می‌شود.
چگونه انزوای جغرافیایی رخ می دهد
هم در گیاه شناسی و هم در جانورشناسی، دانشمندان توجه جدی به عاملی دارند که احتمال تلاقی آزاد بین افراد یک گونه را تقریباً به صفر می رساند. به آن انزوای جغرافیایی می گویند. معلوم شد که تغییر شدید در زمین لزوماً با ظهور موانعی همراه است که منجر به تفاوت‌های اساسی در موجودات می‌شود.
آنها اول از همه به زمان بلوغ گامت ها، زمان جفت گیری یا گرده افشانی مربوط می شوند. همه این عوامل را می توان تحت یک اصطلاح - انزوای تولید مثلی - ترکیب کرد. عواقب موجودیت جمعیتی که منجر به آن می شود چیست؟
اختلافات
دانشمندان دریافته اند که جمعیت موجودات با ژنوم اولیه مشابه به دلیل ناپدید شدن یک منبع غذایی واحد و امکان آمیختگی آزاد، ویژگی های متفاوت و متفاوت تری را در طول زمان به دست می آورند. موانع فیزیکی غیرقابل عبور به شکل شکاف های قاره ای، بالا آمدن رشته کوه ها و طغیان رودخانه ها، جوامع افراد را از یکدیگر منزوی می کند. این راهی است که طبیعت رشد می کند. مثال‌های زیر انزوای جغرافیایی را به‌عنوان مکانیزم مهم برای گونه‌زایی نشان می‌دهند. بنابراین، گروه‌هایی از پستانداران کیسه‌دار در استرالیا، پس از جدا شدن از سرزمین اصلی گندوانا، دارای اهمیت قابل توجهی هستند.تفاوت‌های آناتومیکی و فیزیولوژیکی از گونه‌های حیوانی مدرن اروپایی که پس از یخبندان بزرگ پدید آمدند.
Ch. داروین در مورد مکانیسم های گونه زایی
خالق مشهور جهان نظریه انتخاب طبیعی، طبیعت شناس انگلیسی، چارلز داروین، نیروهای محرکه تکامل را شناسایی کرد که منجر به پیدایش طبقات، نظم ها و خانواده های جدید موجودات زنده شد. همچنین این دانشمند در نوشته های خود مکانیسم های جداسازی جغرافیایی و محیطی را شرح داده است. او نمونه هایی از تجلی آنها را از مشاهداتی که در سفر معروف خود به دور جهان انجام داد، به دست آورد. داروین انواع فنچ های ساکن جزایر گالاپاگوس را دید و کشید. این پرندگان از نظر شکل منقار، اندازه بدن و غذاهای مختلف تفاوت های اساسی داشتند.
وقتی تلاقی بین افراد به طور کامل توانایی تشکیل فرزندان بارور را از دست داد. به گفته این محقق، فاصله زیاد بین جزایر و تفاوت در گیاهان و جانوران آنها منجر به تشکیل چندین زیرگونه شد که سپس به گونه های مستقل تبدیل شدند. ما یک جهت دیگر از تکامل را در نظر گرفته‌ایم که منجر به شکل‌گیری گونه‌های بیولوژیکی جدید می‌شود، که در امتداد آن تمام طبیعت زنده به جلو حرکت می‌کند. مثال‌هایی که در بالا در نظر گرفتیم، نقش مهم مکانیسم‌های فضایی را اثبات می‌کند که از احتمال تلاقی بین ارگانیسم‌های جمعیت‌های مختلف جلوگیری می‌کند، که در نهایت منجر به ظهور واحدهای سیستماتیک جدید می‌شود.
