Генетикалык (цитогенетикалык) түр критерийи башкалары менен катар эле элементардык систематикалык топторду айырмалоодо, түрдүн абалын анализдөө үчүн колдонулат. Бул макалада биз критерийдин мүнөздөмөлөрүн, ошондой эле аны колдонууда изилдөөчү кабылышы мүмкүн болгон кыйынчылыктарды карап чыгабыз.
Көрүү деген эмне
Биология илиминин түрдүү тармактарында түр өз алдынча аныкталат. Эволюциялык көз караштан алганда, түрдү сырткы түзүлүшү жана ички түзүлүшү, физиологиялык жана биохимиялык процесстери боюнча окшоштуктары бар, чексиз аргындашууга жөндөмдүү, тукумдуу тукум калтырган жана окшош топтордон генетикалык жактан обочолонгон особдордун жыйындысы деп айта алабыз.
Түр бир же бир нече популяция менен көрсөтүлүшү мүмкүн жана ошого жараша бүтүндөй же бөлүнгөн ареалга ээ (жашоо чөйрөсү/суу зонасы)
Түрлөрдүн номенклатурасы
Ар бир түрдүн өзүнүн аты бар. Бинарлык номенклатуранын эрежелерине ылайык, ал эки сөздөн турат: зат атооч жана сын атооч. Зат атооч жалпы ат, ал эми сын атооч конкреттүү ат. Мисалы, "Officinalis" аталышында "officinalis" түрү "Каакым" тукумундагы өсүмдүктөрдүн өкүлдөрүнүн бири.
Уруу ичиндеги тектеш түрлөрдүн индивиддери сырткы көрүнүшү, физиологиясы жана экологиялык артыкчылыктары боюнча айрым айырмачылыктарга ээ. Бирок алар өтө окшош болсо, анда алардын түргө таандыктыгы кариотиптердин анализинин негизинде түрдүн генетикалык критерийи менен аныкталат.
Түргө эмне үчүн критерий керек
Заманбап аттарды биринчилерден болуп берген жана тирүү организмдердин көптөгөн түрлөрүн сүрөттөгөн Карл Линней аларды өзгөрүүсүз жана өзгөрүлгүс деп эсептеген. Башкача айтканда, бардык индивиддер бир түрдүн образына туура келет жана андан ар кандай четтөөлөр түр идеясын ишке ашырууда ката болуп саналат.
19-кылымдын биринчи жарымынан бери Чарльз Дарвин жана анын жолдоочулары түрлөрдүн такыр башка концепциясын негиздеп келишет. Ага ылайык, түр өзгөрмөлүү, гетерогендүү жана өтмө формаларды камтыйт. Түрдүн туруктуулугу салыштырмалуу, ал экологиялык шарттардын өзгөрмөлүүлүгүнө жараша болот. Түрдүн жашоонун элементардык бирдиги популяция болуп саналат. Ал репродуктивдүү түрдө айырмаланат жана түрдүн генетикалык критерийлерине жооп берет.
Бир түрдөгү индивиддердин гетерогендүүлүгүн эске алуу менен, илимпоздор үчүн организмдердин түрлөрүн аныктоо же системалуу топтор арасында бөлүштүрүү кыйынга турат.
Түрдүн морфологиялык жана генетикалык критерийлери, биохимиялык, физиологиялык, географиялык, экологиялык, жүрүм-турумдук (этологиялык) – мунун баарытүрлөрдүн ортосундагы айырмачылыктардын комплекстери. Алар системалуу топтордун изоляциясын, алардын репродуктивдүү дискреттүүлүгүн аныктайт. Жана алар бир түрдү экинчи түрүнөн айырмалоо үчүн, алардын өз ара байланышынын даражасын жана биологиялык системадагы ордун аныктоо үчүн колдонулушу мүмкүн.
Түрдүн генетикалык критерийинин мүнөздөмөсү
Бул белгинин маңызы бир түрдүн бардык особдору бирдей кариотипке ээ.
Кариотип – организмдин хромосомалык «паспортунун» бир түрү, ал организмдин жетилген соматикалык клеткаларында болгон хромосомалардын саны, алардын өлчөмү жана структуралык өзгөчөлүктөрү менен аныкталат:
- хромосома колунун узундугунун катышы;
- андагы центромерлердин абалы;
- экинчи таркатуулардын жана спутниктердин болушу.
Ар түрдүү түрлөргө таандык индивиддер аргындашпайт. Эшек менен жылкынын, жолборстун жана арстандын тукумун алуу мүмкүн болсо да, анда түр аралык гибриддер тукумдуу болбойт. Себеби генотиптин жарымы бирдей эмес жана хромосомалардын ортосундагы конъюгация болбойт, ошондуктан гаметалар пайда болбойт.
Сүрөттө: качыр - эшек менен бээнин тукумсуз гибриди.
Изилдөө объектиси - кариотип
Адамдын кариотип 46 хромосома менен берилген. Изилденген түрлөрдүн көпчүлүгүндө хромосомаларды түзүүчү ядродогу жеке ДНК молекулаларынын саны 12–50 диапазонго туура келет. Бирок өзгөчөлүктөр бар. Дрозофила мөмө чымынынын клетка ядросунда 8 хромосома бар, ал эми Лепидоптера тукумунун кичинекей өкүлү Лисандрада диплоиддик хромосома топтому бар.380.
Конденсацияланган хромосомалардын электрондук микрографы, алардын формасын жана өлчөмүн баалоого мүмкүндүк берет, кариотипти чагылдырат. Генетикалык критерийди изилдөөнүн алкагында кариотипти талдоо, ошондой эле кариотиптерди бири-бири менен салыштыруу организмдердин түрүн аныктоого жардам берет.
Эки түр бир болгондо
Көрүү критерийлеринин жалпы өзгөчөлүгү - алар абсолюттук эмес. Бул алардын бирин гана колдонуу так аныктоо үчүн жетишсиз болушу мүмкүн дегенди билдирет. Сыртынан бири-биринен айырмаланбаган организмдер ар кандай түрлөрдүн өкүлдөрү болушу мүмкүн. Бул жерде морфологиялык критерий генетикалык критерийге жардамга келет. Кош мисалдар:
- Бүгүнкү күндө кара келемиштердин эки түрү белгилүү, алар мурда тышкы иденттүүлүгүнөн улам бир деп аныкталган.
- Безгек чиркейлеринин кеминде 15 түрү бар, аларды цитогенетикалык анализ аркылуу гана айырмалоого болот.
- Түндүк Америкада табылган крикеттердин генетикалык жактан ар башка, бирок фенотиптик жактан бир түргө тиешелүү 17 түрү.
- Канаттуулардын бардык түрлөрүнүн арасында 5% эгиздер бар деп эсептелет, аларды идентификациялоо үчүн генетикалык критерийди колдонуу зарыл.
- Кариологиялык анализдин аркасында тоо бовиддеринин систематикасындагы башаламандыктар жоюлган. Кариотиптердин үч түрү аныкталган (муфлондор үчүн 2n=54, аркарлар жана аркарлар үчүн 56, уриалдар үчүн 58 хромосома).
Кара келемиштердин бир түрүндө 42 хромосома бар, экинчисинин кариотипинде 38 ДНК молекуласы бар.
Бир көрүү экиге окшош болгондо
Ареалынын аянты жана особдорунун саны чоң түр топтору үчүн, алардын ичинде географиялык обочолонуу иштегенде же особдор кеңири экологиялык валенттүүлүккө ээ болгондо, ар кандай кариотиптерге ээ особдордун болушу мүнөздүү. Мындай көрүнүш түрдүн генетикалык критерийиндеги өзгөчөлүктөрдүн дагы бир варианты болуп саналат.
Балыктарда хромосомалык жана геномдук полиморфизмдин мисалдары көп кездешет:
- асан-үсөн форельде хромосомалардын саны 58ден 64кө чейин өзгөрөт;
- 52 жана 54 хромосомалуу эки кариоморф Ак деңиз сельд балыгында табылган;
- 50 хромосоманын диплоиддик топтому менен, күмүш сазан балыктарынын ар кандай популяциясынын өкүлдөрү 100 (тетраплоиддер), 150 (гексаплоиддер), 200 (октаплоиддер) хромосомаларга ээ.
Полиплоиддик формалар өсүмдүктөрдө (эчки талында) жана курт-кумурскаларда (эчкилер) да кездешет. Үй чычкандары менен гербилдердин хромосомаларынын саны ар кандай болушу мүмкүн, диплоиддик топтомдун эселенген саны эмес.
Кариотип эгиздер
Ар кандай класстардын жана типтердин өкүлдөрүнүн хромосомаларынын саны бирдей болгон кариотиптери болушу мүмкүн. Бир эле үй-бүлөнүн жана тукумдун өкүлдөрүнүн арасында мындай кокустуктар алда канча көп:
- Гориллалар, орангутандар жана шимпанзелерде 48 хромосомалуу кариотип бар. Сырткы көрүнүшү боюнча айырмалар аныкталган эмес, бул жерде нуклеотиддердин тартибин салыштыруу керек.
- Түндүк Америка бизондору менен европалык бизондордун кариотиптериндеги бир аз айырмачылыктар. Экөө тең диплоиддик топтомдо 60 хромосомага ээ. Эгер генетикалык критерийлер боюнча гана талданса, алар бир түргө ыйгарылат.
- Генетикалык эгиздердин мисалдары өсүмдүктөрдө, өзгөчө үй-бүлөлөрдүн ичинде да кездешет. Талдардын арасындаал тургай түр аралык гибриддерди алууга да болот.
Мындай түрлөрдүн генетикалык материалындагы тымызын айырмачылыктарды ачуу үчүн гендердин ырааттуулугун жана алардын кирүү тартибин аныктоо керек.
Мутациялардын критерийдин анализине тийгизген таасири
Кариотип хромосомаларынын саны геномдук мутациялардын натыйжасында өзгөрүшү мүмкүн - анеуплоидия же эуплоидия.
Кариотипте анеуплоидия пайда болгондо, бир же бир нече кошумча хромосома пайда болот жана хромосомалардын саны да толук кандуу индивиддикинен аз болушу мүмкүн. Мындай бузуунун себеби гаметалардын пайда болуу стадиясында хромосомалардын ажырабашы болуп саналат.
Сүрөттө адамдын аневлоидиясы (Даун синдрому) көрсөтүлгөн.
Хромосомалардын саны азайган зиготалар, эреже катары, майдалабайт. Ал эми полисомдуу организмдер ("кошумча" хромосомалары бар) жашоого жөндөмдүү болушу мүмкүн. Трисомия (2n+1) же пентасомия (2n+3) учурда хромосомалардын так саны аномалияны көрсөтөт. Тетрасомия (2n+2) генетикалык критерийлер боюнча түрдү аныктоодо чыныгы катага алып келиши мүмкүн.
| Мутация | Мутациянын маңызы | Түрдүн генетикалык критерийине таасири |
| Тетрасомия | Кариотипте кошумча жуп хромосома же эки гомолог эмес кошумча хромосома бар. | Ушул критерий боюнча гана талданганда, бир организм дагы бир жуп хромосома бар деп классификациялоого болот. |
| Тетраплоидия | Кариотиптеар бир жуптан эки эмес, төрт хромосома бар. | Бир эле түрдүн полиплоиддик сортунун ордуна организм башка түргө ыйгарылышы мүмкүн (өсүмдүктө). |
Кариотиптин көбөйүшү - полиплоидия - ошондой эле мутант кариотип хромосомалардын бир нече диплоиддик топтомдорунун суммасы болгондо изилдөөчүнү адаштырышы мүмкүн.
Критерийлердин татаалдыгы: кармалбай турган ДНК
Бурулбаган абалда ДНК тилкесинин диаметри 2 нм. Генетикалык критерий жука ДНК молекулалары кайра-кайра спиралдашып (конденсацияланып) жана тыгыз таякча сымал структураларды - хромосомаларды чагылдырган клетканын бөлүнүшүнө чейинки мезгилде кариотипти аныктайт. Хромосоманын орточо калыңдыгы 700 нм.
Мектеп жана университет лабораториялары адатта аз чоңойтуучу микроскоптор менен жабдылган (8ден 100гө чейин), алардагы кариотиптин деталдарын көрүү мүмкүн эмес. Жарык микроскоптун чечүүчү күчү, андан тышкары, эң кыска жарык толкунунун узундугунун жарымынан кем эмес объектилерди ар кандай, ал тургай эң чоң чоңойтууда да көрүүгө мүмкүндүк берет. Эң кичине толкун узундугу кызгылт көк толкундар үчүн (400 нм). Бул жарык микроскопунда көрүнгөн эң кичинекей объект 200 нмден болоорун билдирет.
Боёлгон конденсацияланган хроматин булуттуу жерлерге окшошуп, хромосомалар деталдары жок көрүнүп калат экен. Чечимдүүлүгү 0,5 нм болгон электрондук микроскоп ар кандай кариотиптерди так көрүүгө жана салыштырууга мүмкүндүк берет. Жип сымал ДНКнын калыңдыгын (2 нм) эске алсак, мындай аппараттын астында аны так айырмалоого болот.
Мектептеги цитогенетикалык критерий
Жогоруда айтылган себептерден улам түрдүн генетикалык критерийи боюнча лабораториялык иштерде микропрепараттарды колдонуу туура эмес. Тапшырмаларда электрондук микроскоптун астында алынган хромосомалардын сүрөттөрүн колдоно аласыз. Сүрөттө иштөө ыңгайлуу болушу үчүн жеке хромосомалар гомологдук жуптарга бириктирилип, ирети менен жайгаштырылат. Мындай схема кариограмма деп аталат.
Лабораториялык тапшырма
Дайындоо. Кариотиптердин берилген фотосүрөттөрүн карап чыгып, аларды салыштырып, особдордун бир же эки түргө тиешелүүлүгү жөнүндө тыянак чыгаргыла.
Лабораториялык салыштыруу үчүн кариотиптердин сүрөттөрү.
Тапшырма үстүндө иштөө. Ар бир кариотиптин фотосүрөтүндөгү хромосомалардын жалпы санын эсептеңиз. Эгерде алар дал келсе, аларды сырткы көрүнүшү боюнча салыштырыңыз. Эгерде кариограмма көрсөтүлбөсө, эки сүрөттө тең орто узундуктагы хромосомалардын эң кыскасын жана эң узунун табыңыз, аларды центромерлердин өлчөмүнө жана жайгашкан жерине жараша салыштырыңыз. Кариотиптердин айырмасы/ окшоштугу жөнүндө корутунду чыгарыңыз.
Тапшырмага жооптор:
- Эгер хромосомалардын саны, өлчөмү жана формасы дал келсе, анда генетикалык материалы изилдөө үчүн берилген эки инсан бир түргө таандык.
- Эгер хромосомалардын саны эки эсе ар башка болсо жана эки сүрөттө тең бирдей өлчөмдөгү жана формадагы хромосомалар бар болсо, анда индивиддер бир түрдүн өкүлдөрү болушу мүмкүн. Булар диплоиддик жана тетраплоиддик кариотиптер болот.форма.
- Эгер хромосомалардын саны бирдей болбосо (ал бир же экиге айырмаланат), бирок жалпысынан эки кариотиптин хромосомаларынын формасы жана өлчөмү бирдей болсо, анда биз хромосомалардын нормалдуу жана мутанттык формалары жөнүндө сөз болуп жатат. ошол эле түр (аневлоидия кубулушу).
- Хромосомалардын ар кандай саны, ошондой эле өлчөмү жана формасынын мүнөздөмөлөрүнүн дал келбегендиги менен критерий берилген индивиддерди эки башка түргө таандык кылат.
Чыгармада генетикалык критерийдин негизинде особдордун түрлөрүн аныктоо мүмкүнбү же жокпу, көрсөтүү талап кылынат (жана ал гана).
Жооп: бул мүмкүн эмес, анткени ар кандай түр критерийи, анын ичинде генетикалык да өзгөчөлүктөргө ээ жана аныктоонун туура эмес натыйжасын бериши мүмкүн. Тактыгына форманын критерийлеринин топтомун колдонуу менен гана кепилдик берүүгө болот.
