Genetik (sitogenetik) növ meyarı digərləri ilə birlikdə elementar sistematik qrupları ayırd etmək, növün vəziyyətini təhlil etmək üçün istifadə olunur. Bu yazıda meyarın xüsusiyyətlərini, həmçinin tədqiqatçının onu tətbiq edərkən qarşılaşa biləcəyi çətinlikləri nəzərdən keçirəcəyik.
Baxış nədir
Biologiya elminin müxtəlif sahələrində növlər özünəməxsus şəkildə müəyyən edilir. Təkamül nöqteyi-nəzərindən deyə bilərik ki, növ xarici quruluşda və daxili quruluşda, fizioloji və biokimyəvi proseslərdə oxşarlıqlara malik, qeyri-məhdud çarpazlaşa bilən, münbit nəsillər buraxan və oxşar qruplardan genetik olaraq təcrid olunmuş fərdlərin məcmusudur.
Növ bir və ya bir neçə populyasiya ilə təmsil oluna bilər və müvafiq olaraq bütöv və ya bölünmüş diapazona (yaşayış sahəsi/su sahəsi) malik ola bilər
Növ nomenklaturası
Hər növün öz adı var. İkili nomenklatura qaydalarına uyğun olaraq iki sözdən ibarətdir: isim və sifət. İsim ümumi ad, sifət isə xüsusi addır. Məsələn, "Dandelion officinalis" adında "officinalis" növü "Dandelion" cinsinə aid bitkilərin nümayəndələrindən biridir.
Cins daxilində əlaqəli növlərin fərdləri görünüş, fiziologiya və ekoloji üstünlüklərdə bəzi fərqlərə malikdir. Lakin onlar çox oxşardırsa, onda onların növ mənsubiyyəti karyotiplərin təhlili əsasında növlərin genetik meyarı ilə müəyyən edilir.
Növün niyə meyarlara ehtiyacı var
Müasir adlar verən və canlı orqanizmlərin bir çox növlərini ilk dəfə təsvir edən Karl Linney onları dəyişməz və dəyişkən hesab edirdi. Yəni, bütün fərdlər vahid növ təsvirinə uyğundur və ondan hər hansı sapma növ ideyasının təcəssümündə səhvdir.
19-cu əsrin birinci yarısından etibarən Çarlz Darvin və onun ardıcılları tamamilə fərqli növ konsepsiyasını əsaslandırırlar. Buna uyğun olaraq növ dəyişkən, heterojendir və keçid formalarını ehtiva edir. Növün sabitliyi nisbidir, ətraf mühit şəraitinin dəyişkənliyindən asılıdır. Bir növün varlığının elementar vahidi populyasiyadır. O, reproduktiv cəhətdən fərqlənir və növün genetik meyarlarına cavab verir.
Eyni növdən olan fərdlərin heterojenliyini nəzərə alaraq, elm adamları üçün orqanizmlərin növlərini müəyyən etmək və ya onları sistematik qruplar arasında bölüşdürmək çətin ola bilər.
Növün morfoloji və genetik meyarları, biokimyəvi, fizioloji, coğrafi, ekoloji, davranış (etoloji) - bütün bunlarnövlər arasındakı fərq kompleksləri. Onlar sistematik qrupların təcridini, onların reproduktiv diskretliyini müəyyənləşdirirlər. Və onlardan bir növü digərindən ayırmaq, onların əlaqə dərəcəsini və bioloji sistemdəki mövqeyini müəyyən etmək üçün istifadə edilə bilər.
Növün genetik meyarının xarakteristikası
Bu əlamətin mahiyyəti ondan ibarətdir ki, eyni növün bütün fərdləri eyni karyotipə malikdirlər.
Kariotip orqanizmin bir növ xromosom "pasportudur", bədənin yetkin somatik hüceyrələrində mövcud olan xromosomların sayı, onların ölçüsü və struktur xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilir:
- xromosom qol uzunluğunun nisbəti;
- onlarda sentromerlərin mövqeyi;
- ikinci dərəcəli daralmaların və peyklərin olması.
Müxtəlif növlərə aid olan fərdlər cinsləşə bilməyəcəklər. Eşşək və at, pələng və aslan kimi nəsil əldə etmək mümkün olsa belə, növlərarası hibridlər məhsuldar olmayacaqdır. Bunun səbəbi, genotipin yarılarının eyni olmaması və xromosomlar arasında konyuqasiyanın baş verməməsi, buna görə də gametlərin əmələ gəlməsidir.
Şəkildə: qatır - eşşək və madyanın steril hibrididir.
Tədqiqat obyekti - karyotip
İnsan karyotipi 46 xromosomla təmsil olunur. Tədqiq olunan əksər növlərdə xromosomları əmələ gətirən nüvədəki fərdi DNT molekullarının sayı 12-50 aralığında olur. Lakin istisnalar da var. Meyvə milçəyi Drosophila hüceyrələrin nüvələrində 8 xromosoma malikdir və Lepidoptera ailəsinin kiçik nümayəndəsi Lysandrada diploid xromosom dəsti var.380.
Kondensasiya olunmuş xromosomların forma və ölçülərini qiymətləndirməyə imkan verən elektron mikroqrafı karyotipi əks etdirir. Genetik meyarın öyrənilməsi çərçivəsində karyotipin təhlili, eləcə də karyotiplərin bir-biri ilə müqayisəsi orqanizmlərin növlərini müəyyən etməyə kömək edir.
İki növ bir olduqda
Baxış meyarlarının ümumi xüsusiyyəti onların mütləq olmamasıdır. Bu o deməkdir ki, onlardan yalnız birinin istifadəsi dəqiq müəyyən etmək üçün kifayət olmaya bilər. Zahirən bir-birindən fərqlənməyən orqanizmlər müxtəlif növlərin nümayəndələri ola bilər. Burada morfoloji meyar genetik meyarın köməyinə gəlir. İkiqat nümunələr:
- Bu gün qara siçovulların iki növü məlumdur, onlar əvvəllər xarici kimliklərinə görə bir kimi müəyyən edilmişdilər.
- Ən azı 15 növ malyariya ağcaqanadları var ki, onları yalnız sitogenetik analizlə ayırd etmək olar.
- Şimali Amerikada genetik cəhətdən fərqli, lakin fenotipik olaraq eyni növlə əlaqəli olan kriketlərin 17 növü.
- Bütün quş növləri arasında 5% əkizlərin olduğu güman edilir ki, onların identifikasiyası üçün genetik meyar tətbiq etmək lazımdır.
- Dağ bovidlərinin sistematikasındakı qarışıqlıq karioloji analiz sayəsində aradan qaldırıldı. Üç növ karyotip müəyyən edilmişdir (muflonlar üçün 2n=54, arqarlar və arqarlar üçün 56, uriyalar üçün 58 xromosom).
Qara siçovulların bir növü 42 xromosoma malikdir, digərinin karyotipi 38 DNT molekulu ilə təmsil olunur.
Bir baxış iki kimi olduqda
Arsasının geniş sahəsi və fərdlərin sayı olan növ qrupları üçün, onların daxilində coğrafi təcrid fəaliyyət göstərdikdə və ya fərdlər geniş ekoloji valentliyə malik olduqda, müxtəlif karyotiplərə malik fərdlərin olması xarakterikdir. Belə bir fenomen növün genetik meyarındakı istisnaların başqa bir variantıdır.
Xromosom və genomik polimorfizm nümunələri balıqlarda geniş yayılmışdır:
- göy qurşağı alabalığında xromosomların sayı 58 ilə 64 arasında dəyişir;
- Ağ dəniz siyənəkində 52 və 54 xromosomlu iki karyomorf tapıldı;
- diploid dəsti 50 xromosom olan gümüş sazan balığının müxtəlif populyasiyalarının nümayəndələri 100 (tetraploidlər), 150 (hexaploids), 200 (oktaploidlər) xromosoma malikdirlər.
Poliploid formaları həm bitkilərdə (keçi söyüdü), həm də həşəratlarda (ağlaqlar) olur. Ev siçanları və gerbillərin diploid dəstinin çoxlu deyil, fərqli sayda xromosomları ola bilər.
Karyotip əkizləri
Müxtəlif siniflərin və növlərin nümayəndələri eyni sayda xromosomlu karyotiplərə malik ola bilərlər. Eyni ailə və cins nümayəndələri arasında belə təsadüflər daha çoxdur:
- Qorillalar, oranqutanlar və şimpanzelər 48 xromosomlu karyotipə malikdirlər. Görünüşdə fərqlər müəyyən edilmir, burada nukleotidlərin sırasını müqayisə etmək lazımdır.
- Şimali Amerika bizonunun və Avropa bizonunun karyotiplərində cüzi fərqlər. Hər ikisində diploid dəstdə 60 xromosom var. Onlar yalnız genetik meyarlarla təhlil edilərsə, eyni növə aid ediləcək.
- Genetik əkiz nümunələrinə bitkilər arasında, xüsusən də ailələrdə rast gəlinir. Söyüdlər arasındahətta növlərarası hibridlər əldə etmək mümkündür.
Belə növlərdə genetik materialda incə fərqləri aşkar etmək üçün genlərin ardıcıllığını və onların daxil olma sırasını müəyyən etmək lazımdır.
Mutasyonların kriteriyanın təhlilinə təsiri
Karyotip xromosomlarının sayı genomik mutasiyalar - anevloidiya və ya euploidiya nəticəsində dəyişdirilə bilər.
Kariotipdə anevloidiya baş verdikdə bir və ya bir neçə əlavə xromosom yaranır və xromosomların sayı da tam hüquqlu fərddən az ola bilər. Bu pozuntunun səbəbi gamet formalaşması mərhələsində xromosomların ayrılmamasıdır.
Şəkildə insan anevloidiyası (Daun sindromu) nümunəsi göstərilir.
Azsaylı xromosomlu ziqotlar, bir qayda olaraq, əzməyə başlamır. Polisomlu orqanizmlər ("əlavə" xromosomları olan) yaxşı yaşaya bilər. Trisomiya (2n+1) və ya pentasomiya (2n+3) vəziyyətində tək sayda xromosom anomaliya olduğunu göstərəcək. Tetrasomiya (2n+2) genetik meyarlara görə növlərin müəyyən edilməsində faktiki səhvə səbəb ola bilər.
| Mutasiya | Mutasyonun mahiyyəti | Növün genetik meyarına təsiri |
| Tetrasomiya | Karyotipdə əlavə bir cüt xromosom və ya iki qeyri-homoloji əlavə xromosom mövcuddur. | Təkcə bu meyarla təhlil edildikdə, orqanizm daha bir cüt xromosoma malik kimi təsnif edilə bilər. |
| Tetraploidiya | Karyotipdəhər cütdən iki əvəzinə dörd xromosom var. | Bir orqanizm eyni növün (bitkilərdə) poliploid sortunun əvəzinə başqa növə aid edilə bilər. |
Karyotip çoxalması - poliploidiya - həm də mutant karyotip bir neçə diploid xromosom dəstinin cəmi olduqda tədqiqatçını çaşdıra bilər.
Kriteriya Mürəkkəbliyi: Tutulmayan DNT
Burulmamış vəziyyətdə olan DNT zəncirinin diametri 2 nm-dir. Genetik meyar, nazik DNT molekullarının dəfələrlə spiralləşdiyi (kondensləşdiyi) və sıx çubuq formalı strukturları - xromosomları təmsil etdiyi zaman hüceyrə bölünməsindən əvvəlki dövrdə karyotipi müəyyən edir. Xromosomun orta qalınlığı 700 nm-dir.
Məktəb və universitet laboratoriyaları adətən aşağı böyüdücü (8-dən 100-ə qədər) mikroskoplarla təchiz edilir, onlarda karyotipin təfərrüatlarını görmək mümkün deyil. İşıq mikroskopunun həlledici gücü, əlavə olaraq, istənilən, hətta ən yüksək böyütmədə ən qısa işıq dalğasının uzunluğunun yarısından az olmayan obyektləri görməyə imkan verir. Ən kiçik dalğa uzunluğu bənövşəyi dalğalar üçündür (400 nm). Bu o deməkdir ki, işıq mikroskopunda görünən ən kiçik obyekt 200 nm-dən olacaq.
Məlum olub ki, ləkələnmiş dekondensasiya olunmuş xromatin buludlu sahələrə bənzəyəcək və xromosomlar təfərrüatsız görünəcək. 0,5 nm ayırdetmə qabiliyyətinə malik elektron mikroskop müxtəlif karyotipləri aydın görməyə və müqayisə etməyə imkan verir. Filamentli DNT-nin qalınlığını (2 nm) nəzərə alsaq, belə bir cihaz altında onu aydın şəkildə ayırd etmək mümkün olacaq.
Məktəbdə sitogenetik meyar
Yuxarıda qeyd olunan səbəblərə görə növün genetik meyarına uyğun olaraq mikropreparatların laboratoriya işlərində istifadəsi məqsədəuyğun deyil. Tapşırıqlarda elektron mikroskop altında əldə edilən xromosomların fotoşəkillərindən istifadə edə bilərsiniz. Fotoşəkildə işləməyin rahatlığı üçün fərdi xromosomlar homoloji cütlərə birləşdirilir və ardıcıllıqla düzülür. Belə sxemə karyoqram deyilir.
Misal laboratoriya tapşırığı
Tapşırıq. Karyotiplərin verilmiş fotoşəkillərini nəzərdən keçirin, onları müqayisə edin və fərdlərin bir və ya iki növə aidiyyəti haqqında nəticə çıxarın.
Laboratoriya müqayisəsi üçün karyotiplərin fotoları.
Tapşırıq üzərində işləyirik. Hər bir karyotip fotosundakı xromosomların ümumi sayını hesablayın. Əgər onlar uyğun gəlirsə, onları zahiri cəhətdən müqayisə edin. Əgər karyoqram təqdim edilmirsə, hər iki şəkildəki orta uzunluqlu xromosomlar arasında ən qısa və ən uzununu tapın, onları sentromerlərin ölçüsünə və yerləşdiyi yerə görə müqayisə edin. Karyotiplərin fərqi/oxşarlığı haqqında nəticə çıxarın.
Tapşırığın cavabları:
- Xromosomların sayı, ölçüsü və forması uyğun gəlirsə, genetik materialı tədqiqat üçün təqdim olunan iki fərd eyni növə aiddir.
- Xromosomların sayı iki dəfə fərqlidirsə və hər iki fotoşəkildə eyni ölçüdə və formada xromosomlar varsa, böyük ehtimalla fərdlər eyni növün nümayəndələridir. Bunlar diploid və tetraploid karyotiplər olacaq.forma.
- Xromosomların sayı eyni deyilsə (bir və ya iki ilə fərqlənir), lakin ümumilikdə hər iki karyotipin xromosomlarının forma və ölçüləri eynidirsə, burada söhbət xromosomların normal və mutant formalarından gedir. eyni növ (anevloidiya fenomeni).
- Fərqli sayda xromosomlar, eləcə də ölçü və forma xüsusiyyətlərindəki uyğunsuzluqla meyar təqdim olunan fərdləri iki fərqli növə aid edəcək.
Çıxışda genetik meyar əsasında fərdlərin növlərini müəyyən etməyin mümkün olub-olmadığını göstərmək tələb olunur (və yalnız ona).
Cavab: qeyri-mümkündür, çünki genetik də daxil olmaqla hər hansı növ meyarının istisnaları var və müəyyənləşmənin səhv nəticəsini verə bilər. Dəqiqliyə yalnız formada bir sıra kriteriyalar tətbiq etməklə təmin oluna bilər.
