Təkamül biologiyası
Təkamül nəzəriyyəsi və biologiyası olduqca böyük və dərin mövzudur bununla yanaşı biologiyanın ən geniş sahələrindən biridir . Dünyanın və yaşamın əmələ gəlməsinin əsas və təməl nəzəriyyələrindən biridə təkamül nəzəriyyəsidir. Lakin bir çox insanlar bu haqda səthi məlumatları olduğu üçün bu nəzəriyyəni inkar edirlər. Buna görədə ilk öncə təkamül biologiyasına aid hər mövzunu dərindən və incəliklərinə kimi izah edilən məqalələri paylaşacam. Belə ki təkamülün mahiyyəti yaranması növəmələgəlmə mexanizması, təkamülün riyazi mexanizması, təkamülün tarixi və daha sonra əsas və təməl bilgilərdən canlıların və insanın təkamül biologiyasını daha dərindən öyrənməmizə yardımcı olacaq.
I Bölmə • Təkamülə giriş, Təkamül nədir?
Qısa desək, təkamül populyasiya içində gen və xüsusiyyətlərin paylanmasının nəsillər içərisində dəyişməsidir. Buna görə də təkamülün əsas anlayışları:
Populyasiya: təkamül zamanı dəyişkənliyə uğrayan cins deyil ,populyasiyalardır. yəni tək bir cins tutaq ki pişik təkamül edə bilməz çünki bunun üçün uzun bir müddət lazımdır. Buna görədə təkamül ancaq bir növün cinslərinin əmələ gətirdiyi populyasiyalarda bir nəsilin əvvəlki nəsillərə nisbətən fərqli dəyişikliklərin ortaya çıxmasıdır.
Nəsillər içərisindəki dəyişkənlik: təkamüldən danışmaq üçün ən az bir nəsil keçməlidir. Yəni bir növün öz ömrü boyu keçirdiyi dəyişkənliklər təkamül deyil, inkişafdır. Bununla yanaşı təkamül anlayışını daha dəqiq qavramaq üçün bir neçə ünsür vardır.
Gen və dəyişkənliklərin paylanması: təkamüldə bir növ mütləq başqa bir növə çevrilmir. Yəni təkamül zamanı dəyişən populyasiyadaki genlərin paylanmasıdır. Məsələn , uzunboyluluq bir nəsildən digərinə keçərkən 5 %dən 7%dək dəyişirsə bu təkamül sayılır. Növəmələgəlmə təkamülün qaçınılmaz nəticəsidir. Lakin təkamül sadəcə növəmələgəlmə ilə baş verməyədə bilər. Bununla yanaşı təkamülü daha dəqiq qavramaq üçün bir neçə anlayış vardır:
Canlılıq: təkamülün getməsi üçün canlılıq əsas faktor deyil. Belə ki cansız bioloji varlıqlarda təkamül edə bilər. Məsələn , viruslar canlı deyil lakin təkamül edə bilirlər. Bununla belə bildiyimiz kimi həmçinin texnoloji geoloji kimyəvi və astrolojik təkamüldə mövcuddur. Buda o deməkdir ki, təkamülün baş verməsi üçün canlılıq xüsusiyyəti vacib ünsür deyil.
Növəmələgəlmə və Makrotəkamül: bəzən təkamülü bir növün digər növə çevrilməsilə izah edirlər. Lakin bu yanlış fikirdir. Növün əmələgəlməsi təkamülün nəticəsidir. Yəni populyasiya daxili gen və xüsusiyyətlərin paylanmasının nəsillər içərisində dəyişməsi və uzun müddət ərzində fərqli mühit şərtləri altında yığılaraq növü əmələ gətirir. Mikrotəkamül müəyyən vaxt ərzində makrotəkamülü əmələ gətirir. Təkamül əsasən qısa müddət ərzində genotipik dəyişkənliyə uzun müddət ərzində isə bu genotipik dəyişkənliklər isə fenotipik dəyişkənliyə çevrilir.
Fosil qalıqlar və keçid növlər: təkamülün isbatı genlər üzərindən olunur, fosil qalıqları və keçid növlərin olması ilə deyil. Düzdür fosillər və keçid növlər makrotəkamülü mübahisəsiz isbatına sübutdur. Ancaq təkamülün olduğunu sadəcə genetik informasiyalardan riyazi təkamül sahəsindən yola çıxaraqda isbatlaya bilərik.
- Təkamül bir nəzəriyyədir yoxsa qanun?
Təkamül bir təbiət hadisəsi və ya qanunudur. Biz bunu qəbul etsəkdə etməsəkdə təkamül var , işləyir, təbiətin canlıların və yaşamın dəyişməsində iştirak edir. Yəni yer üzündə yaşam müddəti davam etdikcə, canlı populyasiyaların nəsillər içərisində gen və dəyişkənliklərin paylanması məcburidir. Bunada təkamül deyilir. Və bu sahəni öyrənən təkamül biologiyası təkamülün necə ,hansı yollarla, hansı şəraitdə , canlıların gen və xüsusiyyət dəyişkənliyinin hansı səbəblərdən əmələ gəlməsini öyrənir. Və bu sahə yəni təkamül biologiyası müxtəlif nəzəriyyələri özündə birləşdirir. Məsələn , nukleotidlər üzərində mutasiyaların paylanmasını öyrənən nəzəriyyə neytral təkamül nəzəriyyəsidir. Təkamülün ekoloji əlaqəsini öyrənən nəzəriyyə seçmə nəzəriyyəsidir. Hansı ki, bu nəzəriyyə altında bir neçə teoriya öyrənilir: hansı nəsillərin gələcək nəsilləri əmələ gətirəcəyini araşdıran teoriya təbii seçmə teoriyası, cinsi seçmə və.s hətta cinsi seçmə özüdə bir neçə alt- teoriyadan ibarətdir: qızıl kraliça teoriyası, itmiş xüsusiyyətin seçilməsi teoriyası və.s Beləliklə, bu teoriyaların hər biri fərqli təbiət qanunlarını araşdırır və birlikdə bu qanunları açıqlayır. Məsələn, təbii seçmə və cinsi seçmə əsasən bir birini tarazlaşdırıcı qüvvələr vasitəsilə işlədiyini bilirik. Bütün bu teoriyalar özlərini təbiətdə doğruldur, gücləndirir və inkişaf etdirir. Bunlar hipotezlər vasitəsilə açıqlanır. Yəni hipotezlər test olunur, doğrulanır və yaxud da yanlışlanır. Bu zaman yanlış teoriyalar tərk edilir , doğru teoriyalar isə bir neçə dəfə daha yoxlanılır , araşdırılır və doğruluğu gücləndirilir. Beləliklə , uzun sözün qısası , teoriyalar qanunları açıqlayır, izah edir və doğruluğunu gücləndirir.
1.2 Təkamül hansı şərtlər altında yaranır ? Təkamül ilə inkişafın fərqi
Bəzən təkamül və inkişaf anlayışları qarışdırılır və yaxud eyniləşdirilir. Lakin bu belə deyil. İlk olaraq qeyd etmək istəyirəm ki, təkamül daha geniş və olduqca böyük bir qavramdır. Hansı ki, təkamülün baş verməsi və onun mexanizması daha mürəkkəbdir. İnkişaf isə daha sadə mexanizmə malikdir. Belə ki, təkamülün baş verməsi üçün ən azı bir nəsil lazımdır. Lakin inkişaf tək bir canlı fərdin böyüməsi, çoxalması və.s kimi həyati proseslərin məcmusudur. Yəni təkamül zamanı əmələ gələn dəyişkənliklər nəsillər içərisində genlər vasitəsilə xüsusiyyətlərin dəyişməsidir, ancaq inkişaf isə bir fərdin ömrü boyu yaşadığı fizioloji dəyişkənliklərdir. Buna görədə təkmül və inkişaf anlayışları bir birindən qəti surətdə fərqlənir.
∆ Təkamüldən bəhs etmək üçün bir neçə əsas sturuktur anlayış vardır:
1. Populyasiya: təkamülün baş verməsi üçün tək bir varlıqdan deyil , bir birinə bənzəyən bir neçə varlıqların əmələ gətirdiyi populyasiyalar lazımdır. Çünki , yuxarıda qeyd etdiyimiz kimi tək bir fərdin ömrü boyu yaşadığı dəyişikliklər təkamül deyil, inkişafdır. Digər tərəfdən insan populyasiyalarının hər nəsildə saç rənginin və ya dəri rənginin dəyişilməsi, orqanların quruluşu və formasının, yeni nəsildə əmələ gələn dəyişilmələr bir sözlə insanların ortalama fizioloji xüsusiyyətlərinin (boy , dəri rəngi və bir sıra fizioloji dominant əlamətlər) hər nəsildə dəyişməsi , müəyyən xəstəliklərin hər yeni nəsildə görülmə faizi və.s təkamül hesab olunur. Buradan aydın olur ki, təkamülün baş verməsi üçün əsas şərtlərdən biri populyasiyanın olmasıdır.
2. Növ müxtəlifliyi: populyasiyadan əlavə, bu populyasiyanı əmələ gətirən fərdlər bir birinin kopyası olmamalıdır. Və təbii ki, bu belədə olmur. Çünki bir populyasiya daxilində bütün fərdlər bir birinin kopyası olarsa (ki, bu heç zaman belə ola bilməz ,mütləq ki onlar ən kiçik xüsusiyyət belə olsa bir birindən fərqlənəcəklər) bu zaman populyasiyanın hər bir xüsusiyyətinin ortalaması hər bir fərddə eyni olacaq. Belə olan halda növ nüxtəlifliyi əmələ gəlməz və biz burada təkamüldən söz edə bilmərik. Bunula yanaşı həmçinin təkamülün baş verməsi üçün dəyişkənliklərin digər nəsillərədə ötürülməsi qabiliyyəti də olmalıdır ki, növ müxtəlifliyi əmələ gəlsin.
3. Seçmə: seçmə populyasiya içindəki fərdlərin qalıcı xüsusiyyətlərinin uyğunlaşma bacarığı qavramına bağlı bir anlayışdır. Bioloji təkamüldə seçmə, yaşamaq uğrunda mübarizə ( təbii seçmə) və çoxalma qabiliyyəti ( cinsi seçmə) üzərindən izah olunur. Yəni canlının təkamülü mütləq yaşamaq uğrunda mübarizə və cinsi qabiliyyətin təsiri ilə baş verir.
1.2 Modern sintez və təkamülün genetik bazası. Modern təkamül nəzəriyyəsinin 16 təməl qanunu.
Çarlz Darvinin “Növlərin mənşəyi “ əsəri nəşr olunduqdan 1- 2 il sonra elmi cəmiyyətdə böyük mübahisələrə səbəb oldu. Nəhayət 10 il aradan sonra dünya miqyasında elm insanlarının çoxu təbiətdəki təkamül nəzəriyyəsini və bunu izah edən Darwinin Təkamül nəzəriyyəsi , canlı növlərini və dəyişkənliyini qəbul etdilər
Sonradan, 1900-cü ildə Hugo de Vries tərəfindən Mendel genetikasının yenidən kəşf edilməsi ilə elm adamları qısa bir şəkildə Biometriklərə və Mutasiyacılara bölündülər, lakin qısa müddət sonra Tomas Morgan Hunt, Sergey Çetverikov, Theodosius Dobzhansky, Ledyard Stebbins, George Gaylord Simpson, Ronald Fisher JBS Haldane və Ernst Mayr kimi böyük təkamülçü bioloqların tədqiqatları sayəsində bu qütblər ortaq məxrəc üzərində bir araya gətirildi və Modern Sintez quruldu. Bu sintez Mendel Genetikasını və Darvinin Təkamül nəzəriyyəsini tamamilə dəstəklədiyini və birləşdirdiyini bütün Yer kürəsinə sübut etdi. Bu dərnəkdən populyasiya genetikası müasir elmin ən güclü sahələrindən biri olaraq işləməyə davam edir və bütün növlərin, o cümlədən bizlərin də haradan gəldiyini, necə yarandığını və indi necə dəyişdiyini izah edə bilir.
Müasir Sintezin digər bir faydası təkamül nəzəriyyəsinin yalnız Darvinin fikri olmadığını göstərdi. Bu, nəzəriyyənin inkişaf etdirə biləcəyini, yeni biliklərlə dəstəkləndiyini və təkamül biologiyasının həqiqi bir elm olduğunu göstərdi. Darvinin nəzəriyyəsi bunun yeni növlərin əmələ gəlməsinə və şaxələndirilməsinə imkan verən bir proses olduğunu irəli sürdüyündən 1920-ci ildən bəri təkamülün təbiət qanunu olduğunu qəbul etməyən bir alimi tapmaq demək olar ki, mümkün deyildi. Eyni vəziyyət bu gün bu şəkildə davam edir; çünki təkamül üçün dəlillər və qalıqlar o vaxtdan bəri eksponent olaraq artdı və müzakirə üçün yer buraxmadı.
Bəs bu Müasir Sintez nəticəsində irəli sürülən “təkamülün əsas prinsipləri” nələrdir? Təkamülün təməl prinsipləri 1940-cı illərdən bəri daha inkişaf etdirilmiş, şaxələnmiş və fərqli nöqteyi-nəzərdən dəstəklənsə də, aşağıda sadalayacağımız maddələr bütün elmi ictimaiyyəti əhatə edəcək təkamülün ən əsas və etibarlı prinsipləri olaraq qəbul edilməyə davam edir.
Təkamülün 16 əsas prinsipi:
1) Canlı bir insanın fenotipi (fiziki olaraq müşahidə olunan simvol) onun genotipindən (bir insanın DNT-sindəki genetik yığım) fərqlidir. Fərdlər arasındakı fenotipik fərqlərin bəziləri genetik fərqlərdən, bəziləri ətraf mühitin qarşılıqlı təsirindən yaranır.
2) Bir insanın fenotipinə təsir edən ekoloji amillər onun nəslinə keçərək təsir göstərə bilməz. Başqa sözlə, sonradan əldə edilən dəyişikliklər gələcək nəsillərə ötürülə bilməz. Buna görə də Lamarkın təkamül nəzəriyyəsi səhvdir.
3) İrsi dəyişikliklər gen adlanan hissəciklər nəticəsində yaranır. Genlər bir fərddən digərinə köçürülsə də, mövcudluğunu qoruyur və digər genlərə müdaxilə etmir. Buna görə sintez hipotezi yanlışdır, parçalanma nəzəriyyəsi isə daha etibarlıdır. Bu həm açıq şəkildə ayrıla bilən xüsusiyyətlərə (məsələn, qəhvəyi saçlara və ya sarışın saçlara) və daim dəyişən xüsusiyyətlərə (məsələn, boy, piqment paylanması) aiddir. Genetik müxtəliflik (variasiya) ümumiyyətlə meydana gəlir və bir çox genin tək bir xüsusiyyətə kiçik təsiri nəticəsində dəyişir. Buna çoxbucaqlı miras deyilir.
4) Gen mutasiya edərək dəyişə bilər. Bu mutasiya nisbəti ümumiyyətlə olduqca aşağıdır. Ancaq meydana gəldikdə, allellər adlanan genlərin alternativ formalarını yaradırlar. Bu cür mutasiyaların fenotipik təsiri dəyişməz dərəcədə əlamətdar dərəcədə açıq ola bilər. Bu dəyişkənliyin təsiri rekombinasiya nəticəsində müxtəlif gen bölgələrində (lokus) genləri qarışdırmaqla eksponent olaraq artırıla bilər.
5)Təkamül dəyişikliyi populyasiyalar əsasında baş verən dəyişiklikdir. Ən əsas səviyyədə, bir populyasiyada müəyyən bir genotipi olan canlıların mövcud olma tezliyinin (sıxlığını) dəyişməsini əhatə edir. Populyasiyada bir genotip nəsillər içərisində tədricən işğal etməklə digərini məhv edə bilər. Bu yerdəyişmə mütləq bütün əhali arasında baş vermir, eyni zamanda bəzi yerli bölgələrdə və əhalidə baş verə bilər.
6) Mutasiyaların meydana çıxma tezliyi mutasiyaların özləri üçün populyasiyada kifayət qədər dəyişikliyə səbəb olması üçün çox aşağıdır. Bunun əvəzinə, populyasiya daxilində genotip dəyişiklikləri iki əsas mexanizm nəticəsində baş verir: yaşamaq nisbəti və reproduktiv uğurdan asılı olan gen nisbətlərində təsadüfi dəyişikliklər (genetik sürüşmə) və təsadüfi olmayan dəyişikliklər (təbii və cinsi seçmə). Təbii seleksiya və genetik sürüşmə eyni zamanda, müxtəlif intensivliklərdə bir populyasiyaya təsir göstərə bilər.
7) Hətta az miqdarda təbii seçmənin olması ağlabatan bir müddət ərzində çox böyük bir dəyişiklik yarada bilər. Təbii seçmə, növlər arasında həm kiçik, həm də nəhəng dəyişikliklərin əsas səbəbidir. Bundan əlavə, yeni səviyyələrin ilk səviyyədə ortaya çıxmasına və yayılmasına imkan verən mexanizmdir. Bu xüsusiyyətlərin necə uyğunlaşması təbii seçmə yolu ilə müəyyən edilir.
8) Təbii seçim populyasiyanı orijinaldan tamamilə fərqli bir formaya çevirə bilər. Bunu müəyyən allellərin tezliyini artırmaq və azaltmaqla edə bilər. Bundan əlavə, rekombinasiya (məsələn, keçid) ilə bu genlərin intensivliyi və sahələri dəyişə bilər; Bir xüsusiyyəti təsir edən genlər müxtəlif birləşmələrdə meydana gələ bilər. Beləliklə, yeni fenotiplər meydana gəlir.
9) Mutasiyalar zamanla təbiətdə populyasiyalara yığılır. Beləliklə, bu populyasiyalarda genetik dəyişikliklər baş verir. Bu dəyişkənliklər, xüsusilə ətraf mühit sürətlə dəyişirsə, böyük bir sürətlə inkişaf edə bilər.
10) Müxtəlif coğrafi bölgələrdə növ populyasiyasının simvolları bir-birlərindən genetik baxımdan fərqlidir. Bu fərqlər çox vaxt ekoloji uyğunlaşma nəticəsində yaranır və buna görə də təbii seçmə məhsuludur.
11) Fərqli növlər arasındakı fərqlər və eyni növün fərqli populyasiyaları arasındakı fərqlər çox vaxt çox və çoxlu cinsdə baş verən dəyişikliklərin nəticəsidir. Bunların hər birindəki dəyişikliklər kiçik fenotipik dəyişikliklər yaradır; lakin onların ümumi təsiri çox böyükdür. Belə bir prosesin mövcud olması, növlərarası fərqləndirmə kiçik addımların yığılması ilə meydana gəldiyi fərziyəsini dəstəkləyir
12) Növlər yalnız fenotipik fərqlərə baxaraq müəyyən edilə bilməz. Əksinə, bir-birlərindən fərqli olan və cütləşə bilən orqanizmlərin öz genofondu var. Bu genofondlar növlərin aktiv və ya potensial paylaşa biləcəyi və digər populyasiyalarla paylaşa bilmədiyi gen populyasiyaları olaraq təyin edilə bilər.
13) Spesifikasiya, ümumi bir əcdaddan 2 və ya daha çox növün təkamülüdür. Spesifikasiya ümumiyyətlə coğrafi cəhətdən ayrılmış populyasiyalar arasında izolyasiyadan qaynaqlanır.
14) Canlı orqanizmlər arasında fərqli taksonlarda yerləşdirilən cinslər, ailələr və nəsillər qrupları arasında hamar keçidlər müşahidə olunur. Bu fakt daha yüksək səviyyəli taksonomik qrupların aşağı səviyyəli qruplarda uzunmüddətli və cüzi dəyişikliklərin yığılması ilə meydana gəldiyini göstərir. Yəni bir növdə toplanmağa başlayan fərqlər sonda kifayət qədər vaxt keçdikdə daha böyük fərqlərə səbəb ola bilər. Buna görə bir növün fərqlənməsi tək bir mutasiya hadisəsi ilə baş vermir.
15) Bütün canlılar “Təkamül Ağacı” və ya “Həyat Ağacı” olaraq bilinən bir filogeniya ağacının budaqlarıdır. Onların hamısının ağacdakı müəyyən nöqtələrdə ortaq əcdadları var. Yetərincəqədim zamanlara dönsək görərik ki, mövcud olan bütün canlılar vahid bir əcdaddan inkişaf edib.
16) Fosil qalıqlarında bir çox boşluq var. Bu boşluqların səbəbi fosilizasiya prosesinin çatışmazlıqları və çətinlikləri ilə izah edilə bilər. Ancaq eyni fosil qeydləri açıq-aşkar əcdad olan növlərdən açıq-aşkar nəsillərə çevrilən növlərdən kəsişməli keçidi açıq şəkildə göstərir. Bu qeydlər kütləvi təkamül dəyişikliklərinin kiçik dəyişikliklərin yığılmasının nəticəsi olduğunu təsdiqləyir. Buna görə, aşağı qruplardakı (növlər kimi) fərqlərin uzun müddətli toplanmasının daha böyük qruplardakı (ailə kimi) fərqliliyə səbəb olacağı fikri doğrudur və düzgündür. Başqa sözlə, kifayət qədər vaxt verildikdə, mikrotəkamül asanlıqla makrotəkamülə səbəb ola bilər.
Yazar: Şəbnəm Yusubova
