2-mavzu Tirik organizmlar to‘g‘risida ta’limot. Hayotning shakll
Muhokamasavollari 1. Oqsilmoddalarningahamiyatinitushuntiring.
2. Sitoplazma organellari va ularning funksiyalari nimadan iborat?
3. Suv va mineral moddalarning organizmlar uchun ahamiyatini yoriting.
4. Aminokislotalar, nuklein kislotalar va ularning organizmlar uchun ahamiyatini tushuntiring.
5. Hayot uchun modda va energiya almashinuvining ahamiyati nimadan iborat?
5-mavzu: Evolyusiya – hayot tarixi.
Reja
1. Hayotningkelibchiqishito’g’risidaginazariyalar: Kreasionizm, hayotningo’zo’zidan (spontan) paydobo’lishi, panspermiya, bioximikevolyusiyanazariyalari.
2. Ilk bor paydo bo’lgan organizmlarning tabiati (tuzilishi). Lamarkning evolyusion nazariyasi. Tabiiy tanlanish yo’li bilan turlarning paydo bo’lishi to’g’risida Ch. Darvin va A.Uolleslar nazariyalari.
3. Evolyusiya to’g’risida hozirgi zamon tushunchalari. Evolyusiyani tasdiqlovchi omillar (poleontologiya), taqqoslovchi embriologiya va bioximiya fanlari.
4. Evolyusiyaning molekulyar tushunchalari.
1. Hayotning paydo bo’lishi to’g’risidagi nazariyalar. Hozirgi kunda hayotning paydo bo’lishi to’g’risida yagona tushuncha yo’q, biroq bu to’g’rida bir necha nazariyalar bo’lib, ular quyidagilardan iboratdir:
a) Ma’lum vaqt davrida hayot ilohiy kuch tomonidan yaratilgan degan nazariya (kreasionizm nazariyasi). Bu nazariyaga ko’ra qachonlardir hayot yer yuzida ilohiy kuch tomonidan yaratilgandir. Teologiya yoki diniy sohadagi barcha olimlarning fikri shudir. 1650 yilda Irlandiyalik arxiyepiskop Asher (Arsha shahri) matematik hisoblab ko’rib dunyo Olloh –toalloh tomonidan eramizgacha bo’lgan 4004 yil oktyabrda yaratilgan deb aytadi. Shu hisobga ko’ra odamzod 23-oktyabr ertalab 9 da yaratilgan. Teologiya sohasida ishlovchi ba’zi bir olimlarning fikricha dunyo va undagi barcha tirik organizmlar har sutkasi 24 kun davom etuvchi 6 sutka ichida Olloh tomonidan yaratilgan deyiladi. Ular dunyoning yaratilishi to’g’risidagi boshqa tushunchalarni mutlaqo tan olmaydilar.
b) Hayotning o’z-o’zidan paydo bo’lishi. Bu nazariya eski Xitoy va Misrda hukmron bo’lib kelgan. Biologiya fanining asoschilaridan biri bo’lgan Aristotel (384-322) shu nazariya asoschilari va tarofdorlaridan biridir. Uning fikricha tabiatda notirik organizmdan asta sekin hayvonlar paydo bo’lgan. Ularning oralig’ida esa hayvonlarga o’xshamagan tirik organizmlar yashagan deydi. Demak, bizning tushunishimizcha Aristotel gepotezasiga ko’ra moddalarning ma’lum bir zarrachalari aktivlik xususiyatiga ega bo’lib, qulay sharoit mavjud bo’lganda ulardan tirik organizmlar paydo bo’lgan. Bu aktiv zarrachalar tuxum hujayrada joylashganligi to’g’risidagi Aristotel fikri to’g’ri, biroq bunday aktiv zarrachalar quyosh yorug’ligida ham bo’ladi degani haqiqatdan uzoqroqdir.
Xristian dinining paydo bo’lishi bilan spontan nazariyasi o’z kuchini yo’qotadi. Shunday bo’lsa ham spontan nazariyasining tarafdorlaridan biri Van Gelmont (1577-1644) uch hafta ichida tajriba o’tkazib sichqonlarni hosil qilganligini yozadi. Uning aytishi bo’yicha sichqonlarning paydo bo’lishida kishilarning terlashi aktiv rol o’ynaydi (terdan sichqon hosil bo’ladi).
Birinchi bo’lib hayotning spontan holda paydo bo’lish nazariyasiga shubha bilan qaragan olim italiyalik vrach Franchisko Rediddir (1688). Uning tasdiqlashicha buzilayotgan go’shtda hosil bo’lgan qurtlar bu pashshalarning lichinkasidir. Franchisko Redidning fikriga ko’ra hayot faqatgina oldingi tirik hayotdan hosil bo’ladi, boshqa xil usul bilan hayotning hosil bo’lishini u tanqid ostiga oladi (biogenez konsepsiyasi). Biroq bu tajribalarning hammasi ham hayotning o’z-o’zidan paydo bo’lishi to’g’risidagi nazariyaning ko’p vaqtlargacha hukm surishiga to’sqinlik qila olgani yo’q.
Anton Levingukning mikroorganizmlar ustida olib borgan tajribalari spontan nazariyasiga juda qo’l keldi, biroq uning mikroskop ostida olib borgan tajribalaridan biogenez nazariyasi tarafdorlari ham ustalik bilan foydalandilar. Bu ikki nazariya tushunchalarini aniqlash maqsadida 1765 yilda Ladzaro Spalansani quyidagi tajribani o’tkazdi. U go’sht va sabzavotni bir necha soat qaynatib, ularni mahkam yopadi va qaynatishdan to’xtatadi. Bir necha kundan keyin ularni ochib tekshirganda hyech qanday tiriklik belgilarini topmaydi. Olim tajribalardan shunday xulosa qiladiki, yuqori temperaturada qaynatib o’rganilgan obyektlarda tiriklik shakllari yo’qoladi, demak ularsiz (tirik organizmlarsiz) hayot paydo bo’lishi mumkin emas.
Hayotning paydo bo’lishi muammosi bilan 1860 yilda Lui Paster shug’ullandi. Lui Paster shu kungacha mikrobiologiya sohasida ko’pgina muammolarni, jumladan pillachilik va vinochilikka xavf solgan bir qancha masalalarni hal qilib bergan edi. Uning ko’rsatishicha bakteriyalar hamma joyda uchraydi va tirik bo’lmagan materiallarni sterilizasiya qilmasa, ular albatta tirik organizmlar bilan zararlanadi deydi. Demak, Lui Paster o’zining tajribalariga asoslanib, biogenez nazariyasining to’g’riligini isbotlab, spontan nazariyasiga zarba beradi.
Biroq biogenez nazariyasi boshqa muammoni tug’diradi. Xo’sh, tirik organizmning hosil bo’lishi uchun tirik organizm kerak bo’lsa, birlamchi tirik organizmning o’zi qanday paydo bo’lgan? Boshqa nazariyalar singari bu nazariya ham o’zining isbotini talab qiladi. Har holda hayot tarixida qanday bir davrda notirik materiyadan tirik organizmlar hosil bo’lishi aniq emas.
v) Stasional holat nazariyasi. Bu nazariyaga ko’ra yer qachonlardir hosil bo’lmagan balki u doimo bo’lgan, shuning uchun unda hayot ilgaridan bo’lgan. Bunda hayot kamdan-kam o’zgargan. O’simlik va hayvon turlari yer yuzida yashagan. Arxiyepiskop Asherning fikricha yerning yoshi 6000 ga teng. Biroq hozirgi zamon olimlarining fikricha yerning yoshi 5000 mlrd.ga tengdir. Paleontologiya ma’lumotlarini ular inkor qilishadi. Bu nazariya qazilma holda topilgan o’simlik va hayvon turlaridan hozirgi kunda yashayotgan hayvonlar kelib chiqish holatini isbotlab berolmaydi.
g) Panspermiya nazariyasi. Bu nazariya hayotning birlamchi holda paydo bo’lish mexanizmini tushuntirishni istamaydi. Ya’ni bu nazariya tarafdorlarining fikricha hayot to’satdan (birdaniga) paydo bo’lgan, shuning uchun buni hayotning paydo bo’lishini tushuntiruvchi nazariya deb atash mumkin emas. Bu nazariyaga ko’ra, hayot galaktikaning turli joylarida va har xil vaqt ichida bir marta yoki bir necha marta paydo bo’lgan bo’lishi mumkin. Ular ana shu fikrlarning tasdig’i sifatida yer yuzining u yoki bu joylarida paydo bo’layotgan noma’lum uchuvchi obyektlarga (N.U.O) va ular bilan go’yoki uchib kelayotgan o’zga sayyoraliklar bilan bo’lgan uchrashuvga asoslanadilar. Shuni aytish lozimki, Amerikalik va sobiq Ittifoq olimlarining koinot sohasidagi tekshirishlarida bizning quyosh sistemamizning biror joyida hayotning borligi to’g’risidagi ma’lumotlar deyarli yo’q.
d) Bioximik evolyusiya nazariyasi. Astronomlar, geologlar va biologlarning hisobicha yerning paydo bo’lganiga 4,5-5 mlrd yil bo’lgan. Ko’pchilik biologlarning tushunchasicha planetamizning hozirgi holati uning dastlabki paydo bo’lgan vaqtiga qaraganda keskin farq qiladi. Dastlabki vaqtlarda uning harorati juda baland 4000-8000 °S bo’lgan va planetaning asta – sekin sovushi natijasida uglerod va qiyin eriydigan metallar to’planishib (kondensasiyalanib) yer po’stlog’ini hosil qilgan. Shunga ko’ra yer yuzasi ochiq (yalang’och) va notekis bo’lgan. Vulkanlarning aktiv harakati natijasida yer po’stlog’i doimo harakatda bo’lib, uning yana sovushi natijasida ular siqilib bo’rtmalar va chuqurliklarni hosil qilgan. O’sha davrlardagi atmosfera hozirgi yer atmosferasiga mutlaqo o’xshamagan.
Yengil gazlar - vodorod, geliy, azot, kislorod va argonlar atmosferadan uzoqlashganlar. Biroq bu elementlardan tashkil topgan oddiy birikmalar planetada qolgan. Bunday oddiy birikmalarga suv, ammiak, uglerod ikki oksidi (SO2) va metanlar kiradi. Yer harorati 100 °S pastga tushmaguncha suv asosan bug’ holatida bo’lgan.
Yerda hayotning paydo bo’lishi shartlaridan biri atmosferada kislorodning bo’lmasligi bo’lgan. Chunki hozirgi zamonda o’tkazilayotgan tajribalar shuni ko’rsatmoqdaki (hayratda qolish mumkin bo’lsa ham), kislorodga boy bo’lgan atmosfera sharoitiga qaraganda, kislorodsiz sharoitda organik moddalarning, tirik moddalarning asosini tashkil qiluvchi oqsil hosil bo’lishi oson kechadi.
A.I.Oparinning (1923) aytishicha yerning birlamchi atmosferasi, hozirgi atmosfera tarkibiday bo’lmagan, balki yuqorida biz bayon qilgan holatda bo’lgan. U yuqorida aytilgan nazariy fikrlarga asoslanib uglevodorodlar va boshqa xil organik moddalar okeanlardagi oddiy birikmalardan hosil bo’lgan bo’lishi mumkin deydi. Ana shu moddalarni hosil bo’lishida kerak bo’lgan energiya quyosh radiasiyasidan olingan (asosan ultrabinafsha nurlar). Bu ultrabinafsha nurlar yer yuzida ozon qavati hosil bo’lganga qadar tushib turgan, ozon qavati hosil bo’lgandan so’ng bu nurlar yer yuziga kamroq tusha boshlagan. Demak, Oparinning fikricha okeanlardagi oddiy birikmalarning turli tumanligi, yer yuzasining qobig’i, yetarli energiyaning bo’lishi, katta vaqt davrlari okeanlarida organik moddalarning asta-sekin to’planishiga va pirovardida, hayotning «birlamchi bulonlari»ning paydo bo’lishiga olib kelgan.
Biroq, bu g’oyalar yangilik emas edi. Chunki 1871 yili xuddi shunga o’xshash fikrni Ch. Darvin ham aytib o’tgan edi.
1953 yilda Stenli Miller bir necha yillar eksperiment o’tkazib dastlabki paydo bo’lgan yer sharoitning modelini tuzgan edi. Energiya bilan ta’minlangan ana shu modelida u juda muhim biologik ahamiyatga ega bo’lgan organik moddalarning sintezini qilgan. Ana shu usul bilan olim bir qancha aminokislotalarni adenin, ribozani va oddiy qandlarni sintez qilgan. Oparin nazariyasi keng jamoatchilik tomonidan qabul qilingan bo’lsa ham, u murakkab organik moddalardan oddiy organizmlarning paydo bo’lish muammosini yechib berganicha yo’q. Hayotning kelib chiqish holatini bioximik evolyusiya nazariyasi aynan yuqorida aytilganday tushuntiradi. Bu fikrni ko’pchilik biologlar qo’llab quvvatlasalar ham, hayotning kelib chiqish detallari to’g’risida ular orasida yagona fikr hozircha yo’q. Oparinning aytishicha notiriklikdan tiriklik hosil bo’lishida asosiy rolni oqsillar o’ynaydi. Oqsil molekulalari kolloid gidrofil komplekslar hosil qilish qobiliyatiga ega bo’lib, ular o’z atrofiga suv molekulalarini biriktirib, qobiq hosil qiladi. Bu komplekslar suv massasidan ajralib suv yuzasida erib, o’ziga xos emulsiyani hosil qiladi. Bu komplekslar bir-birlari bilan birlashib, kolloidlarni suv sharoitidan ajratadi. Bu jarayon kooservasiya deyiladi. Kolloidlarga boy bo’lgan kooservatlar tashqi muhit bilan modda almashinish xususiyatlariga ega bo’lgan bo’lishlari mumkin hamda ular har-xil birikmalarni jumladan kristalloidlarni tanlab yig’ishlari mumkin. Ana shu kooservatlarning kolloid tarkibi ko’pincha tashqi muhit tarkibiga bog’liq bo’lgan bo’lishi mumkin. Turli xil joylardagi ana shunday hosil bo’lgan har-xil tarkibdagi ”bulon” kimyoviy jihatdan bir-biridan farq qiluvchi kooservatlarni hosil kilgan va tabiiy bioximik tanlovga xomashyo yaratib bergan. Keyinchalik kooservatlar tarkibiga kiruvchi moddalar kimyoviy reaksiyaga kirishganlar. Xuddi shunday yo’l bilan kooservatlar metall ionlarini qabul qilib, fermentlarni hosil qilganlar. Kooservatlar bilan tashqi muhit chegarasida lipidlar molekulalari joylashib, hujayra membranalarini hosil qilishgan. Lipid qobig’i kooservatorlarda joylashgan qurilish va qayta tiklanish xususiyatiga ega bo’lgan moddalar molekulalari hammasi birgalikda dastlabki hujayralarni hosil qilgan bo’lishi mumkin. Kooservatlar kattalashgan, keyinchalik ular bo’linib, o’zlariga o’xshash kooservatorlar hosil qilishgan. Keyingilari esa tashqi muhit komponentlarini ko’proq qabul qilishgan. Bu jarayon uzluksiz davom etgan bo’lishi mumkin. Ana shunday birin ketin bo’ladigan hodisalar asta sekin o’z-o’zidan paydo bo’ladigan dastlabki organik moddalar bilan oziqlanadigan primitiv organizmlarning kelib chiqishiga sabab bo’lgan.
Hayotning paydo bo’lishi to’g’risidagi yuqorida bayon etilgan bioximik nazariyani ko’pchilik qo’llasada biroq yaqinda astronom Fred Xayl hayotning yuqorida yozilgan tariqada paydo bo’lishlik fikrini haqiqatga to’g’ri kelmaydigan aqlsiz tushuncha deb atadi. Chunki, deydi u – bu fikr guyoki chiqindi, axlat ustidan o’tgan to’fon Boing 747 samolyotini yig’ishga olib keladi degan tushuncha bilan tengdir.
2. Ilk bor paydo bo’lgan organizmlarning tabiati (tuzilishi). J.B.Lamarkning evolyusion nazariyasi, tabiiy tanlanish yo’li bilan turlarning paydo bo’lishi to’g’risida Ch.Darvin va A.Uolleslar nazariyalari. Poleontologik ma’lumotlarga qaraganda dastlabki organizmlar geterotrof bo’lganlar, chunki dastlabki organik moddalarda saqlangan energiyalardan faqatgina ular foydalana olganlar. Oziqa moddalarni sintezlash uchun kerak bo’lgan kimyoviy reaksiyalar ancha murakkab, shu sababli bu reaksiyalar dastlabki organizmlarda bo’lishi mumkin emas. Asta sekin bioximik reaksiyalar natijasida hosil bo’lgan murakkab organik moddalarning ba’zi birlari yangi hujayra materiallarini sintez qilish uchun kerak bo’lgan energiyani quyosh energiyasidan ola boshlaganlar, Ana shunday moddalarning hujayra tarkibida paydo bo’lishi yangi hujayra materiallarini hosil qilgan. Shu sababli ular tayyor organik moddalarni qabul qilishdan voz kechib hujayralar avtotroflarlarga aylangan. Geterotroflarning uzluksiz ko’payishi natijasida birlamchi oziqa resurslarining so’zsiz kamayishiga olib kelgan, bu esa o’z navbatida avtotrof organizmlarining paydo bo’lishini tezlashtirgan. Dastlabki fotosintezlovchi organizmlar energiya manbai sifatida quyosh radiasiyasidan foydalangan bo’lsalar ham, biroq ularda hali molekulyar kislorod hosil qiluvchi modda almashinish jarayoni bo’lmagan. Taxminlarga ko’ra hozirda yashovchi ko’k-yashil suv o’tlariga o’xshash fotosintez qilib kislorod ajratib chiqaruvchi organizmlar ancha keyinroq paydo bo’lgan. Ana shunday organizmlar paydo bo’lishi bilan asta sekin atmosfera tarkibidagi kislorod orta borgan. Atmosferadagi kislorodning ko’payishi, hamda uning ionlanishi natijasida azon qavati hosil bo’lgan, bu esa o’z navbatida quyoshning ultrabinafsha nurlarining yer yuziga to’g’ridan – to’g’ri tushushini kamaytirgan. Bunday holat yangi murakkab organik moddalar sintezini susaytirgan, biroq shu sharoitda yashashga moslashgan organizmlar shakllarining yashashini va ko’payishini tezlashtirgan. Yuqorida aytilganlarga qaramasdan hozirga qadar hayotning paydo bo’lish sohasidagi muommo uzil kesil hal bo’lgani yo’q va hozirgi zamonda bioximiya sohasida erishilgan katta yutuqlar bu masalani ilmiy asosda tushuntirib berolmaydi.
Hayotning paydo bo’lishini tushuntirishda evolyusion nazariyalar muhim rol o’ynaydi. Evolyusiya deganda organizmlarning asta sekin taraqqiyotini tushunmoq kerak, boshqacha qilib aytganda oldingi oddiy tuzilishga ega bo’lgan organizmlardan asta-sekin ma’lum bir vaqt ichida murakkab organizmlarning kelib chiqishi evolyusiya bo’ladi. Evolyusion tushunchalar Ch. Darvinga qadar kam bo’lgan.
J. B. Lamarkning evolyusion nazariyasi. 1809 yilda Fransuz olimi Lamark organizmlar evolyusiyasining mexanizmi to’g’risida gipoteza yaratdi. Lamarkning evolyusion nazariyasining negizida ikki narsa yotadi.
Birinchisi, organizm qismlarining mashq qilishi va mashq qilmasligi bo’lsa, ikkinchisi olingan belgilarning nasldan naslga o’tishidir. Uning fikricha, tashqi muhitning o’zgarishi organizmlar xulq atvorini o’zgartirishi mumkin xolos. Organlardan intensiv va effektiv foydalanish, shu organni kattalashtiradi, foydalanilmagan organlar esa degenerasiyaga uchrab yo’qolib ketadi (atrofiyaga uchraydi). Lamarkizm nuqtai nazaridan qaraganda jirafa bo’ynining va oyog’ining uzunligi, uning kalta oyoqli va kalta bo’yinli avlodlarining daraxt barglari bilan doimo cho’zilib ovqatlanishlari natijasida paydo bo’lgan va bu belgi keyinchalik nasldan – naslga o’ta boshlagan. Ushbu nazariya suvda suzuvchi qushlar barmoqlari o’rtasidagi pardalar, kambala balig’ining shakl tuzilishini ham shu usulda tushuntiradi. Lamark nazariyasi ko’pchilik tomondan quvvatlanmagan bo’lsada, uning individlarda tashqi muhit ta’sirida fenotipik o’zgarishlar bo’lishi mumkinligi to’g’risidagi fikri maqtovga sazovordir. Masalan, badantarbiya bilan doimo shug’ullanish muskullar hajmini orttiradi, bu fenotipik o’zgarish bo’lsa ham, ular genetik xususiyatga ega emas, organizm genotipiga ta’sir ko’rsatmaydi va nasldan-naslga o’tmaydi. Bu xulosani tasdiqlash maqsadida Veysman sichqonning dumini bir necha avlodlar mobaynida kesib turdi. Shunday qilinganda Lamark nazariyasi bo’yicha qisqa dumli sichqonlar paydo bo’lishi kerak edi. Biroq unday bo’lmadi. Demak, Veysman shunday xulosaga keldiki, tashqi muhit ta’sirida organizmning o’zi tomonidan olingan fenotipik o’zgarishlar jinsiy hujayralarga ta’sir etolmaydi va nasldan naslga berilmaydi.
Tabiiy tanlanish yo’li bilan turlarning paydo bo’lishi to’g’risida Ch. Darvin va A.Uolles nazariyalari. Ch. Darvin 1809 yilda vrach oilasida tug’ildi. U 1831 yilda Janubiy Amerikaning Sharqiy qirg’oqlarining kartasini tuzishga chiqqan «Bigl» harbiy kemasida naturalist sifatida ishtirok etdi. Sayohat 5 yilga mo’ljallangan bo’lib kema Chili qirg’oqlaridan tortib Galapagos orollari, Gaiti, Yangi Zelandiya, Janubiy Afrikani kezib, Falmutga 1836 yil oktyabr oyida qaytib keladi. Shu sayohat davrida Darvin asosan geologik kuzatishlar bilan shug’ullanadi. U 5 hafta Galapagos orollarida bo’lib, uning florasi va faunasi bilan tanishgandan so’ng, bu orollar fauna va florasi materikdagi fauna va flora bilan o’xshashligi uning diqqat e’tiborini tortadi. Ayniqsa, u toshbaqa va chumchuqsimonlar turkumiga kiruvchi vyuroklarning tarqalishi unda qiziqish tug’diradi. U sayohat davrida organizmlarning o’zgaruvchanligi to’g’risida ko’p materiallar yig’adi va turlar o’zgarib turadi degan xulosaga keladi. Angliyaga qaytib kelganidan so’ng amaliyotda parvarish qilinayotgan kaptarlar va uy hayvonlari bilan shug’ullana boshlaydi va sun’iy tanlash konsepsiyasini yaratadi. Biroq tabiatda tanlash qanday bo’lishini u hali tasavvur qila olmas edi. 1778 yilda Tomas Maltus “Aholining ko’payishi” degan kitobini chop ettirib, agar hyech narsa xalaqit bermasdan aholi ko’payib ketaversa dunyo qanday holatga tushib qolishini tushuntirib bergandan so’ng, Ch. Darvin T. Maltus tushunchalarini boshqa organizmlarda taqqoslab ko’ra boshladi. Uning kuzatishicha, u yoki bu organizmlarning o’zidan keyin ko’p nasl qoldirishiga qaramasdan tabiatda ularning soni deyarlik o’zgarmaydi. Darvin bu sohada ko’p materiallar, ma’lumotlar to’playdi, ularni bir-birlari bilan taqqoslaydi va xulosa qiladiki, populyasiya a’zolari ichida ro’y beradigan intensiv raqobat sharoitida aynan shu organizmlarning yashab qolish uchun kerak bo’lgan o’zgarishlar individlarning ko’payish xususiyatlarini oshiradi va ular o’zlaridan keyin ko’proq avlod qoldiradi, organizmlar uchun noqulay o’zgarishlar esa ularning ko’payish imkoniyatlarini pasaytiradi va muvofiq ravishda kam avlod qoldiradi. Aynan shu g’oyalar tabiiy tanlanish yo’li bilan bo’ladigan evolyusiya nazariyaga asos soladi. Darvin shu nazariyani 1839 yilda asoslab beradi.
Tabiatshunos Alfred Rassel Uolles ham o’zining Janubiy Amerika va Janubiy Sharqiy Osiyo orollariga qilgan sayohatidan keyin, Maltus asarlarini analiz qilib tabiiy tanlash sohasida Darvin asoslagan nazariya xulosalarining to’g’riligiga ishonch hosil qiladi.
Uolles 1858 yilda tabiiy tanlanish evolyusiyaga olib kelishi mumkinligi to’g’risidagi nazariyasini 20 betda bayon qilib Ch. Darvinga yuboradi. Bu asr esa Darvinni ruxlantiradi va u 1858 yilning iyulida Uolles bilan birgalikda doklad tuzib, o’zlarining bu g’oyalari bilan Londondagi Linney jamiyati kengashida chiqish qiladilar. Bir yildan keyin, ya’ni 1959 yil noyabrida Darvin «Tabiiy tanlanish yo’li bilan turlarning paydo bo’lishi» degan mashhur asarini chop ettirdi. 1250 nusxada chiqqan bu asar shu kuniyoq tarqalib tamom bo’ladi va bu asarning kishilar ongiga qilgan ta’sirini faqat Bibliyadan keyin ikkinchi o’rinda qo’yish mumkin bo’lgan.
Ch. Darvin va A.Uolleslar evolyusiya yo’llarini qo’yidagicha tasvirlab beradilar:
1) O’zgaruvchanlik hamma o’simlik va hayvon guruhlarida uchraydi va shu sababli ular bir-birlaridan farq qiladi (o’zgaruvchanlikning sababi ularga shu vaqtlar noma’lum edi, biz hozir uni yaxshi bilamiz, o’zgaruvchanlikning negizida mutasiya yotadi).
2) Har bir turga xos tug’iladigan individlar soni ular yashab qolishi va oziqlanishi uchun mo’ljallangan individlar soniga qaraganda ko’p bo’ladi. Tug’ilish yashab qolishiga nisbatan ko’p. Shunga qaramasdan tabiatda har bir turga qarashli individlar soni doimiydir, bu degan so’z har bir avlodga xos bo’lgan individlarning ko’pchiligi halok bo’lib turadi.
3) Demak yashab qolishga nisbatan tug’ilgan individlar soni ko’p ekan, ular orasida ovqat va tashqi muhit uchun doimo keskin kurash va raqobat bo’lib turadi. Bu kurash aktiv yoki passiv bo’lishi mumkin.
4) Ma’lum sharoitda mazkur organizmlarning yashab qolishini yengillashtiruvchi o’zgarishlar, shu sharoitga kam moslashgan boshqa organizmlarga nisbatan ustunlik qiladi. Bu yashash uchun kurashning ayni negizidir.
5) Foydali o’zgarishlar natijasida yashab qolgan (o’lib ketmagan) organizmlar kelgusi avlodni boshlab beradilar, shunday qilib foydali qulay o’zgarishlar kelgusi avlodga beriladi.
Demak avloddan avlodga o’tgan sari tashqi muhitga moslashish kuchayib boradi. Tashqi muhit o’zgarsa, unga moslashgan yangi o’zgarishlar paydo bo’lib boraveradi. Tabiiy tanlanish bir necha yillar davom etsa, oxirgi avlod vakillari dastlabki avlod vakillaridan keskin farq qilib ularga o’xshamay qoladi, bu holda uni alohida turga ajratib o’rganish mumkin. Shu usul bilan bir tur individlaridan bir nechta turlar paydo bo’lishi mumkin.
3. Evolyusiya to’g’risida hozirgi zamon tushunchalari. Evolyusiyani tasdiqlovchi omillar (paleontologik, taqqoslovchi embriologik va bioximik).
Ch. Darvin va A.Uolleslarning evolyusion nazariyasi hozirgi zamon fan yutuqlari (genetika, paleontologiya, molekulyar biologiya, ekologiya, embriologiya) bilan boyitilgan va to’ldirilgan bo’lib, bu nazariya Neodarvinizm deb ataladi. Neodarvinizm bu tabiiy tanlanish yo’li bilan (genetik sabablarga ko’ra) organik evolyusiya nazariyasidir.
Bu sohadagi Darvinning asosiy xizmati - evolyusiyaning mexanizmini aniqlab berganligida edi. Unga qo’ra, tabiiy tanlanish aslida tashqi muhitga ko’proq moslashgan organizmlarning saqlanib qolishidir. Demak Mendel qonuniga ko’ra organizmlarning tashqi muhitga moslashishi natijasida olgan belgilar mustahkamlanib ular kelgusi avlodga genlar orqali beriladi. Tabiiy tanlanish ko’p vaqtni o’z ichiga olishi kerak degan tushunchalar mavjud. Biroq, Santa-Barbare shahridagi Kaliforniya universiteti olimi Djon Endlerning yuzdan ortiq kuzatishlari bo’yicha tabiiy tanlash juda qisqa muddat davrida ham kuzatilishi mumkin ekan. Masalan shaxtalar atrofida o’suvchi ba’zi bir o’t o’simliklar tuproqdagi qo’rg’oshinning yuqori konsentrasiyasiga tolerantligi kuzatilgan (ya’ni shu muhitda yashashga moslashishi). Yoki insonlarda kelgusi avlodga beriladigan ma’lum bir dorilarni qabul qilmaslik xususiyati ham aniqlangan.
Darvin aniqlagan Galapagos orollarida yashovchi vyuroklar evolyusiyasi taxminan 1-5 mln yillar davom etgan deb taxmin qilinadi. Evolyusiyaga olib keluvchi tabiiy tanlanishdan tashqari yana boshqa xil omillar ham mavjud. Shulardan bittasi tasodif o’zgarishidir. Ma’lumki o’zgaruvchanlik negizida gen va xromosomalar mutasiyasi yotadi. Kichik populyasiyalarda muhim rolni ana shu tasodiflar egallaydi. Bir biri bilan chatishadigan populyasiyalar katta bo’lmasa bir yoki bir nechta avlod doirasida genlar chastotasi to’satdan birdan o’zgarishi mumkin. Bunday o’zgarishni genlar dreyfi deyiladi. Galapagos orollaridagi vyuroklar qachonlardir kuchli shamollar natijasida Janubiy Amerikadan kelib shu yerda yashab qolganlar va ular shu yerga moslashib yangi turlarni hosil kilganlar. Yangi turlarning hosil bo’lishi esa evolyusiyaga yaqqol misoldir. Chetverikov, Fisher, Xoldeyn va Raytlar XX asrning 30 yillarida Ch Darvinning evolyusion nazariyasining asosida genetika yotadi yoki boshqacha qilib aytganda evolyusiyaning fundamenti bu genetika hisoblanadi deydilar. Bu olimlar tur ichida qancha turlarning hosil bo’lishi mobaynida genetik jarayonlarni o’zgarishiga katta e’tibor beradilar. Xuddi shu asosda mikroevolyusiya ta’limoti paydo bo’lgan. Demak tur doirasida uch xil o’zgaruvchanlik bo’ladi. 1) Genotipik o’zgaruvchanlik mutasiya natijasida DNK da o’zgarish bo’ladi. 2) Fenotipik o’zgaruvchanlik (rivojlanayotgan organizmda kuzatiladigan aniq o’zgarishlar). 3) Modifikasion o’zgaruvchanlik - turli xil tashqi muhit sharoitlari ta’sirida bo’ladigan o’zgarishlar. Shulardan eng muhimi genotipik o’zgaruvchanlikdir. Bu sohadagi kuzatishlarni N. V. Timofeyev - Resovskiy, N. N. Veromov, A. V. Yablokov olib borganlar. Ular nazariyasining asosiy birligi populyasiya hisoblanadi, vaholanki Lamark nazariyasining negizida organizm yotar edi.
Evolyusiyaning asosini gen va xromosomalarda ro’y beradigan o’zgarishlar (mutasiyalar) tashkil etadi. Bundan tashqari hozirgi zamonda ko’pchilik olimlar tomonidan tan olinadigan evolyusiyaning 5 ta asosiy qonuni mavjud.
1. Har xil davrlarda evolyusiya turli xil tezlikda o’tadi. Hozirgi bizning zamonimizda evolyusiya tez o’tadi, buning misoli qilib ko’pchilik eski shakllarning yo’qolib yangi shakllarning hosil bo’layotganligini olish mumkin.
2. Turli xil tipdagi organizmlar evolyusiyasi turli xil tezlikda o’tadi. Kift oyoqlilarni misol qilib olsak, qo’xna jinslarda qazilma holda topilgan kift oyoqlilarning ba’zi bir vakillari 500 mln yil mobaynida ham mutloq o’zgarmagan. Ular hozirgi kift oyoqlilarga o’xshaydi. Ikkinchi misol odam. Keyingi bir necha yuz ming yil orasida bir necha odam turlari paydo bulib, o’lib ketgan.
3. Yangi turlar eng yuqori rivojlangan, mutaxasislashgan shakllardan emas, balki aksincha nisbatan oddiy tuzilgan mutaxasislashmagan shakllardan tashkil topgan. Masalan sut emizuvchilar katta mutaxasislashgan dinozavrlardan emas, balki kichik mutaxasislashmagan reptiliyalar guruhidan kelib chiqqan.
4. Evolyusiya hamma vaqt ham oddiydan yuksakka (murakkab tuzilishga) tomon boravermaydi. Murakkab shakldan oddiy shaklga aylangan regressiv evolyusiyalar ham tarixda ma’lum. Masalan, ko’pchilik parazitlar ularga nisbatan murakkab tuzilishga ega bo’lgan erkin yashovchi ajdodlaridan kelib chiqqan. Yoki kazuarlarga o’xshash qanotsiz qushlar uchishga moslashgan qushlardan kelib chiqqan, ko’pchilik qanotsiz hasharotlar qanotlilardan, oyoqsiz ilonlar oyoqlari bo’lgan reptiliyalardan kelib chiqqan va hokazo.
5. Evolyusiya ko’pincha populyasiyada tabiiy tanlanish va mutasiya jarayonlari natijasida ro’y berib turadi. Evolyusiyani tasdiqlovchi hozirgi zamon tushunchalari to’g’risidagi ma’lumotlar asosan poleolontologiya, biogeografiya, sistematika, hayvonlar va o’simliklar seleksiyasi, morfologiya, taqqoslovchi embriologiya, taqqoslovchi bioximiya fanlaridan olinadi. Bu fanlar sohasidagi ma’lumotlar hali Darvinga qadar noma’lum edi.
4. Evolyusiyaning molekulyar asoslari. Populyasiyadagi genetik jarayonlarni o’rganish yordamida evolyusiya nazariyasi yanada intensiv rivojlanib bormoqda. Irsiy belgilarning paydo bo’lishida asosiy rolni gen mutasiyasi o’ynaydi va bu mutasiyalar evolyusiyaga olib keluvchi omillar hisoblanadi. Mutasiyalar dominant, resessiv yoki yarim dominant hollarda kuzatilishi mumkin. Resessiv mutasiyalar populyasiyalar genofondida to’planib irsiy o’zgaruvchanlikning rezervi yoki zahirasi bo’lib xizmat qiladi. Ana shu holat Chetverikov tomonidan drozofil pashshalarida o’rganilgan. Uning ta’kidlashicha har bir populyasiyada ko’p miqdorda har xil resessiv mutant genlar bo’ladi. Bu genlar hamma vaqt ham organizmning belgilarida ruyobga chiqavermaydi. Chunki ular normal dominant allell genlar yordamida bosilgan bo’ladi. Qachonki bir xil resessiv mutant genga ega bo’lgan ikkita individ uchrashib avlod qoldirgan taqdirdagina resessiv mutant genlar ruyobga chiqadi. Ana shunday resessiv mutant genlar bo’lishi ham evolyusiyaga olib keladi. Biroq, bu individlarda ularning normal rivojlanishiga xalaqit qiladigan defektlar bo’lmasligi lozim, hamda ularda boshqa individlarga qaraganda ustunlik tomonlari bo’lishi zarur.
Masalan, inbridingda olingan avlodlar faqatgina shu mazkur mutant gen bo’yicha gomozigotali bo’lib qolmasdan, balki xromosomalarida ham o’zgarish bo’ladi. Bu esa evolyusiyaga olib kelmasligi ham mumkin. Gershensonning ta’kidlashicha resessiv mutasiyalarda tabiiy tanlanish kamdan kam bo’ladi. Shu sababli deydi u bu yerda dominant mutasiyalarning ahamiyati beqiyosdir. Dominant mutasiyalar populyasiyalarda 15 % gacha uchraydi va bu ko’rsatkich yildan-yilga saqlanib keladi. Mutasiyalar natijasida paydo bo’lgan yangi belgi va xususiyatlar organizmni yangi sharoitda saqlab qolishda va ko’payishida muhim ahamiyat kasb etadi. Paydo bo’lgan mutasiyalar organizmning adaptiv xususiyatlarini kuchaytirsa unda yangi ekotip paydo bo’ladi. Bu paydo bo’lgan ekotiplardan birortasi turning boshqa populyasiyalaridan ajralsa, bu holatda yangi tur hosil qiladigan tur xillari paydo bo’la boshlaydi. Nuklein kislotalari va oqsillar nuqtali almashish usuli bilan juda sekinlik bilan o’zgaradilar. Makroevolyusiya va turlarning hosil bo’lishida oqsillar sifati, ularning organizmdagi joyi, vaqti va ishi o’zgaradi. Shuning uchun genlar ishlarini tartibga solish muhim kasb etadi.
Lekin bu masala fanda juda kam o’rganilgandir. Organizmning tarixiy rivojlanishi (filogenizm) bilan, uning individual rivojlanishi (ontogenizm) o’rtasida uzviy bog’lanish bor. Ontogenez davrida uning tizim mexanizmi deyarlik o’zgarmaydi. Chunonchi, keyingi 500 mln yil mobaynida turlardan turlar paydo bo’lishi jarayonida tashqi muhit o’zgarib turgan bo’lsa ham umurtqalilardagi asosiy hujayra xillari deyarli o’zgarmagan. Bu jarayonda pozision informasiyaning ta’siri kattadir. Bu atama 1969 yilda L.Volpertom tomonidan qo’llanilgan bo’lib, har bir hujayra o’zida mavjud bo’lgan irsiy (genetik) dasturga muvofiq informasiyani (axborotni) qabul qiladi va organizm tuzilishidagi farqlar uni tashkil qilgan hujayralarga emas aksincha balki ularning organizmda nisbatan joylashishiga bog’liqdir. Pozisiya axborotini yetkazuvchi oqsil molekulalari – morfogenlar mavjud. Ana shu morfogenlar tartibga soluvchi genlar ishini susaytirishi yoki faollashtirishi mumkin.
Morfogenlarning kimyoviy tarkibini bundan 40 yil ilgari Angliyalik matematik Alan Tyuring (1912-1954) hali molekulyar biologiya paydo bo’lgunga qadar yozib qoldirgan edi. Tyuring hattoki, organizmlarni boshqarish sharoitlarini ham ajratib bergan. Uning aytishi bo’yicha hujayralar erkin o’rin almashishi yoki o’zaro ta’sir etib turishi mumkin. ATF gidrolitik yo’l bilan parchalanganda energiya ajralib chiqadi, bu energiya yordamida hujayralarda turli xil jarayonlar bo’lib turadi.
Masalan morfogen maydonlaridagi kichik o’zgarishlar, hamda regulyator genlarning ta’sir etishi vaqti yoki joyi o’zgarsa yangi organizm tizimining o’zgarishiga olib keladi. Bunga misol qilib, inson va shimpaze maymunini olish mumkin. Ularning hujayradagi oqsillari deyarlik bir xil tuzilgan, ya’ni 44 ta oqsillardagi aminokislotalarning birin ketin joylashishidagi farqlar 1 % dan oshmaydi. Shunday qilib oqsillar sintezini tartibga solib turishni oqsillarning o’zi emas, balki tur belgilaydi. Shu sababli genomdagi oddiy o’zgarishlarga nisbatan yo’naltirilgan evolyusiya vaqtni ko’p talab etmaydi. Aniqlanishicha genlar doimiy emas, ular faqatgina mutasiya natijasida genomdagi nukleotidlarning o’rin almashishi yo’li bilan o’zgarib qolmasdan balki bir xromosomalardagi genlarning ko’chishi yoki ularning bir xromosomadan ikkinchi xromosomaga hamda bir organizmdan ikkinchi organizmga o’tish yo’li bilan ham o’zgarishi mumkin. Bu hodisani R. B. Xesina – Lurye (1922-1985) genlarning nodoimiyligi deb atadi (1984 yil).
Genetik elementlar gorizontal bo’yicha o’rin almashib turishi mumkin. Bu jarayondan hozirgi kunda gen injeneriyasida keng foydalaniladi. Ana shu asosda ichak tayoqchalari bakteriyalari yordamida insulin va interferonni sintez qilish usuli yaratildi. Hujayraning hamma funksiyalari 20 xil aminokislotalardan tashkil topgan oqsillarga bog’liq. Oqsillar sintezi esa DNK va RNK orqali bo’ladi. Nuklein kislotalar o’z navbatida to’rt xil nukleotiddan tuzilgan. Bitta oqsil zanjirini sintez qiluvchi DNK zanjirining bir qismiga tizim geni deyiladi. Shu sababli nuklein kislotalari hujayraning qonun chiqaruvchi organi hisoblansa, oqsillar esa uning ijrochi organi hisoblanadi. Evolyusiya jarayonida genlar va mutanosib ravishda ular ishtirokida hosil bo’ladigan oqsillar ham o’zgarib boradi. Organizmlarda evolyusiya molekulyar darajada bo’lib turadi. Biroq shuni aytish kerakki hamma mutasiyalar ham oqsillar funksiyasini o’zgarishiga olib kelishi shart emas, ularning ba’zi birlari neytral bo’ladi. Ya’ni oqsillarni o’zgartirmaydi. Yapon olimi M.Kimuri (1968) asoslagan Evolyusiyaning neytral molekulyar nazariyasi bo’yicha oqsillar evolyusiyasi tezligi populyasiyalar hajmiga bog’liq emas. Ular zanjirining aktiv holatdagi qismi uning asosiy qismiga (kartasiga) qaraganda asta sekin rivojlanadi (evolyusiyasi asta-sekin bo’ladi). Kimuri xulosalari faqat oqsillar va nuklein kislotalari evolyusiyasiga taalluqli bo’lib, bu qoidalarni organizmlarning tabiiy tanlanishiga qo’llash mumkin emas.
Makromolekulalar evolyusiyasi organizmlar evolyusiyasidan farq qiladi. Organizmlarning gomeostazi ko’pchilik zararli mutasiyalarni ruyobga chiqarmaydi yoki neytrallashtiradi. Masalan qandaydir bir mutasiya oqsil-fermentning xususiyatini yomonlashtirsa unda bu ferment substratni (mahsulotni) sustlik bilan qayta ishlaydi. Bu holda organizmning o’zi bu vaziyatni to’g’rilaydi yoki funksiyasi susaytirilgan fermentning miqdorini ko’paytiradi.