uabooks.top

Emlékezzetek, mik a plazmidok!? Milyen organizmusok rendelkeznek haploid, diploid, poliploid kromoszómakészlettel? Mi a preadaptácó és az adaptációs potenciál? A természetes szelekció milyen formáit ismeritek? Mik az enzimek (fermentátumok)? Milyen tulajdonságaik vannak? Mi a mimikri? Milyen vegyületeket nevezünk glükoproteideknak?

Az adaptációk kialakulása a molekuláris szerveződési szinten. A molekuláris szinten tárolódik és realizálódik az örökletes információ. (Emlékezzetek, ezt írja le az organizmusok genetikai meghatározottságának megfelelése a környezeti feltételeknek szabálya!) A prokarioták csak egy DNS-molekulával rendelkeznek a magzónában (a nukleoidban), ezért a örökletes információ-készletük az eukarioták haploid kromoszóma-készletének felel meg. Tehát, minden mutáció azonnal megjelenhet a fenotípusukban. Ez növeli az adaptív potenciáljukat, és lehetőséget nyújt gyorsabban alkalmazkodni a környezeti változásokhoz.

Az eukariotáknál az örökletes információ főbb része a magban található. Az eukarioták lehetnek haploidok, diploidok vagy poliploidok. A domináns mutációk azonnal megjelennek a fenotípusban; a recesszívek a heterozigóta állapotban nem jelennek meg, maradnak az örökletes változékonyság sajátos tartalékaként. Ugyanakkor a homozigóta állapotban megjelennek a fenotípusban, hatással lehetnek a szervezet adaptív tulajdonságaira. Az új mutációk következtében az alléi gének mennyisége megnő. Minél több egy gén alléljainak a száma, annál változatosabb egy bélyeg a populációban. Ennek megfelelően kialakulnak az új adaptációk kialakulásának előfeltételei.

A molekuláris szintű adaptációk gyakran kapcsolatban állnak a megfelelő gének aktiválódásával vagy kikapcsolásával, ami a makromolekulák összetételé-

nek változásához vezet, vagy megváltozik a tulajdonságuk. Például, ez történik az emésztő enzimek összetételével és aktivitásával. Az

5. 1. ábrán a faunánk egyik legszebb nappali lepkefaja - a farkasalmalepke (1) - látható, amely megtalálható Ukrajna Vöröskönyvében. Ennek a fajnak a hernyója (2) csak a farkasalma nemzetség levelét képes elfogyasztani. A farkasalma alkaloidokat tartalmaz, amelyek mérgezővé teszik. A farkasalmalepke faj ezzel a specializálódással kerüli el a versengést más fajokkal, de ez behatárolja az elterjedését.

Léteznek organizmusok, amelyek képesek különböző típusú táplálékok elfogyasztására. Az ilyen állatfajokat polifágoknak nevezzük (gör. poly- - sok és phagein — enni) (5. 2. ábra). A polifágia - az ökoszisztémák változásaihoz való alkalmazkodás. (Gondolkodjatok el rajta, miért!) A polifágok sokféle emésztőenzimmel rendelkeznek, de nem mindegyik aktív egyidejűleg. Addig, amíg egy táplálékforrás rendelkezésre áll bizonyos enzimek aktívak. Amint megváltozik a táplálékbázis, más enzimek aktiválódnak.

A molekuláris szinten tapasztalható adaptációk közül fontos jelentőségű a metabolikus szabályozás jelensége - az enzimek aktivitásának csökkenése vagy növekedése a mozgás, a növekedés, a nyugalmi állapot, a fejlődési stádiumok, a levegő oxigéntartama függvényében. Az organizmusok enzimjeinek struktúrájára és funkciójára hatást gyakorolhatnak az abiotikus tényezők is: a hőmérséklet, a páratartalom stb.

Tehát, ha megváltoznak a környezeti körülmények vagy a szervezet új fejlődési szakaszba lép, új metabolikus feladatok jönnek létre, amelyek megoldásához mennyiségi és minőségi változásokra van szükség.

5. 2. ábra. Polifág (mindenevő) állatok: 1-а vöröshangya képes elfogyasztani több száz gerinctelen fajt és azok maradványait, a levéltetvek váladékát, illetve a növényi táplálékot; 2-а folyami rák állatokat és növényeket, illetve azok maradványait fogyasztja; 3 - a dolmányos varjú rovarokkal, halakkal, békákkal, gyíkokkal, rágcsálókkal, madárfiókákkal és madártojással, növényekkel, ételmaradványokkal táplálkozik.

Jó tudni

Az ember tápcsatornájában két amőba faj lehet: Entamoeba coli és a vérhasamőba (£. histolytica). Az előbbi nem ártalmas az egészségre. A vérhasamőba főként a szim-bionta baktériumokat és a táplálékmaradványokat fogyasztja, ilyenkor ez a faj sem ártalmas. Ugyanakkor bizonyos körülmények között (emlékezzetek, melyek ezek) képes enzimeket kiválasztani, amelyek megbontják az ember bélfalát, és vérhast okoznak. Az E. coli ilyen enzimeket nem képez.

Egy másik példa a molekuláris szintű adaptációra - a molekuláris mimikri jelensége, amely néhány parazitára jellemző. A hosszantartó koevolúció során az élősködő és a gazdaszervezet molekuláris felépítése hasonlóvá válik, aminek következtében a gazdaszervezet védelmi reakciói megszűnnek.

A szabályozó gének mutációi előidézhetik az enzimek és más makromolekulák koncentrációjának változását, illetve azok új változatainak megjelenését. így a pontmutációk (a gének nukleotidjainak felcserélődése) új típusú molekulák megjelenéséhez vezet, amelyek biztosítják az új létfeltételekhez való alkalmazkodást. Például, a „fagyálló” glükoproteidek (fehérjékből és szénhidrátokból álló vegyüle-tek) és polipeptidek megjelenése a tengeri csontos halakban lehetőséget nyújt számukra megőrizni az aktivitásukat a fagypont alatti hőmérsékleteken (5. 3. ábra).

A vírusok is képesek molekuláris szintű adaptációra. A mutációk hatására megváltozhat a vírusrészecskék - a virionok - molekuláris összetétele. Emiatt képesek új sejttípusok vagy más fajok megfertőzésére.

Jegyezzétek meg!

A biológiai rendszerek molekuláris szintű adaptációi biztosítják a magasabb szerveződési szintek adaptációinak kialakulását, és a homeosztázis fenntartását szolgálják.

A molekuláris szintű adaptációk főbb irányai:

• a makromolekulák (fehérjék, nukleinsavak) strukturális egységének fenntartása;

• azon rendszerek stabil működésének fenntartása, amelyek biztosítják az anyagcsere folyamatok irányát, sebességét a külső és a belső környezet változásainak, a szervezet szükségleteinek megfelelően;

• az egyes sejtek és a szervezet egészének megfelelő ellátása energiával és a felépítéshez szükséges anyagokkal.

Kulcsszavak és fogalmak

polifágok (mindenevők), a metabolikus szabályozás jelensége.

1. Mivel jellemezhetőek az élő anyag moleku-

__láris szintjén történő adaptációk? 2. Hogyan

hatnak a biológiai rendszerek molekuláris szintjén kialakuló adaptációs folyamatok a magasabb szerveződési szintek (sejt, szervezet, stb.) adaptációinak kialakulására? 3. Hozzatok fel példákat a biokémiai adaptációkra, és jellemezzétek azokat! 4. Magyarázzátok el a „molekuláris mimikri” lényegét! 5. Milyen fő irányai vannak a biológiai rendszerek molekuláris szinten létrejövő adaptációinak?

Hogyan hathat az emésztőenzim készlet az organizmusok további evolúciójára?

Ez a tankönyv anyaga Biológia 11. osztály Osztapcsenko, Bálán