404
7.1. Ekoloji biokimya
7.1.1. Orqanizmin xarici mühit dəyişikliklərinə
uyğunlaşması (adaptasiyası)
Adaptasiya–canlı orqanizmlərin ətraf mühitin dəyişkən
şəraitlərinə uyğunlaşması deməkdir. Bu da onların yaşamasına,
inkişafına, saxlanmasına (hətta artmasına) gətirib çıxarır.
Uyğunlaşma
prosesi
müasir
biologiyanın
ən
əsas
problemlərindən biridir.
Ancaq son zamanlar ədəbiyyat materiallarında adaptasiya
məsələlərinə dair adətən fizioloji, morfoloji cəhətdən
uyğunlaşmalar müzakirə olunur. Uyğunlaşma problemlərinə
yanaşmada
biz
metabolizm
proseslərinin
gedişatını,
hüceyrədaxili mühitin tərkibinin sabitliyini müəyyən edən
biokimyəvi mexanizmlərə diqqəti daha çox yetirmişik.
Biokimyəvi
nöqteyi-nəzərdən
uyğunlaşma,
hüceyrələrdə
makromolekulların
(fermentlərin,
zülalların,
nuklein
turşularının) funksiyalarını özündə saxlayır, molekulların
quruluşunun bütövlüyünü təmin edir. O cümlədən metabolizm
proseslərinin normal getməsi üçün lazım olan bioenergetik
quruluşların bütövlüyünü müəyyən edir.
Bitkilərin uyğunlaşmasına iki əsas amil təsir göstərir–
iqlim və torpaq. Bunlara aiddir: temperatur, işıqlanmanın
intensivliyi, günəşli günün uzunluğu, nəmlik və torpağın
şoranlığı.
Bir çox bitkilər Yerin arktik zonalarında və Şimal en
dairələrinin sərt şəraitlərində yaşamaq qabiliyyətinə malik
olurlar. Onların soyuğa uyğunlaşması hüceyrə şirəsində olan
şəkərlərin miqdarının artması ilə sıx bağlıdır. Soyuğa davamlı
bitkilərdə şəkərlərin miqdarı müxtəlif olur. Adətən onlar üç
şəkərdən–qlükoza, fruktoza, saxarozadan ibarət olurlar. Çox
ehtimal ki, onlar bitkilərin şaxtadan mühafizəsini iki üsulla
təmin edirlər:
405
1)
yüksək osmos təzyiqi ilə, hansı ki, vakuollarda
çoxlu sayda buz kristallarının əmələ gəlməsinə
mane olur;
2)
metabolik effektlə: bu zaman şəkər sitoplazmada
müxtəlif tikinti materiallarına çevrilir və bununla
da əlaqə mühafizə funksiyasını icra edir.
Bir çox bitkilər (ağcaqovaq, qızılağac, üzüm tənəyi və s.)
çay vadisində bitirlər, onların kökləri suya uyğunlaşmış olur.
Müəyyən olunmuşdur ki, belə bitkilərin kökləri, aerob
şəraitlərdən
anaerob
şəraitlərə
keçən
zaman
tənəffüs
sistemlərini dəyişmək qabiliyyətinə malik olurlar. Onları su
basan zaman bitkilərin köklərində oksigen qalmır və Paster
effekti yaranır. Bu zaman qlikoliz prosesi nəticəsində əmələ
gələn piroüzüm turşusu (piruvat) son məhsul kimi etanola
çevrilir. Bu da toksiki məhsul kimi köklərdən suya keçir.
Həmçinin, nəzərdə tutulur ki, bəzi bitkilərdə qlikoliz
prosesində aralıq məhsullar, məsələn, fosfoenolpiruvat, toksiki
etanola yox, başqa zərərsiz məhsullara, məsələn, malat, laktat,
alanin kimi məhsullara çevrilir.
Uyğunlaşmanın başqa forması–kəskin su çatışmamazlığı
şəraitlərində bitən səhra və yüksək dağ bitkilərində öz əksini
tapır. Bu bitkilər quraqlığa, morfoloji və anatomik uyğunlaşma
hesabına davam gətirirlər. Bu cür bitkilərin üst səthi qalın
mumşəkilli qatla örtülü olur: yarpaqları iynələrlə əvəz
olunmuşdur ki, bu da buxarlanmada su itkisini minimuma
endirir.
Bir çox hallofit-bitkilər şoran torpaqlarda bitir (şoran
göllər, dəniz sahilləri, səhra-şoranlıqlar). Hallofitlər yüksək
NaCl qatılığına davamlı olurlar.
Ən şoran torpaqlarda NaCl-un miqdarı 2-6% arasında
olmağına baxmayaraq, onların bəziləri hətta 20%-li NaCl
(xörək duzu) məhlulunda da davam gətirmək qabiliyyətinə
malik olurlar. Bu bitkilərdə duzu daxilə keçirməyən xüsusi
mexanizmlər olur.
406
Hallofitlərdə olduğu kimi quraqlığa davamlı bitkilərdə də
çoxlu
miqdarda
prolin
müşahidə
olunmuşdur:
onun
konsentrasiyası normadan 10 dəfə artıq ola bilər. Hal-hazırda
prolinin yüksək konsentrasiyalarının (qatılığının) quraqlığa və
duza davamlılığa təmin olunma mexanizmi dəqiq müəyyən
edilməmişdir.
Biokimyəvi uyğunlaşma prosesləri geniş həddlərdə
tərəddüd edir–orqanizmin evolyusiyalı dəyişməsi üçün lazım
olan uzun dövrlərdən, saniyələrə qədər dövr edir. Biokimyəvi
uyğunlaşma
sürəti
nöqteyi-nəzərindən
onları
genetik,
akklimatik və dərhal uyğunlaşmalara bölmək olar.
Genetik uyğunlaşma uzunmüddətli prosesdir. O, bir neçə
nəsildə baş verir. Populyasiyalar müxtəlif uyğunlaşma yollarını
istifadə edə bilərlər. Genlərin mutasiyası fermentlərin
aktivliyinin dəyişməsinə gətirib çıxara bilər, belə ki, zülallarda
aminturşuların
yerdəyişkənlikləri
yeni
izofermentlərin
yaranmasına səbəb ola bilər. Bəzi hallarda isə hətta yeni tipli
fermentlərin də əmələ gəlməsinə səbəb ola bilər.
Akklimatizasiya–canlı orqanizmlərin ətraf mühitin bir
neçə dəyişkən parametrlərinə uyğunlaşması prosesidir. Bu
uyğunlaşmanın genetik uyğunlaşmadan əsas fərqi ondadır ki,
belə halda orqanizmin genində kodlaşdırılmış xüsusiyyətləri
istifadə olunur. Metabolizm prosesinin ayrı-ayrı hissələrinin
aktivləşməsi, hüceyrə quruluşlarının yenidən düzülməsi böyük
əhəmiyyət kəsb edir.
Dərhal uyğunlaşma çox tez baş verir və əlbəttə ki, gendə
olan hər hansı bir dəyişikliklərlə bağlı deyildir. Dərhal
uyğunlaşma bəzən fermentlərin aktivliyinin dəyişməsi və ya
əhəmiyyətli dərəcədə fermentlərin biosintezi yolu ilə həyata
keçirilir.
Buna
misal
olaraq,
müxtəlif
qidalı
mühitlərdə
mikroorqanizmlərin yetişdirilməsini göstərmək olar.