Umumiy kelib chiqish

Umumiy kelib chiqish — bu evolyutsion biologiyadagi tushuncha bo'lib, bir turning keyinchalik paydo bo'lgan ikki yoki undan ortiq turning ajdodi ekanligini anglatadi. Zamonaviy evolyutsion biologiyaga ko'ra, barcha tirik mavjudotlar Yerdagi barcha hayotning so'nggi universal umumiy ajdodi (LUCA) deb ataladigan yagona ajdodning avlodlari bo'lishi mumkin.

Umumiy kelib chiqish tur hosil bo'lishining (speciation) natijasi bo'lib, bunda bir nechta turlar yagona ajdod populyatsiyasidan kelib chiqadi. Ikki tur umumiy ajdod populyatsiyasiga qanchalik yaqin davrda ega bo'lgan bo'lsa, ular o'zaro shunchalik yaqin qarindosh hisoblanadi. Hozirda yashayotgan barcha organizmlarning eng so'nggi umumiy ajdodi so'nggi universal ajdod bo'lib, u taxminan 3,9 milliard yil oldin yashagan. Yerdagi hayotga oid eng dastlabki ikki dalil — G'arbiy Grenlandiyada topilgan, yoshi 3,7 milliard yilga teng metach o'kindi jinslardagi biogen deb topilgan grafit hamda G'arbiy Avstraliyada topilgan, yoshi 3,48 milliard yilga teng qumtoshlardagi mikrobial mat qazilmalaridir. Yerdagi barcha hozirgi tirik organizmlar umumiy genetik merosga ega. Biroq, erta evolyutsiya davrida sezilarli darajadagi gorizontal gen ko'chishi sodir bo'lganligi haqidagi taxminlar hayotning monofiliyasi (yagona ajdoddan kelib chiqqanligi) borasida savollar tug'dirmoqda. Barcha tirik hayvonlar uchun umumiy bo'lgan 6331 ta genlar guruhi aniqlangan; ular Prekembriy davrida, 650 million yil oldin yashagan yagona umumiy ajdoddan kelib chiqqan bo'lishi mumkin.

Evolyutsion jarayon orqali universal umumiy kelib chiqish g'oyasi birinchi marta britaniyalik tabiatshunos Charlz Darvin tomonidan uning 1859-yilda chop etilgan «Turlarning kelib chiqishi» (On the Origin of Species) kitobining xulosa qismida ilgari surilgan:

 Tarix 
Barcha tirik mavjudotlarning (shu jumladan, fan tomonidan jonsiz deb hisoblanadigan narsalarning ham) o'zaro bog'liqligi dunyo bo'ylab ko'plab tubjoy xalqlarning dunyoqarashida takrorlanuvchi mavzudir. Keyinchalik, 1740-yillarda fransuz matematiki Pyer Lui Mopertyui (Pierre Louis Maupertuis) barcha organizmlar umumiy ajdodga ega ekanligi va ular tasodifiy o'zgaruvchanlik hamda tabiiy tanlanish orqali turlanganligi haqidagi g'oyaga kelgan.

1790-yilda faylasuf Immanuel Kant o'zining «Hukm qilish qobiliyatini tanqid» (Kritik der Urteilskraft) asarida hayvon shakllarining o'xshashligi umumiy birlamchi turni va shu tariqa umumiy ota-onani nazarda tutishini yozgan.: "Ushbu shakllar orasidagi barcha xilma-xillikka qaramay, ular umumiy arxetip asosida yaratilgandek tuyuladi va ular orasidagi bu o'xshashlik ularning aslida qarindosh ekanligi, umumiy birlamchi onadan hosil bo'lganligi haqidagi shubhamizni kuchaytiradi".

1794-yilda Charlz Darvinning bobosi Erazm Darvin (Erasmus Darwin) quyidagi savolni o'rtaga tashlagan:
Yer mavjud bo'la boshlaganidan beri o'tgan uzoq vaqt mobaynida, ehtimol insoniyat tarixi boshlanishidan millionlab asrlar oldin, barcha issiq qonli hayvonlar hayotiylik baxsh etgan, ta'sirlanishlar, sezgilar, irodaviy harakatlar va assotsiatsiyalar orqali yo'naltirilgan yangi moyilliklarga ega yangi qismlarni orttirish qudratiga ega bo'lgan bitta tirik toladan paydo bo'lganini tasavvur qilish juda dadil bo'lmasmikin? Va shu tariqa u o'zining ichki faolligi bilan takomillashishni davom ettirish hamda bu takomillashuvlarni nasldan-naslga, avloddan-avlodga cheksiz dunyo bo'ylab yetkazish qobiliyatiga ega bo'lganini tasavvur qilish-chi?

Charlz Darvinning umumiy kelib chiqish haqidagi qarashlari «Turlarning kelib chiqishi» asarida ifodalangan bo'lib, unga ko'ra barcha hayot shakllari uchun faqat bitta ajdod bo'lishi ehtimoli yuqori edi:

Shunday qilib, men analogiyadan kelib chiqib, ehtimol bu yerda yashagan barcha organik mavjudotlar hayot birinchi marta nafas olgan qandaydir bitta birlamchi shakldan kelib chiqqan degan xulosaga kelishim kerak.

Ammo u bu mulohazadan oldin shunday deydi: «Analogiya meni yana bir qadam oldinga, ya'ni barcha hayvonlar va o'simliklar qandaydir bitta prototipdan kelib chiqqan degan ishonchga yetaklaydi. Biroq analogiya aldamchi qo'llanma bo'lishi mumkin». Keyingi nashrdaDarwin, C. R. 1860. On the origin of species by means of natural selection, or the preservation of favoured races in the struggle for life. London: John Murray. 2nd edition, second issue, page 466 esa u shunday ta'kidlaydi: «Biz eng oddiy va eng mukammal organlar orasidagi barcha mumkin bo'lgan o'tish darajalarini bilmaymiz; uzoq yillar davomida Tarqalishning barcha xilma-xil vositalarini bilamiz yoki Geologik Solnoma qanchalik nomukammal ekanligini bilamiz deb da'vo qilib bo'lmaydi. Bu qiyinchiliklar qanchalik jiddiy bo'lmasin, mening fikrimcha, ular bir nechta yaratilgan shakllardan keyingi modifikatsiyalar orqali kelib chiqish nazariyasini rad eta olmaydi».

Umumiy kelib chiqish nazariyasi Darvinning nashridan so'ng ilmiy hamjamiyat orasida keng qabul qilindi.Krogh, David. (2005). Biology: A Guide to the Natural World. Pearson/Prentice Hall. p. 323. "O'zgarishlar bilan kelib chiqish g'oyasi Darvinning «Turlarning kelib chiqishi» asari 1859-yilda nashr etilgandan ko'p o'tmay ko'pchilik olimlar tomonidan qabul qilindi. Olimlar buni qabul qildilar, chunki u tirik dunyoning ko'plab qirralarini tushuntirib berardi". 1907-yilda Vernon Layman Kellogg «amalda hech bir nufuzli va tan olingan yutuqlarga ega tabiatshunos kelib chiqish nazariyasiga shubha qilmaydi», deb ta'kidladi.Kellogg, Vernon L. (1907). Darwinism To-Day. Henry Holt and Company. p. 3

2008-yilda biolog T. Rayan Gregori (T. Ryan Gregory) quyidagilarni qayd etdi:

Umumiy kelib chiqish haqidagi umumiy tushunchaga zid keladigan hech qanday ishonchli kuzatuv topilmagan. Shunday ekan, keng ilmiy hamjamiyat evolyutsion kelib chiqishni Darvin davridan beri tarixiy haqiqat sifatida qabul qilgani va uni butun fan olamidagi eng ishonchli tarzda o'rnatilgan va fundamental ahamiyatga ega faktlardan biri deb hisoblashi ajablanarli emas.

 Dalillar 
 Umumiy biokimyo 

Hayotning barcha ma'lum shakllari bir xil fundamental biokimyoviy tashkilotga asoslangan: genetik axborot DNKda kodlanadi, Oqsil va RNK-fermentlar ta'sirida RNKga transkripsiya qilinadi, so'ngra (juda o'xshash) ribosomalar tomonidan oqsillarga translyatsiya qilinadi. Bunda ATF, NADF va boshqalar energiya manbai sifatida xizmat qiladi. Sitoxrom c kabi keng tarqalgan moddalardagi kichik ketma-ketlik farqlarini tahlil qilish universal umumiy kelib chiqishni yanada tasdiqlaydi. DNK replikatsiyasi kabi asosiy funksiyalarni bajaruvchi fermentlar sifatida xizmat qiladigan 23 ta oqsil barcha organizmlarda uchraydi. Bunday fermentlar to'plamining faqat bittasi mavjudligi yagona ajdodning ishonchli dalilidir. Barcha tirik hayvonlar uchun umumiy bo'lgan 6331 ta genlar guruhi aniqlangan; ular Prekembriy davrida, 650 million yil oldin yashagan yagona umumiy ajdoddan kelib chiqqan bo'lishi mumkin.

 Umumiy genetik kod 
 Aminokislotalar nopolyar polyar asosli kislotali Stop-kodon
+ Standart genetik kod 1-asos 2-asos T C A G T TTT Fenil-alanin TCT Serin TAT Tirozin TGT Sistein TTC TCC TAC TGC TTA Leysin TCA TAA Stop TGA Stop TTG TCG TAG Stop TGG Triptofan C CTT CCT Prolin CAT GistidinCGT ArgininCTCCCCCACCGCCTACCACAA GlutaminCGACTGCCGCAGCGG AATT IzoleysinACT Treonin AAT AsparaginAGT SerinATCACCAACAGCATAACAAAA LizinAGA ArgininATG MetioninACGAAGAGG GGTT ValinGCT AlaninGAT AsparaginkislotasiGGT GlitsinGTCGCCGACGGCGTAGCAGAA GlutaminkislotasiGGAGTGGCGGAGGGG
Genetik kod (DNK ma'lumotlari aminokislotalarga va shunga mos ravishda oqsillarga tarjima qilinadigan "tarjima jadvali") bakteriyalar va arxeyalardan tortib, hayvonlar va o'simliklargacha bo'lgan barcha ma'lum hayot shakllari uchun deyarli bir xildir. Ushbu kodning universalligi biologlar tomonidan odatda universal umumiy kelib chiqish foydasiga hal qiluvchi dalil sifatida qaraladi.

Kodonlar (DNK tripletlari)ning aminokislotalarga biriktirilishi usuli jiddiy optimallashtirilganga o'xshaydi. Richard Egelning ta'kidlashicha, ayniqsa gidrofob (qutbsiz) yon zanjirlar yaxshi tashkil etilgan bo'lib, bu eng dastlabki organizmlarga energiya uzatish uchun zarur bo'lgan elektron almashinuvi (redoks) reaksiyalarini ta'minlay oladigan, suvni qaytaruvchi sohalarga ega peptidlarni yaratishga imkon berganligini ko'rsatadi.

 Selektiv neytral o'xshashliklar 

Adaptiv ahamiyatga ega bo'lmagan o'xshashliklarni konvergent evolyutsiya bilan tushuntirib bo'lmaydi va shuning uchun ular universal umumiy kelib chiqish uchun ishonchli dalil bo'lib xizmat qiladi. Bunday dalillar ikki sohadan olingan: aminokislota ketma-ketliklari va DNK ketma-ketliklari. Bir xil uch o'lchovli tuzilishga ega bo'lgan oqsillar aynan bir xil aminokislota ketma-ketligiga ega bo'lishi shart emas; ketma-ketliklar orasidagi har qanday ahamiyatsiz o'xshashlik umumiy kelib chiqishdan dalolat beradi. Ba'zi hollarda, bir xil aminokislotani kodlovchi bir nechta kodonlar (DNK tripletlari) mavjud bo'lib, ular ortiqcha (redundant) hisoblanadi. Ko'pgina turlarning bir xil aminokislotani belgilash uchun aynan bir joyda bir xil kodondan foydalanishi (holbuki bu aminokislota bir nechta kodon bilan ifodalanishi mumkin) ularning yaqin umumiy ajdodga ega ekanligini ko'rsatadi. Agar aminokislota ketma-ketliklari turli ajdodlardan kelib chiqqan bo'lsa, ular har qanday ortiqcha kodonlar bilan kodlangan bo'lar edi va to'g'ri aminokislotalar allaqachon o'z o'rnida bo'lganligi sababli, tabiiy tanlanish qancha vaqt o'tmasin, kodonlarda hech qanday o'zgarishni keltirib chiqarmagan bo'lar edi. Genetik dreyf kodonlarni o'zgartirishi mumkin, ammo butun ketma-ketlikdagi barcha ortiqcha kodonlarning bir nechta nasllar bo'ylab aynan mos kelishi ehtimoldan juda yiroq. Xuddi shunday, umumiy nukleotid ketma-ketliklari, ayniqsa intronlar va psevdogenlarning joylashuvi kabi ko'rinishidan neytral bo'lganlar, umumiy ajdodning kuchli dalilidir.

 Boshqa o'xshashliklar 

Biologlar ko'pincha hujayraviy hayotning ko'plab jihatlaridagi universallikni yuqorida keltirilgan ishonchli dalillarni qo'llab-quvvatlovchi qo'shimcha isbot sifatida ko'rsatadilar. Bu o'xshashliklarga energiya tashuvchi adenozintrifosfat (ATF) va oqsillarda uchraydigan barcha aminokislotalarning chap qo'l (L-izomer) shaklida ekanligi kiradi. Biroq, bu o'xshashliklar universal umumiy kelib chiqish tufayli emas, balki fizika va kimyo qonunlari ta'sirida paydo bo'lgan bo'lishi va shu sababli konvergent evolyutsiya natijasi bo'lishi ham mumkin. Bunga qarama-qarshi o'laroq, barcha tirik organizmlarda transmembranal ATFazalarning markaziy subbirliklari, ayniqsa aylanuvchi elementlarning membranaga qanday bog'langanligi bo'yicha gomologiya mavjudligi haqida dalillar bor. Bu LUCA (so'nggi universal umumiy ajdod) hujayraviy organizm bo'lgan degan taxminni tasdiqlaydi, garchi birlamchi membranalar yarim o'tkazuvchan bo'lib, keyinchalik zamonaviy bakteriyalar membranalariga, ikkinchi yo'nalishda esa zamonaviy arxeyalar membranalariga aylangan bo'lishi mumkin.
 Filogenetik daraxtlar 
Yana bir muhim dalil — barcha tirik turlarning taxminiy bo'linishlari va umumiy ajdodlarini aks ettiruvchi batafsil filogenetik daraxtlardan (ya'ni turlarning "shajara daraxtlari"dan) olinadi. 2010-yilda Duglas L. Teobald (Douglas L. Theobald) mavjud genetik ma'lumotlarning statistik tahlilini nashr etdi. U ushbu ma'lumotlarni filogenetik daraxtlarga joylashtirib, "rasmiy test orqali hayotning birligi uchun kuchli miqdoriy dalil"ni taqdim etdi.

An'anaga ko'ra, bu daraxtlar tashqi ko'rinish, embriologiya va boshqalar kabi morfologik usullardan foydalangan holda qurilgan. So'nggi paytlarda genetik va oqsil ketma-ketliklari o'rtasidagi o'xshashliklar va farqlarga asoslangan molekulyar ma'lumotlardan foydalangan holda ushbu daraxtlarni qurish imkoniyati paydo bo'ldi. Barcha bu usullar, garchi ko'pchilik genetik o'zgaruvchanlik tashqi morfologiyaga ta'sir qilmasa-da, mohiyatan o'xshash natijalarni beradi. Turli xil ma'lumotlarga asoslangan filogenetik daraxtlarning o'zaro mos kelishi haqiqiy asosiy umumiy kelib chiqishning kuchli dalilidir.

 E'tirozlar 

class=skin-invert-image|thumb|2005-yilgi hayot daraxti ko'plab gorizontal gen ko'chishi holatlarini ko'rsatib, bir nechta ehtimoliy kelib chiqish ini nazarda tutadi.

 Gen almashinuvi filogenetik tahlilni xiralashtiradi 
Teobald erta evolyutsiya davrida sezilarli darajadagi gorizontal gen ko'chishi sodir bo'lgan bo'lishi mumkinligini qayd etdi. Bugungi kunda bakteriyalar uzoq qarindosh bo'lgan nasllar o'rtasida gen almashish qobiliyatini saqlab qolgan. Bu filogenetik tahlilning asosiy taxminini, ya'ni genomlarning o'xshashligi umumiy ajdodni anglatadi degan tushunchani zaiflashtiradi. Chunki yetarli darajadagi gen almashinuvi nasllarga, ular umumiy ajdodga ega bo'lishidan qat'i nazar, o'z genomining katta qismini bo'lishish imkonini beradi. Bu hayotning yagona ajdoddan kelib chiqqanligi borasida savollar tug'ilishiga olib keldi. Biroq, biologlar butunlay qarindosh bo'lmagan proto-organizmlarning gen almashishi ehtimolini juda past deb hisoblaydilar, chunki ularning turli xil kodlash mexanizmlari ishlaydigan tizimlar o'rniga faqat chalkashliklarga olib kelgan bo'lar edi. Ammo keyinchalik, yagona ajdoddan kelib chiqqan ko'plab organizmlar bir xil tarzda ishlaydigan genlarni osongina almashishlari mumkin edi va ular shunday qilganga o'xshaydi.
 Konvergent evolyutsiya 
Agar dastlabki organizmlar bir xil atrof-muhit sharoitlari ta'sirida o'xshash biokimyoni konvergent tarzda rivojlantirishga majbur bo'lganida, ular mustaqil ravishda o'xshash genetik ketma-ketliklarga ega bo'lishlari mumkin edi. Teobaldning "rasmiy testi" Takahiro Yonezava va uning hamkasblari tomonidan konvergensiyani hisobga olmaganligi uchun tanqid qilindi. Ular Teobaldning testi raqobatdosh gipotezalarni farqlash uchun yetarli emasligini ta'kidladilar. Teobald o'z usulini ushbu da'voga qarshi himoya qilib, uning testlari filogenetik tuzilish va oddiy ketma-ketlik o'xshashligini farqlashini ta'kidladi. Shu sababli, Teobald uning natijalari "haqiqiy universal konservativ oqsillar gomologik ekanligini" ko'rsatishini ta'kidladi.

 RNK dunyosi 

Yuqorida barcha tirik organizmlar DNK genomiga ega bo'lgan dastlabki bir hujayrali organizmdan kelib chiqqan bo'lishi mumkinligi va bu hayot uchun yagona kelib chiqishni anglatishi haqida so'z yuritildi. Garchi bunday universal umumiy ajdod mavjud bo'lgan bo'lsa-da, bunday murakkab tuzilmaning jonsiz narsalardan o'z-o'zidan paydo bo'lishi ehtimoldan yiroq va shuning uchun DNK genomiga ega hujayrani hayotning boshlanishi deb hisoblash mantiqqa to'g'ri kelmaydi. Hayotning kelib chiqishini tushunish uchun DNKga asoslangan hujayraviy hayot tabiiy tanlanishga uchraydigan, nisbatan oddiy, hujayrasiz, o'zini o'zi replikatsiya qiluvchi RNK molekulalaridan kelib chiqqanligi taklif qilingan. Evolyutsiya jarayonida ushbu RNK dunyosi o'rnini evolyutsion paydo bo'lgan DNK dunyosi egalladi. Mustaqil ravishda o'zini o'zi replikatsiya qiluvchi RNK genomlari dunyosi, aftidan, endi mavjud emas (RNK viruslari DNK genomiga ega xo'jayin hujayralarga bog'liq). RNK dunyosi aftidan yo'q bo'lib ketganligi sababli, barcha hayot kelib chiqqan yagona hayotning paydo bo'lish hodisasi bo'lganmi yoki yo'qmi degan savolga ilmiy dalillarni qanday keltirish mumkinligi noma'lum.
 

Turkum:Evolyutsion biologiya