მიმდინარე წლის აპრილში აშშ-ის პრეზიდენტმა ბარაკ ობამამ ოფიციალურად განაცხადა ახალი სამეცნიერო პროგრამის, BRAIN-ის (ტვინი), ამოქმედების შესახებ. „ადამიანის გენომის” შემდეგ ეს ყველაზე ამბიციური პროექტია; მასში ჩართულია ამერიკის მრავალი ინსტიტუტი, რომელთა მიერ ჩატარებულ სამუშაოებს კოორდინირება გაეწევა. შთამბეჭდავია პროექტის ბიუჯეტიც, რომელიც ათი წლის განმავლობაში სამ მილიარდ დოლარს შეადგენს.

რამდენიმე თვით ადრე ევროკავშირმა დააფინანსა ასეთივე მასშტაბის პროექტი Blue Brain (ცისფერი ტვინი). მისი მიზანი „ვირტუალური ტვინის” შექმნაა – მძლავრი კომპიუტერული პროგრამისა, რომელიც ცალკეული ნეირონების, მათი კავშირების და შემდეგ მთელი ტვინის მოქმედების მოდელირებას შეძლებს. ყოველივე ამის ფონზე, შეიძლება ითქვას, რომ ნეირობიოლოგია რევოლუციისწინარე მდგომარეობაში იმყოფება.

ჟურნალ Nature-ში აღწერილი იყო ტექნოლოგია, რომლის გამოყენების შემთხვევაში მკვეთრად დაჩქარდება თავის ტვინის შესწავლა. გთავაზობთ სტატის მოკლე მიმოხილვას.

მეცნიერებმა შეძლეს, ტვინი „გამჭვირვალე” გაეხადათ, რამაც საშუალება მისცა მათ, მიკროსკოპის ქვეშ შეესწავლათ ცალკეული ნეირონები და მათი კავშირები. მეთოდი არ მოითხოვს უჯრედის ანათალის გაკეთებას, რადგან ნერვულ ქსოვილში სხვადასხვა ტიპის უჯრედები სხვადასხვა ფერად ასხივებენ.

„ტვინი – ეს არის სამყარო, რომელშიც მრავალი უცნობი კონტინენტი და გამოუკვლეველი სივრცეა”, – ასეთი წარწერა აქვს ჭურჭელს, რომელშიც მღრღნელის „უჩინარი” ტვინია მოთავსებული – სტენფორდის უნივერსიტეტის ნეირობიოლოგებმა შეძლეს, მღრღნელის თავის ტვინის ქსოვილი გამჭვირვალე გაეხადათ და მასში ჩვეულებრივი სინათლის მიკროსკოპის საშუალებით დაკვირვებოდნენ ცალკეულ ნეირონებს, რომლებიც სიბნელეში ყვითელი, წითელი და ლურჯი ფლუორესცენციით ასხივებენ.

სამართლიანობა მოითხოვს ითქვას, რომ ნერვული ქსოვილის გაუფერულების იდეაზე მეცნიერები ათიოდე წელია მუშაობენ და სტენფორდელი ნეიროქირურგები ამ საქმის პიონერები არ არიან, რადგან ამ მიმართულებით მნიშვნელოვანი შედეგები ჯერ კიდევ 2007 წელს იქნა მიღწეული.

გამჭვირვალობის „სურვილი”

როგორც ცნობილია, ტვინი მორუხო-მოთეთროა. ეს ფერი უჯრედის მემბრანებზე სინათლის სხივის მრავალჯერადი არეკვლის შედეგად წარმოიშობა. ამ თვალსაზრისით ტვინის ქსოვილი არაფრით განსხვავდება, მაგალითად, რძისაგან, სადაც სხივს აირეკლავს სითხეში ემულგირებული ცხიმი.

ნერვული ქსოვილი გამჭვირვალე რომ გახდეს, მასში თითქმის მინიმუმადე უნდა იქნეს დაყვანილი არეკვლა. ამის მისაღწევად მეცნიერები თავდაპირველად ნერვული ქსოვილის მემბრანებს ამატებდნენ დაბალი არეკვლის მქონე ორგანული ნივთიერებების ხსნარებს, მაგრამ ამ მეთოდს აქვს მნიშვნელოვანი ნაკლი, მაგალითად, ხსენებული ნივთიერებების გამოყენება თრგუნავს ფლუორესცენციას, მის გარეშე კი ტვინის გაუმჭვირვალობა აზრს კარგავს, რადგან სწორედ ფლუორესცენციული საღებავების მეშვეობითაა შესაძლებელი ქსოვილის ან რომელიმე უჯრედის მონიშვნა.

ალტერნატიულ გზად შესაძლოა გამოდგეს უჯრედების მემბრანების მოცილება, მაგრამ აქამდე ამ მეთოდს სერიოზულად არავინ ეკიდებოდა, რადგან ამ დროს, გამორიცხული არ არის, ტვინის ქსოვილი არასტრუქტურირებულ „ფაფად” იქცეს. სტენფორდელი მეცნიერები კი სწორედ ამ გზით წავიდნენ და სამუშაოს მსვლელობის დროს მოახერხეს, პრაქტიკულად შეენარჩუნებინათ ნერვული ქსოვილი და უჯრედული ცილების უმეტესობა. მათი საიდუმლოა სპეციალური მატრიქსები, რომლებიც, ერთი მხრივ, თავის ადგილზე ინარჩუნებს ყველა სტრუქტურას, მეორე მხრივ კი ხელს არ უშლის ფლუორესცენციული ანტისხეულების დიფუზიას.

მეცნიერთა მიერ შემუშავებული ტექნოლოგიის საფუძველზე მღრღნელის ტვინს აჯერებენ სამი ნივთიერებით: ფორმალდეჰიდით, აკრილამიდითა და ბისაკრილამიდით. გარდა ამისა, უმატებენ ნივთიერებას, რომელიც გაცხელებისას პოლიმერიზაციის ინიცირებას ახდენს. პოლიმერიზაციის დროს აკრილამიდი და ბისაკრილამიდი წარმოქმნიან გამჭვირვალე პოლიმერულ ბადეს, ხოლო ფორმალდეჰიდი მასზე ნერვული ქსოვილის ცილებსა და ნუკლეინის მჟავებს „აკერებს”. კვლევის დროს აღმოჩნდა, რომ ლიპიდები, რომელთაგანაც შედგება მემბრანები, არანაირად არ არიან შეერთებულნი პოლიმერულ მატრიცასთან და ამიტომ ძალიან ადვილია მათი მოცილება ზედაპირული აქტიური ნივთიერებებით. მთელი ეს პროცედურა სამ დღეს მოითხოვს; ამის შემდეგ უკვე შეიძლება პრეპარატის მოთავსება ფლუორესცენციული ანტიგენების საღებავის ხსნარში, ერთი კვირის შემდეგ კი მეცნიერები იღებენ „გამჭვირვალე ტვინს”, რომელშიც დასხივებისას სხვადასხვანაირად იწყებს ნათებას.

მეცნიერებმა ახალი ტექნოლოგია გამოსცადეს არა მარტო თაგვების თავის ტვინზე, არამედ ადამიანის ტვინის ანათალზეც, რომელიც, ტრადიციულად, ინახება ფორმალინში. აღმოჩნდა, რომ ფორმალდეჰიდი სრულიადაც არ უშლის ხელს გაუფერულებას, ეს კი ნიშნავს, რომ მეცნიერებს თამამად შეუძლიათ შეისწავლონ მსოფლიოს სამეცნიერო ლაბორატორიებში დაცული უამრავი საინტერესო კოლექცია. ბუნებრივია, ადამიანის თავის ტვინის დიდი მოცულობის გამო მისი მთლიანად გაუფერულება ჯერჯერობით შეუძლებელია, მაგრამ ანათლების სისქე უკვე მილიმეტრებით იზომება და არა კლასიკური მიკრომეტრებით. მნიშვნელოვანია ასევე, რომ ახალი მეთოდი იძლევა საშუალებას, შესწავლილ იქნეს არა მარტო შესაბამის ფუნქციასთან დაკავშირებული ცალკეული უჯრედები, არამედ შეიცვალოს მარკერებიც.

რა არის კონექტომა?

კონექტომას უწოდებენ თავის ტვინის ყველა ნეირონს შორის არსებული კავშირების (სინაფსების) ერთობლიობას. როგორც ცნობილია, ადამიანის ტვინში მათი რაოდენობა კვადრილონს (10¹⁵) შეადგენს. ნეირობიოლოგიის სფერო, რომელშიც გამჭვირვალე ტვინს უდიდესი მნიშვნელობა აქვს, კონექტომიკად (გენომიკის მსგავსად) იწოდება.

დღესდღეობით ნეირონული კავშირების სრულფასოვანი მოდელის შექმნა ამბიციურ პროექტად მიიჩნევა, ისევე როგორც თავის დროზე „ადამიანის გენომის” პროექტში – დნმ-ს ნუკლეოტიდების თანმიმდევრობის შესწავლა, თუმცა მეცნიერებმა ჯერ კიდევ 1986 წელს წარმატებით სცადეს ჭია Caenorhabditis elegans-ის, მის 302 ნეირონს შორის არსებული 700-მდე კავშირის შესწავლა. მეორე მხრივ, თავის ტვინში კვადრილიონი სინაფსის შესწავლა უტოპიურ იდეას ჰგავს, მაგრამ ნუ დაგვავიწყდება – ოცი წლის წინ ადამიანის გენომის სეკვენირებაც ფანტასტიკის სფეროს მიეწერებოდა.

სურათზე:

მღრღნელის გაუფერულებული ტვინი ფლურესცენციული ნათებით

კონექტომის პროექტის ლოგო

მომზადებულია ჟურნალ Nature-ზე დაყრდნობით

დეზოქსირიბონ უკლეინმჟავა! რა საშინელებაა, გაიფიქრეთ მამაკაცებმა, როდესაცბოლომდე ჩაიკითხეთ ეს სიტყვა. რა სისულელეს აღარ მოიფიქრებენ! ზუსტად იგივერეაქცია გექნებათ, როდესაც თქვენი მეორე ნახევარი, ან მეგობარი ქალი კატეგორიულიტონით მოგთხოვთ ალიმენტის გადახდას შვილისათვის, რომელზეც სულ ეჭვობდით,რომ თქვენი არ იყო. მაშინ გაგახსენდებათ, რომ ამ გასაჭირში თქვენი საუკეთესოადვოკატი სწორედ ის “საშინელი” სიტყვაა, ანუ მოკლედ დ ნ მ – იქნება..

თემურ ხოფერია, ექიმი: “ბევრი კითხვა იყო ამოუხსნელი ადამიანის ფიზიოლოგიური,ანატომიური, ფსიქოლოგიური თავისებურებების შესახებ იმ დრომდე, სანამ მეცნიერებმაარ შეისწავლეს დნმ-ის ბუნება. დნმ წარმოადგენს სუბსტანციას, რომელიც თავისთავშიატარებს დედის და მამის გენეტიკურ ინფორმაციას.

გარეგნულად იგი წააგავს ორ ძაფზე ასხმული მძივის ბურთულებს, რომლებიცერთმანეთზესპირალისებურადაა გადახლართული. სწორედ ეს “ბურთულებია” გენები.

დიდი ხნის განმავლობაში თვლიდნენ, რომ დნმ-ზე ჩაწერილია ორი ტიპის ინფორმაცია: პირველი მნიშვნელოვანიგენეტიკური და მეორე – რომელზეც აღიბეჭდება მონაცემებიადამიანის მიმდინარე ცხოვრებაზე, სტრესებზე,გადატანილ ავადმყოფობებზე. მეორე ტიპის ინფორმაციის კვლევა დიდხანს არავის მოსვლია თავში აზრად”.

ოჯახური კონფლიქტები და დრამები ცხადია არავისთვის არის სასიამოვნო. აღმოჩნდა, რომ მათ არამარტო ოჯახისწევრებს შორის შეუძლიათ ურთიერთობის გაფუჭება, არამედ მომავალი ბავშვის ჯანმრთელობაზეც ნეგატიურადაისახება. ასეთ მოულოდნელ დასკვნამდემივიდნენ მასაჩუსეტსის გენეტიკის ინსტიტუტეს(აშშ) სწავლულები.

“მე ყოველთვის მაინტერესებდა კითხვა, რატომ ხდება, რომ ზოგიერთი ოჯახის ბავშვები ძალიან ხშირადავადმყოფობენ, თითქოს იზიდავენ ყველა სახის ვირუსს და ბაქტერიას, ხოლო ზოგიერთი სხვა ოჯახისა,უპრობლემოდ იზრდება. მაშინ როცა, ორივე ტიპის ბავშვები ქვეყანას ჯანმრთელები მოევლინენ, სერიოზულიგენეტიკური ავადმყოფობის გარეშე. ორივე შემთხვევაში მშობლებიც ნორმალურები არაინ და ის ყოფითიპირობებიც დამაკმაყოფილებელია, სადაც პატარები იზრდებიან”, – ამბობს გენეტიკის პროფესორი ლაიმრიჩარდსენი.

“ორგანიზმს შემთხვევითობები არ ახასიათებს”, – ასეთმა მიდგომამ გადააწყვეტინა მეცნიერებს შეესწავლა, სად დაროგორ ხდებოდა დამიანის მიმდინარე ცხოვრებიდან ინფორმაციის დალექვა. აღმოჩნდა, რომ სწორედ ეს”მიმდინარე” ინფორმაცია ახდენს გავლენას გენებზე, რამდენადაცდნმ-ს შეუძლია აღიქვას ადამიანის საუბრები.

ნუ გეცინებათ, ეს ფანტაზია არ არის და არავინ გთხოვთ გენები ყურებდაცქვეტილ არსებებად წარმოიდგინოთ.ფიზიკის კანონებიდან გამომდინარე, ადამიანის მეტყველება წარმოადგენს აკუსტიკურ ტალღებს, რომელსაც იღებსსმენის აპარატი და გადასცემს თავის ტვინში. ასე იგებენ ადამიანები სხვის საუბარს. თქვენ ფიქრობთ რომმოისმინეთ ინფორმაციადა ამით ყველაფერი დამთავრდა?

ასე არ არის! აღმოჩნდა, რომ ტვინი, ინფორმაციის მიღების შემდეგ, ჩვენს საუბრებს აგზავნის ელექტრომაგნიტურირხევების სახით დნმ-ის ცარიელ უბნებზე. ნეიტრალური საუბრები იქ დიდხანს არ ჩერდება, ხოლო ნეგატიურიიწვევს ე.წ. ბურთულების დროებით ცვლილებას.

უთანხმოება, კამათი, ჩხუბები – ნეგატიური ინფორმაციაა. თუ ისინი ხშირად მეორდება, ეს შეიძლება აისახოს დნმ-ის მემკვიდრეობით უბნებზე. რა თქმა უნდა სერიოზულ გენეტიკურ ცვალებადობამდე საქმე არ მივა, მაგრამიმუნიტეტი სუსტდება და შესაბამისად ქვეყანას სუსტი ბავშვები მოევლინება. ამიტომ შეეცადეთ მომავალი თაობისკვლავწარმოება მშვიდ გარემოში დაგეგმოთ.

ყველაფერი ეს მნიშვნელოვანია და უნდა გაითვალისწინოთ, მაშინ როცა თქვენ დარწმუნებული ხართ იმაში, რომთეორიულად დაგეგმილ პატარას, პრაქტიკულადაც თქვენ “შეასხამთ ხორცს”, მაგრამ ხშირად ხდება, როგორც”თეთრ ბაირაღებში” ჩივის ჭეიშვილი: “ჩემს მიერ ჩატარებულიაქტი, არ ემთხვევა ბავშვის გაჩენის თარიღს” და თქვენკატეგორიული წინააღმდეგი ხართ აღიაროთ “მამობის” სტატუსი. ასეთ პიკანტურ სიტუციაში თქვენ დნმ-ისანალიზი გიშველით.

დნმ-ის ანალიზი პირველად ინგლისში 1989 წელს ჩატარდა. შემდეგ შვეიცარიაში, გერმანიაში და ახლა უკვეთბილისშიც შესაბამის კლინიკებშიც შეგიძლიათ მსგავსი ანალიზი გაიკეთოთ. პროცედურა შეიძლებაუმტკივნეულოდ ჩაითვალოს, თუკი თქვენ ვენიდან სისხლის აღებისას გული არ მიგდით ან ნემსის დანახვაზეფეხისგულები არ გიოფლიანდებათ. თუკი მაინც ასე ხდება, შეგიძლიათ თქვენს მშობლებს სთხოვოთ თქვენსნაცვლად აიღონ სისხლი და მშვიდად დაელოდოთ იდენტიფიკაციის შედეგებს.

მაგრამ ჩვენ მაინც ვალდებულადვთვლით თავს გაგაფრთხილოთ, რომ ცივი ოფლის ეფექტს საკუთარ ტანზე მაშინვეღარ გადაურჩებით, როცა ანალიზის პასუხისათვის ანგარიშს წარმოგიდგენენ! მართალია ჩვენც ევროპელები ვართდა ინგლისის, საფრანგეთის, შვეიცარიის და გერმანიის მკვიდრებს არაფრით ჩამოვუვარდებით, მაგრამ 1350 ევროს(ლარებში) გადახდა ვფიქრობ ყველას თუ არა, უმეტესობას მაინც გაგვიჭირდება.

ამიტომ, თუ თქვენი ბიუჯეტი ამის საშუალებას არ იძლევა, ისევ ნელ-ნელა ალიმენტი გადაიხადოთგირჩევნიათ,ხოლო თუ ეს პრინციპის საკითხია და თქვენს გადაწყვეტილებას არაფერი შეცვლის, აკრიფეთ საინფორმაციოსამსახურის ნომერი, სადაც ზუსტად მიგითითებენ თქვენი “მშველელი” კლინიკის მისამართსაც და დასახელებასაც.

გენეტიკაში შემუშავებული მეთოდები სწრაფად ინერგებოდა კრიმინალისტიკაში. მათიმეშვეობით ახერხებდნენ ეჭვმიტანილის იდენტიფიცირებას. მაგალითად, მას შემდეგ,რაც გალტონმა 1892 წელს თითის ანაბეჭდების (finger prints) ინდივიდუალობადაადგინა, მათი კრიმინალისტიკაში გამოყენება დაიწყეს. ეს ინოვაცია იმდენადპოპულარული გახდა, რომ მრავალ დეტექტიურ ნაწარმოებშიც აისახა. თუნდაც ა. კონანდოილის “შერლოკ ჰოლმსის თავგადასავალში”. თუმცა ზოგიერთ მეთოდს უთუოდაკლდა სანდოობა ტექნოლოგიური დაუხვეწაობის გამო. მაგალითად, თუ დანაშაულისადგილას სისხლის კვალს იპოვიდნენ, ნიმუშს ეჭვმიტანილის სისხლს ადარებდნენ, მაგრამსისხლის ჯგუფობრიობაზე ბუნდოვანი წარმოდგენის გამო მოსამართლეებსშესაძლოა უსაფუძვლოდ გაემტყუნებინათ ან გაემართლებინათ ეჭვმიტანილი.

1946 წელს კალიფორნიის სასამართლომ ჩარლი ჩაპლინი რამდენიმე მომჩივანი ბავშვისბიოლოგიურ მამად აღიარა. სისხლის ანალიზის შედეგით, “ბრალდებულისა” და მისიმომჩივანი “შვილების” ნათესაობა არ დასტურდებოდა. სასამართლომ ანალიზის მონაცემები არასაიმედოდ მიიჩნიადა საქმის განხილვისას არ გაითვალისწინა.

პრიორიტეტული და გაცილებით უტყუარია დნმ-ს ანალიზზე დამყარებული მონაცემები. 1984 წელს ინგლისელმამკვლევარებმა ალექს ჯეფრიმ და ვიკი უილსონმა სრულიად შემთხვევით აღმოაჩინეს მინისატელიტური დნმ. ისინიგენის ევოლუციას იკვლევდნენ. სელაპისა და ადამიანის კუნთის ცილა მიოგლობინის გენს შუა ნაწილში აღმოაჩნდამოკლე მონაკვეთი (სატელიტური დნმ), რომელიც მრავალჯერ მეორდებოდა. გენი ამ ნიშნით სპეციფიკურია და მისი მეშვეობით ინდივიდის იდენტიფიცირებაა შესაძლებელი. მალე მინისატელიტური დნმ სხვა გენებშიც გამოავლინეს.ქრომოსომაში მინისატელიტები გენეტიკურ “თითის ანაბეჭდს” წარმოადგენს. შემუშავებული გენეტიკურიმეთოდით პიროვნების იდენტიფიკაციამ რევოლუცია მოახდინა კრიმინალისტიკაში.

დნმ-დიაგნოსტიკის მეთოდი სამძებრო პრაქტიკაში პირველად 1986 წელს ინგლისში გამოიყენეს. სოფელ ნარბოროს(ლესტერშირის საგრაფო) მახლობლად ბუჩქნარში 15 წლის გაუპატიურებული მოსწავლე გოგონას – დაუნ ეშუორსისგვამი იპოვეს. ერთი კვირის შემდეგ პოლიციამ ადგილობრივი ჰოსპიტლის ახალგაზრდა მტვირთავს რიჩარდბაკლანდს მკვლელობასა და გაუპატიურებაში ბრალი წაუყენა და დააკავა. შესაძლოა, გამოძიება ამითდასრულებულიყო, მაგრამ გარემოებას ის ართულებდა, რომ ამავე სოფელში სამი წლის წინ უკაცრიელ მინდორშიმიაკვლიეს 15 წლის მოსწავლის ლინდა მანის გაუპატიურებულ გვამს. იკვეთებოდა, რომ ორივე დანაშაული ერთიდა იმავე პირის მიერ იყო ჩადენილი. ბაკლანდმა მხოლოდ ეშუორსის მკვლელობა აღიარა, მაგრამ კატეგორიულადუარყოფდა მეორე ბრალდებას.

პოლიციამ გაზეთიდან შეიტყო ა. ჯეფრის აღმოჩენის შესახებ და დახმარებისთვის მიმართა მას. ორივე გვამიდანაღებული სპერმის სინჯი გენეტიკურად იდენტური აღმოჩნდა, მაგრამ იგი არ ემთხვევოდა რ. ბაკლანდისსისხლიდან გამოყოფილ დნმ-ს პროფილს. პირველად კრიმინალისტიკის ისტორიაში გენეტიკური მეთოდითპიროვნების უდანაშაულობა იქნა დამტკიცებული (მიუხედავად იმისა, რომ ეჭვმიტანილი იბრალებდა დანაშაულს!)და ბაკლანდი გაათავისუფლეს. ხუთი თვის შემდეგ სოფლის მკვიდრ 1 500 მამაკაცს სისხლი აუღეს და გენეტიკურიანალიზი ჩაატარეს. ამ მცდელობას შედეგი არ მოჰყოლია, მაგრამ შუბი ხალთაში ვერ დაიმალა – საკმაო ხნის შემდეგ,ლუდხანაში თავშეყრისას, პურსაცხობის ერთმა მუშამ მეგობრებს უამბო, რომ ძმაკაცის თხოვნით მოუხდასაანალიზოდ სისხლის ჩაბარება. მუშებმა ინფორმაცია პოლიციას მიაწოდეს. გამოავლინეს დამნაშავე – ამავეპურსაცხობის მუშა კოლინ პიტჩფორკი. შენახული ნიმუშის დნმ-ს პროფილი ეჭვმიტანილისას დაემთხვა.პიტჩფორკმა აღიარა დანაშაული და სამუდამო პატიმრობა მიესაჯა.

სადღეისოდ გენეტიკური დაქტილოსკოპია ანუ დნმ-ფინგერპრინტი გაცილებით სრულყოფილი და დახვეწილია.დანაშაულის გახსნა დნმ-ს ანალიზით არა მარტო საიმედო, არამედ ერთადერთი უალტერნატივო საშუალებაა.ანალიზისთვის იყენებენ დანაშაულის ადგილზე მოპოვებულ ბიოლოგიურ მასალას (სისხლის წვეთს, თმას, სპერმას,რბილი ქსოვილის ნაწილებს, ნერწყვს და სხვ.). მასალიდან გამოყოფენ დნმ-ს, რომელსაც ფერმენტით(რესტრიქტაზით) მცირე ფრაგმენტებად ხლეჩენ. პოლიმერაზული ჯაჭვური რეაქციით (პჯრ) დნმ-ს ფრაგმენტებსასინთეზებენ და მათი რაოდენობა კოლოსალურ რიცხვს აღწევს. ფრაგმენტები ექვემდებარება გელ-ელექტოფორეზს.ეს უკანასკნელი თავისებური საცრის როლს ასრულებს და სხვადასხვა სიგრძის დნმ-ს ფრაგმენტებს ცალ-ცალკედააჯგუფებს. ფრაგმენტები წინასწარაა მონიშნული და მათი გამოვლენა სხვადასხვა გზით (ფლუორესცენციით,რადიაქტიული ნიშნით) არის შესაძლებელი. გელზე დნმ-ს ფრაგმენტები ზოლებს ქმნიან. ზოლების სისქე და გრძივიურთიერთგანლაგება გარკვეულ პროფილს ქმნის. როდესაც დანაშაულის ჩადენის ადგილიდან აღებული მასალისდნმ-ს პროფილი ემთხვევა ეჭვმიტანილისას, დამნაშავე ამოცნობილია.

ხშირია შემთხვევა, როდესაც მავანი თავს გამოჩენილი მდიდარი პიროვნების მემკვიდრედ ასაღებს. მაგალითადსაქართველოში ატეხილ ალიაქოთს მოვიყვანთ. ვითარებაში უკეთ გარკვევის მიზნით თხრობას შორიდანდავიწყებთ.

ნიკოლოზ II-ისა და მისი ოჯახის დახვრეტის (1918) შემდეგ გავრცელდა მითი, თითქოს უმცროსი ქალიშვილიანასტასია ჯალათებს გაექცა და გადარჩა (ამის შესახებ ქვემოთ ვისაუბრებთ). ასევე გავრცელებულია აზრი, თითქოსევროპის ბანკში ინახება დაახლოებით ტრილიონი დოლარის ღირებულების განძი, რომელიც იმპერატორისა დამისი ოჯახის საკუთრებაა. ბოლშევიკურმა მთავრობამ არაერთხელ მოითხოვა “კანონიერ მემკვიდრეს” -ბოლშევიკურ რუსეთს დაბრუნებოდა იმპერატორის მიერ “ნაძარცვი” ქონება. განძის დაბრუნების ყველა მცდელობაფიასკოთი დასრულდა. ბანკი მკაცრად იცავს კერძო საკუთრების ხელშეუხებლობის ფუნდამენტურ უფლებას.ევროპაში არაერთი სასამართლო პროცესი გაიმართა, როდესაც “მეფის ასული ანასტასია” კუთვნილ განძსმოითხოვდა. საბჭოთა იმპერიის დაშლის შემდეგ სასამართლოს უფლისწულ ალექსეის (დახვრიტეს 14 წლისა)მრავალმა “შვილმა” და “შვილიშვილმა” მიაშურა განძის მისაღებად. მომჩივანებს მხედველობიდან გამორჩათ, რომუფლისწული ჰემოფილიით იყო ავად, ასეთი ადამიანები კი, წესისამებრ, სქესობრივი სიმწიფის ასაკს ვერ აღწევენ.

ათიოდე წლის წინ იმერეთში (ხარაგაულში) მცხოვრებმა 100 წლის ნატალია ბილიხოძემ “საიდუმლო” გაამჟღავნა დათავი იმპერატორის ქალიშვილად გაგვაცნო. ახალგამომცხვარმა “ანასტასია რომანოვამ” (მისივე თქმით, თავსაფარებდა ნატალია ბილიხოძის გვარ-სახელით) საჯაროდ განაცხადა, რომ მთელ თავის ქონებას მშობლიურ რუსეთსუტოვებს. მაგრამ ყოველივე მორიგი (ალბათ უკანასკნელი!) ბლეფი აღმოჩნდა.

ტესტი (დნმ-ფინგერპრინტი) ხშირად ტარდება სასამართლოს გადაწყვეტილებით. მიზანი ჭეშმარიტი მამისდადგენაა. სასამართლოს მიმართავენ როგორც მარტოხელა დედები (რათა თაღლით მამებს ალიმენტის გადახდაკანონით აიძულონ), ასევე ეჭვიანი მამები, ზოგჯერ – საფუძვლიანად ეჭვიანებიც.

დნმ-ს პროფილის ასაგებად შემუშავებულია ახალი სწრაფი და საიმედო ტექნოლოგია, რომლის გამოყენებითაცპიროვნების იდენტიფიცირება მოკლე ხანშია შესაძლებელი. ეს ტექნოლოგია 2001 წელს შეიმუშავეს და პირველადგამოიყენეს აშშ-ში 11 სექტემბერს განხორციელებულ ტერაქტის შედეგად დაღუპულთა მიმართ. ამ ვანდალურიაქტის შედეგად ნიუ-იორკში დაინგრა მსოფლიო სავაჭრო ცენტრის ტყუპი შენობა. ნანგრევებში (15 მილიონი ტონა)მრავალი ადამიანი მოჰყვა და დაიღუპა. სხეულის დეფორმაცია, მაღალი სიცხის გამო გვამების გაძლიერებულიხრწნა მათ ვიზუალურ იდეტიფიცირებას გამორიცხავდა. დამზადდა ნათესავებისა და გვამებიდან აღებულინიმუშებისგან გამოყოფილი დნმ-ს პროფილები. პროფილთა შედარებით მხოლოდ 1700-მდე ცხედრისიდენტიფიკაცია მოხერხდა.

აღწერილია საინტერესო შემთხვევაც, როდესაც დნმ-ს პროფილი დანაშაულის ადგილზე არსებულ მცენარესეკუთვნოდა. დაბა ფენიკის (აშშ) მიტოვებული ქარხნის ნანგრევებთან პარკოსანი ხის (პალო ვერდე – Parkinsonia florida) ქვეშ პოლიციამ ქალის გვამი და მასთან ახლოს დაგდებული მამაკაცის საფულე აღმოაჩინა. მალე საფულისმფლობელის კვალსაც მიაგნეს. დაკითხვისას ეჭვმიტანილმა აღიარა, რომ ქალს შეხვდა, მაგრამ ქარხანასთან ყოფნასუარყოფდა. ეჭმიტანილი ვარაუდობდა, რომ მანქანიდან საფულე ქალმა ხელს გააყოლა. დანაშაულის გახსნა სწორედმანქანას უკავშირდება. ძარაში მცენარის ორი პარკი ნახეს. გამომძიებელმა ივარაუდა, რომ ეს პარკები მკვლელობისადგილზე მდგარი მცენარის ტოტიდან შემთხვევით ჩავარდა მანქანის ძარაში. ამის საფუძველს ისიც იძლეოდა, რომხეს მომწიფებული პარკები სწყდება და დაბლა ცვივა. დახმარებისთვის არიზონის უნივერსიტეტის პროფესორტიმოთე ჰელენტიარისუს მიმართეს. მეცნიერმა შეისწავლა როგორც მკვლელობის ადგილას მდგარი, ისემახლობლად არსებული იმავე სახის 18 პარკოსანი ხის დნმ-ს პროფილები. მხოლოდ პიკაპში აღმოჩენილი პარკისადა მკვლელობის ადგილას მდგარი ხის დნმ-ს პროფილები დაემთხვა ერთმანეთს. გაირკვა, რომ ყველა მცენარესსპეციფიკური, მხოლოდ მისთვის ნიშანდობლივი დნმ-ს პროფილი აქვს. მიუხედავად ცივი უარისა, დამნაშავსდანაშაული დაუმტკიცდა და მკაცრად დაისაჯა.

უნდა ითქვას, რომ ნაფიცი მსაჯულები ზოგჯერ ეჭვით უყურებენ დნმ-ტესტირების მონაცემებს. საქმე ის გახლავთ,რომ გენეტიკური დაქტილოსკოპია (დნმ-ფინგერპრინტი) ძალიან მგრძნობიარე მეთოდია. საკმარისია, სინჯირამდენიმე უცხო მოლეკულით დაბინძურდეს, რომ შედეგი არასწორია. ამის პრეცედენტიც არსებობს. ამერიკულიფეხბურთის ლეგენდარული მოთამაშე ო. ჯეი სიმპსონი ეჭვმიტანილი იყო ყოფილი მეუღლის ნიკოლ სიმპსონისა დამისი მეგობრის რონალდ გოლდმენის მკვლელობაში. ვინაიდან დარღვეული აღმოჩნდა მატერიალური სამხილებისშეგროვების წესები (მასალის აღებისას ეხებოდნენ ნიადაგს, პაკეტებში სველი, გამოუმშრალი ნაცხები მოათავსეს,სათანადო წესით არ მუშავდებოდა პინცეტი, ეტიკეტირებისას აერიათ სინჯები და მისთ., რასაც შეეძლო საკვლევიმასალის დაბინძურება), სასამართლომ დნმ-ს სამხილი ბრალდებისთვის რელევანტურად არ მიჩნია დაეჭვმიტანილი უდანაშაულოდ ცნო.

უნდობლობის მეორე მიზეზიც არსებობს: მეთოდი ყველა ინდივიდისათვის არ არის უნიკალური. არსებობსალბათობა (თუმცაღა ძალზე მცირე), რომ დამნაშავისა და რომელიმე სხვა პიროვნების დნმ-ს პროფილები მსგავსიაღმოჩნდეს.

გენეტიკური დაქტილოსკოპია წარმატებით გამიყენება დიდი ხნით ადრე გარდაცვლილის ძვლოვანი ნეშტის,მუმიფიცირებული მასალის, ასევე პალეონტოლოგიური განამარხებული ნიმუშების იდენტიფიკაციისთვის.სანიმუშოდ ორ მაგალითს განვიხილავთ.

პალეოგენეტიკოსებმა ამოიცნეს 33 საუკუნის წინ მოღვაწე ძლევამოსილი ეგვიპტელი ფარაონის ტუტანჰამონისსაიდუმლოებით მოცული გენეალოგია. გენეტიკური ანალიზი ჩაუტარეს 15 სხვა და ტუტანჰამონის მუმიიდანაღებულ ნიმუშებს. აღმოჩნდა, რომ ფარაონის მამა ეხნატონი იყო, პაპა – ამენჰოტეპ III, ბებია – დედოფალი თია.დედის სახელი დაუდგენელია (მუმიის კოდია KV35YL). დნმ-ს პროფილების შედარებით გაირკვა, რომ ეხნატონისაკუთარ დაზე ყოფილა დაქორწინებული. ტუტანჰამონის დედა იმავდროულად მისი მამიდაც გახლდათ. ინცესტიფარაონებში გავრცელებული მოვლენა იყო. სისხლის აღრევის გამო ფარაონს ძვლის მემკვიდრეობითი დაავადებაჰქონდა. ტუტანჰამონი (ძვ. წ 1342-1323) სამეფო ტახტზე 9 წლისა ავიდა და 19 წლისა გარდაიცვალა.

გარკვეული ინტერესის შემცველია რუსეთის უკანასკნელი იმპერატორის ნიკოლოზ II-ისა და მისი ოჯახის წევრებისნეშტთა ექსპერტიზის შედეგები.

საჭიროა თვალი გადავავლოთ ისტორიას, ვინაიდან ახალგაზრდა მკითხველისთვის საქმის დეტალები უცნობია.ტახტიდან ჩამოგდებული რუსეთის იმპერატორი და მისი ოჯახის წევრები ბოლშევიკებს ეკატერინბურგშიშინაპატიმრობაში ჰყავდათ. 1918 წელის 17 ივლისს პროლეტარიატის ბელადის ვ. ლენინის სიტყვიერი მითითებითდა ურალსაბჭოს განკარგულებით, მეფე ნიკოლოზ II, დედოფალი _ ალექსანდრა ფიოდოროვნა, უფლისწულიალექსეი, მეფის ოთხი ასული – ოლგა, ტატიანა, მარია და ანასტასია, ასევე მოსამსახურეები (მეფის ოჯახის პირადიექიმი, ძიძა, მზარეული და სხვები, სულ 15 ადამიანი) ყოველგვარი განჩინების გარეშე ვანდალურად დახვრიტეს.გვამები ხელყვეს, სატვირთო მანქანაზე დაყარეს და საიდუმლოდ გაიტანეს ქალაქგარეთ. მიცვალებულებიმიტოვებული ქვის სამტეხლოს ერთ-ერთ მაღაროში ჩაყარეს, რომელიც მიწით ამოავსეს. ამ ბარბაროსულმა აქტმამთელი ცივილიზებული მსოფლიო შეძრა.

1991 წელს ეკატერინბურგის მიდამოებში აღმოაჩინეს ადამიანთა ჯგუფური სამარხი ძალადობრივი სიკვდილისნიშნებით. იმის გარკვევა, ეკუთვნოდა თუ არა ეს ნეშტები მეფის ოჯახს, ნათელს მოჰფენდა იმპერატორისა და მისიოჯახის სიკვდილის საიდუმლოს.

ტრადიციული ანთროპოლოგიური მეთოდებით დაადგინეს, რომ სამარხში 9 ადამიანის ნეშტი იყო. ძვლისმასალიდან გამოყვეს დნმ და დაამზადეს სინჯები. დნმ-ს მიხედვით განსაზღვრეს სქესი. ანალიზისთვის გამოიყენესკბილის მინანქრის ცილოვანი კომპონენტის, ამილოგენინის, მაკოდირებელი გენი, რომელიც ადამიანის ორივე – Xდა Y სასქესო ქრომოსომებშია ლოკალიზებული. ისინი ზომით განსხვავდებიან, მაგრამ X-ისა და Y-ის გენისპეციფიკური რესტრიქტაზით სხვადასხვა ზომის ფრაგმენტებად იჭრება. გელ-ელექტროფორეზით X ქრომოსომისშემთხვევაში – გელის ერთი, Y-ის შემთხვევაში კი – ორი ზოლი მოჩანს და სქესის ამოცნობა დნმ-პროფილითადვილია. დაღუპულთა შორის აღმოჩნდა 4 მამაკაცი და 5 ქალი.

სურ.1 THO1 ალელების მიხედვით დნმ-ს პროფილის მიღება. ქვემოთ მოცემულია დნმ-ს პროფილის ანალიზისშედეგად გამოვლენილი ოჯახური ჯგუფი.

გენეტიკური ნათესაობის დასადგენად ხუთი განსხვავებული გენი გამოიყენეს, მათ შორის – THO1 მარკერი. ესუკანასკნელი ადამიანთა პოპულაციაში 5 ვარიანტის – ალელის – სახით გვხდება. დნმ-ს პროფილის ანალიზითდადგინდა, რომ ახლო ნათესავი იყო ერთი მამაკაცი და ოთხი ქალი (იხ. სურ.1). ამრიგად, გამოავლინეს ხუთიადამიანისგან შემდგარი ოჯახური ჯგუფი: მამა, დედა და სამი ქალიშვილი. ერთი ქალიშვილისა და უფლისწულალექსეის ნეშტი სამარხში არ აღმოჩნდა. იმის დასადგენად, ეს ნამდვილად ნიკოლოზ II-ის ოჯახი იყო თუ არა,ჩაატარეს მიტოქონდრიული დნმ-ს ანალიზი, რომელიც მხოლოდ დედის გზით გადაეცემა შთამომავლებს.შესადარებლად გამოიყენეს მეფისა და დედოფლის იმჟამად ცოცხალი ნათესავების მიტოქონდრიული დნმ-ს (მტ-დნმ) სინჯები, მეფის დედის ხაზით – ჰერცოგ ფაიფისა და გრაფინია შერემეტიევა-სფირის, ხოლო დედოფლისმხრიდან – ედინბურგის ჰერცოგის მტ-დნმ-ს მარკერული გენები. მიღებული შედეგების საფუძველზე საექსპერტოკომისიამ დაასკვნა, რომ ეკატერინბურგის სამარხში აღმოჩენილი ნეშტები ეკუთვნით რუსეთის უკანასკნელიმპერატორს ნიკოლოზ II-სა და მისი ოჯახის წევრებს. მეფისა და მისი ოჯახის წევრების ნეშტები დაკრძალულიარომანოვების საგვარეულო ნეკროპოლისში – პეტერბურგის პეტრე-პავლეს ტაძარში. თუმცა სრულიად რუსეთისმართლმადიდებელი ეკლესია მიიჩნევს, რომ ექსპერტიზის შედეგები არ არის სარწმუნო და არც ნეშტებია მეფისოჯახისა.

როგორც ცნობილია, სწავლების პროცესი ფართო გასაქანს გვაძლევს მოსწავლეთა გონებრივი განვითარების ხელშეწყობისთვის. გაგაცნობთ რამდენიმე სიახლეს, რომლებიც მომზადებულია www.bucknell.edu-სა და news.sciencemag.org-ის მონაცემებზე დაყრდნობით. მასწავლებელსშეუძლია, ეს მასალები თავისი შეხედულებისამებრ გამოიყენოს.

„მფრინავი პანდა”

პენსილვანიის შტატის ბაკნელის უნივერსიტეტის მკვლევარებმა, რომლებიც სამხრეთ სუდანში ბუნების დაცვის საერთაშორისო პროგრამაში მონაწილეობენ, ცხოველთა სისტემატიკაში ძუძუმწოვართა კლასში ხელფრთიანთა რიგის ახალი სახეობა დაარეგისტრირეს.თავდაპირველად მეცნიერებს ეგონათ, რომ ეს პატარა ცხოველი კონგოს ტერიტორიაზე 1939 წელს აღმოჩენილი სახეობის, Glauconycteris superba-ს, წარმომადგენელი იყო, მაგრამ შესწავლის შემდეგ ის მიაკუთვნეს ცალკე სახეობას –Niumbaha-ს, რაც სუდანის ენაზე იშვიათს, განსაკუთრებულს ნიშნავს, ჟურნალისტებმა კი მას მფრინავი პანდა უწოდეს ამ ცხოველთან გარეგნული მსგავსების გამო. აღმოჩენის თანაავტორია ბუნების დაცვისა და ბუნებრივი რესურსების მართვის საერთაშორისო ორგანიზაცია FFI (Fauna & Flora International). როგორც პროგრამის დირექტორი მეტ რაისი (Matt Rice) ამბობს, ეს აღმოჩენა მეტად მნიშვნელოვანია არა მარტო სამხრეთ სუდანისთვის, არამედ, საზოგადოდ, მეცნიერებისთვის, რადგან იმაზე მიუთითებს, რომ ამ რეგიონში ბუნების ჯერ კიდევ ბევრი საოცრებაა აღმოსაჩენი და შესასწავლი.

გამოფენა „ვეშაპების ევოლუცია”

ნიუ-იორკში, ამერიკის საბუნებისმეტყველო ისტორიის მუზეუმში, გაიმართა გამოფენა „ღრმა წყლების გიგანტები”, რომელშიც თვალსაჩინოდაა ნაჩვენები პლანეტის ყველაზე დიდი ბინადრების, ვეშაპების, ევოლუციის გზა.

როგორც მუზეუმის პირველი ვიცე-პრეზიდენტი და ამ გამოფენის კურატორი მაიკლ ნოვაჩეკი ამბობს, უკანასკნელ ხანს ვეშაპებზე ბევრი ახალი რამ გახდა ცნობილი, კერძოდ, აღმოჩნდა, რომ ვეშაპების უმრავლესობას ოთხკიდურიანი წინაპარი ჰყავდა, რაზეც მათი რუდიმენტული წინა კიდურები მიუთითებს. დაახლოებით 40-55 მილიონი წლის წინათ სანაპიროების ახლოს მობინადრე ეს ოთხფეხა არსებები წყალში გადასახლდნენ. ამის დამამტკიცებელი ფაქტები ნაპოვნია ეგვიპტეში, პაკისტანსა და ჩრდილოეთ ამერიკაში. ვეშაპების გენომურმა ანალიზმა მეცნიერებს საშუალება მისცა, დაედგინათ მათი მსგავსება ბალახისმჭამელებთან. განსაკუთრებით აღსანიშნავია მათი მსგავსება ბეჰემოთთან, რომელიც ასევე წყლის მოყვარულია და საკმაოდ დიდხანს შეუძლია წყალქვეშ ყოფნა.

მეცნიერები ვეშაპების „დინასტიის” ფუძემდებლად მიიჩნევენ გადაშენებულ მცირე ზომის ძუძუმწოვარს – პაკიცეტს (Pakicetus). მისი ჩონჩხი პირველად ამერიკელმა პალეონტოლოგებმა აღმოაჩინეს პაკისტანის ტერიტორიაზე. გარდამავალ ფორმად ხმელეთის ძუძუმწოვრებსა და თანამედროვე ვეშაპისნაირებს შორის მიიჩნევა ამბულოცეტი (Ambulocetus) – „მოსიარულე ვეშაპი”, რომლის სიგრძე დაახლოებით სამ მეტრს აღწევდა, ხოლო წონა – 300 კილოგრამს. სწორედ ვეშაპის ამ და სხვა წინაპრების ჩონჩხის ფრაგმენტებს ნახავთ მუზეუმის საგამოფენო დარბაზებში. ზღვის გიგანტი, ლურჯი ვეშაპი, რომლის სიგრძე 30 მ-ს აღწევს, ხოლო წონა – 165 ტონას, დღესდღეობით ფაუნის უდიდესი წარმომადგენელია, რომელსაც კი ოდესმე უცხოვრია დედამიწაზე. მუზეუმში წარმოდგენილია ლურჯი ვეშაპის გულის ნატურალური მაკეტი, რომელიც 400 კილოგრამს იწონის.

როგორ საუბრობენ ცხოველები?

მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ ადამიანები ერთმანეთთან საურთიერთოდ იყენებენ 2000-ზე მეტ ენას, ცხოველებს კი „სასაუბრო” ენა გაცილებით მეტი აქვთ – იმდენივე, რამდენი სახეობაც არსებობს დედამიწაზე. ყველა მგალობელი ჩიტი თავისებურად მღერის. მეტიც – არიან ფრინველები, რომლებიც არ გალობენ, ის კი არა, ხმა საერთოდ არ აქვთ, მაგრამ მაინც ახერხებენ ერთმანეთთან „საუბარს”. მაგალითად, წერო მისალმებისა თუ მუქარის ნიშნად ნისკარტს აწკაპუნებს – საჭიროებისამებრ, ხმამაღლა ან ჩუმად, ხშირად ან იშვიათად. ზოგიერთ ფრინველს ფრთებზე აქვს სპეციალური ნაჭდევები, რომლებიც ფრენის დროს სპეციფიკურ სტვენას გამოცემს. ეს ერთგვარი ამოსაცნობი ნიშანია თანამოძმეებისთვის: „ჩვენ მოვფრინავთ”. მაგალითად, როცა ბეკასი (ჩიბუხა) ზემოდან ეშვება წამში დაახლოებით 9-10 მეტრი სიჩქარით, კუდის განსაკუთრებული ბუმბულები გამოსცემენ ტყლაშუნის მაგვარ ხმებს. კოდალა ხეზე მატლის ამოსაყვანად კი არა, არამედ თანამოძმეებისთვის თავის შესახსენებლად აკაკუნებს. თანაც სხვდასხვა სახეობისა – სხვადასხვანაირად, რომ „გზავნილი” გარეშე ყურმა არ გაიგოს. სხვათა შორის, კაკუნი ფართოდ გავრცელებული სასიგნალო სისტემაა ცხოველთა სამყაროში. მაგალითად, ზოგიერთი მერქნის ხოჭო თავის არსებობის შესახებ გარშემო მყოფებს ბუდის შესასვლელზე თავის მირტყმით ამცნობს. მაინდამაინც სასიამოვნო პროცედურა ვერ უნდა იყოს, მაგრამ სხვა რა გზაა – თანამოძმეებს ხმა ხომ უნდა მიაწვდინო…

მეცნიერთათვის დიდი ხნის განმავლობაში გამოცანად რჩებოდა, როგორ ატყობინებდნენტერმიტები ერთმანეთს საფრთხეს შორ მანძილზე.ეს გამოცანა მახვილგონივრული ცდისწყალობით ამოიხსნა.აღმოჩნდა,რომ „მცველი”ტერმიტები,შეამჩნევენ თუ არა საფრთხეს, არცმეტი, არც ნაკლები, საბუდარის შესასვლელს გამძაფრებითურტყამენ თავს. ეს ხმაური ესმითდანარჩენებს და საომრად იწყებენ მზადებას.ვარაუდის შესამოწმებლად მეცნიერებმა ბუდისშესასვლელი ხმის ჩამხშობი მასალით ამოფინეს; როცა მცველმა ტერმიტებმა საფრთხის მოახლოებისას განგაში ატეხეს, ბუდეში სიგნალი ვერ მიიღეს და მტერმა ადვილად შეაღწიამათ სამფლობელოში.

კუდისა და ფეხების მიწაზე ძლიერი, დოლისებური დარტყმით „ესაუბრებიან” ერთმანეთსთითქმის მუნჯი ცხოველები -კენგურუები.

ძალიან საინტერესო „საუბარი” აქვთ ობობებს.ცნობილია,რომ დედალი ობობა გამოირჩევააგრესიულობით, მაგრამ იმავდროულად თვალისჩინნაკლულიცაა და თავს ესხმის ნებისმიერმოძრავ ობიექტს,ეს კი შეიძლება აღმოჩნდეს მისი „საქმროც”რომელიც მასთან ძღვენით„ხელდამშვენებული”მოდიოდა, ამიტომ მამრები ძალიან ფრთხილად უახლოვდებიანმდედრებს და თან შორიდან სიგნალებს გამოსცემენ, თითქოს აფრთხილებენ: „მე ვარ,არშემჭამო!” თუმცა მამრი დარწმუნებული არ არის, რომ არ შეიჭმება, ამიტომ საკმარისიამდედრის მკვეთრი მოძრაობა და ის უსაფრთხო მანძილზე გადახტება, მერე კი თავიდან იწყებსმდედრისკენ სვლას. უფრო მარტივადაა საქმე მქსელავ ობობებთან: მამრი მდედრის ქსელთანაბამს საკუთარს და მისი რხევით გადასცემს გარკვეულ სიგნალებს: თავდაპირველად -„ეს მევარ”; მერე კი – „შეიძლება თქვენთან სტუმრად მოსვლა?”

ერთმანეთს „ესაუბრებიან” ნიანგებიც. უფრო მეტიც -პატარა ნიანგები კვერცხიდან აძლევენსიგნალს დედას, რომ ქვიშა გათხაროს და მათ გარეთ გამოსვლაში მიეხმაროს.

სპილოებს გრძნობების გამოხატვა შეუძლიათ ხმით,მაგალითად, ხმადაბალი „ბურტყუნი” დასტვენა სიამოვნებას გამოხატავს,ბღავილი -შიშს,ხოლო გამყინავი საყვირისებური ხმათავდასხმის საფრთხის მაუწყებელია. გარდა ამისა,სპილოები ურთიერთობისთვის ჟესტებსაციყენებენ. ამაში მათ ხორთუმი და ყურები ეხმარება. მაგალითად, თუ სპილოს ხორთუმიდაშვებული აქვს, ესე იგი მშვიდადაა,მაგრამ თუ რამემ შეაშფოთა, მაშინვე ასწევს ყურებსა დახორთუმს.გაბრაზებისას ყურები განზეა გაშვერილი, ხოლო აწეული ხორთუმის ბოლომოხრილია.საერთოდ, „ხორთუმისა და ყურების ენა” ძალზე გამომსახველია. მაგალითად,როცა სპილო ხორთუმის წვერს მიწაზე ურტყამს, ეს ნიშანია იმისა, რომ მტერი ახლოვდება,ხოლო როცა მტერი ახლოსაა, ის მაღლა სწევს ხორთუმს. ეს ნიშნავს:„წინ! შეტევაზე!”ხორთუმით სპილოებიესალმებიან კიდეც ერთმანეთს – ისე გადააჭდობენ, თითქოს ხელსართმევენო…

კვლავ გთავაზობთ ექსპერიმენტს, რომელიც ხელს შეუწყობს მოსწავლეთა მეცნიერული კვლევის უნარ-ჩვევების განვითარებას. სტანდარტში მითითებული ერთ-ერთი კვლევითი უნარი, რომელიც მოსწავლეებს უნდა ჰქონდეთ,მოდელის შექმნა და გამოყენებაა. ქვემოთ სწორედ ასეთი შინაარსის ექსპერიმენტის ინსტრუქციას მოვიყვანთ:

ექსპერიმენტი: კროსინგოვერის მოდელი

თემა:გენთა შეჭიდული დამემკვიდრება

წინარე ცოდნა:

მოსწავლეებმა იციან გენთა შეჭიდულობის კანონისა და კროსინგოვერის არსი:ერთ ქრომოსომაში ლოკალიზებული გენები შეჭიდულად დამემკვიდრდებიან; ერთ ქრომოსომაში ლოკალიზებულ გენებს შეჭიდული გენების ჯგუფს უწოდებენ.შეჭიდულობა ხშირად არასრულიადა შესაძლოა დაირღვეს კროსინგოვერის შედეგად. მოცემულ გენებს შორის კროსინგოვერის სიხშირე მათ შორის მანძილის პირდაპირპროპორციულია,ანუ რაც უფრო დაშორებულია ქრომოსომაში გენები ერთმანეთისგან, მით უფრო მაღალია მათ შორის კროსინგოვერის სიხშირე და დაბალია ამ გენებს შორის შეჭიდულობის ხარისხი. მანძილი იზომება პირობითი ერთეულებით- მორგანიდებით. ერთი მორგანიდა (სანტიმორგანიდა) – ეს არისისეთი მანძილი გენებს შორის, რომლის დროსაც კროსინგოვერის სიხშირე1%-ია.

კავშირი სტანდარტთან

კვლ. XI.2. მოსწავლეს შეუძლია კვლევითი პროცედურის განხორციელება/ მონაცემების აღრიცხვა.

შედეგი თვალსაჩინოა, თუ მოსწავლე:

• იყენებს შესაბამის მასალას ან/და აღჭურვილობას და ატარებს დაგეგმილ ცდას უსაფრთხოების წესების დაცვით;
• აწარმოებს დაკვირვებას და/ან გაზომვებს, იღებს სარწმუნო მონაცემებს.

კვლ. XI.4. მოსწავლეს შეუძლია მონაცემთა ანალიზი და შეფასება.

შედეგი თვალსაჩინოა, თუ მოსწავლე:

• იყენებს დიაგრამებს, ცხრილებსა და გრაფიკებს მონაცემებს ან ცვლადებს შორის დამოკიდებულების აღსაწერად;
• აანალიზებს მონაცემებს (მაგ., საშუალო არითმეტიკული სიდიდისა და საშუალოდან გადახრების დადგენა), საჭიროების შემთხვევაში, საკონტროლო ცდის შედეგების გათვალისწინებით, გამოიტანს დასკვნებს;
• განიხილავს, საკმარისია თუ არა მონაცემები (რაოდენობრივად და თვისებრივად) გამოთქმული ვარაუდის დასადასტურებლად ან დასკვნის გამოსატანად;
• ადარებს დასკვნებს გამოთქმულ ვარაუდს, განსხვავების შემთხვევაში ხსნის მიზეზებს;

ბიოლ. XI.6. მოსწავლეს შეუძლია ჩამოაყალიბოს მემკვიდრეობითობისკანონები და იმსჯელოს ცვალებადობის ფორმებზე.

შედეგი თვალსაჩინოა, თუ მოსწავლე:

• ადგენს გენთა დამოუკიდებლად და შეჭიდულად მემკვიდრეობის სქემებს, ადარებს ერთმანეთს და მსჯელობს მათ შორის განსხვავებაზე.

სასწავლო მიზანი

მოსწავლეები შეძლებენ:

• მოდელის შექმნას და გამოყენებას;
• ჰიპოთეზის გამოთქმას;
• დაგეგმილი ცდის ჩატარებას;
• მონაცემების აღრიცხვას;
• მონაცემთა ცხრილის საშუალებით მონაცემების წარმოდგენას;
• მონაცემების ანალიზს და ანალიზის საფუძველზე დასკვნების გამოტანას;
• დასკვნების შედარებას გამოთქმულ ვარაუდთან;
• მსჯელობას გენთა შეჭიდულობის შესახებ.

ექსპერიმენტის მიზანი: იმის დადგენა,როგორ შეიძლება გამოყენებულ იქნესგენებს შორის კროსინგოვერის სიხშირექრომოსომული რუქის შესადგენად

მასალა:

• ხის 15 სმ სიგრძის ჯოხი, რომლის ქვედა ბოლო შეფერილია მარკერით;
• სახაზავი;
• კალამი;
• თაბახის ფურცელი.

პროცედურა:

1. თაბახისფურცლისშუაგულში სახაზავითჩამოუსვით 15სმსიგრძისხაზი. ხაზისბოლოშიგააკეთეთპატარაჰორიზონტალურიხაზი, აქედანგადაზომეთდაგააკეთეთხაზზემონიშვნები1-3-6-10 და 15 სმ-ზე.
2. თითოეულიმონიშვნადაასათაურეთანბანის მიხედვით,A-დან F-მდე(დაიწყეთბოლოდან).
3. ვერტიკალურიხაზიასახავსქრომოსომას, რომელზეცგანლაგებულია 6 გენი (A, B, C, D, E, F). ამქრომოსომისჰომოლოგიურიქრომოსომაამონიშნულბოლოიანიხისჯოხი.
4. თაბახისფურცელიისემოათავსეთმაგიდაზე, რომმისიქვედაკუთხე 15სმ-ითიყოსდაშორებულიმაგიდისკიდიდან. სკამიისე გასწიეთუკან,რომმისიწინამხარე 30სმ-ითიყოსდაშორებულიმაგიდას.
5. გამოთქვითჰიპოთეზა: რომელიგენებიუფროხშირადდასცილდებიან A გენს?
6. ისროლეთხისჯოხივერტიკალურიხაზისმიმართულებით, სანამარდაეცემახაზზეანხაზისგასწვრივ. ესკროსინგოვერისპროცესსასახავს.
7. როდესაც “კროსინგოვერი”მოხდება,შეხედეთჯოხისფერადკუთხეს, რათაგანსაზღვროთ, სადმოხდაკროსინგოვერიA გენსადადანარჩენგენებსშორის. შესაბამისიაღრიცხვაგააკეთეთმონაცემთააღრიცხვისცხრილში. მაგალითად, თუჯოხისფერადიკუთხედაეცემაD-სადაE-სშორის,ცხრილშიაღნიშვნაგააკეთეთE დაFგენებზე, რადგანAგენსესგენებიგამოეყვნენკროსინგოვერისშედეგად.
8. იქამდე ისროლეთ ჯოხი და დათვალეთ შედეგები, სანამ “კროსინგოვერი”100-ჯერ არ მოხდება.
9. შეაჯამეთ რიცხვები ყოველი 5 გენისათვის. ცხრილის შესაბამის გრაფაში ჩაწერეთ, რამდენჯერ დასცილდა თითოეული გენი A გენს.
10. გამოიანგარიშეთ კროსინგოვერის სიხშირე. ამისთვის თითოეული გენის A გენიდან გამოყოფის საერთო რაოდენობა გაყავით 100-ზე. შედეგი ჩაწერეთ მონაცემთა ცხრილის შესაბამის გრაფაში.
11. გამოთვალეთ თითოეული გენის ადგილმდებარეობა A გენთან მიმართებითთქვენს ექსპერიმენტში მიღებული კროსინგოვერის სიხშირის მიხედვით: მათი კროსინგოვერის სიხშირე გაამრავლეთ 15-ზე და დაამრგვალეთ უახლოეს მთელ რიცხვამდე. მიღებული შედეგი ჩაინიშნეთ მონაცემთა ცხრილში.

ანალიზი და დასკვნა

1. ჯოხის ყოველი სროლა იწვევს თუ არა “კროსინგოვერს”?
2. რომელი გენი სცილდება ყველაზე ხშირად A გენს?
3. რომელი გენი სცილდება ყველაზე იშვიათად A გენს?
4. შეადარეთ მიღებული შედეგი თქვენ მიერ გამოთქმულ ჰიპოთეზას.
5. როგორ არის დამოკიდებული კროსინგოვერის შედეგად გენების დაცილების (ანუ კროსინგოვერის) სიხშირე ამ გენებს შორის არსებულ მანძილზე?
6. არის თქვენ მიერ გამოთვლილი გენის ადგილმდებარეობა ზუსტად ისეთი, როგორიც ფაქტობრივიადგილმდებარეობა (თაბახის ფურცელზე გაკეთებული ნახაზის მიხედვით)? თუ კი, ახსენით, რატომ წარიმართა ექსპერიმენტი ისე, როგორც თეორიულად იყო მოსალოდნელი. თუ არა, ჩამოთვალეთ შეცდომების შესაძლო მიზეზები.
7. როგორ შეიძლება, გენებს შორის კროსინგოვერის სიხშირე გამოყენებულ იქნეს ქრომოსომული რუქების შესადგენად?

   1.

დამატებითი ინფორმაცია მასწავლებლებისთვის:მორგანის ერთ-ერთმა სტუდენტმა,ალფრედ სტარტევანტმა,გენეტიკური რუკის კონსტრუირების მეთოდი შეიმუშავა. გენეტიკურ რუკას, რომელიც რეკომბინაციის სიხშირეების საფუძველზეა შექმნილი, შეჭიდულობის რუკას უწოდებენ.

რეკომენდაცია მასწავლებლებისთვის: სასურველია,ეს ექსპერიმენტი ჩატარდეს გაკვეთილის რეფლექსიის ფაზაშიან მიეცეს მოსწავლეებს საშინაო დავალებად.

ბიოლოგიის სწავლებისას პედაგოგის ერთ-ერთ ურთულეს ამოცანას წარმოადგენს მოსწავლეთა დაინტერესება გენეტიკური საკითხების შესწავლით, ამიტომ იგი არ უნდა დასჯერდეს სასკოლო სახელმძღვანელოებს და მოსწავლეებს მიაწოდოს მრავალფეროვანი ინფორმაცია, რომელიც ინტერესს გაუღვივებს მათ და ხელს შეუწყობს, გაიაზრონ გენეტიკის შესწავლის პრაქტიკული მნიშვნელობა.

ერთ-ერთი ასეთი საკითხია ლეტალური გენების მოქმედება, რომელიც სასკოლო სახელმძღვანელოებში არ არის შესული, მაგრამ რომლის მეშვეობითაც მოსწავლეები უკეთ გაიაზრებენ მონოჰიბრიდული და დიჰიბრიდული შეჯვარების და სქესთან შეჭიდული დამემკვიდრების კანონზომიერებებსა და პრაქტიკულ მნიშვნელობას (ბუნებრივია, ყოველივე ეს შეესაბამება ესგ-ს მოთხოვნებს: ბიოლ.XI.6. მოსწავლეს შეუძლიაჩამოაყალიბოს მემკვიდრეობითობის კანონები და იმსჯელოს ცვალებადობისფორმებზე).

1905 წელსფრანგმა გენეტიკოსმა და ზოოლოგმა ლუსიენ კუენომ გადაწყვიტა, შეესწავლა მენდელისდამემკვიდრების კანონზომიერებანი ცხოველებში, კერძოდ, თაგვებში. ამ კანონზომიერებათა შესასწავლად მანერთინიშან-თვისება – თაგვების ბეწვის შეფერილობა აირჩია. თუმცა ჩატარებულმა ცდებმა მას დამემკვიდრებისკანონზომიერებათა დადასტურების საშუალება არ მისცა,რადგან შთამომავალთა ინდივიდების რაოდენობისმაჩვენებელი არ თავსდებოდა კანონზომიერების ფარგლებში. მაშინ კუენომ ამის მიზეზივერ დაადგინა, მაგრამხუთი წლისშემდეგ მეცნიერებმა კასტლიმ და ლიტლმაცდები გაიმეორეს და აჩვენეს, რომ შთამომავალთა ერთინაწილი განვითარების ჯერ კიდევემბრიონულ პერიოდში იღუპებოდა – მაკე თაგვებისსხეულში დაღუპულიემბრიონები აღმოჩნდა. თუ მიღებულ ანუ ცოცხალ შთამომავალთა რიცხვს მივუმატებდით ემბრიონულ პერიოდშიდაღუპული ინდივიდების რიცხვსაც, მაშინ მენდელის კანონი სწორი იყო. ასე აღმოაჩინესლეტალური გენები,რომლებიც ორგანიზმის სიკვდილს იწვევს.

აქვს თუ არალეტალური გენები ადამიანს? რა თვისებებიახასიათებს ამ გენებისმოქმედებას ჩვენს ორგანიზმში?როგორ ფუნქციობენ ისინი? ლეტალურს უწოდებენ ისეთ გენსან გენებს, რომელთა მფლობელიც იღუპებაგანვითარების ანომალიათა გამო ანიმ დაავადებისგან, რომელსაც ეს გენიიწვევს. პოპულაციაში ერთხელწარმოქმნილი ლეტალური გენი აღარქრება, იგი “მოგზაურობს” ერთიინდივიდიდან მეორეში, თაობიდან თაობაში…ხანდახან ორგანიზმი ემბრიონული განვითარების პერიოდში არ იღუპება,მაგრამ გაივლის წლები დალეტალურიგენი თავს იჩენს.ასეთი გენის მატარებელს, როგორც წესი, დარღვეული აქვს ორგანიზმის ძირითადიფუნქციები: ზრდა, განვითარება და სიცოცხლისუნარიანობა. ლეტალური გენი ე.წ. ლეტალური მუტაციის შედეგადწარმოიქმნება. მუტაციის ლეტალურობა იმას ნიშნავს,რომ ეს გენიპასუხისმგებელია ორგანიზმის სასიცოცხლოდაუცილებელ რომელიმე ფუნქციაზე. ლეტალური გენი შეიძლებაიყოს როგორც რეცესიული, ისედომინანტურიბუნებისა.

ლეტალური გენების მოქმედება მონოჰიბრიდული შეჯვარებისას

ლეტალური გენები ჰომოზიგოტურ მდგომარეობაში იწვევენ ნაყოფის/შთამომავლობის დაღუპვას დაბადებამდე.ამასთანავე, სხვა გენოტიპები გადარჩებიან. როგორც კოდომინირებისას, ამ შემთხვევაშიცწარმოიქმნება სამიფენოტიპურიკლასი, მაგრამ ერთი ფენოტიპი არ გამოვლინდება,რადგან ლეტალური გენის მატარებელიინდივიდები იღუპებიან. აქედან გამომდინარე, შთამომავლობაში დათიშვა მენდელისეულისგან განსხვავდება.

ამოცანა # 1.

ქათმების ერთი ჯიშიგამოირჩევა მოკლე ფეხებით (დომინანტური ნიშანი). ეს გენიგავლენას ახდენს ნისკარტისსიგრძეზეც. ჰომოზიგოტური დომინანტური გენის მატარებელ წიწილებს ისეთი მოკლე ნისკარტი აქვთ, რომ ვერახერხებენკვერცხის გამოტეხვას და იღუპებიან.ინკუბატორში, სადაც მხოლოდ მოკლეფეხება ქათმები გამოჰყავთ,მიიღეს 3000 წიწილა. რამდენი მათგანი იქნება მოკლეფეხება?

ამოხსნა

ამოცანის პირობიდან გამომდინარე, ინკუბატორში მყოფი ყველა ქათამი ჰეტეროზიგოტურია – Аа (რადგანჰომოზიგოტური მოკლეფეხება გამოჩეკვამდე იღუპება).

ჰეტეროზიგოტური (Аа) ინდივიდების შეჯვარებისას ვიღებთ ასეთ შთამომავლობას:

• 25% იქნებადომინანტური ჰომოზიგიტი АА – ძალიანპატარა ნისკარტი (დაიღუპება გამოჩეკვამდე);
• 50% – დომინანტური ჰეტეროზიგოტი Аа – ფენოტიპურად მოკლეფეხება;
• 25% – რეცესიული ჰომოზიგოტი аа – ფენოტიპურად გრძელფეხება.

ყოველივე ამის გათვალისწინებით ვასკვნით, რომ მოკლეფეხება ინდივიდები შეადგენს მთელი თაობის 2/3-ს, ე.ი. დაახლოებით 2000 წიწილას.

ამოცანა # 2.

შავი თაგვების ერთმანეთთან შეჯვარებით ყოველთვის მიიღება შავი შთამომავლობა, ყვითელი თაგვების ერთმანეთთან შეჯვარებისას კი თაგვების ერთი მესამედი შავია, ხოლო დანარჩენი – ყვითელი. როგორ შეიძლება ავხსნათ ეს მოვლენა?

ამოხსნა

• შავი თაგვები არიან ჰომოზიგოტურები, რადგან მთელი შთამომავლობა ერთგვაროვანია.
• ყვითელი თაგვები არიან ჰეტეროზიგოტურები, რადგან შთამომავლობაში ხდება დათიშვა. ვინაიდან ჰეტეროზიგოტური ინდივიდები ატარებენ დომინანტურ ნიშანს, ე.ი. ყვითელი შეფერილობა დომინანტურია.
• ყვითელი თაგვების ერთმანეთთან შეჯვარებით არასოდეს მიიღება ერთგვაროვანი თაობა, თანაც დათიშვის კანონზომიერება არ ემთხვევა მენდელისეულს. ეს გვაძლევს საფუძველს, ვივარაუდოთ, რომ დომინანტური ნიშნით ჰომოზიგოტური ინდივიდები არასიცოცხლისუნარიანები არიან. ეს შეგვიძლია დავადასტუროთ შეჯვარების სქემითაც:

ამოცანა # 3.

დავუშვათ, ორგანიზმში წარმოიშვა მუტაცია, რომლის შედეგად იღუპებიან მხოლოდ ჰეტეროზიგოტური ინდივიდები, ხოლო ჰომოზიგოტურები სიცოცხლისუნარიანები არიან. ივარაუდეთ, რა შეიძლება მოჰყვეს ამ ფაქტს.

პასუხი:

დომინანტური ან რეცესიული ნიშნით ჰომოზიგოტური ინდივიდები დაკარგავენ ურთიერთშეჯვარების უნარს და მათი ევოლუცია წავა სხვადასხვა გზით, რამაც შემდგომ შესაძლოა ორი ახალი სახეობის ჩამოყალიბება გამოიწვიოს.

ამოცანა # 4.

თაგვებში მოკლეკუდიანობის გენი დომინანტურ მდგომარეობაში ლეტალურია და იწვევს ჩანასახის დაღუპვას განვითარების ადრეულ ეტაპზე. ჰეტეროზიგოტურ ინდივიდებს კუდი უფრო მოკლე აქვთ, ვიდრე ნორმალურებს. განსაზღვრეთ გრძელკუდიანი და მოკლეკუდიანი თაგვების შეჯვარების შედეგად მიღებული შთამომავლობის გენოტიპი და ფენოტიპი.

ამოხსნა

ინდივიდების 50%-ს ექნება გრძელი კუდი და მათი გენოტიპი იქნება AA, ხოლო ინდივიდების 50%-ს ექნება მოკლე კუდი და მათი გენოტიპი იქნება Aa.

ამოცანა # 5.

სარკისებური კობრის ერთმანეთთან შეჯვარებისას პირველსავე თაობაში შეინიშნებოდა დათიშვა: მიღებული ინდივიდებიდან 152 სარკისებური იყო, ხოლო 78-ს ჰქონდა ნორმალური ქერცლი. ა) როგორ შეიძლება ავხსნათ ეს შედეგი? ბ) როგორ შთამომავლობას უნდა ველოდოთ ჩვეულებრივქერცლიანი კობრის სარკისებურთან შეჯვარებით?

პასუხი:

ა) ამ შემთხვევაში საქმე გვაქვს დამემკვიდრების ისეთ ფორმასთან, როცა დომინანტური გენის ჰომოზიგოტური ინდივიდები იღუპებიან.

ბ) ჩვეულებრივქერცლიანი კობრის სარკისებურთან შეჯვარებით მიღებული ინდივიდების 50% სარკისებური (Аа) იქნება, 50% – ჩვეულებრივქერცლიანი (аа).

ლეტალური გენების მოქმედება დიჰბრიდული შეჯვარებისას

დიჰიბრიდული შეჯვარებისას, ისევე როგორც მონოჰიბრიდულის შემთხვევაში, ლეტალური გენების არსებობა ცვლის შთამომავლობაში სხვადასხვა ფენოტიპის თანაფარდობას.

ამოცანა # 1

ჩანასახოვანფრთიანი და მოკლეჯაგრიანი დროზოფილების ერთმანეთთან შეჯვარებისას მიღებულ იქნა სხვადასხვა ფენოტიპის მქონე ინდივიდები შემდეგი თანაფარდობით:

• 4 ჩანასახოვანფრთიანი, მოკლეჯაგრიანი;
• 2 ჩანასახოვანფრთიანი, ნორმალურჯაგრიანი;
• 2 ნორმალურფრთიანი, მოკლეჯაგრიანი;
• 1 ნორმალურფრთიანი, ნორმალურჯაგრიანი.

როგორ ავხსნათ ეს შედეგი? როგორი გენოტიპი აქვთ მშობლიურ ინდივიდებს?

ამოხსნა

• შთამომავლობაში შეიმჩნევა დათიშვა ორივე ნიშნის მიხედვით, ეს კი მიუთითებს, რომ შესაჯვარებელი ინდივიდები არიან დიჰეტეროზიგოტურები.
• დათიშვა თითოეული წყვილი ნიშან-თვისების მიხედვით ხდება თანაფარდობით 2:1. გადახრა დათიშვიდან 3:1 მიუთითებს, რომ ორივე შემთხვევაში რეცესიული ნიშნის მიხედვით ჰომოზიგოტური ინდივიდები იღუპებიან.

პასუხი:

მიღებული შედეგი შეიძლება ავხსნათ მოსაზრებით, რომ აღნიშნულ შემთხვევაში შეიმჩნევა ორი ნიშნის დამოუკიდებლად დამემკვიდრება, რომელთა მაკოდირებული გენები რეცესიულ მდგომარეობაში იწვევს ორგანიზმის სიკვდილს.

ამოცანა #2

თაგვებში სხეულის შავი შეფერილობა (А) დომინირებს ყავისფერზე (а). ეს გენები განლაგებულია ერთ წყვილ აუტოსომაში. კუდის სიგრძე განისაზღვრება В და b გენით, რომელიც განთავსებულია ქრომოსომის სხვა წყვილში. ნორმალურკუდიანი ინდივიდების გენოტიპია ВВ, მოკლეკუდიანებისა – Вb, ხოლო თაგვები, რომლებიც არიან ჰომოზიგოტურები რეცესიული ნიშნით (bb), იღუპებიან ჩანასახში.

ივარაუდეთ, როგორ შთამომავლობას მივიღებთ ორივე ნიშნით დიჰეტეროზიგოტური ინდივიდების შეჯვარებისას.

ამოხსნა :

პირობიდან გამომდინარე, შესაჯვარებელი ინდივიდების გენოტიპი უნდა იყოს АаВb. ვარაუდის შესამოწმებლად ვისარგებლოთ პენეტის ცხრილით:

ცხრილის ანალიზიდან ჩანს, რომ მიღებულ თაობაში ინდივიდების გენოტიპური და ფენოტიპური გადანაწილებაა 6:3:2:1

6 ინდივიდი – შავი, კუდმოკლე. გენოტიპები – ААВb და АаВb;

3 ინდივიდი – შავი, ნორმალურკუდიანი. გენოტიპები – ААВВ და АаВВ

2 ინდივიდი – ყავისფერი, მოკლეკუდიანი. -გენოტიპი ааВb

1 ინდივიდი – ყავისფერი, ნორმალურკუდიანი, გენოტიპი – ааВВ

ხოლო ოთხი, რეცესიული ჰომოზიგოტური (bb) გენის მატარებელი ინდივიდი ჩანასახშივე დაიღუპება.

ამის შემდეგ შეგვიძლია, ცოტა უფრო გავურთულოთ მოსწავლეებს ამოცანა და მივცეთ მას შემდეგი ფორმულირება:

დიჰიბრიდული შეჯვარებისას (ааbb×АаВb) თუ გამეტა (АВ) არასიცოცხლისუნარიანი აღმოჩნდა, როგორ შეიცვლება ფენოტიპურად დათიშვის თანაფარდობა F2 თაობაში?

პასუხი:

თუ АВ გამეტა არასიცოცხლიუნარიანი აღმოჩნდა, მივიღებთ ასეთ შთამომავლობას:

• aаBb – 33%; ყავისფერი, მოკლეკუდიანი;
• Aаbb – 33%; დაიღუპება;
• ааbb – 33%; დაიღუპება.

თუ АВ გამეტა სიცოცხლისუნარიანი აღმოჩნდა, მიღებულ იქნება ასეთი შთამომავლობა:

• АаВb – 25%; შავი, მოკლეკუდიანი;
• ааВb – 25%; ყავისფერი, მოკლეკუდიანი;
• Aаbb – 25%; დაიღუპება;
• aаbb – 25%; დაიღუპება.

სასქესო ქრომოსომებში ლოკალიზებული ლეტალური გენების დამემკვიდრება.

Х ქრომოსომაში ლოკალიზებულმა ლეტალურმა გენმა, შესაძლოა შეცვალოს შთამომავლობაში გენებით კოდირებულ ნიშან-თვისებათა გადანაწილება და სქესის თანაფარდობა.

ამოცანა #1

დროზოფილაში გენი i რეცესიულია, შეჭიდულია X ქრომოსომასთან და ლეტალურია. როგორი იქნება შთამომავლობაში სქესთა თანაფარდობა, თუ შევაჯვარებთ ამ ნიშნის მიხედვით ჰეტეროზიგოტურ მდედრს ნორმალურ მამრთან?

ამოხსნა

ამოცანის პირობიდან გამომდინარე, მდედრის გენოტიპია ХIХi, მამრისა კი მხოლოდ ХIY, რადგან i გენის მატარებელი რომ ყოფილიყო, სიცოცხლისუნარიანი არ იქნებოდა .

მოსაზრება შეგვიძლია განვამტკიცოთ შეჯვარების სქემით:

პასუხი:

შთამომავლობაში უნდა მივიღოთ სქესის თანაფარდობა 2:1 (75% მდედრი და 25% მამრი), რადგან მამრების 25%-ი (მამრების ნახევარი) ლეტალური გენის მოქმედების გამო იღუპება.

ამოცანა #2

ქათმებში სქესთან შეჭიდული გენი (k) რეცესიულ მდგომარეობაში ამჟღავნებს ლეტალურ მოქმედებას და წიწილები გამოჩეკვამდე იღუპებიან. ჰეტეროზიგოტური მამალი (ლეტალური გენით) შეაჯვარეს ნორმალურ ქათმებთან, შთამომავლობაში მიიღეს 120 წიწილა (ქათმებში ჰეტეროგამეტურია (ZW) მდედრი).

ა) განსაზღვრეთ, რამდენი იქნება მიღებულ შთამომავლობაში მამალი და რამდენი – დედალი.

ბ) Y ქრომოსომის არაჰომოლოგიურ წყვილში ლეტალური გენის არსებობა არ შეიმჩნევა. რატომ?

პასუხი:

ა) ეს ამოცანა წინას ანალოგიურად ამოიხსნება, მაგრამ სქესის თანაფარდობა იქნება საპირისპირო – გამოჩეკილი წიწილების 2/3 (80ცალი) იქნება მამალი, ხოლო 1/3 (40 ცალი) – ვარია.

ბ) ლეტალური მუტაცია რომ წარმოქმნილიყო Y ქრომოსომაში, ის მაშინვე გამომჟღავდებოდა მამრებში და ისინი დაიღუპებოდნენ ისე, რომ ვერ მოასწრებდნენ ამ გენის შთამომავლობისთვის გადაცემას.

აღვწერთ დაკვირვებას, რომელიც ხელს შეუწყობს მოსწავლეთა მეცნიერული უნარ-ჩვევების განვითარებას.

დაკვირვება – მემკვიდრეობის გამოკვლევა ადამიანში

თემა – ადამიანში ზოგიერთი მენდელისეული ნიშნის დამემკვიდრება

წინარე ცოდნა – მოსწავლეები იცნობენ ცნებებს: დომინანტური და რეცესიული ალელი, ფენოტიპი, გენოტიპი, ჰომოზიგოტა, ჰეტეროზიგოტა, მენდელის კანონები.

კავშირი სტანდარტთან

კვლ.IX.2 – მოსწავლეს შეუძლია კვლევითი პროცედურის განხორციელება/მონაცემების აღრიცხვა.

შედეგი თვალსაჩინოა, თუ მოსწავლე:

• აწარმოებს დაკვირვებას და/ან გაზომვებს, აღრიცხავს მონაცემებს.

კვლ.IX.3 – მოსწავლეს შეუძლია მონაცემთა წარმოდგენა სხვადასხვა საკომუნიკაციო საშუალების გამოყენებით.

შედეგი თვალსაჩინოა, თუ მოსწავლე:

• იყენებს სხვადასხვა ხერხს (დიაგრამას, ცხრილს, გრაფიკს, სიას) მონაცემთა წარმოსადგენად.

კვლ.IX.4 – მოსწავლეს შეუძლია მონაცემთა ანალიზი და შეფასება.

შედეგი თვალსაჩინოა, თუ მოსწავლე:

• აანალიზებს მონაცემებს და გამოაქვს დასკვნები.

ბიოლ.IX.6 – მოსწავლეს შეუძლია დაახასიათოს მემკვიდრეობითობა და ცვალებადობა, ჩამოაყალიბოს მემკვიდრეობითობის კანონები, იმსჯელოს გენეტიკის მნიშვნელობაზე სელექციასა და მედიცინაში.

შედეგი თვალსაჩინოა, თუ მოსწავლე:

• აღწერს ადამიანში ზოგიერთი მენდელისეული ნიშნის (მაგ., თვალის ფერის, ყურის ბიბილოს ფორმის) მემკვიდრეობის სქემას.

სასწავლო მიზანი

მოსწავლეები შეძლებენ:

• დაგეგმილი დაკვირვების ჩატარებას შესაბამისი მასალის გამოყენებით;
• მონაცემების აღრიცხვას მონაცემთა ცხრილში;
• მონაცემების გაანალიზებას და დასკვნების გამოტანას;
• ადამიანში ზოგიერთი მენდელისეული ნიშნის დამემკვიდრების აღწერას;
• იმის გააზრებას, რატომ მჟღავნდება რეცესიული ალელი ფენოტიპურად უფრო იშვიათად, ვიდრე დომინანტური.

ექსპერიმენტის მიზანი – ადამიანში ზოგიერთი მენდელისეული ნიშან-თვისების დამემკვიდრების შესწავლა

მასალა – თაბახის ფურცელი, ფანქარი, სარკე

პროცედურა

1. მონაცემთა ცხრილი (რომელიც მასწავლებელმა წარმოადგინა დაფაზე) გადაწერეთ თაბახის ფურცელზე.
2. სურათებზე წარმოდგენილია ნიშან-თვისებები, რომლებსაც დომინანტური ალელები განსაზღვრავს. სვეტში სათაურით “ნიშან-თვისება” თითოეული ნიშან-თვისებისთვის შემოხაზეთ თქვენი ფენოტიპი.
3. თქვენი მონაცემები ცხრილიდან გადაიტანეთ დაფაზე დახაზულ ცხრილში, რომელიც მასწავლებელმა შექმნა მთელი კლასის მონაცემების შესაკრებად.
4. მას შემდეგ, რაც თანაკლასელებიც გადაიტანენ თავიანთ მონაცემებს საერთო ცხრილში, ეს ინფორმაცია გადაიტანეთ თქვენს ცხრილში, შესაბამის გრაფებში.
5. განსაზღვრეთ კონკრეტული ნიშან-თვისების მატარებელ მოსწავლეთა პროცენტული რაოდენობა: კონკრეტული ნიშან-თვისების მატარებელ მოსწავლეთა რაოდენობა გაყავით მოსწავლეთა საერთო რაოდენობაზე და გაამრავლეთ 100-ზე. ჩაწერეთ მიღებული რიცხვი ცხრილის შესაბამის გრაფაში.

ანალიზი და დასკვნა

1. თითოეული ნიშან-თვისებისთვის რომელი ალელი ვლინდება უფრო ხშირად – დომინანტური თუ რეცესიული?
2. გამოკვლეული ნიშან-თვისებებიდან რომელი ვლინდება ყველაზე ხშირად თქვენს კლასში? ყველაზე იშვიათად?
3. როგორია პროცენტული კოეფიციენტი თითოეული ნიშან-თვისებისათვის?
4. დომინანტი ნიშან-თვისებები უფრო ხშირად მჟღავნდება თუ რეცესიული? როგორ ფიქრობთ, რატომ?
5. როგორ შეიცვლება თქვენი მონაცემები, თუ 5 სხვა კლასთან ჩაატარებთ კვლევას და ჩაიწერთ მონაცემებს?

მონაცემთა ცხრილი

რეკომენდაცია მასწავლებლებისათვის: კარგი იქნება, თუ დაკვირვების შეჯამების დროს მოსწავლეებს დავაწერინებთ თითოეული ფენოტიპის შესაძლო გენოტიპის ვარიანტებს. ამით უფრო თვალსაჩინო გახდება, რატომ მჟღავნდება ფენოტიპურად უფრო იშვიათად რეცესიული ფენოტიპი.