Кіріспе
Мериам Вебстер химиялық таксономияны ағзаларды жіктеу кезінде олардың құрамындағы белгілі бір қосылыстардың құрылымдық ұқсастықтары мен айырмашылықтарына негізделген биологиялық жіктеу әдісі деп анықтайды. Осы пікірді қолдаушылардың айтуынша, ақуыздар геналармен тығыз реттеледі және анатомиялық белгілерге қарағанда табиғи іріктеуге аз бейімделгендіктен, генетикалық байланыстарды анықтауда сенімдірек көрсеткіштер болып табылады. Көбінесе зерттелетін қосылыстар – ақуыздар, аминқышқылдары, нуклеин қышқылдары, пептидтер және т.б. Физиология – тірі организмдердің мүшелерінің жұмыс істеуін зерттейтін ғылым. Мүшелердің жұмысы организмнің химиялық құрамымен байланысты болғандықтан, осы қосылыстар биохимиялық дәлелдер деп аталады. Морфологиялық өзгерістерді зерттеулер жануарлардың құрылымында эволюцияға алып келетін өзгерістер болатынын көрсетті. Тірі организмнің құрылымында болатын өзгерістер физиологиялық немесе биохимиялық процестердегі өзгерістермен қатар жүреді. Джон Гриффит Вон және Виктор Плувье химиялық таксономияның алғашқы зерттеушілерінің қатарында болды.
Биохимиялық өнімдер
Жануарлар әлеміндегі кез келген жануардың денесі бірнеше химиялық элементтерден тұрады. Эволюция дәлелдерін анықтау үшін тек бірнеше биохимиялық өнімдер қарастырылды. Протоплазма: бактериядан пілге, шөптен көк китке дейін, барлық тірі жасушада протоплазма болады. Протоплазманың күрделілігі мен құрамы төменгі организмнен жоғарыға қарай арта түседі, бірақ негізгі құрауышы әрқашан протоплазма болып табылады. Эволюциялық маңызы: Осы дәлелдерден барлық тірі организмдердің ортақ бастауы немесе ортақ ата-бабасы бар екені анық, ол өз кезегінде протоплазмаға ие болған. Оның күрделілігі тіршілік ету ортасы мен өмір салтының өзгеруіне байланысты артқан. Нуклеин қышқылы: ДНК және РНК – барлық тірі организмдерде кездесетін нуклеин қышқылының екі түрі. Олар хромосомалардың құрамында болады. Бұл қышқылдардың құрылысы барлық жануарларда ұқсас екені анықталды. ДНК әрқашан екі тізбектен тұратын қос спираль құрайды, ал әр тізбек нуклеотидтерден тұрады. Әрбір нуклеотидте пентоза қанты, фосфат тобы және аденин, гуанин, цитозин және тимин сияқты азотты негіздер болады. РНК-да тимин орнына урацил болады. Зертханада бір түрдің ДНК тізбегі екінші түрдің ДНК тізбегімен сәйкес келетіні дәлелденді. Егер екі түрдің аллельдері жақын болса, онда бұл екі түрдің туыстық байланысы тығыз деп қорытынды жасауға болады. Ас қорыту ферменттері – ас қорытуға көмектесетін химиялық қосылыстар. Ақуыздар барлық жануарларда, бір жасушалы амебадан адамға дейін, пепсин, трипсин сияқты ферменттердің белгілі бір түрімен қорытылады. Бұл ферменттердің күрделілігі төменгі организмдерден жоғары организмдерге қарай артады, бірақ олар негізінен бірдей. Сол сияқты, көмірсулар әрқашан амилазамен, ал майлар липазамен қорытылады. Ас қорытудың соңғы өнімдері: Жануардың түріне қарамастан, ақуыз, көмірсулар және майлардың соңғы өнімдері тиісінше амин қышқылы, қарапайым қанттар және май қышқылы болып табылады. Осылайша, соңғы өнімдердің ұқсастығы ортақ ата-бабадан туындағандығын қорытынды жасауға болады. Гормондар – бұл бездерден бөлінетін секрециялар, мысалы, қалқанша без, гипофиз, бүйрек үсті безі сияқты эндокринді бездер. Олардың химиялық табиғаты барлық жануарларда бірдей. Мысалы, тироксин қалқанша безінен бөлінеді, жануардың түріне қарамастан. Ол барлық жануарлардың метаболизмін бақылау үшін қолданылады. Егер адамда тироксин жетіспесе, осы гормонды басқа адамнан толықтыру міндетті емес. Оны кез келген сүтқоректілерден алып, адамға инъекция арқылы енгізуге болады. Инсулин де осыған ұқсас жолмен бүйрек безінен бөлінеді. Егер қуыс безін алып тастап, оның орнына сиырдың қуыс безін қойса, метаболизм қалыпты түрде жүреді және қуыс безінің қуысқа айналуы мүмкін. Бұл жануарлар арасында негізгі байланыс болғандықтан, гормондар мен бездердің алмасуы мүмкін. Азотты экскреция өнімдері: Тірі организмдер азотты қалдықтардың үш түрін бөліп шығарады: аммиак – су ортасында тіршілік ететін организмдерге тән, мочевина – құрлықта және суда тіршілік ететін организмдердің құрамында болады, ал зәр қышқылы – құрлықта тіршілік ететін организмдер бөліп шығарады. Бақаның дернәсілі балық сияқты аммиак бөліп шығарады. Ол ересек бақаға айналып, құрлыққа шыққанда аммиак орнына мочевина бөліп шығарады. Осылайша, су жануарларының құрлықтағы жануарларға тектес екендігі анықталады. Тауық шабағының дамуының алғашқы бес күнінде аммиак, бесінші күнінен тоғызыншы күніне дейін мочевина, ал одан кейін зәр қышқылы бөлінеді. Осы нәтижелерге сүйене отырып, Болдуин омыртқалы жануарлардың дамуында азотты экскреция өнімдеріне сілтеме жасай отырып, биохимиялық рекапитуляцияны іздестірді. Фосфагендер – жануарлардың энергия қоры. Олар бұлшықеттерде болады. Олар АТФ синтезі үшін энергия береді. Жалпы, жануарларда фосфагендердің екі түрі бар: омыртқасыздарда фосфоаргинин (ФА) және омыртқалыларда фосфокреатин (ФК). Эхинодермалар мен прохордаттардың кейбіреулерінде ФА, ал басқаларында ФК болады. Тек азда ғана түрінде ФА және ФК екеуі де кездеседі. Биохимиялық тұрғыдан бұл екі топ байланысты. Бұл алғашқы хордалы жануарлар эхинодермаға ұқсас ата-бабалардан шыққан болуы керек деген ең негізгі дәлел. Жануарлардың дене сұйықтығы: Су және құрлық жануарларының дене сұйықтығын талдағанда, олардың иондық құрамы теңіз суына ұқсас екені көрінеді. Көптеген филумдардың алғашқы өкілдері палеозой дәуірінде теңізде өмір сүргеніне жеткілікті дәлелдер бар. Осы тұжырымға сәйкес, алғашқы тіршілік тек теңізде пайда болып, кейін құрлыққа тараған. Тағы бір қызықты жайт – жануарлардың көпшілігінің дене сұйықтығында қазіргі мұхит суына қарағанда магний аз, ал калий көп. Бұрын мұхит суында магний аз, ал калий көп болған. Жануарлардың денелері ДНК құрылымының арқасында осы минералдарды көп сіңірген, және бұл ерекшелік бүгінге дейін сақталған. Алғашқы тіршілік формалары теңізде пайда болғанда, сол кездегі теңіз суының құрамын қабылдап, құрлыққа тарағаннан кейін де сақтап қалды, өйткені бұл тиімді қасиет болды. Опсин: Омыртқалыларда көруге екі түрлі опсин, порфиропсин және родопсин бақылайды. Олар торлы қабықтың таяқшаларында болады. Тәзі аудалардағы балықтарда порфиропсин, ал теңіз және құрлық омыртқалыларында родопсин болады. Амфибияларда, тәзі суда тіршілік ететін дернәсілде порфиропсин, ал құрлықта тіршілік ететін ересек бақада родопсин болады. Тәзі судан теңізге көшетін каtadромды балықтарда порфиропсин родопсинмен алмастырылады. Теңізден тәзі суға көшетін анадромды балықтарда родопсин порфиропсинмен алмастырылады. Бұл мысалдар омыртқалылардың тәзі судан шыққандығын көрсетеді. Одан кейін олар екі бағытқа бұрылды, бірі теңіз өміріне, екіншісі құрлық өміріне қарай. Серологиялық дәлелдер: Соңғы жылдары қан құрамында жасалған тәжірибелер эволюцияға күшті дәлелдер ұсынады. Қан тек жақын туысқан жануарлар арасында ғана ауыстырыла алатыны анықталды. Бұл жануарлар арасындағы туыстық қатынас серологиялық дәлелдер деп белгілі бір әдіспен анықталады. Мұны істеудің әртүрлі әдістері бар; Джордж Наттал қолданған әдіс преципитация әдісі деп аталады. Бұл әдісте, қатысты жануарлардың анти сывороткасын дайындау қажет. Адам зерттеуі үшін адам қаны жиналып, ұюына рұқсат етіледі. Содан кейін сыворотка эритроциттерден бөлінеді. Раббитқа сыворотканың шағын мөлшері үнемі интервалдармен инъекция жасалады, ол бірнеше күнге инкубациялауға рұқсат етіледі. Бұл раббит денесінде антиденелердің пайда болуына әкеледі. Раббит қаны содан кейін алынып, ұйтылады. Қызыл қан клеткаларынан бөлінген сыворотка адамға қарсы сыворотка деп аталады. Мұндай сыворотка маймылдардың немесе гоминидтердің сывороткасымен емделгенде, анық ақ преципитат пайда болады. Сыворотка иттің, мысықтың немесе сиырдың қанымен емделгенде, преципитат пайда болмайды. Осылайша, адамдар маймылдар мен гоминидтерге жақын деп қорытынды жасауға болады. Нәтижесінде, кесірткелердің жыланға, жылқының есекке, иттің мысыққа жақын екені анықталды. Лимустың жүйелік орны ұзақ уақыт бойы даулы болды, бірақ адам сывороткасы шаңқандарға қарағанда қыбыршақтыларға жақын екені анықталды. Дарвиннің заманынан бері биохимия саласы үлкен даму алды, және бұл серологиялық зерттеу эволюцияның ең соңғы дәлелдерінің бірі болып табылады. Нуклеин қышқылы, ферменттер, гормондар және фосфагендер сияқты көптеген биохимиялық өнімдер барлық тірі формалардың байланысын анық көрсетеді. Дене сұйықтығының құрамы алғашқы тіршіліктің мұхиттарда пайда болғанын көрсетеді. Азотты экскреция өнімдерінің болуы омыртқалылардың сулық тегін көрсетеді, ал көру пигменттерінің сипаты құрлық омыртқалыларының тәзі су тегін көрсетеді. Серологиялық тесттер осылардың ішіндегі қатынастарды көрсетеді.