Evolutsiooni liikumapanevad jõud on 1 pärilikud. Teooria H

Darwin pidas kunstlikku valikut kultuurtaimede ja koduloomade tekke ja mitmekesisuse peamiseks mehhanismiks. Kunstliku valiku uurimise käigus jõudis teadlane järeldusele, et looduses on sarnane nähtus. Millised on liikide evolutsiooni tõukejõud? Darwin nägi sellele küsimusele vastust kahes osas.

Esiteks osutas ta organismide määramatule (individuaalsele) varieeruvusele nende elupaiga looduslikes tingimustes.

Darwin tuvastas individuaalse varieeruvuse looduses mitme fakti põhjal. Näiteks eristavad mesilased mesilasi enda ja naabertarude omadest. Ühe tamme tammetõrudest kasvanud taimed erinevad paljude väikeste välistunnuste jms poolest.

Teiseks jõudis Darwin järeldusele, et nii looduslike liikide kui ka kultiveeritud vormide sobivus on valiku tulemus. Aga seda valikut ei tee inimene, vaid keskkond. Looduse individuaalne varieeruvus on valiku materjaliks. Nii nagu loomatõud ja taimesordid on otstarbekalt kohandatud inimese vajadustega, on liigid kohanenud eluks teatud keskkonnatingimustes.

Nagu juba mainitud, kipuvad organismid paljunema eksponentsiaalselt. Kuid mitte kõik sündinud isikud ei ela täiskasvanuks. Selle põhjused on erinevad. Organismide hukkumist võib jälgida toiduvarude nappusest, ebasoodsatest keskkonnateguritest, haigustest, vaenlastest jne. Sellest lähtuvalt jõudis Darwin järeldusele, et looduses käib organismide vahel pidev olelusvõitlus.

Olelusvõitlus on organismide mitmekülgsete ja keerukate vastastikmõjude kogum üksteisega ja neid ümbritsevate keskkonnatingimustega.

Darwin tõi välja kolm olelusvõitluse vormi: liigisisene, liikidevaheline ja võitlus ebasoodsate keskkonnatingimustega.

Liigisisene võitlus- Suhted sama liigi isendite vahel. Darwin pidas liigisisest võitlust kõige intensiivsemaks. Kahtlemata on samasse liiki kuuluvatel organismidel sarnased nõuded toidule, paljunemistingimustele, varjupaikadele jne. Selline võitlus on kõige teravam liigi isendite arvu olulise suurenemise ja elutingimuste halvenemisega. See toob kaasa mõne isendi surma või nende paljunemisest kõrvaldamise. Näiteks väljendub liigisisene võitlus lindude pesapaikade või sama liigi loomadel seksuaalpartneri pärast võistlemises. Taimede, näiteks kaskede, idandatud seemned hukkuvad sageli, kuna muld on juba tihedalt sama liigi seemikutega kinni kasvanud. Samal ajal kogevad noored seemikud valgustuse, toitumise jms puudumist. Jahumardikas põhjustab lubatud isendite arvu ületamine toidusubstraadi ühiku kohta seksuaaltsüklite katkemist ja kannibalismi.

Võitle ebasoodsate keskkonnatingimustega- kõige sobivamate isendite, populatsioonide ja liikide ellujäämine eluta looduse muutunud tingimustes. See võitlusvorm on teravam, kui mõni abiootiline keskkonnategur on puudulik või ülemäärane. Sellised olukorrad tekivad tõsiste põudade, üleujutuste, külmade, tulekahjude, vulkaanipursete jms ajal. Näiteks kõrbetes on taimede olelusvõitlus suunatud niiskuse säästlikule kasutamisele. Selle tulemusena arenesid mõned taimed vee säilitamiseks lihakate lehtede või varte kujul. Teistel on aurustumise vähendamiseks ogalised lehed, põhjavee kasutamiseks sügavale tungivad juured jne. Teine näide ebasoodsate keskkonnatingimustega võitlemisest on rändlindude ränne külma ilma saabudes soojadesse maadesse.

Igasuguse võitluse loomulik tulemus on kõige vähem kohanenud isendite arvu vähenemine põlvest põlve. Selle põhjuseks on nii nende vahetu surm kui ka väiksem arv järeltulijaid. Teisest küljest suurendavad rohkem kohanenud isendid oma arvukust. Samal ajal võtavad nad igas järgmises põlvkonnas vähem kohanenud inimestelt üha rohkem eluks vajalikke ressursse. See viib järk-järgult viimase täieliku väljatõrjumiseni biotoopist. Seda looduses pidevalt toimuvat protsessi nimetas Darwin looduslikuks valikuks.

Darwini järgi on looduslik valik üksikisikute elutingimustega kõige paremini kohanenud inimeste ellujäämise ja paljunemise protsess ning vähem kohanenud inimeste surm.

Selektsioon toimub pidevalt mitme põlvkonna jooksul ja säilitab peamiselt need vormid, mis on antud keskkonnatingimustega kõige paremini kohanenud. Looduslik valik ja olelusvõitlus on lahutamatult seotud ning on liikide evolutsiooni edasiviivad jõud. Need liikumapanevad jõud aitavad kaasa organismide paranemisele, mille tulemuseks on nende kohanemisvõime keskkonnaga ja liikide mitmekesisus looduses.

Evolutsiooni peamised tulemused

Darwini järgi on evolutsiooni tulemused organismide kohanemisvõime keskkonnaga ja liikide mitmekesisus looduses. Fitness- kohanduste kogum (organismide välise ja sisemise struktuuri ja käitumise tunnused), mis annavad sellele liigile eelise ellujäämisel ja järglaste jätmisel teatud keskkonnatingimustes.

Liikide mitmekesisus– evolutsiooni teine ​​oluline tulemus. Esiteks põhjustavad määramatu varieeruvus ja selle alusel voolav looduslik valik organismide vahel mitmesuguseid suhteid. Teiseks iseloomustab meie planeeti palju biotoope, mis erinevad keskkonnategurite tugevuse poolest. Eeltoodust lähtuvalt kujuneb looduses liikide mitmekesisus. Eelise saavad sel juhul kõige paremini organiseeritud ja keskkonnatingimustega kohandatud vormid. Darwin rõhutas, et erineva organiseerituse tasemega elusorganismide liikide samaaegne olemasolu on seletatav sellega, et nende evolutsioon kulges samaaegselt mitmes suunas.

Olelusvõitlus on organismide mitmekülgsete ja keerukate vastastikmõjude kogum üksteisega ja neid ümbritsevate keskkonnatingimustega. Olelusvõitluse tulemus on looduslik valik. Loodusliku valiku toime tulemusena saavutatakse evolutsiooni peamised tulemused: organismide sobivus ja liikide mitmekesisus looduses.

küsimus 1

Evolutsiooniprotsessi peamised liikumapanevad jõud (tegurid) on Ch. Darwini järgi indiviidide pärilik muutlikkus, olelusvõitlus ja looduslik valik. Evolutsioonibioloogia uuringud on seda väidet nüüd kinnitanud ja tuvastanud mitmeid teisi tegureid, mis mängivad evolutsiooniprotsessis olulist rolli.

Loodusliku valiku olemasolu ideeni jõudsid iseseisvalt ja peaaegu samaaegselt mitmed inglise loodusteadlased: V.

Wells (1813), P. Matthew (1831), E. Blythe (1835, 1837), A. Wallace (1858), C. Darwin (1858, 1859); kuid ainult Darwin suutis paljastada selle nähtuse kui evolutsiooni peamise teguri tähtsuse ja lõi loodusliku valiku teooria. Erinevalt inimese tehtud kunstlikust valikust määrab loodusliku valiku keskkonna organismidele avalduv mõju.

Darwini järgi on looduslik valik “kõige sobivamate” organismide ellujäämine, mille tulemusena toimub evolutsioon mitmete põlvkondade kaupa ebamäärase päriliku varieeruvuse alusel.

Looduslik valik on evolutsiooni peamine liikumapanev jõud ja igat liiki elusorganismid, mis Maal on kunagi elanud, on ühel või teisel viisil kujundatud loodusliku valiku kaudu.

Evolutsiooniteooria väidab, et iga bioloogiline liik areneb ja muutub eesmärgipäraselt selleks, et kohaneda keskkonnaga kõige paremini.

Evolutsiooni käigus omandasid paljud putuka- ja kalaliigid kaitsva värvuse, siil muutus tänu nõeltele haavamatuks ja inimesest sai keeruka närvisüsteemi omanik.

Võib öelda, et evolutsioon on kõigi elusorganismide optimeerimise protsess ja evolutsiooni peamiseks mehhanismiks on looduslik valik. Selle olemus seisneb selles, et paremini kohanenud isenditel on rohkem võimalusi ellujäämiseks ja paljunemiseks ning seetõttu toovad nad rohkem järglasi kui halvasti kohanenud isendid.

Samal ajal geneetilise teabe edastamise tõttu ( geneetiline pärand) järeltulijad pärivad oma vanematelt oma põhiomadused. Seega on ka tugevate isendite järeltulijad suhteliselt hästi kohanenud ning nende osakaal isendite kogumassis suureneb.

Pärast mitmekümne või -saja põlvkonna vahetust suureneb antud liigi isendite keskmine sobivus märgatavalt.

Looduslik valik toimub automaatselt. Kõik elusorganismid põlvest põlve alluvad tõsisele testile nende struktuuri pisimate detailide ja kõigi nende süsteemide toimimise kohta erinevates tingimustes.

Ainult need, kes selle testi läbivad, valitakse välja ja neist sünnib järgmine põlvkond. Darwin kirjutas: „Looduslik valik uurib iga päev ja iga tunni tagant väikseimaid variatsioone üle kogu maailma, heites kõrvale halvad, säilitades ja liites kokku head, töötades kuuldamatult ja märkamatult, kus iganes ja millal iganes võimalus avaneb, iga orgaanilise energia täiustamise nimel. olemine seoses tingimustega.oma elu, orgaaniline ja anorgaaniline.

Me ei märka neis aeglastes arengumuutustes midagi enne, kui aja käsi märgib möödunud sajandeid.

Seega on looduslik valik ainuke tegur, mis tagab kõikide elusorganismide kohanemise pidevalt muutuvate keskkonnatingimustega ja reguleerib geenide vahelist harmoonilist vastasmõju iga organismi sees.

2. küsimus

Igal rakul, nagu igal elussüsteemil, on hoolimata pidevatest lagunemis- ja sünteesiprotsessidest, erinevate keemiliste ühendite sissevõtmisest ja vabanemisest võime säilitada oma koostis ja kõik omadused suhteliselt püsival tasemel.

See püsivus säilib ainult elusrakkudes ja kui nad surevad, puruneb see väga kiiresti.

Elussüsteemide kõrget stabiilsust ei saa seletada materjalide omadustega, millest need on ehitatud, kuna valkude, rasvade ja süsivesikute stabiilsus on väike.

Rakkude (nagu ka teiste elussüsteemide) stabiilsust säilitatakse aktiivselt keerukate ise- või autoregulatsiooni protsesside tulemusena.

Rakkude aktiivsuse reguleerimise aluseks on infoprotsessid, st protsessid, mille käigus toimub side süsteemi üksikute lülide vahel signaalide abil. Signaal on muutus, mis toimub mõnes süsteemi osas.

Vastuseks signaalile käivitatakse protsess, mille tulemusena tekkinud muutus elimineeritakse. Kui süsteemi normaalne olek taastub, toimib see uue signaalina protsessi sulgemiseks.

Kuidas raku signaalisüsteem töötab, kuidas see tagab selles autoregulatsiooni protsesse? Rakusiseste signaalide vastuvõtt teostavad selle ensüümid. Ensüümid, nagu enamik valke, on ebastabiilse struktuuriga. Mitmete tegurite, sealhulgas paljude keemiliste mõjurite mõjul on ensüümi struktuur häiritud ja selle katalüütiline aktiivsus kaob.

See muutus on reeglina pöörduv, st pärast aktiivse faktori eemaldamist taastub ensüümi struktuur normaalseks ja selle katalüütiline funktsioon taastub.

Selle interaktsiooni tulemusena ensüümi struktuur deformeerub ja selle katalüütiline aktiivsus kaob.

3. küsimus

Kunstlik mutagenees on taimekasvatuses oluline uus lähtematerjali allikas. Kunstlikult indutseeritud mutatsioonid on lähtematerjaliks uute taimesortide, mikroorganismide ja harvemini loomade saamiseks.

Mutatsioonid toovad kaasa uute pärilike tunnuste ilmnemise, mille hulgast valivad aretajad välja need omadused, mis on inimesele kasulikud.

Looduses on mutatsioonid suhteliselt haruldased, seetõttu kasutavad aretajad laialdaselt kunstlikke mutatsioone. Mutageenseteks nimetatakse mõjusid, mis suurendavad mutatsioonide sagedust. Mutatsioonide sagedust suurendavad ultraviolett- ja röntgenikiirgus, samuti DNA-le või jagunemist tagavale masinavärgile mõjuvad kemikaalid.

Eksperimentaalse mutageneesi tähtsust sordiaretuses ei mõistetud kohe.

L. Stadler, kes 1928. aastal sai esimesena röntgenikiirguse toimel kultuurtaimedes kunstlikud mutatsioonid, arvas, et praktilise valiku seisukohalt pole neil mingit tähtsust.

Ta järeldas, et tõenäosus saada eksperimentaalselt mutageneesi abil muutusi, mis oleksid paremad kui looduses leiduvad vormid, on tühine. Ka paljud teised teadlased olid mutageneesi suhtes negatiivsed.

A. A. Sapegin ja L. N. Delaunay olid esimesed teadlased, kes näitasid kunstlike mutatsioonide tähtsust sordiaretuses.

Oma katsetes, mis viidi läbi aastatel 1928–1932. Odessas ja Harkovis saadi rida majanduslikult kasulikke nisu mutantvorme. 1934. aastal avaldas A. A. Sapegin artikli "Röntgeni mutatsioonid põllumajandustaimede uute vormide allikana", mis osutas ioniseeriva kiirguse kasutamisele põhinevatele uutele taimekasvatuses lähtematerjali loomise viisidele.

Kuid ka pärast seda suhtuti eksperimentaalse mutageneesi kasutamisesse sordiaretuses pikka aega negatiivselt.

Alles 1950. aastate lõpus hakati kasvama huvi eksperimentaalse mutageneesi kasutamise probleemi vastu aretuses. Seda seostati esiteks tuumafüüsika ja -keemia suurte edusammudega, mis võimaldasid mutatsioonide saamiseks kasutada erinevaid ioniseeriva kiirguse allikaid (tuumareaktorid, osakeste kiirendid, radioaktiivsed isotoobid jne) ja väga reaktiivseid kemikaale, ning teiseks , tekitades nende meetoditega paljudes kultuurides praktiliselt väärtuslikke pärilikke muutusi.

Eriti laialt on arenenud viimastel aastatel taimekasvatuse eksperimentaalse mutageneesi alased tööd.

Neid tehakse väga intensiivselt Rootsis, Venemaal, Jaapanis, USA-s, Indias, Tšehhoslovakkias, Prantsusmaal ja veel mõnes riigis.

Väga väärtuslikud on mutatsioonid, mis on resistentsed seenhaiguste (rooste, tat, jahukaste, sklerotiin) ja muude haiguste suhtes. Immuunsortide loomine on aretuse üks peamisi ülesandeid ning selle edukas lahendamises peaksid olulist rolli mängima kiirgus- ja keemilise mutageneesi meetodid.

Ioniseeriva kiirguse ja keemiliste mutageenide abil on võimalik kõrvaldada põllukultuuride sortide teatud puudused ning luua majanduslikult kasulike omadustega vorme: mittelagunev, külmakindel, külmakindel, varakult valmiv, kõrge valgusisaldusega ja gluteen.

Kunstlike mutatsioonide selektiivseks rakendamiseks on kaks peamist võimalust: 1) parimate tsoneeritud sortide mutatsioonide otsene kasutamine; 2) mutatsioonide kasutamine hübridisatsiooniprotsessis.

Esimesel juhul on ülesandeks olemasolevate sortide täiustamine mõne majanduslike ja bioloogiliste tunnuste järgi, nende üksikute puuduste parandamine.

Seda meetodit peetakse haigusresistentsuse aretamisel paljutõotavaks. Eeldatakse, et igas väärtuslikus sordis saab kiiresti saada resistentsusmutatsioone ning selle muud majanduslikud ja bioloogilised omadused säilivad puutumatuna.

Mutatsioonide otsese kasutamise meetod on loodud soovitud omaduste ja omadustega lähtematerjali kiireks loomiseks.

Mutatsioonide otsene ja kiire kasutamine, arvestades tänapäevastele aretussortidele esitatavaid kõrgeid nõudeid, ei anna aga alati positiivseid tulemusi.

Praeguseks on maailmas loodud enam kui 300 mutantset põllumajandustaimede sorti.

Mõnel neist on esialgsete sortide ees märkimisväärsed eelised. Meie riigi teadusasutustest on viimastel aastatel saadud väärtuslikke nisu, maisi, sojaubade ja muude põllu- ja köögiviljakultuuride mutantseid vorme.

Evolutsiooniliste ideede arendamine. Tõendid evolutsiooni kohta.

Evolutsioon on orgaanilise maailma ajaloolise arengu protsess.

Selle protsessi olemus seisneb elusolendite pidevas kohanemises erinevate ja pidevalt muutuvate keskkonnatingimustega, elusolendite korralduse muutumises aja jooksul. Evolutsiooni käigus muutub üks liik teiseks.

Peamine evolutsiooniteoorias- idee ajaloolisest arengust suhteliselt lihtsatest eluvormidest paremini organiseeritud eluvormideni.

Teadusliku materialistliku evolutsiooniteooria aluse pani suur inglise loodusteadlane Charles Darwin. Enne Darwinit domineeris bioloogias suuresti eksiarvamus, et liigid on ajalooliselt muutumatud, et neid on nii palju, kui palju Jumal nad lõi. Kuid juba enne Darwinit mõistsid kõige nutikamad bioloogid religioossete vaadete vastuolulisust looduse suhtes ja mõned neist jõudsid spekulatiivselt evolutsiooniliste ideedeni.

Suurim loodusteadlane, Ch.

Darwin oli kuulus prantsuse teadlane Jean Baptiste Lamarck. Oma kuulsas raamatus "Zooloogia filosoofia" tõestas ta liikide varieeruvust. Lamarck rõhutas, et liikide püsivus on vaid näiline nähtus, see on seotud liikide vaatluste lühikese kestusega. Kõrgemad eluvormid arenesid Lamarcki sõnul madalamatest evolutsiooni käigus.

Lamarcki evolutsiooniline õpetus ei olnud piisavalt demonstratiivne ega pälvinud tema kaasaegsete seas laialdast tunnustust. Alles pärast Charles Darwini silmapaistvaid töid sai evolutsiooniline idee üldtunnustatud.

Kaasaegsel teadusel on väga palju fakte, mis tõestavad evolutsiooniprotsessi olemasolu.

Need on andmed biokeemiast, geneetikast, embrüoloogiast, anatoomiast, taksonoomiast, biograafiast, paleontoloogiast ja paljudest teistest teadusharudest.

Embrüoloogilised tõendid- loomade embrüonaalse arengu algfaaside sarnasus. Uurides embrüonaalset arenguperioodi erinevates selgroogsete rühmades, avastas K. M. Baer nende protsesside sarnasuse erinevates organismirühmades, eriti varajases arengujärgus. Hiljem, nende leidude põhjal, E.

Haeckel viitab sellele, et sellel sarnasusel on evolutsiooniline tähendus ja selle põhjal formuleeritakse "biogeneetiline seadus" - ontogenees on fülogeneesi põgus peegeldus. Iga indiviid läbib oma individuaalses arengus (ontogeneesis) esivanemate vormide embrüonaalsed etapid. Ükskõik millise selgroogse embrüo varase arenguetapi uurimine ei võimalda meil täpselt kindlaks teha, millisesse rühma nad kuuluvad. Erinevused kujunevad välja hilisemates arenguetappides.

Mida lähemal on rühmad, kuhu uuritavad organismid kuuluvad, seda kauem säilivad ühised tunnused embrüogeneesis.?

Morfoloogilised- paljud vormid ühendavad mitme suure süstemaatilise üksuse tunnused. Erinevaid organismirühmi uurides selgub, et need on mitmete tunnuste poolest põhimõtteliselt sarnased.

Näiteks kõigi neljajalgsete loomade jäseme ehitus põhineb viiesõrmelisel jäsemel. See põhistruktuur on erinevatel liikidel muutunud seoses erinevate eksistentsitingimustega: see on hobuste sõralise jäse, mis kõndides toetub vaid ühele sõrmele, ning mereimetaja lestad ja urgu. muti jäse ja nahkhiire tiib.

Homoloogilisteks nimetatakse ühe plaani järgi ehitatud ja üksikutest ürgstest arenevaid organeid.

Homoloogsed elundid ei saa iseenesest olla evolutsiooni tõendid, kuid nende olemasolu näitab sarnaste organismirühmade päritolu ühisest esivanemast. Evolutsiooni ilmekas näide on algeliste organite ja atavismide olemasolu. Algorganid on elundid, mis on kaotanud oma esialgse funktsiooni, kuid jäävad kehasse. Rudimentide näited on: inimese pimesool, mis täidab mäletsejalistel imetajatel seedefunktsiooni; madude ja vaalade vaagnaluud, mis neis ei täida mingit funktsiooni; inimeste sabalülid, mida peetakse meie kaugete esivanemate sabajäänusteks.

Atavismid on esivanemate vormidele iseloomulike struktuuride ja elundite avaldumine organismides. Klassikalised atavismide näited on inimestel mitu nibu ja saba.

paleontoloogiline- paljude loomade fossiilseid jäänuseid saab omavahel võrrelda ja leida sarnasusi. Põhineb organismide fossiilsete jäänuste uurimisel ja võrdlusel elusvormidega. Neil on omad plussid ja miinused. Eeliste hulgas on võimalus oma silmaga näha, kuidas antud organismirühm eri perioodidel muutus.

Puuduseks on see, et paleontoloogilised andmed on erinevatel põhjustel väga puudulikud. Nende hulka kuuluvad näiteks surnud organismide kiire paljunemine raipest toituvate loomade poolt; pehme kehaga organismid on äärmiselt halvasti säilinud; ja lõpuks, et leitakse vaid väike osa fossiilsetest jäänustest.

Seda silmas pidades on paleontoloogilistes andmetes palju lünki, mis on evolutsiooniteooria vastaste peamiseks kriitikaobjektiks.

Biogeograafiline- loomade ja taimede levik meie planeedi pinnal. Erinevate kontinentide looma- ja taimemaailma võrdlus, mis näitab, et erinevused nende taimestiku ja loomastiku vahel on seda suuremad, mida vanem ja tugevam on nende üksteisest eraldatus.

Maakoore seisund on teatavasti pidevas muutumises ning mandrite praegune asend kujunes välja viimasel (geoloogilisel) ajal.

Enne seda koondati kõik mandrid kokku ja ühendati üheks mandriks.

Mandrite eraldumine toimus järk-järgult, mõned eraldusid varem, teised hiljem. Iga uus kõrgelt organiseeritud liik püüdis asuda maksimaalsele võimalikule territooriumile. Kõrgemalt organiseeritud vormide puudumine ühelgi territooriumil näitab, et see territoorium eraldus varem, kui mõned liigid tekkisid või neil oli aega sellele asuda. Iseenesest ei seleta see liikide tekkemehhanismi, kuid viitab sellele, et eri liikidel tekkisid eri piirkondades ja eri aegadel.

Kaasaegse organismide klassifikatsiooni pakkus välja Linnaeus juba ammu enne Darwini pakutud evolutsiooniteooriat.

Muidugi võib oletada, et kogu taime- ja loomaliikide mitmekesisus tekkis üheaegselt ning igaüks neist tekkis üksteisest sõltumatult.

Taksonoomia, mis põhineb organismide morfoloogilistel sarnasustel, ühendab need aga rühmadesse. Selliste rühmade (perekonnad, perekonnad, seltsid) olemasolu viitab sellele, et iga taksonoomiline rühm on erinevate liikide kohanemise tulemus konkreetsete keskkonnatingimustega.

Ch. Darwini evolutsiooniõpetus.

Selle peamised sätted ja tähendus.
Tüüp, tüübi kriteeriumid. Populatsioonid.

Evolutsiooni eeldused iseenesest ei saa viia evolutsiooni. Kohanemiste ilmnemiseni ning uute liikide ja muude taksonite tekkeni viiva evolutsiooniprotsessi jaoks on vajalikud evolutsiooni liikumapanevad jõud.

Praegu on Darwini loodud doktriin evolutsiooni liikumapanevate jõudude (olelusvõitlus ja looduslik valik) kohta tänu kaasaegse geneetika ja ökoloogia saavutustele täienenud uute faktidega.

Olelusvõitlus ja selle vormid

Kaasaegse ökoloogia ideede kohaselt on sama liigi isendid populatsioonides ühendatud ja teatud ökosüsteemides eksisteerivad erinevate liikide populatsioonid.

Isendite suhteid populatsioonide sees ja teiste liikide populatsioonide isenditega, samuti ökosüsteemide keskkonnatingimustega peetakse võitlus olemasolu eest.

Darwin uskus, et olelusvõitlus on liikide eksponentsiaalse paljunemise ja piiratud toiduvarudega isendite liigse arvu ilmumise tulemus.

See tähendab, et sõna "võitlus" tähendas sisuliselt konkurentsi toidu pärast ülerahvastatuse tingimustes.

Kaasaegsete ideede kohaselt võivad kõik suhted olla olelusvõitluse elemendid - nii võistlevad kui ka vastastikku kasulikud (järglaste eest hoolitsemine, vastastikune abi). Ülerahvastatus ei ole olelusvõitluse vajalik tingimus. Järelikult mõistetakse olelusvõitlust praegu laiemalt kui Darwini järgi ega taandata võistlusvõitluseks selle sõna otseses tähenduses.

Olelusvõitlusel on kaks peamist vormi: otsene võitlus ja kaudne võitlus.

Sirgemaadlus- igasugune suhe, milles sama või erineva liigi isendite vahel nende populatsioonides esineb ühel või teisel määral füüsiline kontakt.

Selle võitluse tagajärjed võivad suhtlevate osapoolte jaoks olla väga erinevad. Otsene võitlus võib olla nii liigisisene kui ka liikidevaheline.

Otsese liigisisese võitluse näited võivad olla: rivaalitsemine vankrite perede vahel pesitsuskohtade pärast, huntide vahel saagi pärast, isaste vahel territooriumi pärast.

See on ka poegade toitmine piimaga imetajatel, vastastikune abi lindude pesade ehitamisel, kaitse vaenlaste eest jne.

Kaudne võitlus- igasugused suhted eri populatsioonide isendite vahel, kes kasutavad ühiseid toiduressursse, territooriumi, keskkonnatingimusi ilma üksteisega otsese kontaktita.

Kaudne võitlus võib olla liigisisene, liikidevaheline ja abiootiliste keskkonnateguritega.

Kaudse võitluse näideteks võivad olla üksikute kaskede vahelised suhted paksenenud kasesalu (liigisisene võitlus), jääkarude ja arktiliste rebaste, lõvide ja hüäänide vahel saakloomade, valgus- ja varjulembeste taimede vahel (liikidevaheline võitlus).

Samuti on kaudne võitlus taimede erinev vastupidavus mulla niiskuse ja mineraalidega varustamisele, loomade - temperatuurirežiimile (võitlus abiootiliste keskkonnategurite vastu).

Olelusvõitluse tulemuseks on nende isendite edu või ebaõnnestumine ellujäämisel ja järglastest lahkumisel, s.o looduslik valik, samuti territooriumide muutumine, keskkonnavajaduste muutumine jne.

Looduslik valik ja selle vormid

Darwini järgi väljendub looduslik valik kõige kohanenud isendite eelistatud ellujäämises ja järglaste jätmises ning vähem kohanenud isendite surmas.

Kaasaegne geneetika on seda vaadet laiendanud. Genotüüpide mitmekesisus populatsioonides, mis tuleneb evolutsiooni eelduste toimest, toob kaasa fenotüüpiliste erinevuste ilmnemise indiviidide vahel. Iga populatsiooni olelusvõitluse tulemusena jäävad kasulike fenotüüpide ja genotüüpidega isendid ellu ja jätavad järglasi.

Seetõttu on selektsiooni eesmärk fenotüüpide eristamine (selektiivne säilitamine) ja adaptiivsete genotüüpide reprodutseerimine. Kuna valik toimub fenotüüpide järgi, määrab see fenotüübilise (modifikatsiooni) varieeruvuse olulisuse evolutsioonis.

Modifikatsioonide mitmekesisus mõjutab loodusliku valiku abil analüüsitud fenotüüpide mitmekesisuse astet ja võimaldab liikidel muutuvates keskkonnatingimustes ellu jääda. Modifikatsiooni varieeruvus ei saa aga olla evolutsiooni eelduseks, kuna see ei mõjuta populatsiooni genofondi.

Looduslik valik on suunatud ajalooline protsess fenotüüpide diferentseerumiseks (selektiivseks säilitamiseks) ja adaptiivsete genotüüpide taastootmiseks populatsioonides.

Sõltuvalt populatsioonide keskkonnatingimustest looduses võib täheldada kahte peamist loodusliku valiku vormi: liikumapanevat ja stabiliseerivat.

sõidu valik toimib keskkonnatingimustes, mis muutuvad järk-järgult teatud suunas.

See säilitab kasulikud hälbivad fenotüübid ja eemaldab vanad ja kasutud hälbivad fenotüübid. Sel juhul toimub märkide reaktsiooni normi keskmise väärtuse nihe ja nende variatsioonikõvera nihe kindlas suunas, muutmata selle piire.

Kui valik toimib sel viisil põlvkondade reas (F1 → F2 → F3), siis viib see tunnuste reaktsiooni uue normi kujunemiseni.

See ei kattu eelmise reaktsioonikiirusega. Selle tulemusena moodustuvad populatsioonis uued adaptiivsed genotüübid. See on põhjus populatsiooni järkjärguliseks muutumiseks uueks liigiks. Just sellist valikuvormi pidas Darwin evolutsiooni edasiviivaks jõuks.

Sõiduvaliku tegevuse tulemusena võivad mõned funktsioonid uutes tingimustes kaduda, teised aga areneda ja paraneda.

Loodusliku valiku ühesuunaline toime põhjustab sklerofüütide juurte pikenemist, nägemisteravuse, kuulmise ja haistmise suurenemist röövloomadel ja nende saagiks.

Stabiliseeriv valik toimib populatsioonide jaoks püsivates ja optimaalsetes keskkonnatingimustes.

See säilitab vana fenotüübi ja eemaldab kõik kõrvalekalduvad fenotüübid. Sel juhul märkide reaktsiooninormi keskmine väärtus ei muutu, kuid nende varieerumiskõvera piirid kitsenevad. Järelikult väheneb evolutsiooni eelduste toimel tekkiv genotüübiline ja fenotüübiline mitmekesisus.

See aitab kaasa vanade genotüüpide kinnistumisele ja olemasolevate liikide säilimisele. Selle valikuvormi tulemuseks on iidsete (reliktsete) organismide olemasolu praegusel ajal.

reliikvia(lat. relictum - jäänuk) liiki- tänapäevases flooras ja faunas või teatud piirkonnas esivanemate rühma jäänukina säilinud elusorganismid. Varasematel geoloogilistel ajastutel olid nad laialt levinud ja mängisid ökosüsteemides olulist rolli.

Evolutsiooni liikumapanevad jõud on looduslik valik ja olelusvõitlus.

Olelusvõitlusel on kaks vormi: otsene ja kaudne võitlus. Looduses on loodusliku valiku kaks peamist vormi: liikumapanev ja stabiliseeriv.

Evolutsiooni suunav tegur Darwini järgi

Kogu meie väärikus peitub mõtetes. Meid ei tõsta mitte ruum ega aeg, mida me täita ei suuda, vaid tema, meie mõte.

Õppigem hästi mõtlema: see on moraali aluspõhimõte.

Charles Darwin sündis 1809. aasta külmal talvel Inglismaal. Tema isa oli Robert Waring, kuulsa teadlase ja andeka luuletaja Erasmus Darwini poeg.

Väikese Charlesi ema suri, kui ta polnud veel 8-aastane.

Peagi suunati Charles õppima algkooli ja aasta pärast viidi ta üle gümnaasiumi juhataja dr Betleri juurde. Ch.Darwin õppis väga keskpäraselt, kuigi temas "äratas" väga varakult üles armastus looduse vastu, samuti "elav" huvi taimestiku ja loomastiku vastu. Darwini järgi evolutsiooni suunav tegur Talle meeldis koguda putukaid, erinevaid mineraale, lilli ja karpe.

Pärast keskkooli lõpetamist 1825. aastal astub noor Darwin suurepäraselt Edinburghi ülikooli. Seal õppis ta vaid kaks aastat. Pärast ebaõnnestunud katset saada arstiks otsustab Darwin proovida kätt preestrina. Selleks siseneb noormees Cambridge'i. Ta lõpetas oma õpingud, eristades täielikult ülejäänud õpilastest. Teda köitis hoopis midagi muud: loodusuurijate ja botaanikute seltsid, loodusteadustele pühendatud ekskursioonid. Nende aastate jooksul ilmus teadlase sulest esimene töö, mis sisaldas tema märkmeid ja tähelepanekuid loodusmaailma kohta.

1831. aastal alustab Darwin ümbermaailmareisi, mille käigus tutvub ta 5 aasta jooksul planeedi kõige erinevamate punktide loodusega. Reisidel tehtud vaatluste tulemusena kirjutas ta mitmeid teoseid vulkaaniliste saarte ja korallriffide geoloogilistest vaatlustest.

Nad tõid Darwinile kuulsuse teadusringkondades.

1839. aastal abiellub Darwin, mistõttu jääb ta Londonisse. Charlesi tervise halvenemine viib kolimiseni Dawni, kuhu Darwin jääb oma ülejäänud päevadeks. Seal arendab ta liikide päritolu küsimust ja sõnastab loodusliku valiku idee. Evolutsiooni suunav tegur Darwini järgi Ilmub essee "Liikide päritolu loodusliku valiku vahenditega", milles tema teooriat hoolikalt tõestatakse ja vaieldamatud tõendid on antud.

Tema nimi on kogunud tuntust ja kuulsust kogu maailmas. Kõik järgnevad Darwini tööd on tema õpetuste edasiarendused. Näiteks mõned seletused inimese päritolu kohta ahvidest.

Pärast oma teooria levitamist C. Darwin pälvis oma töö eest mitmeid auhindu, saades arvukate teadusseltside auliikmeks.

Teadlane suri 1882. aastal, olles elanud 74-aastaseks. Darwini õpetus ülistas tema nime sajandeid, tähistades uut lähenemist inimkonna tekkimise õpetusele.

Selleks, et laste kasvatus oleks edukas, on vaja, et kasvatajad end lakkamatult hariks.

Evolutsiooni elementaarsed tegurid- tegurid, mis muudavad alleelide ja genotüüpide esinemissagedust populatsioonis (populatsiooni geneetiline struktuur). Evolutsioonil on mitu põhilist elementaarset tegurit: mutatsiooniprotsess, kombineeritud varieeruvus, populatsioonilained ja geenide triiv, isolatsioon, looduslik valik.

mutatsiooniprotsess toob kaasa uute alleelide (või geenide) ja nende kombinatsioonide tekke mutatsioonide tulemusena.

Mutatsiooni tulemusena võib geen liikuda ühest alleelsest seisundist teise (A → a) või muuta geeni üldiselt (A → C). Mutatsiooniprotsessil ei ole mutatsioonide juhuslikkuse tõttu suunda ja see ei saa ilma muude evolutsiooniliste tegurite osaluseta suunata loodusliku populatsiooni muutumist.

See varustab ainult elementaarset evolutsioonimaterjali loodusliku valiku jaoks. Retsessiivsed mutatsioonid heterosügootses olekus moodustavad varjatud varieeruvuse reservi, mida looduslik valik saab kasutada eksistentsitingimuste muutumisel.

Kombinatsiooni varieeruvus tekib vanematelt päritud juba olemasolevate geenide uute kombinatsioonide moodustumise tulemusena järglastes.

Kombinatiivse varieeruvuse põhjused on: kromosoomide ristumine (rekombinatsioon); homoloogsete kromosoomide juhuslik eraldamine meioosi ajal; sugurakkude juhuslik kombinatsioon viljastamise ajal.

Elulained- rahvastiku arvu perioodilised ja mitteperioodilised kõikumised, nii üles- kui ka allapoole.

Rahvastikulaineid võivad põhjustada:

• perioodilised muutused keskkonna keskkonnategurites (temperatuuri, niiskuse jm hooajalised kõikumised);
• mitteperioodilised muutused (looduskatastroofid);
• uute territooriumide koloniseerimine liikide kaupa (millega kaasneb arvukuse järsk kasv).

Populatsioonilained toimivad evolutsioonilise tegurina väikestes populatsioonides, kus on võimalik geenide triiv.

Geeni triiv- populatsioonide alleelide ja genotüüpide sageduste juhuslikud mittesuunalised muutused. Väikestes populatsioonides põhjustab juhuslike protsesside toime märgatavaid tagajärgi. Kui populatsioon on väikesearvuline, siis juhuslike sündmuste tulemusena võivad osad isendid, olenemata oma geneetilisest ülesehitusest, jätta järglasi või mitte, mille tulemusena võivad mõne alleeli sagedused ühe või mitme põlvkonna jooksul oluliselt muutuda. .

Nii et populatsiooni suuruse järsu vähenemisega (näiteks hooajaliste kõikumiste, toiduvarude vähenemise, tulekahju jms tõttu) võivad haruldased genotüübid olla väheste ellujääjate hulgas.

Kui tulevikus populatsioon tänu nendele isenditele taastub, siis see toob kaasa juhusliku muutuse populatsiooni genofondi alleelide sagedustes. Seega on populatsioonilained evolutsioonilise materjali tarnijad.

Isolatsioon erinevate vaba ületamist takistavate tegurite ilmnemise tõttu.

Moodustunud populatsioonide vahel katkeb geneetilise informatsiooni vahetus, mille tulemusena suurenevad ja kinnistuvad esialgsed erinevused nende populatsioonide genofondides. Isoleeritud populatsioonid võivad läbida mitmesuguseid evolutsioonilisi muutusi, muutudes järk-järgult erinevateks liikideks.

Eristage ruumilist ja bioloogilist isolatsiooni. Ruumilist (geograafilist) isolatsiooni seostatakse geograafiliste takistustega (veetõkked, mäed, kõrbed jne) ning paikse elanikkonna puhul lihtsalt suurte vahemaadega.

Bioloogiline isolatsioon on tingitud paaritumise ja viljastamise võimatusest (sigimise aja, struktuuri või muude ristumise takistavate tegurite muutumisest), sigootide surmast (sugurakkude biokeemiliste erinevuste tõttu), järglaste steriilsusest ( kromosoomikonjugatsiooni kahjustuse tagajärjel gametogeneesi ajal).

Isolatsiooni evolutsiooniline tähtsus seisneb selles, et see põlistab ja tugevdab populatsioonide vahelisi geneetilisi erinevusi.

Eespool käsitletud evolutsiooniteguritest põhjustatud muutused geenide ja genotüüpide sagedustes on juhuslikud, mittesuunatud.

Evolutsiooni juhtiv tegur on looduslik valik.

Looduslik valik- protsess, mille tulemusena jäävad ellu ja jätavad järglasi valdavalt populatsioonile kasulike tunnustega isendid. Valik toimib populatsioonides, selle objektid on üksikute indiviidide fenotüübid. Fenotüüpide järgi valik on aga genotüüpide valik, kuna järglastele ei edastata mitte tunnuseid, vaid geene.

Selle tulemusena suureneb populatsioonis teatud omaduse või kvaliteediga isendite suhteline arv. Seega on looduslik valik genotüüpide diferentsiaalse (selektiivse) paljunemise protsess.

Selekteerimisele ei allu mitte ainult omadused, mis suurendavad järglaste lahkumise tõenäosust, vaid ka omadused, mis ei ole otseselt paljunemisega seotud. Paljudel juhtudel võib selektsiooni eesmärk olla liikide vastastikune kohanemine (taimede lilled ja neid külastavad putukad).

Võib esineda ka märke, mis on isendile kahjulikud, kuid tagavad liigi kui terviku püsimajäämise (nõelav mesilane hukkub, vaenlast rünnates päästab aga pere). Üldiselt mängib selektsioon looduses loomingulist rolli, kuna suunamata pärilikest muutustest kinnistuvad need, mis võivad viia uute indiviidrühmade moodustumiseni, mis on antud eksistentsi tingimustes täiuslikumad.

Looduslikul valikul on kolm peamist vormi: stabiliseeriv, liikuv ja rebiv (häiriv).

Stabiliseeriv valik on suunatud mutatsioonide säilitamisele, mis põhjustavad tunnuse keskmise väärtuse väiksema varieeruvuse.

Töötab suhteliselt konstantsetes keskkonnatingimustes, s.t. samas kui ühe või teise märgi (omaduse) tekkeni viinud tingimused püsivad.

Näiteks õie suuruse ja kuju säilitamine putukatolmlevate taimede puhul, kuna õied peavad vastama tolmeldava putuka keha suurusele.

Reliikvialiikide kaitse.

Juhtimisvalik on suunatud tunnuse keskmist väärtust muutvate mutatsioonide säilitamisele. Tekib siis, kui keskkonnatingimused muutuvad. Populatsiooni isenditel on mõningaid erinevusi genotüübis ja fenotüübis ning väliskeskkonna pikaajalisel muutumisel võib teatud osa normist kõrvalekalduvatest liikidest saada eelise elus ja sigimisel.

Variatsioonikõver nihkub uute eksistentsitingimustega kohanemise suunas. Näiteks putukate ja näriliste resistentsuse tekkimine pestitsiidide suhtes ning mikroorganismide resistentsus antibiootikumide suhtes.

Või näiteks tööstuslik melanism, kasekoi värvuse tumenemine Inglismaa arenenud tööstuspiirkondades. Nendel aladel muutub puude koor õhusaaste suhtes tundlike samblike kadumise tõttu tumedaks ning tumedaid liblikaid on puutüvedel vähem näha.

Häiriv (häiriv) valik on suunatud selliste mutatsioonide säilitamisele, mis toovad kaasa suurima kõrvalekalde tunnuse keskmisest väärtusest.

Häiriv valik avaldub juhul, kui keskkonnatingimused muutuvad selliselt, et normist äärmuslike kõrvalekalletega isikud saavad eelise. Rebiva selektsiooni tulemusena moodustub populatsiooni polümorfism, s.o. mitme grupi olemasolu, mis mingil moel erinevad. Näiteks sagedaste tugevate tuulte korral püsivad ookeanisaartel hästi arenenud või algeliste tiibadega putukad.

DARWINI EVOLUTSIOONIÕPETUSE PEAMISED SÄTTED.

Igasuguseid elusolendeid pole kunagi keegi loonud.

Looduslikul teel tekkinud orgaanilised vormid muutusid ja täiustati aeglaselt ja järk-järgult.

Evolutsiooniprotsess on määratud eksistentsitingimustega ja avaldub nende tingimustega kohanenud liikide kujunemises.

Evolutsiooni liikumapanevad jõud: pärilik muutlikkus, olelusvõitlus, looduslik valik.

Looduslik valik mängib evolutsiooni juhtiva teguri rolli.

Loodusliku valiku materjali annab organismide varieeruvus.

Looduslik valik on olelusvõitluse tagajärg, mis jaguneb liigisiseseks, liikidevaheliseks ja võitluseks keskkonnatingimustega.

Loodusliku valiku tulemus on:

― järglaste ellujäämist ja paljunemist tagavate kohanduste säilitamine;

― lahknemine - isendite rühmade geneetilise ja fenotüübilise lahknemise protsess ning uute liikide teke;

― orgaanilise maailma progressiivne areng.

EVOLUTSIOONITEOORIA TÄHTSUS LOODUSTEADUSELE.

Evolutsiooniteooriapaljastas evolutsiooniprotsessi aluseks olevad mehhanismid , on kogunud palju fakte ja tõendeid elusorganismide evolutsiooni kohta,kombineeritud andmed paljudest bioloogiateadustest . Darwin tähistas uue ajastu algust loodusteaduste arengus. Õpetus elusolendite muutlikkusest põhjustatudraske löök metafüüsikale ja idealismile andis evolutsioonile materialistlikke seletusi.

EVOLUTSIOONI JUUREVAD JÕUD: pärilikkus, olelusvõitlus, muutlikkus, looduslik valik.

PÄRILIKKUS – organismide võime säilitada teatud tunnuseid põlvkondade kaupa.

MUUTUVUS – organismide võime omandada mitme põlvkonna jooksul uusi tunnuseid ja omadusi ning kaotada vanu.

Darwin tõstis esileVARIABILSUSE KOLM VORMI : kindel, määramatu, korrelatiivne.

● TEATUD MUUTUVUS (rühm, modifikatsioon, fenotüüpne, mittepärilik) - tekib mõne keskkonnateguri mõjul, mis mõjutab võrdselt kõiki sordi, tõu, liigi isendeid.

Näide: kaalutõus hea toitumisega kõigil tõu isenditel. Juuksepiiri muutused kliima mõjul.

See variatsioon ei ole pärilik. Teistesse keskkonnatingimustesse paigutatud järglastel neid märke ei esine.

● Ebakindel MUUTUVUS (individuaalne, pärilik) - avaldub igas indiviidis individuaalselt.

Näide: ühes taimesordis ilmuvad erinevat värvi lilledega isendid.

● KORRELATIIVNE MUUTUVUS Muutused ühes elundis põhjustavad muutusi teistes elundites.

Näide: pikanokkalistel tuvidel on tavaliselt pikad jalad.

PÄRILIKKUS JA MUUTUVUS on evolutsiooni eeldused .

Evolutsiooni liikumapanevad jõud on võitlus olemasolu ja loodusliku valiku eest.

VÕITLUS OLEMISE EEST - organismi mis tahes seos elusa elutu looduse teguritega (biootiline ja abiootiline)

Olelusvõitluse tagajärjeks on vähem kohanenud indiviidide surm.

OLEMASOLEVÕITLUSE LIIGID :

Liikidevaheline 2. Liikidevaheline 3. Võitlus abiootiliste tegurite vastu.

● LIIKIDEVAHELINE VÕITLUS.

- kaitsev värvus (seened on värvitud langenud lehtede värviga)

- miimika (kuju ja värvi sarnasus erinevate objektide ja organismidega). Palvetavad mantis näevad välja nagu lehed ja mittemürgised maod näevad välja nagu mürgised.

- erikaitseasutused : kaktusel okkad, siilil okkad.

- ähvardav värvus (kärbseseen, herilased).

● LIIGISISENE VÕITLUS.

See on konkurentssama liigi isendite vahel toiduks, valguseks, õhuks, eluruumiks, paljunemisvõimaluseks .

● VÕITLUS ABIOOTILISTE TEGURITE VASTU.

sedaorganismi suhe keskkonnaga . Sel juhul jäävad ellu ainult need vormid, mis on tingimustega paremini kohanenud.

Näide : Arktika loomadel on paks karv ja paks rasvakiht.

LOODUSLIKU VALIKKU JUHTROLL EVOLUTSIOONIS.

Evolutsioon on suunatud protsess . On ainultüks suunatud evolutsioonifaktor on looduslik valik. Ta on evolutsiooni liikumapanev jõud .

Mutatsioonid ja seksuaalprotsess loob liigisisese geneetilise heterogeensuse (näiteks erinevat värvi röövikud). Nende tegevus ei ole suunatud. Need individuaalsed kõrvalekalded võivad olla organismile kasulikud, neutraalsed või kahjulikud.

LOODUSLIK VALIK säilitab keskkonnaga kõige paremini kohanenud organismid .

Valikutegurid on abiootiliste ja biootiliste keskkonnatingimuste kompleks . Sõltuvalt nendest tingimustest toimib valik erinevates suundades ja viib ebavõrdsete evolutsiooniliste tulemusteni.

Eraldada kolm loodusliku valiku vormi : liigutav, stabiliseeriv, häiriv – rebiv (ja seksuaalne).

SEKSUAALNE VALIK on isaste võistlus paljunemisvõimaluse pärast. Aktiivsed, terved ja tugevad isased jätavad järglasi, ülejäänud eemaldatakse paljunemisest ja nende genotüübid kaovad liigi genofondist.

EVOLUTSIOONI SÜNTEETILINE TEOORIA.

Sünteetiline evolutsiooniteooria -kaasaegne darvi nism - tekkis 1940. aastate algusesXXsisse. Ta esindabcolahingaastal arenenud õpetus orgaanilise maailma evolutsioonist põhineb kaasaegse geneetika, ökoloogia ja klassikalise darvinismi andmetel . Sünteetilise teooria väljatöötamisseevolutsioonile aitasid kaasa Chetverikov, Timofejev-Ressovski, Vavilov, Schmalhausen, Gauze, Huxley, Haldane jt.

EVOLUTSIOONI SÜNTEETILISE TEOORIA PEAMISED SÄTTED

1. Evolutsiooni materjaliks on pärilikud muutused. nia - mutatsioonid (tavaliselt geneetilised) ja nende kombinatsioonid.

2. Evolutsiooni peamine liikumapanev jõud on loomulik valik , mis tulenevad olelusvõitlusest.

3. Väikseim evolutsiooniühik on rahvaarv .

4. Evolutsioon on enamikul juhtudel lahknev. , ehk ühest taksonist võib saada mitme tütre esivanemneed taksonid.

5. Evolutsioon on järk-järguline ja pidev . videoHaridus kui evolutsiooniprotsessi etapp on ühe ajutise populatsiooni järjestikune muutumine järgnevate ajutiste populatsioonide järjestuse kaudu.

6. Vaade koosneb paljudest alluvatest , morfoloogiliselt, füsioloogiliselt, ökoloogiliselt, biokeemiliselt ja geneetiliseltsuurepärane, agareproduktiivselt isoleerimata üksused – alamliigid ja populatsioonid.

7. Liik eksisteerib tervikliku ja suletud moodustisena . Tseliigi tihedust säilitavad isendite ränded ühestpopulatsioonist teise, milles toimub alleelivahetusmi ("geenivoog").

8. Makroevolutsioon liigist kõrgemal tasemel (perekond, seemeystvo, üksus, klass jne),läbib mikroevolutsiooni . Teisisõnu iseloomustavad makroevolutsiooni samad eeldused ja liikumapanevad jõud nagumikroevolutsiooni jaoks.

9. Igasugune päris (ei ole kokkupandav)takson on monofüleetiline esivanemad .

10. Evolutsioon on suunamatu , st ei lähe sissemingi lõppeesmärgi reegel.

Vaade, selle kriteeriumid. Populatsioon on liigi struktuuriüksus ja evolutsiooni elementaarüksus. Mikroevolutsioon. Uute liikide teke. Spetsifikatsioonimeetodid. Liigilise mitmekesisuse säilitamine kui biosfääri jätkusuutlikkuse alus

Vaade, selle kriteeriumid

Kaasaegse taksonoomia rajaja K. Linnaeus käsitles liiki morfoloogiliste tunnuste poolest sarnaste organismide rühmana, mis omavahel vabalt ristuvad. Bioloogia arenedes saadi tõendeid, et liikidevahelised erinevused on palju sügavamad ning mõjutavad ainete keemilist koostist ja kontsentratsiooni kudedes, keemiliste reaktsioonide suunda ja kiirust, elutähtsate protsesside olemust ja intensiivsust, kromosoomide arvu ja kuju. , st liik on väikseim organismide rühm, mis peegeldab nende lähedast sugulust. Lisaks ei eksisteeri liike igavesti – nad tekivad, arenevad, tekitavad uusi liike ja kaovad.

Vaade- see on kogum isendeid, kes on struktuurilt ja eluprotsesside tunnustelt sarnased, millel on ühine päritolu, ristuvad looduses vabalt ja annavad viljakaid järglasi.

Kõigil sama liigi isenditel on sama karüotüüp ja nad asuvad looduses teatud geograafilises piirkonnas - ala.

Sama liigi isendite sarnasuse märke nimetatakse tüübi kriteeriumid. Kuna ükski kriteerium pole absoluutne, on liigi õigeks määramiseks vaja kasutada kriteeriumide kogumit.

Liigi peamised kriteeriumid on morfoloogiline, füsioloogiline, biokeemiline, ökoloogiline, geograafiline, etoloogiline (käitumuslik) ja geneetiline.

1. Morfoloogilised- sama liigi organismide väliste ja sisemiste tunnuste kogum. Kuigi mõnel liigil on ainulaadsed iseloomud, on sageli väga raske teha vahet lähedaste liikide vahel, kasutades ainult morfoloogilisi tunnuseid. Seega on viimasel ajal avastatud mitmeid samal territooriumil elavaid kaksikliike, näiteks kodu- ja küngashiired, mistõttu on lubamatu kasutada liigi määramisel ainult morfoloogilist kriteeriumi.
2. Füsioloogiline- organismide eluprotsesside sarnasus, eelkõige paljunemine. See ei ole ka universaalne, kuna mõned liigid ristuvad looduses ja annavad viljakaid järglasi.
3. Biokeemiline- keemilise koostise ja ainevahetusprotsesside kulgemise sarnasus. Hoolimata asjaolust, et need näitajad võivad sama liigi erinevatel isenditel märkimisväärselt erineda, pööratakse neile praegu suurt tähelepanu, kuna biopolümeeride struktuuri ja koostise omadused aitavad tuvastada liike isegi molekulaarsel tasemel ja määrata nende seose määra. .
4. Ökoloogiline– liikide erinevus vastavalt nende kuuluvusele teatud ökosüsteemidele ja nende hõivatud ökoloogilistele niššidele. Paljud omavahel mitteseotud liigid hõivavad aga sarnaseid ökoloogilisi nišše, mistõttu saab seda kriteeriumi kasutada liikide eristamiseks ainult koos teiste tegelastega.
5. Geograafiline- iga liigi populatsiooni olemasolu teatud biosfääri osas - ala, mis erineb kõigi teiste liikide aladest. Kuna paljude liikide puhul langevad levila piirid kokku ning leidub ka mitmeid kosmopoliitseid liike, mille levila hõlmab suuri alasid, ei saa ka geograafiline kriteerium olla "liikide" markertunnuseks.
6. Geneetiline- kromosoomikomplekti tunnuste püsivus - karüotüüp - ja DNA nukleotiidne koostis sama liigi isenditel. Kuna mittehomoloogsed kromosoomid ei saa meioosi ajal konjugeerida, ei ilmu eri liikide ebavõrdse kromosoomikomplektiga isendite ristamise järglasi kas üldse või ei ole nad viljakad. See loob liigi reproduktiivse isolatsiooni, säilitab selle terviklikkuse ja tagab looduses eksisteerimise reaalsuse. Seda reeglit võib rikkuda sama kariotüübiga sarnase päritoluga liikide ristamise või erinevate mutatsioonide esinemise korral, kuid erand kinnitab vaid üldreeglit ja liike tuleks käsitleda stabiilsete geneetiliste süsteemidena. Geneetiline kriteerium on liigikriteeriumide süsteemis peamine, kuid ka mitte ammendav.

Kogu kriteeriumisüsteemi keerukuse juures ei saa liiki esitada kõigis aspektides absoluutselt identsete organismide rühmana, see tähendab kloonidena. Vastupidi, paljudele liikidele on iseloomulik märkimisväärne isegi väliste tunnuste mitmekesisus, kuna näiteks mõnele lepatriinupopulatsioonile on iseloomulik punane värvus, teised aga mustad.

Populatsioon - liigi struktuuriüksus ja evolutsiooni elementaarüksus

Raske on ette kujutada, et tegelikkuses jaotuksid levila piires sama liigi isendid ühtlaselt üle maakera, kuna näiteks järvekonn elab peamiselt üsna haruldastes seisvates mageveekogudes ja seda tõenäoliselt ei leia. leitud põldudel ja metsades. Looduses olevad liigid jagunevad kõige sagedamini eraldi rühmadeks, sõltuvalt elupaigaks sobivate tingimuste - populatsioonide - kombinatsioonist.

elanikkonnast- sama liigi isendite rühm, kes hõivab osa oma levila levilast, ristub vabalt ja on enam-vähem pikka aega teistest sama liigi isendite populatsioonidest suhteliselt eraldatud.

Populatsioonid võivad olla eraldatud mitte ainult ruumiliselt, nad võivad isegi elada samal territooriumil, kuid neil on erinevusi toidueelistustes, sigimisaegades jne.

Seega on liik isendite populatsioonide kogum, millel on mitmeid ühiseid morfoloogilisi, füsioloogilisi, biokeemilisi omadusi ja keskkonnaga suhte tüüpe, kes asustavad teatud piirkonda ja on samuti võimelised omavahel ristuma, moodustades viljakaid järglasi, kuid ristuvad peaaegu või üldse mitte teiste rühmade sama liigi isenditega.

Liikide sees, mille levila on suur, hõlmates erinevate elutingimustega territooriume, mõnikord leidub alamliik- suured populatsioonid või naaberpopulatsioonide rühmad, millel on püsivad morfoloogilised erinevused teistest populatsioonidest.

Populatsioonid on maapinnal hajutatud mitte juhuslikult, vaid on seotud selle kindlate piirkondadega. Nimetatakse kõigi antud liigi isendite eluks vajalike elutu looduse tegurite kogumit elupaik. Kuid nendest teguritest üksi ei pruugi piisata selle piirkonna hõivamiseks populatsiooniga, kuna see peab olema seotud ka tiheda interaktsiooniga teiste liikide populatsioonidega, st võtma teatud koha elusorganismide koosluses - ökoloogiline nišš. Seega ei saa Austraalia kukkurkaru koaala, kui kõik muud asjad on võrdsed, eksisteerida ilma oma peamise toitumisallika - eukalüptita.

Moodustades samades elupaikades lahutamatu ühtsuse, pakuvad erinevate liikide populatsioonid tavaliselt enam-vähem suletud ainete ringlust ja on elementaarsed ökoloogilised süsteemid (ökosüsteemid) - biogeotsenoosid.

Kõigi oma nõudlike keskkonnatingimuste juures on sama liigi populatsioonid pindala, arvu, tiheduse ja isendite ruumilise leviku poolest heterogeensed, moodustades sageli väiksemaid rühmi (perekonnad, karjad, karjad jne), soo, vanuse, genofondi, jne , seetõttu eristatakse nende suurust, vanust, sugu, ruumilisi, geneetilisi, etoloogilisi ja muid struktuure, samuti dünaamikat.

Populatsiooni olulised omadused on genofond- antud populatsiooni või liigi isenditele iseloomulik geenide kogum, samuti teatud alleelide ja genotüüpide esinemissagedus. Sama liigi erinevatel populatsioonidel on algselt ebavõrdne genofond, kuna pigem juhuslike kui spetsiaalselt valitud geenidega isendid valdavad uusi territooriume. Sise- ja välistegurite mõjul toimub genofond veelgi olulisemates muutustes: see rikastub mutatsioonide ja tunnuste uue kombinatsiooni tõttu ning kahaneb üksikute alleelide kadumise tõttu surma või rände ajal. teatud arv isikuid.

Uued tunnused ja nende kombinatsioonid võivad olla kasulikud, neutraalsed või kahjulikud; seetõttu jäävad populatsioonis ellu ja paljunevad ainult antud keskkonnatingimustega kohanenud isendid. Maapinna kahes erinevas punktis ei ole keskkonnatingimused aga kunagi täiesti identsed ja seetõttu võib isegi kahe naaberpopulatsiooni muutuste suund olla täiesti vastupidine või kulgevad need erineva kiirusega. Geenivaramu muutuste tulemuseks on populatsioonide lahknemine morfoloogiliste, füsioloogiliste, biokeemiliste ja muude tunnuste järgi. Kui populatsioonid on ka üksteisest isoleeritud, võivad need tekitada uusi liike.

Seega viib sama liigi erinevate populatsioonide isendite ristumisel takistuste tekkimine, näiteks mäeahelike kujunemise, jõesängi muutuste, pesitsusperioodide erinevuste jms tõttu selleni, et populatsioonid omandavad järk-järgult üha rohkem erinevusi ja muutuvad lõpuks erinevateks liikideks. Mõnda aega toimub nende populatsioonide piiridel isendite ristumine ja tekivad hübriidid, kuid aja jooksul kaovad ka need kontaktid, st avatud geneetilistest süsteemidest pärit populatsioonid suletakse.

Hoolimata asjaolust, et üksikuid indiviide mõjutavad eelkõige keskkonnategurid, on üksiku organismi geneetilise koostise muutus tähtsusetu ja avaldub parimal juhul ainult tema järglastes. Alamliigid, liigid ja suuremad taksonid ei sobi ka evolutsiooni elementaarsete üksuste rolli, kuna need ei erine morfoloogilise, füsioloogilise, biokeemilise, ökoloogilise, geograafilise ja geneetilise ühtsuse poolest, samas kui populatsioonid kui liigi väikseimad struktuuriüksused koguvad mitmesuguseid juhuslikke muutusi, millest halvimad elimineeritakse, vastavad sellele tingimusele ja on evolutsiooni elementaarsed ühikud.

mikroevolutsioon

Populatsioonide geneetilise struktuuri muutmine ei too alati kaasa uue liigi teket, vaid võib ainult parandada populatsiooni kohanemist konkreetsete keskkonnatingimustega, samas ei ole liigid igavesed ja muutumatud – nad on arenemisvõimelised. Seda elavate ajaloolise pöördumatu muutumise protsessi nimetatakse evolutsiooniks. Esmased evolutsioonilised transformatsioonid toimuvad liigi sees populatsiooni tasemel. Need põhinevad ennekõike mutatsiooniprotsessil ja looduslikul valikul, mis viib populatsioonide ja liigi kui terviku genofondi muutumiseni või isegi uute liikide tekkeni. Nende elementaarsete evolutsiooniliste sündmuste kogumit nimetatakse mikroevolutsioon.

Populatsioone iseloomustab tohutu geneetiline mitmekesisus, mis sageli ei avaldu fenotüüpiliselt. Geneetiline mitmekesisus tekib spontaanse mutageneesi tõttu, mis toimub pidevalt. Enamik mutatsioone on organismile ebasoodsad ja vähendavad populatsiooni kui terviku elujõulisust, kuid kui need on retsessiivsed, võivad nad jääda heterosügooti pikaks ajaks. Mõned mutatsioonid, millel ei ole antud eksistentsitingimustes adaptiivset väärtust, on võimelised omandama sellise väärtuse tulevikus või uute ökoloogiliste niššide väljatöötamise käigus, luues seeläbi päriliku muutlikkuse reservi.

Isendite arvu kõikumine populatsioonides, ränded ja katastroofid, samuti populatsioonide ja liikide isoleeritus mõjutavad oluliselt mikroevolutsiooniprotsesse.

Uus liik on evolutsiooni vahetulemus, kuid mitte mingil juhul selle tulemus, sest mikroevolutsioon sellega ei peatu – see jätkub. Tekkivad uued liigid asustavad tegelaste eduka kombinatsiooni korral uusi elupaiku ja tekitavad omakorda uusi liike. Sellised lähedaste liikide rühmad ühendatakse perekondadeks, perekondadeks jne. Supraliikides toimuvaid evolutsiooniprotsesse nimetatakse juba makroevolutsiooniks. Erinevalt makroevolutsioon, mikroevolutsioon kulgeb palju lühema ajaga, samas kui esimene nõuab kümneid ja sadu tuhandeid ja miljoneid aastaid, nagu näiteks inimese evolutsioon.

Mikroevolutsiooni tulemusena moodustub kõik Maal kunagi eksisteerinud ja praegu elavate organismide liigid.

Samal ajal on evolutsioon pöördumatu ja juba väljasurnud liigid ei ilmu enam kunagi. Tekkivad liigid kinnistavad kõike evolutsiooni käigus saavutatut, kuid see ei garanteeri, et tulevikus ei teki uusi liike, millel on keskkonnatingimustega täiuslikum kohanemine.

Uute liikide teke

Laiemas tähenduses ei mõisteta uute liikide teket mitte ainult uue liigi peavarre lõhenemisena või algliigi lagunemisena mitmeks tütarliigiks, vaid ka liigi kui tervikliku süsteemi üldist arengut. , mis toob kaasa olulisi muutusi selle morfostruktuurilises korralduses. Siiski sagedamini kui mitte spetsifikatsioon peetakse uute liikide kujunemise protsessiks läbi liigi "sugupuu" hargnemise.

Spetsifikatsiooniprobleemi põhimõttelise lahenduse pakkus välja Ch. Darwin. Tema teooria kohaselt viib sama liigi isendite hajumine populatsioonide tekkeni, mis keskkonnatingimuste erinevuste tõttu on sunnitud nendega kohanema. See omakorda toob kaasa loodusliku valiku poolt juhitud liigisisese olelusvõitluse süvenemise. Praegu arvatakse, et olelusvõitlus ei ole sugugi kohustuslik tegur spetsifikatsioonis, vastupidi, valikusurve võib paljudes populatsioonides väheneda. Erinevused eksistentsitingimustes aitavad kaasa ebavõrdsete kohanemismuutuste tekkimisele liikide populatsioonides, mille tagajärjeks on populatsioonide omaduste ja omaduste lahknemine - lahknemine.

Erinevuste kuhjumisest, isegi geneetilisel tasandil, ei piisa aga sugugi uue liigi tekkeks. Kuni mingil moel erinevad populatsioonid mitte ainult ei puutu kokku, vaid on ka võimelised ristuma viljakate järglaste moodustamisega, kuuluvad nad samasse liiki. Ainult geenide liikumise võimatus ühest isendirühmast teise, isegi neid eraldavate barjääride hävitamise, s.o ületamise korral, tähendab uue liigi kujunemise kõige keerulisema evolutsiooniprotsessi lõpuleviimist.

Spetsifikatsioon on mikroevolutsiooniprotsesside jätk. On seisukoht, et eristumist ei saa taandada mikroevolutsiooniks, see kujutab endast evolutsiooni kvalitatiivset etappi ja toimub muude mehhanismide tõttu.

Spetsifikatsioonimeetodid

Spetsifikatsioonil on kaks peamist moodust: allopatriline ja sümpatriline.

allopatriline, või geograafiline eripära on populatsioonide ruumilise eraldamise tagajärg füüsiliste tõkete (mäeahelikud, mered ja jõed) tõttu nende tekke või asustamise tõttu uutesse elupaikadesse (geograafiline isolatsioon). Kuna sel juhul erineb eraldunud populatsiooni genofond oluliselt vanempopulatsioonist ja tingimused tema elupaigas ei kattu algsete omadega, toob see aja jooksul kaasa lahknemise ja uue liigi tekke. Geograafilise liigilisuse ilmekaks näiteks on mitmesugused vindid, mille C. Darwin avastas reisi ajal Beagle'i laeval Galapagose saartel Ecuadori ranniku lähedal. Ilmselt sattusid Lõuna-Ameerika mandril elavate ainsate vintide üksikud isendid kuidagi saartele ning tingimuste (eelkõige toidu kättesaadavus) ja geograafilise eraldatuse tõttu arenesid järk-järgult, moodustades sugulasliikide rühma.

Keskmiselt sümpaatne, või bioloogiline spetsifikatsioon teatud vorm on paljunemisvõimeline isolatsioon, kus algsete liikide levialasse ilmuvad uued liigid. Sümpaatilise spetsifikatsiooni eelduseks on moodustunud vormide kiire isoleerimine. See on kiirem protsess kui allopatriline spetsifikatsioon ja uued vormid on sarnased algsete esivanematega.

Sümpatrilist eristumist võivad põhjustada kiired muutused kromosoomikomplektis (polüploidiseerumine) või kromosoomide ümberkorraldused. Mõnikord tekivad uued liigid kahe algse liigi hübridiseerimise tulemusena, näiteks koduploomis, mis on türnpuu ja kirssploomi hübriid. Mõnel juhul seostatakse sümpatrilist eristumist ökoloogiliste niššide jagunemisega sama liigi populatsioonides ühes levilas või hooajalise isolatsiooniga – lahknevused taimede paljunemise ajastuses (eri tüüpi männid California tolmus veebruaris ja aprillis) ja loomade paljunemise aeg.

Kõigist äsja tekkivatest liikidest võivad vaid vähesed, kõige kohanenud, pikka aega eksisteerida ja tekitada uusi liike. Enamiku liikide hukkumise põhjused on siiani teadmata, tõenäoliselt on selle põhjuseks järsud kliimamuutused, geoloogilised protsessid ja nende väljatõrjumine paremini kohanenud organismide poolt. Praegu on olulise hulga liikide hukkumise üheks põhjuseks inimene, kes hävitab kõige suuremad loomad ja kaunimad taimed ning kui 17. sajandil algas see protsess alles viimase ringi hävitamisega, siis a. 21. sajandil kaob iga tunniga üle 10 liigi.

Liigilise mitmekesisuse säilitamine kui biosfääri jätkusuutlikkuse alus

Hoolimata asjaolust, et erinevate hinnangute kohaselt on planeedil 5–10 miljonit organismiliiki, mida pole veel kirjeldatud, ei saa me enamiku olemasolust kunagi teada, kuna umbes 50 liiki kaob planeedi näolt. Maa iga tund. Elusorganismide kadumine praegu ei pruugi olla seotud nende füüsilise hävitamisega, sagedamini on selle põhjuseks nende looduslike elupaikade hävimine inimtegevuse tagajärjel. Tõenäoliselt ei too üksiku liigi surm biosfäärile saatuslikke tagajärgi, kuid ammu on kindlaks tehtud, et ühe taimeliigi väljasuremine toob kaasa 10–12 loomaliigi surma ning see ohustab juba praegu üksikute biogeotsenooside olemasolu ja globaalse ökosüsteemi kohta üldiselt.

Eelmistel aastakümnetel kogunenud kurvad faktid sundisid Rahvusvahelist Looduse ja Loodusvarade Kaitse Liitu (IUCN) 1949. aastal alustama haruldaste ja ohustatud taime- ja loomaliikide kohta teabe kogumist. 1966. aastal avaldas IUCN esimese "Faktide punase raamatu".

Punane raamat on ametlik dokument, mis sisaldab regulaarselt uuendatavaid andmeid haruldaste ja ohustatud taime-, looma- ja seeneliikide seisundi ja leviku kohta.

Selle dokumendiga võeti vastu viieastmeline kaitsealuse liigi staatuse skaala ja esimene kaitseaste hõlmab liike, mille päästmine on ilma erimeetmete rakendamiseta võimatu, ja viiendas - taastatud liigid, mille seisund tänu ei tekita muret, kuid neid ei kasutata veel tööstuslikult. Sellise skaala väljatöötamine võimaldab suunata kaitsevaldkonna prioriteetsed jõupingutused kõige haruldasematele liikidele, näiteks amuuri tiigritele.

Lisaks punase raamatu rahvusvahelisele versioonile on olemas ka riiklikud ja piirkondlikud versioonid. NSV Liidus kehtestati Punane raamat 1974. aastal ja Vene Föderatsioonis reguleerivad selle pidamise korda föderaalseadused "Keskkonnakaitse", "Loomastiku kohta" ja Vene Föderatsiooni valitsuse määrus. "Vene Föderatsiooni punases raamatus". Tänapäeval on Vene Föderatsiooni Punases Raamatus kantud 610 taimeliiki, 247 loomaliiki, 42 liiki samblikke ja 24 liiki seeni. Mõnede omal ajal väljasuremisohus olnud populatsioonid (euroopa kobras, piison) on juba üsna edukalt taastatud.

Venemaal on kaitse alla võetud järgmised loomaliigid: vene ondatra, tarbagan (Mongoolia marmot), jääkaru, kaukaasia naarits, merisaarmas, manul, amuuri tiiger, leopard, lumeleopard, merilõvi, morss, hülged, delfiinid, vaalad, Prževalski hobune, kulaan, roosa pelikan, harilik flamingo, must toonekurg, väike luik, stepikotkas, kaljukotkas, must sookurge, siberi sookurge, tiik, kull, valge kajakas, vahemere kilpkonn, jaapani madu, gyurza, suhkruroog Kaspia silmud, igat liiki tuurkalad, järvelõhe, hirvemardikas, ebatavaline kimalane, harilik Apollon, mantiskrevett, harilik ebapärlikarp jne.

Vene Föderatsiooni Punasesse raamatusse kuuluvad 7 tüüpi lumikellukesed, mõned koirohi liigid, tõeline ženšenn, 7 tüüpi sinililli, hammastamm, mustikas, 11 liiki mõõkvaalasid, vene sarapuu mets, Schrenki tulp, kreeka pähkli lootos, tõeline daami suss, peenlehine pojeng, sulghein, Julia priimula, seljavalu (unerohu) heinamaa, belladonna belladonna, Pitsunda mänd, jugapuu mari, hiina kilpnääre, järvepoolne muru, pehme sfagnum, käharane harakas, fililophora , jne.

Haruldasi seeni esindavad suvine trühvel ehk vene must trühvel, lakitud tinaseen jne.

Haruldaste liikide kaitse on enamasti seotud nende hävitamise keelamise, kunstlikult loodud elupaigas (loomaaedades) säilitamise, elupaikade kaitse ja madalatemperatuuriliste geneetiliste pankade loomisega.

Kõige tõhusam meede haruldaste liikide kaitseks on nende elupaikade säilitamine, mis saavutatakse erikaitsealade võrgustiku korraldamisega, mis vastavalt föderaalseadusele "Eriti kaitstavate loodusterritooriumide kohta" (1995) on rahvusvahelise, föderaalse, piirkondliku või kohaliku tähtsusega. Nende hulka kuuluvad riiklikud looduskaitsealad, rahvuspargid, looduspargid, riiklikud looduskaitsealad, loodusmälestised, dendroloogiapargid, botaanikaaiad jne.

Riiklik looduskaitseala- tegemist on eriliselt kaitstud looduskompleksiga (maa, veekogud, aluspinnas, taimestik ja loomastik), mis on täielikult eemaldatud majanduslikust kasutusest, millel on keskkonna-, teadus-, keskkonna- ja hariduslik tähendus looduskeskkonna, tüüpiliste või haruldaste maastike, paikade näitena. taimede geneetilise fondi ja loomamaailma säilitamine.

Kaitsealadel, mis kuuluvad ülemaailmsesse keskkonnaseiret teostavasse rahvusvahelisse biosfääri kaitsealade süsteemi, on staatus riiklikud looduslikud biosfääri kaitsealad. Kaitseala on looduskaitse-, teadus- ja keskkonnaharidusasutus, mille eesmärk on säilitada ja uurida loodusprotsesside ja -nähtuste loomulikku kulgu, taimestiku ja loomastiku geneetilist fondi, üksikuid taime- ja loomaliike ning -kooslusi, tüüpilisi ja ainulaadseid ökosüsteeme. .

Praegu on Venemaal umbes 100 riiklikku looduskaitseala, millest 19 on biosfääri kaitseala staatuses, sealhulgas Baikalski, Barguzinski, Kaukaasia, Kedrovaja Padi, Kronotski, Prioksko-Terrasnõi jt.

Erinevalt looduskaitsealadest on territooriumid (veealad) Rahvuspargid hõlmab looduskomplekse ja erilise ökoloogilise, ajaloolise ja esteetilise väärtusega objekte ning on mõeldud kasutamiseks keskkonnakaitse-, haridus-, teadus- ja kultuurieesmärkidel ning reguleeritud turismis. Sellel staatusel on 39 erikaitse all olevat loodusala, sealhulgas Zabaikalski ja Sotši rahvuspargid, samuti rahvuspargid "Kura sääre", "Vene põhjaosa", "Šušenski bor" jne.

looduspargid on Vene Föderatsiooni moodustavate üksuste jurisdiktsiooni alla kuuluvad keskkonnaalased meelelahutusasutused, mille territooriumid (veealad) hõlmavad olulise keskkonna- ja esteetilise väärtusega looduslikke komplekse ja objekte ning on ette nähtud kasutamiseks keskkonna-, haridus- ja puhkeeesmärkidel.

Riigi looduskaitsealad on looduslike komplekside või nende komponentide säilitamiseks või taastamiseks ning ökoloogilise tasakaalu säilitamiseks erilise tähtsusega alad (veealad).

Evolutsiooniliste ideede arendamine. Ch. Darwini evolutsiooniteooria väärtus. Evolutsiooni liikumapanevate jõudude suhe. Loodusliku valiku vormid, olelusvõitluse liigid. Sünteetiline evolutsiooniteooria. Evolutsiooni elementaarsed tegurid. S. S. Chetverikovi uurimus. Evolutsiooniteooria roll kaasaegse loodusteadusliku maailmapildi kujunemisel

Evolutsiooniliste ideede arendamine

Kõik orgaanilise maailma tekke ja arengu teooriad võib taandada kolmele põhivaldkonnale: kreatsionism, transformism ja evolutsionism. kreatsionism- see on liikide püsivuse mõiste, võttes arvesse orgaanilise maailma mitmekesisust selle Jumala poolt loodud loomise tulemusena. See suund kujunes välja kristliku kiriku domineerimise kehtestamise tulemusena Euroopas, tuginedes piiblitekstidele. Kreatsionismi silmapaistvad esindajad olid C. Linnaeus ja J. Cuvier.

"Botaanikute prints" K. Linnaeus, kes avastas ja kirjeldas sadu uusi taimeliike ning lõi nende esimese koherentse süsteemi, tõestas sellegipoolest, et organismide liikide koguarv pole Maa loomisest alates muutunud, st. , nad mitte ainult ei ilmu uuesti, vaid ka ei kao. Alles oma elu lõpupoole jõudis ta järeldusele, et Jumala töö on sünnitus, samas kui liigid võivad areneda kohalike tingimustega kohanemise tulemusena.

Silmapaistva prantsuse zooloogi J. Cuvier' (1769–1832) panus bioloogiasse põhines arvukatel paleontoloogia, võrdleva anatoomia ja füsioloogia andmetel. korrelatsioonide õpetus- kehaosade omavahelised ühendused. Tänu sellele sai võimalikuks looma välimuse rekonstrueerimine eraldi osadena. Paleontoloogilise uurimistöö käigus ei saanud J. Cuvier aga jätta tähelepanu pööramata nii fossiilsete vormide ilmselgele rohkusele kui ka teravatele muutustele loomarühmades geoloogilise ajaloo jooksul. Need andmed olid formuleerimise lähtepunktiks katastroofi teooria, mille kohaselt surid kõik või peaaegu kõik Maa organismid perioodiliste looduskatastroofide tagajärjel korduvalt ja seejärel asustati planeet uuesti katastroofi üle elanud liikide kaupa. J. Cuvieri järgijad lugesid Maa ajaloos kokku kuni 27 sellist katastroofi. Arutlused evolutsiooni kohta tundusid J. Cuvierile olevat reaalsusest lahutatud.

Vastuolud kreatsionismi algseisukohtades, mis muutusid üha ilmsemaks teaduslike faktide kuhjumisel, olid lähtepunktiks teise seisukohtade süsteemi kujunemisel - transformism mis tunnistab liikide tegelikku olemasolu ja nende ajaloolist arengut. Selle suundumuse esindajad - J. Buffon, I. Goethe, E. Darwin ja E. Geoffroy Saint-Hilaire, kes ei suutnud paljastada evolutsiooni tõelisi põhjuseid, taandasid need keskkonnatingimustega kohanemisele ja omandatud tunnuste pärandumisele. Transformismi juured peituvad Vana-Kreeka ja keskaegsete filosoofide töödes, kes tunnistasid ajaloolisi muutusi orgaanilises maailmas. Nii väljendas Aristoteles ideed looduse ühtsusest ja järkjärgulisest üleminekust elutu looduse kehadelt taimedele ja nendelt loomadele - "looduse redelile". Elusorganismide muutuste peamiseks põhjuseks pidas ta nende sisemist püüdlust täiuslikkuse poole.

Prantsuse loodusteadlane J. Buffon (1707-1788), kelle peamiseks elutööks oli 36-köiteline "Looduslugu", nihutas vastupidiselt kreatsionistide ideedele Maa ajaloo piirid 80-90 tuhande aastani. Samas väitis ta taimestiku ja loomastiku ühtsust, aga ka võimalust kodustamise ja hübridisatsiooni tulemusena keskkonnategurite mõjul sugulasorganisme muuta.

Inglise arst, filosoof ja poeet E. Darwin (1731–1802), Charles Darwini vanaisa, uskus, et orgaanilise maailma ajalugu on miljoneid aastaid vana ja loomamaailma mitmekesisus on mitmete ainete segunemise tulemus. "looduslikud" rühmad, väliskeskkonna mõju, kehalised ja mitteharjutused ning muud tegurid.

E. Geoffroy Saint-Hilaire (1772–1844) pidas elumaailma arengu üheks peamiseks tõendiks loomarühmade struktuuriplaani ühtsust. Erinevalt oma eelkäijatest kaldus ta aga arvama, et liikide muutumine on tingitud keskkonnategurite mõjust mitte täiskasvanutele, vaid embrüotele.

Vaatamata sellele, et 1831. aastal J. Cuvier’ ja E. Geoffroy Saint-Hilaire’i vahel Teaduste Akadeemias rea ettekannete vormis puhkenud diskussioonis jäi selge eelis esimese poolele, oli see transformism, millest sai evolutsionismi eelkäija. Evolutsionism(evolutsiooniteooria, evolutsiooniõpetus) on vaadete süsteem, mis tunnistab looduse arengut teatud seaduspärasuste järgi. See on bioloogia teoreetiline tipp, mis võimaldab meil selgitada vaadeldavate elussüsteemide mitmekesisust ja keerukust. Kuna aga evolutsiooniline õpetus kirjeldab nähtusi, mida on raske jälgida, tekib sellel olulisi raskusi. Mõnikord nimetatakse evolutsiooniteooriat "darvinismiks" ja samastatakse Ch. Darwini õpetustega, mis on põhimõtteliselt vale, sest kuigi Ch. Darwini teooria andis hindamatu panuse mitte ainult evolutsiooniõpetuse, vaid ka bioloogia arengusse üldiselt. (nagu ka paljudes teistes teadustes), panid evolutsiooniteooria aluse teised teadlased, see areneb edasi tänapäevani ja "darvinismil" on paljudes aspektides ainult ajalooline tähendus.

Esimese evolutsiooniteooria – lamarckismi – looja oli prantsuse loodusteadlane J. B. Lamarck (1744–1829). Ta pidas evolutsiooni liikumapanevaks jõuks organismide sisemist püüdlust täiuslikkuse poole. astmeseadus), kuid keskkonnatingimustega kohanemine sunnib neid sellelt põhijoonelt kõrvale kalduma. Samal ajal arenevad elundid, mida loom eluprotsessis intensiivselt kasutab, samas kui talle mittevajalikud, vastupidi, nõrgenevad ja võivad isegi kaduda ( harjutuste ja mitteharjutuste elundite seadus). Elu käigus omandatud märgid fikseeritakse ja edastatakse järglastele. Niisiis selgitas ta membraanide olemasolu veelindude varvaste vahel nende esivanemate katsetega veekeskkonnas liikuda ja kaelkirjakute pikk kael on Lamarcki sõnul tagajärg asjaolule, et nende esivanemad püüdsid lehti hankida. puude otsast.

Lamarckismi miinusteks oli paljude konstruktsioonide teoreetiline olemus, aga ka oletus Looja sekkumisest evolutsiooni. Bioloogia arenedes selgus, et organismide elu jooksul omandatud üksikmuutused mahuvad valdavalt fenotüübilise varieeruvuse piiridesse ning nende edasikandumine on praktiliselt võimatu. Näiteks saksa zooloog ja evolutsiooniteoreetik A. Weismann (1834–1914) lõikas hiirtel paljude põlvkondade sabad maha ja andis järglastes alati ainult sabaga närilisi. J. B. Lamarcki teooriat ei aktsepteerinud tema kaasaegsed, kuid sajandivahetusel pani aluse nn. neolamarckism.

Charles Darwini evolutsiooniteooria väärtus

Charles Darwini kuulsaima evolutsiooniteooria ehk darvinismi loomise eelduseks oli inglise majandusteadlase T. Malthuse teose "Traktaat rahvastikust" avaldamine 1778. aastal, geoloog Ch. Lyelli töö, formuleering. rakuteooriast, selektsiooni edust Inglismaal ja Ch. Darwinist (1809–1882), mis tehti tema õpingute ajal Cambridge'is, Beagle'i loodusteadlase ekspeditsiooni ajal ja pärast seda.

Niisiis väitis T. Malthus, et Maa rahvaarv kasvab plahvatuslikult, mis ületab oluliselt planeedi võimet seda toiduga varustada ja viib osa järglaste surmani. C. Darwini ja tema kaasautori A. Wallace'i (1823–1913) toodud paralleelid näitasid, et looduses paljunevad isendid väga suure kiirusega, kuid populatsiooni suurus jääb suhteliselt muutumatuks. Inglise geoloogi C. Lyelli uuringud võimaldasid tuvastada, et Maa pind ei olnud kaugeltki alati samasugune kui praegu ning selle muutused on põhjustatud vee, tuule, vulkaanipurskete ja elutegevuse mõjust. organismid. Ch. Darwinit ennast rabas isegi üliõpilaspõlves mardikate äärmuslik varieeruvus ning reisi ajal Lõuna-Ameerika mandriosa ja selle lähedal asuvate Galapagose saarte taimestiku ja loomastiku sarnasus ning samas liikide, nagu vindid ja kilpkonnad, mitmekesisus. Lisaks sai ta ekspeditsioonil vaadelda hiiglaslike väljasurnud imetajate skelette, mis sarnanevad tänapäevaste vöölaste ja laiskloomadega, mis tema usku liikide tekkesse oluliselt kõigutas.

Evolutsiooniteooria põhisätteid väljendas Charles Darwin 1859. aastal Londoni Kuningliku Seltsi koosolekul ja seejärel arendas neid raamatutes “Liikide päritolu loodusliku valiku abil või eelistatud tõugude säilitamine maailmas. Võitlus elu eest” (1859), “Muutus koduloomade ja kultuurtaimedes” (1868), “Inimese päritolu ja seksuaalne valik” (1871), “Emotsioonide väljendus inimeses ja loomades” (1872) jne.

Ch. Darwini välja töötatud olemus evolutsiooni kontseptsioonid saab taandada mitmetele üksteisest tulenevatele sätetele, millel on vastavad tõestus:

1. Mis tahes populatsiooni moodustavad isendid toodavad palju rohkem järglasi, kui on vaja populatsiooni suuruse säilitamiseks.
2. Tulenevalt asjaolust, et igasuguste elusorganismide eluvarud on piiratud, tekib nende vahel vältimatult võitlus olemasolu eest. Ch. Darwin eristas liigisisest ja liikidevahelist võitlust, samuti võitlust keskkonnateguritega. Samas tõi ta välja ka, et tegemist ei ole ainult konkreetse indiviidi võitlusega olelusvõitluse, vaid ka järglastest lahkumise eest.
3. Olelusvõitluse tulemus on looduslik valik- kogemata antud eksistentsitingimustega kõige paremini kohanenud organismide valitsev ellujäämine ja paljunemine. Looduslik valik sarnaneb paljuski kunstlikule valikule, mida inimene on iidsetest aegadest kasutanud uute taimesortide ja koduloomatõugude arendamiseks. Valides isendeid, kellel on mõni soovitav omadus, säilitab inimene need tunnused kunstliku aretuse teel selektiivse paljundamise või tolmeldamise teel. Loodusliku valiku erivorm on seksuaalne valik tunnuste järgi, millel pole tavaliselt otsest kohanemisväärtust (pikad suled, suured sarved jne), kuid mis aitavad kaasa paljunemise edule, kuna need muudavad isendi vastassoo jaoks atraktiivsemaks või hirmuäratavamaks. samast soost rivaalidele.
4. Evolutsiooni materjaliks on organismide erinevused, mis tekivad nende varieeruvuse tagajärjel. C. Darwin eristas määramatut ja kindlat muutlikkust. Teatud(rühma)muutlikkus avaldub teatud teguri mõjul kõigis liigi isendites ühtemoodi ja kaob järglastel selle teguri toime lakkamisel. tähtajatu(individuaalne) varieeruvus on muutused, mis toimuvad igas indiviidis, sõltumata keskkonnategurite väärtuste kõikumisest, ja kanduvad edasi järeltulijatele. Sellisel varieeruvusel puudub adaptiivne (adaptiivne) iseloom. Seejärel selgus, et teatud varieeruvus on mittepärilik ja ebamäärane on pärilik.
5. Looduslik valik viib lõpuks üksikute isoleeritud sortide omaduste lahknemiseni – lahknemiseni ja lõpuks uute liikide tekkeni.

Ch.Darwini evolutsiooniteooria mitte ainult ei postuleerinud liikide tekkimise ja arengu protsessi, vaid paljastas ka evolutsiooni mehhanismi, mis põhineb loodusliku valiku põhimõttel. Darvinism eitas ka evolutsiooni programmeerimist ja postuleeris selle pidevat olemust.

Samas ei suutnud Charles Darwini evolutsiooniteooria vastata mitmetele küsimustele, mis puudutasid näiteks geneetilise materjali olemust ja selle omadusi, päriliku ja mittepäriliku muutlikkuse olemust ning nende evolutsioonilist rolli. See tõi kaasa darvinismi kriisi ja uute teooriate tekkimise: neolamarckism, saltatsionism, nomogeneesi kontseptsioon jne. Neolamarckism lähtub J. B. Lamarcki teooria seisukohast omandatud tunnuste pärimise kohta. soolatatsionism- see on vaadete süsteem evolutsiooniprotsessi kui spasmiliste muutuste kohta, mis viivad uute liikide, perekondade ja suuremate süstemaatiliste rühmade kiire tekkeni. Kontseptsioon nomogenees postuleerib evolutsiooni programmeeritud suuna ja erinevate tunnuste arengut sisemiste seaduspärasuste alusel. Vaid darvinismi ja geneetika süntees 20. sajandi 20-30ndatel suutis ületada vastuolud, mis paratamatult tekkisid mitmete faktide selgitamisel.

Evolutsiooni liikumapanevate jõudude suhe

Evolutsiooni ei saa seostada ühegi teguri toimega, kuna mutatsioonid ise on juhuslikud ja suunamatud muutused ega suuda tagada indiviidide kohanemist keskkonnateguritega, samas kui looduslik valik neid muutusi juba sorteerib. Samamoodi ei saa valik ise olla evolutsiooni ainsaks teguriks, kuna selektsiooniks on vaja sobivat materjali, mida mutatsioonid varustavad.

Siiski võib märkida, et mutatsiooniprotsess ja geenivoog loovad varieeruvuse, samas kui looduslik valik ja geenitriiv sorteerivad seda varieeruvust. See tähendab, et varieeruvust tekitavad tegurid käivitavad mikroevolutsiooni protsessi ja varieeruvust sorteerivad tegurid jätkavad seda, viies variantide uute sageduste kehtestamiseni. Seega võib populatsioonis toimuvat evolutsioonilist muutust vaadelda kui vastandlike jõudude tulemust, mis loovad ja sorteerivad genotüübilisi variatsioone.

Mutatsiooniprotsessi ja selektsiooni vahelise koostoime näide on hemofiilia inimestel. Hemofiilia on haigus, mis on põhjustatud vere hüübimise vähenemisest. Varem põhjustas see paljunemiseelsel perioodil surma, kuna kõik pehmete kudede kahjustused võivad põhjustada suurt verekaotust. Seda haigust põhjustab suguga seotud H (Xh) geeni retsessiivne mutatsioon. Naised põevad hemofiiliat üliharva, sagedamini on nad heterosügootsed kandjad, kuid nende pojad võivad selle haiguse pärida. Teoreetiliselt surevad sellised mehed enne puberteeti mitme põlvkonna jooksul ja järk-järgult peaks see alleel populatsioonist kaduma, kuid selle haiguse esinemissagedus ei vähene korduvate mutatsioonide tõttu selles lookuses, nagu juhtus kuninganna Victoria puhul, kes kandis edasi. haigus kolmele Euroopa kuningakodade põlvkonnale. Selle haiguse pidev esinemissagedus näitab tasakaalu mutatsiooniprotsessi ja selektsioonisurve vahel.

Loodusliku valiku vormid, olelusvõitluse liigid

looduslik valik nimetatakse valikuliseks ellujäämiseks ja järglaste hülgamiseks kõige parema vormis isendite poolt ning kõige vähem sobivate inimeste surmaks.

Loodusliku valiku olemus evolutsiooniteoorias seisneb teatud genotüüpide diferentseeritud (mittejuhuslikus) säilimises populatsioonis ja nende valikulises osalemises geenide ülekandmisel järgmisele põlvkonnale. Samas ei mõjuta see mitte ühte tunnust (või geeni), vaid kogu fenotüüpi, mis tekib genotüübi koosmõjul keskkonnateguritega. Looduslik valik erinevates keskkonnatingimustes on erineva iseloomuga. Praegu on looduslikul valikul mitu vormi: stabiliseeriv, liikuv ja rebiv.

Stabiliseeriv valik mille eesmärk oli kinnistada kitsas reaktsiooninorm, mis osutus antud eksistentsi tingimustes kõige soodsamaks. See on tüüpiline juhtudel, kui fenotüübilised tunnused on muutumatute keskkonnatingimuste jaoks optimaalsed. Ilmekas näide selektsiooni stabiliseerimisest on suhteliselt püsiva kehatemperatuuri hoidmine soojaverelistel loomadel. Seda valikuvormi uuris üksikasjalikult silmapaistev vene zooloog I. I. Shmalgauzen.

sõidu valik tekib vastusena keskkonnatingimuste muutumisele, mille tulemusena säilivad tunnuse keskmisest väärtusest kõrvalekalduvad mutatsioonid, samas kui varem domineerinud vorm hävib, kuna see ei vasta piisavalt uutele eksisteerimistingimustele. Näiteks Inglismaal levisid tööstusheidetega õhusaaste tagajärjel laialdaselt paljudes kohtades tumedate tiibadega ööliblikad, mis suitsutatud kasetüvede taustal lindudele vähem nähtavad olid. Sõiduvalik ei aita kaasa tegutsemisvormi täielikule hävimisele, sest valitsuse ja keskkonnaorganisatsioonide võetud meetmete tõttu on olukord õhusaaste osas järsult paranenud ning liblikate tiibade värvus taastub. algne versioon.

Rebimine, või häiriv valik soosib tunnuse äärmuslike variantide säilimist ja eemaldab vahepealsed, nagu näiteks pestitsiidide kasutamise tulemusena tekivad sellele resistentsed putukate rühmad. Oma mehhanismilt on häiriv valik vastupidine stabiliseerivale valikule. Selle valikuvormi kaudu tekivad populatsioonis mitmed järsult piiritletud fenotüübid. Seda nähtust nimetatakse polümorfism. Erinevate vormide vahelise sigimise isolatsiooni tekkimine võib viia spetsifikatsioonini.

Mõnikord kaalutakse ka eraldi destabiliseeriv valik, mis säilitab mutatsioonid, mis põhjustavad laia valikut mis tahes tunnuseid, näiteks mõne molluski kestade värvust ja struktuuri, mis elavad mere kivise surfi heterogeenses mikrokeskkonnas. Selle valikuvormi avastas D.K. Beljajev loomade kodustamist uurides.

Looduses ei eksisteeri ükski loodusliku valiku vorm puhtal kujul, vaid vastupidi, nende kombinatsioonid on mitmesuguseid ning keskkonnatingimuste muutudes kerkib esile üks või teine ​​neist. Seega asendub keskkonnamuutuste lõpuleviimisel sõiduvalik stabiliseerivaga, mis optimeerib indiviidide rühma uutes eksisteerimistingimustes.

Looduslik valik toimub erinevatel tasanditel, millega seoses on olemas ka individuaalne, rühma- ja seksuaalne valik. Individuaalne selektsioon välistab paljunemisel osalemast vähem kohanenud indiviidid, samas kui grupivaliku eesmärk on säilitada omadus, mis on kasulik mitte indiviidile, vaid rühmale tervikuna. Surve all Grupp selektsioon võib täielikult välja surra terved populatsioonid, liigid ja suuremad organismirühmad järglasi jätmata. Erinevalt individuaalsest valikust vähendab rühmavalik vormide mitmekesisust looduses.

seksuaalne valik teostatakse samal korrusel. See aitab kaasa tunnuste kujunemisele, mis tagavad edu suurimate järglaste lahkumisel. Tänu sellele loodusliku valiku vormile on välja kujunenud seksuaalne dimorfism, mis väljendub paabulinnu saba suuruses ja värvis, hirve sarvedes jne.

Looduslik valik on tulemus võitlus olemasolu eest põhineb geneetilisel variatsioonil. Olelusvõitluse all mõistetakse oma ja teiste liikide isendite vahelisi suhteid, aga ka abiootiliste keskkonnateguritega. Need suhted määravad teatud indiviidi edu või ebaõnnestumise ellujäämisel ja järglastest lahkumisel. Olelusvõitluse põhjuseks on olemasolevate ressursside suhtes liiga suure arvu indiviidide ilmumine. Lisaks konkurentsile tuleks nendesse suhetesse lisada ka vastastikune abi, mis suurendab üksikisikute ellujäämisvõimalusi.

Koostoime keskkonnateguritega võib põhjustada ka valdava enamuse isendite hukkumist, näiteks putukatel, kellest vaid väike osa jääb talve üle.

Sünteetiline evolutsiooniteooria

Geneetika edusammud 20. sajandi alguses, näiteks mutatsioonide avastamine, viitasid sellele, et pärilikud muutused organismide fenotüübis tekivad ootamatult ja ei teki pikka aega, nagu postuleerib Charles Darwini evolutsiooniteooria. . Täiendavad uuringud populatsioonigeneetika valdkonnas viisid aga 20. sajandi 20.–50. aastatel uue evolutsiooniliste vaadete süsteemi sõnastamiseni - sünteetiline evolutsiooniteooria. Olulise panuse selle loomisesse andsid erinevate maade teadlased: Nõukogude teadlased S. S. Chetverikov, I. I. Shmalgauzen ja A. N. Severtsov, inglise biokeemik ja geneetik D. Haldane, Ameerika geneetikud S. Wright ja F. Dobzhansky, evolutsionist D. Huxley, paleontoloog D. Simpson ja zooloog E. Mayr.

Sünteetilise evolutsiooniteooria peamised sätted:

1. Evolutsiooni elementaarne materjal on populatsiooni indiviidide pärilik varieeruvus (mutatsiooniline ja kombinatiivne).
2. Evolutsiooni elementaarne ühik on populatsioon, milles toimuvad kõik evolutsioonilised muutused.
3. Elementaarne evolutsiooniline nähtus on muutus populatsiooni geneetilises struktuuris.
4. Evolutsiooni elementaarsed tegurid – geenide triiv, elulained, geenide voog – on suunamata, juhusliku iseloomuga.
5. Ainus evolutsiooni suunav tegur on looduslik valik, mis on loov. Looduslik valik on stabiliseeriv, liikuv ja rebiv (häiriv).
6. Evolutsioon on divergentne, st ühest taksonist võib tekkida mitu uut taksonit, samas kui igal liigil on ainult üks esivanem (liik, populatsioon).
7. Evolutsioon on järk-järguline ja pidev. Spetsifikatsioon kui evolutsiooniprotsessi etapp on ühe populatsiooni järjestikune muutumine teiste ajutiste populatsioonide poolt.
8. Evolutsiooniprotsesse on kahte tüüpi: mikroevolutsioon ja makroevolutsioon. Makroevolutsioonil ei ole oma erilisi mehhanisme ja see toimub ainult tänu mikroevolutsiooni mehhanismidele.
9. Iga süstemaatiline rühm võib õitseda (bioloogiline progress) või välja surra (bioloogiline regressioon). Bioloogiline progress saavutatakse muutuste kaudu organismide struktuuris: aromorfoos, idioadaptatsioon või üldine degeneratsioon.
10. Evolutsiooni peamised seadused on selle pöördumatus, eluvormide progresseeruv komplitseerimine ja liikide keskkonnaga kohanemisvõime areng. Samas ei ole evolutsioonil lõppeesmärki, s.t protsess on suunamatu.

Hoolimata asjaolust, et evolutsiooniteooriat on viimastel aastakümnetel rikastatud seotud teaduste – geneetika, selektsiooni jm – andmetega, ei võta see siiski arvesse mitmeid aspekte, näiteks pärandmaterjali suunatud muutust, mistõttu tulevikus on võimalik luua uus evolutsioonikontseptsioon, mis asendab sünteetilise teooria .

Evolutsiooni elementaarsed tegurid

Sünteetilise evolutsiooniteooria järgi on elementaarne evolutsiooniline nähtus populatsiooni geneetilise koostise muutumine ning sündmusi ja protsesse, mis viivad geenifondide muutumiseni, nimetatakse nn. evolutsiooni elementaarsed tegurid. Nende hulka kuuluvad mutatsiooniprotsess, populatsioonilained, geneetiline triiv, isolatsioon ja looduslik valik. Pidades silmas loodusliku valiku erakordset tähtsust evolutsioonis, käsitletakse seda eraldi.

mutatsiooniprotsess, mis on sama pidev kui evolutsioon ise, säilitab populatsiooni geneetilise heterogeensuse üha uute ja uute geenivariantide esilekerkimise kaudu. Väliste ja sisemiste tegurite mõjul esinevad mutatsioonid liigitatakse geenideks, kromosomaalseteks ja genoomseteks.

Geenimutatsioonid esinevad sagedusega 10 -4 -10 -7 suguraku kohta, kuid kuna inimestel ja enamikus kõrgemates organismides võib geenide koguarv ulatuda mitmekümne tuhandeni, on võimatu ette kujutada, et kaks organismi on absoluutselt identsed. Enamik saadud mutatsioone on retsessiivsed, eriti kuna domineerivad mutatsioonid alluvad kohe looduslikule valikule. Retsessiivsed mutatsioonid loovad päriliku varieeruvuse reservi, kuid enne nende ilmumist fenotüübis peavad need olema fikseeritud paljudel heterosügootses olekus olevatel isenditel populatsiooni vaba ristumise tõttu.

kromosomaalsed mutatsioonid, mis on seotud kromosoomi osa (tervikkromosoomi) kadumise või ülekandmisega teisele, on üsna levinud ka erinevates organismides, näiteks on mõne roti liigi erinevus ühes kromosoomipaaris, mistõttu on raske risti neid.

Genoomsed mutatsioonid polüploidiseerumisega seotud tegurid põhjustavad ka äsja tekkinud populatsiooni reproduktiivset isolatsiooni sügoodi esimese jagunemise mitoosi häirete tõttu. Sellegipoolest on nad taimedes üsna laialt levinud ja sellised taimed võivad tänu oma suuremale vastupidavusele keskkonnateguritele kasvada ka Arktikas ja loopealsetel.

Kombinatsiooni varieeruvus, mis tagab uute võimaluste tekkimise genotüübis geenide kombineerimiseks ja suurendab vastavalt uute fenotüüpide tekkimise tõenäosust, aitab kaasa ka evolutsiooniprotsessidele, kuna ainult inimestel on kromosoomikombinatsioonide variantide arv 2 23, ehk juba olemasolevaga sarnase organismi ilmumine on praktiliselt võimatu.

rahvastiku lained. Vastupidise tulemuse (geenikoostise ammendumise) põhjustavad sageli looduslikes populatsioonides esinevate organismide arvu kõikumised, mis mõne liigi (putukad, kalad jne) puhul võivad muutuda kümneid ja sadu kordi - rahvastiku lained, või "elulained". Isendite arvu suurenemine või vähenemine populatsioonides võib olla kas perioodiline ja mitteperioodiline. Esimesed on hooajalised või mitmeaastased, näiteks rändlindude ränded või sigimine dafnial, kellel on kevadel ja suvel ainult emased ja sügiseks ilmuvad isased, kes on vajalikud sugulisel paljunemisel. Arvukuse mitteperioodilised kõikumised on sageli tingitud toidukoguse järsust kasvust soodsal aastal, elupaigatingimuste rikkumisest, kahjurite või kiskjate paljunemisest.

Kuna populatsiooni suuruse taastumine toimub väikese arvu isendite tõttu, kellel ei ole kogu alleelide komplekti, on uutel ja algsetel populatsioonidel ebavõrdne geneetiline struktuur. Geenide esinemissageduse muutumist populatsioonis juhuslike tegurite mõjul nimetatakse geneetiline triiv, või geneetiliselt automaatsed protsessid. See toimub ka uute territooriumide väljatöötamise ajal, kuna neile tekib äärmiselt piiratud arv selle liigi isendeid, mis võivad tekitada uue populatsiooni. Seetõttu on nende isikute genotüübid siin eriti olulised ( asutaja efekt). Geenide triivi tulemusel eralduvad sageli uued homosügootsed vormid (vastavalt mutantlikele alleelidele), mis võivad osutuda adaptiivselt väärtuslikeks ja mida seejärel korjab üles looduslik valik.

Seega on Ameerika mandri indiaanlaste ja laplaste seas väga suur osakaal I (0) veregrupiga, III ja IV grupp aga üliharva. Tõenäoliselt olid esimesel juhul populatsiooni rajajad isendid, kellel puudus I B alleel või kadus see valikuprotsessi käigus.

Kuni teatud punktini toimub alleelide vahetus naaberpopulatsioonide vahel erinevate populatsioonide isendite vahelise ristamise tulemusena - geenivoog, mis vähendab üksikute populatsioonide lahknevust, kuid isolatsiooni algusega see peatub. Põhimõtteliselt on geenivoog viivitatud mutatsiooniprotsess.

Isolatsioon. Kõik muutused populatsiooni geneetilises struktuuris tuleb fikseerida, mis on tingitud isolatsioon- igasuguste tõkete (geograafilised, ökoloogilised, käitumuslikud, reproduktiivsed jne) tekkimine, mis raskendavad ja muudavad eri populatsioonide isendite ristumise raskeks ja võimatuks. Kuigi isoleerimine iseenesest uusi vorme ei loo, säilitab see siiski geneetilised erinevused looduslikule valikule allutatud populatsioonide vahel. Isolatsioonil on kaks vormi: geograafiline ja bioloogiline.

Geograafiline isolatsioon tekib levila jagamise tulemusena füüsiliste tõketega (maismaaorganismidele veetakistused, hüdrobiontide liikide maismaaalad, kõrgendatud alade ja tasandike vaheldumine); seda soodustab istuv või kinnine (taimedes) eluviis. Mõnikord võib geograafilise isolatsiooni põhjuseks olla liigi levila laienemine, millele järgneb selle populatsioonide väljasuremine vahepealsetel aladel.

bioloogiline isolatsioon on sama liigi organismide teatud lahknevuste tulemus, mis kuidagi takistab vaba ristumise. Bioloogilist isolatsiooni on mitut tüüpi: ökoloogiline, hooajaline, etoloogiline, morfoloogiline ja geneetiline. Keskkonnaisolatsioon saavutatakse ökoloogiliste niššide jagamise kaudu (näiteks teatud elupaikade või toidu iseloomu eelistamine, nagu kuuse- ja männiristsikul). Hooajaline(ajutist) isolatsiooni täheldatakse sama liigi isendite sigimisel erinevatel aegadel (erinevad heeringakarjad). Etoloogiline isoleeritus sõltub käitumise omadustest (kohtumisrituaali tunnused, värvus, erinevatest populatsioonidest pärit emaste ja isaste "laulmine"). Kell morfoloogiline isolatsioonÜletamise takistuseks on lahknevus suguelundite ehituses või isegi keha suuruses (pekingi ja dogi). geneetiline isolatsioon omab suurimat mõju ja avaldub sugurakkude kokkusobimatuses (sigoodi surm pärast viljastamist), hübriidide steriilsuses või vähenenud elujõulisuses. Selle põhjuseks on kromosoomide arvu ja kuju iseärasused, mille tulemusena muutub rakkude täielik jagunemine (mitoos ja meioos) võimatuks.

Rikkudes populatsioonide vahelist vaba ristumist, fikseerib isolatsioon neis seega need erinevused, mis on tekkinud genotüübi tasemel mutatsioonide ja populatsiooni kõikumiste tõttu. Sel juhul allutatakse iga populatsiooni loodusliku valiku toimimisele teisest eraldi ja see viib lõpuks lahknemiseni.

Loodusliku valiku loov roll evolutsioonis

Looduslik valik täidab omamoodi "sõela" funktsiooni, mis sorteerib genotüübid vastavalt sobivusastmele. Kuid isegi Ch Darwin rõhutas, et valik ei ole ainult ja mitte niivõrd suunatud ainult parima säilitamisele, vaid halvima eemaldamisele ehk võimaldab säästa multivariantsust. Loodusliku valiku funktsioon ei piirdu sellega, kuna see tagab kohanenud genotüüpide taastootmise ja määrab seega evolutsiooni suuna, liites järjestikku juhuslikke ja arvukaid kõrvalekaldeid. Looduslikul valikul ei ole kindlat eesmärki: sama materjali põhjal (pärilik varieeruvus) võib erinevates tingimustes saada erinevaid tulemusi.

Sellega seoses ei saa vaadeldavat evolutsioonitegurit võrrelda marmorplokki lõikava skulptori tööga, pigem toimib see inimese kauge esivanemana, valmistades kivikillust tööriista, kujutlemata ette lõpptulemust, mis ei sõltu ainult kivi olemusest ja kujust, vaid ka tugevusest, löögi suunast jne. Kuid ebaõnnestumise korral lükkab valik nagu humanoidne olend “vale” kuju tagasi.

Valiku hind on esinemine geneetiline last, see tähendab mutatsioonide kuhjumist populatsioonis, mis aja jooksul võivad valdavaks muutuda enamiku isendite äkksurma või vähese arvu rände tõttu.

Loodusliku valiku survel ei moodustu mitte ainult liikide mitmekesisus, vaid tõuseb ka nende organiseerituse tase, sh nende komplitseeritus või spetsialiseerumine. Erinevalt kunstlikust selektsioonist, mida inimene teostab ainult majanduslikult väärtuslike tunnuste jaoks, sageli kohanemisomaduste arvelt, ei saa looduslik valik sellele kaasa aidata, kuna ükski kohanemine looduses ei suuda kompenseerida elujõulisuse vähenemisest tulenevat kahju. elanikkonnast.

S. S. Chetverikovi uurimus

Ühe olulise sammu darvinismi ja geneetika ühitamise suunas tegi Moskva zooloog S. S. Tšetverikov (1880–1959). Drosophila äädikakärbse looduslike populatsioonide geneetilise koostise uuringu tulemuste põhjal tõestas ta, et neil on heterosügootsel kujul palju retsessiivseid mutatsioone, mis ei riku fenotüübilist ühtlust. Enamik neist mutatsioonidest on organismile ebasoodsad ja tekitavad nn geneetiline last, mis vähendab elanikkonna kui terviku kohanemisvõimet keskkonnaga. Mõned mutatsioonid, millel puudub liigi arengu hetkel kohanemisväärtus, võivad hiljem omandada teatud väärtuse ja seega päriliku muutlikkuse reserv. Selliste mutatsioonide levik populatsiooni isendite seas järjestikuste vabade ristumise tõttu võib lõpuks viia nende üleminekuni homosügootsesse olekusse ja avaldumiseni fenotüübis. Kui funktsiooni antud olek on föön- on kohanemisvõimeline, siis mõne põlvkonna jooksul tõrjub ta populatsioonist täielikult välja domineeriva, nendesse tingimustesse vähem sobiva feeni koos selle kandjatega. Seega jääb selliste evolutsiooniliste muutuste tõttu alles ainult retsessiivne mutantne alleel ja selle domineeriv alleel kaob.

Proovime seda konkreetse näitega tõestada. Iga konkreetse populatsiooni uurimisel võib leida, et mitte ainult selle fenotüübilised, vaid ka genotüübilised struktuurid võivad püsida muutumatuna pikka aega, mis on tingitud vabast ristumisest või panmixia diploidsed organismid.

Seda nähtust kirjeldab seadus Hardy - Weinberg, mille kohaselt ei muutu piiramatu suurusega ideaalses populatsioonis mutatsioonide, rände, populatsioonilainete, geneetilise triivi, loodusliku valiku puudumisel ja vaba ristumise korral diploidsete organismide alleelide ja genotüüpide sagedused ühe aasta jooksul. põlvkondade arv.

Näiteks populatsioonis kodeerivad teatud tunnust sama geeni kaks alleeli - domineeriv ( AGA) ja retsessiivne ( a). Domineeriva alleeli sagedus on tähistatud kui R ja retsessiivne - q. Nende alleelide sageduste summa on 1: lk + q= 1. Seega, kui teame domineeriva alleeli sagedust, siis saame määrata retsessiivse alleeli sageduse: q = 1 – lk. Tegelikult on alleeli sagedused võrdsed vastavate sugurakkude moodustumise tõenäosustega. Seejärel, pärast sügootide moodustumist, on esimese põlvkonna genotüüpide sagedused:

(pA + qa) 2 = lk 2 AA + 2pqAa + q 2 aa = 1,

kus lk 2 AA- domineerivate homosügootide esinemissagedus;

2pqAa- heterosügootide esinemissagedus;

q 2 aa- retsessiivsete homosügootide esinemissagedus.

Lihtne on arvutada, et järgnevatel põlvkondadel jäävad genotüübi sagedused samaks, säilitades populatsiooni geneetilise mitmekesisuse. Kuid ideaalseid populatsioone looduses ei eksisteeri ja seetõttu ei saa neis mutantseid alleele mitte ainult säilitada, vaid ka levida ja isegi asendada varem levinumaid alleele.

S. S. Chetverikov oli selgelt teadlik, et looduslik valik mitte ainult ei kõrvalda üksikuid vähem edukaid tunnuseid ja vastavalt ka neid kodeerivaid alleele, vaid mõjutab ka kogu geenide kompleksi, mis mõjutab konkreetse geeni avaldumist fenotüübis või genotüübiline keskkond. Genotüübilise keskkonnana käsitletakse kogu genotüüpi praegu geenide kogumina, mis võivad tugevdada või nõrgendada spetsiifiliste alleelide avaldumist.

Evolutsioonilise õpetuse arendamisel pole vähem tähtsad S. S. Tšetverikovi uurimused rahvastikudünaamika, eelkõige "elulainete" ehk rahvastikulainete vallas. Veel üliõpilasena avaldas ta 1905. aastal artikli putukate puhangu võimalikkusest ja nende arvukuse sama kiirest langusest.

Evolutsiooniteooria roll kaasaegse loodusteadusliku maailmapildi kujunemisel

Evolutsiooniteooria tähtsust bioloogia ja teiste loodusteaduste arengus on vaevalt võimalik ülehinnata, sest see oli esimene, kes selgitas meie planeedi elu ajaloolise arengu tingimusi, põhjuseid, mehhanisme ja tulemusi, st andis materialistlik seletus orgaanilise maailma arengule. Lisaks oli loodusliku valiku teooria esimene tõeliselt teaduslik bioloogilise evolutsiooni teooria, kuna selle loomisel ei tuginenud Charles Darwin spekulatiivsetele konstruktsioonidele, vaid lähtus oma tähelepanekutest ja tugines elusorganismide tegelikele omadustele. Samal ajal rikastas ta bioloogilist tööriistakomplekti ajaloolise meetodiga.

Evolutsiooniteooria sõnastamine ei põhjustanud mitte ainult tulist teaduslikku arutelu, vaid andis tõuke ka selliste teaduste arengule nagu üldbioloogia, geneetika, aretus, antropoloogia ja mitmed teised. Sellega seoses ei saa nõustuda väitega, et evolutsiooniteooria kroonis bioloogia arengu järgmist etappi ja sai 20. sajandil selle edenemise lähtepunktiks.

Tõendid eluslooduse evolutsiooni kohta. Evolutsiooni tulemused: organismide kohanemisvõime keskkonnaga, liikide mitmekesisus

Tõendid eluslooduse evolutsiooni kohta

Bioloogia erinevates valdkondades, isegi enne Charles Darwinit ja pärast tema evolutsiooniteooria avaldamist, saadi selle toetuseks mitmeid tõendeid. Neid tunnistusi nimetatakse tõendid evolutsioonist. Kõige sagedamini tsiteeritakse paleontoloogilisi, biogeograafilisi, võrdlevaid embrüoloogilisi, võrdlevaid anatoomilisi ja võrdlevaid biokeemilisi tõendeid evolutsiooni kohta, kuigi taksonoomia andmeid, aga ka taime- ja loomakasvatust ei saa mainimata jätta.

paleontoloogilised tõendid mis põhineb organismide fossiilsete jäänuste uurimisel. Nende hulka kuuluvad mitte ainult hästi säilinud jääs külmunud või merevaiguga ümbritsetud organismid, vaid ka happelistest turbarabadest leitud "muumiad", aga ka settekivimites säilinud organismide ja fossiilide jäänused. Lihtsamate organismide esinemist iidsetes kivimites kui hilisemates kihtides ja tõsiasja, et ühel tasandil leitud liigid kaovad teisel tasandil, peetakse üheks olulisemaks evolutsiooni tõendiks ning seda seletatakse liikide tekke ja väljasuremisega vastavatel ajastutel. keskkonnatingimuste muutustele.

Vaatamata sellele, et fossiile on seni leitud vähe ja kivististest puuduvad paljud killud orgaaniliste jäänuste säilimise väikese tõenäosuse tõttu, on siiski leitud organismivorme, millel on märke nii evolutsiooniliselt vanematest kui ka noorematest organismirühmadest. Seda tüüpi organisme nimetatakse üleminekuvormid. Üleminekuvormide silmapaistvad esindajad, mis illustreerivad üleminekut kaladelt maismaaselgroogsetele, on laba-uimelised kalad ja stegotsefaalid ning Archeopteryx on roomajate ja lindude vahel kindlal kohal.

Fossiilsete vormide ridu, mis on evolutsiooni käigus üksteisega järjestikku ühendatud mitte ainult ühiste, vaid ka struktuuri eripärade kaudu, nimetatakse fülogeneetiline seeria. Neid võivad esindada erinevatelt kontinentidelt pärit fossiilid ja nad väidavad, et nad on enam-vähem täielikud, kuid nende uurimine on võimatu, kui evolutsiooniprotsessi edenemist ei võrrelda elusvormidega. Fülogeneetilise seeria klassikaline näide on hobuse esivanemate evolutsioon, mida uuris evolutsioonilise paleontoloogia rajaja V. O. Kovalevsky.

biogeograafilised tõendid. biogeograafia kuidas teadus uurib liikide, perekondade ja muude elusorganismide rühmade ning nende koosluste leviku ja leviku mustreid meie planeedi pinnal.

Maapinna üheski osas puuduvad sellise elupaigaga kohanenud ja kunstliku impordiga hästi juurduvad organismiliigid, nagu küülikud Austraalias, samuti sarnaste organismide vormide olemasolu maapiirkondades, mis on eraldatud suured kaugused üksteisest annavad tunnistust esiteks sellest, et Maa välimus ei olnud alati selline, ja geoloogilised muutused, eriti mandrite triiv, mägede moodustumine, maapinna taseme tõus ja langus. Maailma ookean, mõjutab organismide arengut. Näiteks Lõuna-Ameerika troopilistes piirkondades, Lõuna-Aafrikas ja Austraalias elab neli sarnast kopsukala liiki, samas kui samasse seltsi kuuluvate kaamelite ja laamade levila asuvad Põhja-Aafrikas, enamikus Aasias ja Lõuna-Ameerikas. Paleontoloogilised uuringud on näidanud, et kaamelid ja laamad põlvnevad ühisest esivanemast, kes kunagi elas Põhja-Ameerikas ja seejärel levis Beringi väina piirkonnas juba eksisteerinud maakitsuse kaudu Aasiasse ja ka Panama maakitsuse kaudu Lõuna-Ameerikasse. . Seejärel surid kõik selle perekonna esindajad vahepealsetel aladel välja ja äärealadel tekkisid evolutsiooni käigus uued liigid. Austraalia varasem eraldumine ülejäänud maismaamassiividest võimaldas seal kujuneda väga erilisel taimestikul ja loomastikul, milles säilisid sellised imetajate vormid nagu monotreemid, platypus ja ehidna.

Biogeograafia seisukohalt võib seletada ka vulkaanilise päritoluga vulkaanilise päritoluga Darwini vintide mitmekesisust Galapagose saartel, mis asuvad 1200 km kaugusel Lõuna-Ameerika rannikust. Ilmselt lendasid või toodi nende juurde kunagi Ecuadori ainsa vintliigi esindajad ning seejärel asusid osa isendeid paljunedes elama ülejäänud saartele. Keskstel suursaartel oli olelusvõitlus (toit, pesapaigad jne) kõige teravam ja seetõttu tekkisid välimuselt üksteisest veidi erinevad liigid, kes tarbisid mitmesuguseid toiduaineid (seemned, puuviljad, nektar, putukad jne. .). .).

Need mõjutasid erinevate organismirühmade levikut ja kliimatingimuste muutusi Maal, mis aitas kaasa osade rühmade õitsengule ja teiste väljasuremisele. Varem laialt levinud taimestikust ja loomastikust säilinud üksikuid liike või organismirühmi nimetatakse nn. säilmed. Nende hulka kuuluvad hõlmikpuu, sekvoia, tulbipuu, koelakant-koelakant jne. Laiemas mõttes nimetatakse taime- ja loomaliike, kes elavad territooriumi või veeala piiratud aladel. endeemiline, või endeemiline. Näiteks kõik Austraalia põlise taimestiku ja loomastiku esindajad on endeemilised ning Baikali järve taimestikus ja loomastikus on neid kuni 75%.

Võrdlevad anatoomilised tõendid. Seotud looma- ja taimerühmade anatoomia uurimine annab veenvaid tõendeid nende organite struktuuri sarnasuse kohta. Hoolimata asjaolust, et keskkonnategurid jätavad loomulikult oma jälje elundite ehitusele, on katteseemnetaimedel kogu oma hämmastava mitmekesisusega lilledel tupplehed, kroonlehed, tolmukad ja seemned ning maismaaselgroogsetel on jäse ehitatud vastavalt viiesõrmeline plaan. Organeid, mis on sarnase ehitusega, hõivavad kehas sama positsiooni ja arenevad sugulasorganismides samadest algetest, kuid täidavad erinevaid funktsioone, nimetatakse. homoloogne. Seega on kuulmisluud (vasar, alasi ja jalus) homoloogsed kalade lõpusevõlvidega, madude mürginäärmed teiste selgroogsete süljenäärmetega, imetajate piimanäärmed higinäärmetega, hüljeste ja vaalaliste lestadega. lindude tiibadele, hobuste jäsemetele ja muttidele.

Pikka aega mittetöötavad elundid muutuvad tõenäoliselt evolutsiooni käigus algeline (algelised)- esivanemate vormidega võrreldes vähearenenud struktuurid, mis on kaotanud oma peamise tähtsuse. Nende hulka kuuluvad lindude pindluu, muttide ja mutirottide silmad, inimese juuksepiir, koksiuks ja pimesool jne.

Isenditel võib aga ilmneda märke, mis sellel liigil puuduvad, kuid esinesid kaugetel esivanematel - atavismid, näiteks tänapäeva hobuste kolmevarbalisus, täiendavate piimanäärmepaaride, saba ja karvapiiri areng kogu inimkehas.

Kui homoloogsed elundid on tõendiks organismide seose ja lahknemise kasuks evolutsiooniprotsessis, siis sarnased kehad- sarnased struktuurid erinevate rühmade organismides, mis täidavad samu funktsioone, vastupidi, viitavad näidetele lähenemine(konvergentsi nimetatakse üldiselt sarnaste tunnuste iseseisvaks kujunemiseks erinevates samades tingimustes eksisteerivates organismirühmades) ning kinnitavad tõsiasja, et keskkond jätab organismile olulise jälje. Analoogid on putukate ja lindude tiivad, selgroogsete ja peajalgsete (kalmaar, kaheksajalg) silmad, lülijalgsete ja maismaaselgroogsete liigesed.

Võrdlevad embrüoloogilised tõendid. Uurides embrüonaalset arengut erinevate selgroogsete rühmade esindajatel, avastas K. Baer nende silmatorkavat struktuuriühtsust, eriti arengu varases staadiumis ( idu sarnasuse seadus). Hiljem sõnastas E. Haeckel biogeneetiline seadus, mille kohaselt ontogenees on fülogeneesi põgus kordus, st etapid, mille organism läbib oma individuaalse arengu protsessis, kordavad selle rühma ajaloolist arengut, kuhu ta kuulub.

Seega omandab selgroogse embrüo esimestel arenguetappidel kaladele ja seejärel kahepaiksetele ning lõpuks rühmale, kuhu ta kuulub, iseloomulikud struktuurilised tunnused. Seda ümberkujundamist seletatakse asjaoluga, et igal ülaltoodud klassil on tänapäevaste roomajate, lindude ja imetajatega ühised esivanemad.

Kuid biogeneetilisel seadusel on mitmeid piiranguid ja seetõttu piiras vene teadlane A. N. Severtsov selle kohaldamisala märkimisväärselt ainult esivanemate vormide embrüonaalsete arenguetappide tunnuste kordumisega ontogeneesis.

Võrdlevad biokeemilised tõendid. Täpsemate biokeemilise analüüsi meetodite väljatöötamine on andnud evolutsiooniteadlastele uusi tõendeid orgaanilise maailma ajaloolise arengu kasuks, kuna samade ainete olemasolu kõigis organismides viitab võimalikule biokeemilisele homoloogiale, mis on sarnane orgaanilise maailma ajaloolise arenguga. elundite ja kudede tase. Selliste laialt levinud valkude, nagu tsütokroom, primaarstruktuuri võrdlevad biokeemilised uuringud Koos ja hemoglobiin, aga ka nukleiinhapped, eriti rRNA, näitasid, et paljudel neist on peaaegu sama struktuur ja nad täidavad erinevate liikide esindajatel samu funktsioone, samas kui mida tihedam on seos, seda suurem on uuritavate ainete struktuuri sarnasus. .

Seega kinnitab evolutsiooniteooriat märkimisväärne hulk erinevatest allikatest pärinevaid andmeid, mis viitab veel kord selle usaldusväärsusele, kuid see siiski muutub ja täpsustub, kuna paljud organismide elu aspektid jäävad vaateväljast välja. uurijad.

Evolutsiooni tulemused: organismide kohanemisvõime keskkonnaga, liikide mitmekesisus

Lisaks konkreetse kuningriigi esindajatele iseloomulikele üldistele tunnustele iseloomustab elusorganismide liike hämmastavalt palju välise ja sisemise struktuuri, elutegevuse ja isegi käitumise tunnuseid, mis ilmnesid ja valiti välja evolutsiooni ja evolutsiooni käigus. tagada elutingimustega kohanemine. Siiski ei tasu arvata, et kuna lindudel ja putukatel on tiivad, siis on see tingitud õhukeskkonna otsesest toimest, sest tiibadeta putukaid ja linde on küllaga. Eespool nimetatud kohandused on valitud loodusliku valiku protsessi kaudu kõigist saadaolevatest mutatsioonidest.

Epifüütsed taimed, mis ei ela pinnasel, vaid puudel, on kohanenud atmosfääri niiskuse neelamisega juurteta juurte abil, kuid spetsiaalse hügroskoopse koega - velamen. Mõned bromeeliad suudavad troopika niiskes atmosfääris veeauru absorbeerida, kasutades oma lehtedel karvu.

Muldadel, kus lämmastik ühel või teisel põhjusel puudub, elutsevad putuktoidulised taimed (päevalill, Venus flytrap) on välja töötanud mehhanismi väikeloomade, kõige sagedamini putukate ligimeelitamiseks ja omastamiseks, kes on neile soovitud elemendi allikaks.

Taimtoiduliste taimede söömise eest kaitsmiseks on paljudel kinnise eluviisiga taimedel välja kujunenud passiivne kaitse, nagu okkad (viirpuu), okkad (roos), põletavad karvad (nõges), kaltsiumoksalaadi kristallide kogunemine (hapuoblikas), bioloogiliselt aktiivne. kudedes olevad ained (kohv, viirpuu) jne. Mõnes neist on isegi valmimata viljade seemned ümbritsetud kiviste rakkudega, mis ei lase kahjuritel nendeni jõuda, ja alles sügiseks saabub puistumisprotsess, mis võimaldab seemnetel seemnete levida. sattuda mulda ja idaneda (pirn).

Ka keskkonnal on loomadele kujundav mõju. Niisiis on paljudel kaladel ja veeimetajatel voolujooneline kehakuju, mis hõlbustab nende liikumist selle paksuses. Siiski ei tohiks eeldada, et vesi mõjutab otseselt keha kuju, just evolutsiooni käigus osutusid sellega kõige paremini kohanenud loomad, kellel see omadus oli.

Samal ajal ei ole vaalade ja delfiinide keha karvadega kaetud, samas kui loivaliste rühmal on karv ühel või teisel määral vähenenud, kuna erinevalt esimestest veedavad nad osa ajast maal, kus ilma villane nende nahk jääks kohe ära.

Enamiku kalade keha on kaetud soomustega, mis on alt heledamat värvi kui pealt, mistõttu on need loomad looduslike vaenlaste jaoks ülalt põhja taustal vaevumärgatavad ja altpoolt vastu taevas. Värvust, mis muudab loomad vaenlastele või saagiks nähtamatuks, nimetatakse patroneeriv. Looduses on see laialt levinud. Sellise värvingu ilmekaks näiteks on kallima liblika tiibade alakülje värvumine, mis oksal istudes ja tiibu kokku pannes osutub kuivleheks. Teised putukad, näiteks pulkputukad, maskeeruvad taimeoksteks.

Laigulisel või triibulisel värvusel on ka kohanemisvõime, kuna linnud nagu vutid või hahk ei ole mulla taustal nähtavad isegi lähedalt. Maapinnal pesitsevate lindude märkamatud ja laigulised munad.

Loomade värvus ei ole alati nii püsiv kui sebra oma, näiteks lest ja kameeleon suudavad seda muuta olenevalt asukoha iseloomust. Käed, kes munevad erinevate lindude pesadesse, võivad oma kestade värvi varieerida nii, et pesa “omanikud” ei märka erinevusi selle ja enda munade vahel.

Loomade värvus ei saa neid alati nähtamatuks muuta - paljud neist on lihtsalt silmatorkavad, mis peaks hoiatama ohu eest. Enamik neist putukatest ja roomajatest on mingil määral mürgised, näiteks lepatriinu või herilane, mistõttu kiskja, kes on pärast sellise eseme söömist korduvalt ebamugavust tundnud, väldib seda. Sellest hoolimata, hoiatusvärv ei ole universaalne, kuna mõned linnud on kohanenud neid sööma (meeviur).

Hoiatava värvusega isendite suurenenud ellujäämisvõimalus on aidanud kaasa selle ilmumisele teiste liikide esindajatele ilma asjakohase põhjuseta. Seda nähtust nimetatakse miimika. Niisiis jäljendavad mõne liblikaliigi mittemürgised röövikud mürgiseid ja lepatriinud - ühte prussakate tüüpidest. Linnud saavad aga kiiresti õppida eristama mürgiseid organisme mittemürgistest ja tarbima viimaseid, vältides eeskujuks olnud isendeid.

Mõnel juhul võib täheldada ka vastupidist nähtust - röövloomad jäljendavad värviliselt kahjutuid, mis võimaldab neil ohvrile lähedalt läheneda ja seejärel rünnata (mõõkhambulised blenid).

Paljudele liikidele pakub kaitset ka kohanemiskäitumine, mis on seotud talveks toiduvarumise, järglaste eest hoolitsemise, kohale külmutamise või vastupidi ähvardava kehahoiaku võtmisega. Niisiis valmistavad jõekoprad talveks mitu kuupmeetrit oksi, tüvede osi ja muud taimset toitu, ujutades selle "onnide" lähedal vette.

Järglaste eest hoolitsemine on omane peamiselt imetajatele ja lindudele, kuid seda leidub ka teiste akordiklasside esindajatel. Näiteks on teada pulgaliste isaste agressiivne käitumine, mis ajab kõik vaenlased minema pesast, milles munad asuvad. Isased küünistega konnad mässivad munad ümber käppade ja kannavad neid, kuni neist kooruvad kullesed.

Isegi mõned putukad suudavad oma järglastele soodsama elupaiga pakkuda. Näiteks mesilased toidavad oma vastseid ja noored mesilased "töötavad" alguses ainult tarus. Sipelgad kannavad oma nukke sipelgapesas olenevalt temperatuurist ja õhuniiskusest üles-alla ning üleujutusohu korral võtavad nad üldjuhul kaasa. Skarabeusemardikad valmistavad loomsetest jäätmetest oma vastsetele spetsiaalseid palle.

Paljud putukad, kui neid ähvardab rünnak, külmuvad paigale ja võtavad kuivad pulgad, oksad ja lehed. Rästikud seevastu tõusevad ja pahvivad oma kapuutsi välja, lõgismadu teeb aga erilist häält sabaotsas oleva kõristiga.

Käitumiskohandustele lisanduvad füsioloogilised kohanemised, mis on seotud keskkonna omadustega. Niisiis suudab inimene ilma akvalangivarustuseta vee all viibida vaid paar minutit, misjärel võib ta teadvuse kaotada ja hapnikupuuduse tõttu surra ning vaalad ei välju piisavalt kaua. Nende kopsumaht ei ole liiga suur, kuid on ka teisi füsioloogilisi kohandusi, näiteks lihastes on kõrge hingamispigmendi kontsentratsioon - müoglobiin, mis justkui talletab hapnikku ja vabastab selle sukeldumise ajal. Lisaks on vaaladel eriline moodustis – "imeline võrgustik", mis võimaldab kasutada hapnikku isegi veeniveres.

Kuumades elupaikades, näiteks kõrbetes, on loomad pidevalt ülekuumenemise ja liigse niiskuse kaotamise ohus. Seetõttu on fenneki rebasel äärmiselt suured kõrvad, mis võimaldavad tal soojust kiirata. Kõrbepiirkondade kahepaiksed on sunnitud niiskuse tõustes ja kaste tekkimisel üle minema öisele eluviisile, et vältida niiskuse kadu läbi naha.

Õhuelupaiga omandanud lindudel on lisaks anatoomilistele ja morfoloogilistele kohanemistele lennuks ka olulised füsioloogilised tunnused. Näiteks tänu asjaolule, et õhus liikumine nõuab äärmiselt suurt energiakulu, iseloomustab seda selgroogsete rühma kõrge ainevahetuse kiirus ja erituvad ainevahetusproduktid erituvad koheselt, mis aitab kaasa loomade eritiheduse vähenemisele. keha.

Kohanemised keskkonnaga on hoolimata nende täiuslikkusest suhtelised. Niisiis toodavad teatud tüüpi piimalilled alkaloide, mis on enamikule loomadele mürgised, kuid ühe liblikaliigi - danaidide - röövikud mitte ainult ei toitu piimalille kudedest, vaid koguvad neid alkaloide ka, muutudes lindudele mittesöödavaks.

Lisaks on kohandused kasulikud ainult konkreetses keskkonnas ja kasutud teises keskkonnas. Näiteks haruldase ja suure kiskja Ussuri tiigril, nagu kõigil kassidel, on pehmed padjad käppadel ja sissetõmmatavad teravad küünised, teravad hambad, suurepärane nägemine ka pimedas, terav kuulmine ja tugevad lihased, mis võimaldab saaki tuvastada. , hiilige sellele märkamatult ligi ja varitsege. Selle triibuline värvus varjab teda aga ainult kevadel, suvel ja sügisel, samal ajal kui lumel muutub see selgelt nähtavaks ja tiiger võib loota vaid välgurünnakule.

Väärtuslikke seemikuid andvate viigimarjade õisikud on nii spetsiifilise struktuuriga, et neid tolmeldavad ainult blastofaagherilased ja seetõttu ei kandnud nad kultuuri sissetootuna pikka aega vilja. Olukorra võib päästa vaid partenokarpsete viigimarjasortide aretamine (viljade moodustumine ilma väetamiseta).

Hoolimata sellest, et on kirjeldatud näiteid väga lühikese aja jooksul toimunud liigistumisest, nagu näiteks kõristi puhul Kaukaasia niitudel, mis korrapärase niitmise tõttu jagunes algul kaheks - varajase õitsemise ja viljakandva ning hilise populatsiooni. -õitsemine, tegelikult eeldab mikroevolutsioon suure tõenäosusega palju pikemaid perioode - palju sajandeid, sest inimkond, kelle erinevad rühmad on tuhandeid aastaid üksteisest ära lõigatud, ei ole sellegipoolest jagunenud erinevateks liikideks. Kuna aga evolutsioonil on praktiliselt piiramatu aeg, siis sadu miljoneid ja miljardeid aastaid on Maal juba elanud mitu miljardit liiki, kellest enamik on välja surnud ja need, mis on meieni jõudnud, on selle käimasoleva protsessi kvalitatiivsed etapid.

Kaasaegsetel andmetel elab Maal üle 2 miljoni liigi elusorganisme, millest enamik (umbes 1,5 miljonit liiki) kuuluvad loomariiki, umbes 400 tuhat taimeriiki, üle 100 tuhande seenteriiki ja puhata - bakteritele. Selline silmatorkav mitmekesisus on liikide lahknemise (lahknemise) tulemus erinevate morfoloogiliste, füsioloogiliste, biokeemiliste, ökoloogiliste, geneetiliste ja paljunemisomaduste järgi. Näiteks üks suurimaid orhideeliste sugukonda kuuluvaid taimeperekondi - dendrobium - hõlmab üle 1400 liigi ja kaloe-mardikate perekonda - üle 1600 liigi.

Organismide klassifitseerimine on süstemaatika ülesanne, mis on viimase 2 tuhande aasta jooksul püüdnud üles ehitada mitte ainult sidusat hierarhiat, vaid "looduslikku" süsteemi, mis peegeldab organismide sugulusastet. Kuid kõik katsed seda teha ei ole veel olnud edukad, kuna paljudel juhtudel ei täheldatud evolutsiooniprotsessis mitte ainult tegelaste lahknemist, vaid ka lähenemist (konvergentsi), mille tulemusena väga kaugel. rühmad, organid omandasid sarnasusi, nagu peajalgsete silm ja imetajate silmad.

Makroevolutsioon. Evolutsiooni suunad ja teed (A. N. Severtsov, I. I. Shmalgauzen). Bioloogiline progress ja regressioon, aromorfoos, idioadaptatsioon, degeneratsioon. Bioloogilise progressi ja taandarengu põhjused. Hüpoteesid elu tekke kohta Maal. Peamised aromorfoosid taimede ja loomade evolutsioonis. Elusorganismide tüsistused evolutsiooniprotsessis

makroevolutsioon

Liigi tekkimine tähistab uut ringi evolutsiooniprotsessis, kuna selle liigi isendid, olles keskkonnatingimustega rohkem kohanenud kui algliigi isendid, asuvad järk-järgult uutele aladele ning juba tema populatsioonides toimub mutagenees, populatsioonilained, isolatsioon. ja looduslik valik mängivad oma loomingulist rolli. Aja jooksul tekivad nendest populatsioonidest uued liigid, millel on geneetilise isolatsiooni tõttu üksteisega palju rohkem sarnasuse märke kui selle perekonna liigiga, millest algliik tärkas, ja seega tekib uus perekond, siis uus perekond, kord (kord) , klass jne. Evolutsiooniliste protsesside kogumit, mis viivad liigiüleste taksonite (perekonnad, perekonnad, järgud, klassid jne) tekkeni, nimetatakse makroevolutsiooniks. Makroevolutsioonilised protsessid justkui üldistavad pika aja jooksul toimuvaid mikroevolutsioonilisi muutusi, paljastades samas orgaanilise maailma peamised suundumused, suunad ja evolutsioonimustrid, mida madalamal tasemel jälgida ei saa. Siiani pole makroevolutsiooni spetsiifilisi mehhanisme tuvastatud, seetõttu arvatakse, et see toimub ainult mikroevolutsiooniliste protsesside kaudu, kuid see seisukoht on pidevalt põhjendatud kriitika osaline.

Orgaanilise maailma keeruka hierarhilise süsteemi tekkimine on suuresti erinevate organismirühmade ebavõrdse evolutsioonikiiruse tagajärg. Nii et juba mainitud Ginkgo biloba oli tuhandeid aastaid justkui koipallis, samas kui talle piisavalt lähedal asuvad männid on selle aja jooksul oluliselt muutunud.

Evolutsiooni suunad ja teed (A. N. Severtsov, I. I. Shmalgauzen). Bioloogiline progress ja regressioon, aromorfoos, idioadaptatsioon, degeneratsioon

Orgaanilise maailma ajalugu analüüsides võib märgata, et teatud ajavahemike järel domineerisid teatud organismirühmad, mis siis kippusid alla minema või kadusid sootuks. Seega on võimalik eristada kolme peamist evolutsiooni suunad: bioloogiline progress, bioloogiline regressioon ja bioloogiline stabiliseerumine. Olulise panuse evolutsiooni suundade ja radade doktriini väljatöötamisse andsid vene evolutsionistid A. N. Severtsov ja I. I. Shmalgauzen.

bioloogiline progress seostatakse rühma kui terviku bioloogilise õitsenguga ja iseloomustab selle evolutsioonilist edu. See peegeldab eluslooduse loomulikku arengut lihtsast keerukani, madalamast organiseerituse astmest kõrgemani. A.N. Severtsovi sõnul on bioloogilise progressi kriteeriumiteks antud rühma isendite arvu suurenemine, selle levila laienemine, aga ka selle koosseisus madalama järgu rühmade ilmumine ja areng (liigi transformatsioon). sugukonda, sugukonda perekonda jne). Praegu on bioloogilist arengut täheldatud katteseemnetaimedel, putukatel, luukaladel ja imetajatel.

A. N. Severtsovi sõnul on bioloogilist progressi võimalik saavutada organismide teatud morfofüsioloogiliste transformatsioonide tulemusena, samas kui ta tuvastas kolm peamist saavutamise viisi: arogenees, allogenees ja katagenees.

Arogenees, ehk morfofüsioloogiline progress, on seotud selle organismirühma levila olulise laienemisega suurte struktuurimuutuste – aromorfooside – omandamise tõttu.

Aromorfoos nimetatakse keha struktuuri ja funktsioonide evolutsiooniliseks transformatsiooniks, mis tõstab selle organiseerituse taset ja avab uusi võimalusi kohanemiseks erinevate eksistentsitingimustega.

Aromorfoosideks on näiteks eukarüootse raku tekkimine, hulkraksus, südame tekkimine kaladel ja selle eraldamine täieliku vaheseinaga lindudel ja imetajatel, õie moodustumine katteseemnetaimedel jne.

allogenees, erinevalt arogeneesist, ei kaasne levila laienemist, kuid vanasti tekib märkimisväärne hulk vorme, millel on elupaigaga erilised kohandused - idioadaptatsioon.

Idioadaptatsioon- see on väike morfofüsioloogiline kohanemine eriliste keskkonnatingimustega, mis on kasulik olelusvõitluses, kuid ei muuda organisatsiooni taset. Neid muutusi illustreerivad loomade kaitsev värvus, putukate suuõõne mitmekesisus, taimede ogad jne. Sama edukaks näiteks on Darwini vindid, mis on spetsialiseerunud erinevat tüüpi toidule, kus muutused mõjutasid kõigepealt nokat ja siis teised kehaosad - sulestik, saba jne.

Paradoksaalsel kombel võib organisatsiooni lihtsustamine kaasa tuua ka bioloogilise progressi. Seda teed nimetatakse katagenees.

Degeneratsioon- see on organismide lihtsustamine evolutsiooniprotsessis, millega kaasneb teatud funktsioonide või elundite kadu.

Bioloogilise progressi faas asendub faasiga bioloogiline stabiliseerimine, mille olemuseks on antud liigi omaduste säilitamine antud mikrokeskkonnas kõige soodsamana. I. I. Schmalhauseni sõnul ei tähenda see sugugi "evolutsiooni seiskumist, vaid vastupidi, see tähendab organismi maksimaalset kooskõla keskkonna muutustega". Bioloogilise stabiliseerumise faasis on "elusfossiilid" koelakant, gingko jne.

Bioloogilise progressi vastand on bioloogiline regressioon- selle rühma evolutsiooniline allakäik, mis on tingitud suutmatusest kohaneda keskkonnamuutustega. See väljendub populatsioonide arvu vähenemises, alade ahenemises ja kõrgema taksoni koosseisus madalama järgu rühmade arvu vähenemises. Organismirühma, mis on bioloogilise taandarengu seisundis, ähvardab väljasuremine. Orgaanilise maailma ajaloos võib selle nähtuse kohta näha palju näiteid ning praegu on taandareng omane mõnele sõnajalgadele, kahepaiksetele ja roomajatele. Inimese tulekuga on bioloogiline taandareng sageli tingitud tema majandustegevusest.

Orgaanilise maailma arengusuunad ja -teed ei välista üksteist, st aromorfoosi ilmnemine ei tähenda, et idioadaptatsioon või degeneratsioon enam toimuda ei saaks. Vastupidi, vastavalt A. N. Severtsovi ja I. I. Shmalgauzeni väljatöötatud faasimuutuse reegel, evolutsiooniprotsessi erinevad suunad ja bioloogilise progressi saavutamise viisid asendavad üksteist loomulikult. Evolutsiooni käigus need teed kombineeritakse: üsna haruldased aromorfoosid viivad organismide rühma kvalitatiivselt uuele organiseerituse tasemele ning edasine ajalooline areng kulgeb idioadaptatsiooni ehk degeneratsiooni teed, pakkudes kohanemist konkreetsete keskkonnatingimustega.

Bioloogilise progressi ja taandarengu põhjused

Evolutsiooni käigus ületatakse loodusliku valiku latt ja vastavalt sellele edenevad vaid need organismirühmad, milles pärilik varieeruvus loob piisava arvu kombinatsioone, mis suudavad tagada rühma kui terviku püsimajäämise.

Needsamad rühmad, kellel millegipärast sellist reservi ei ole, on enamasti määratud väljasuremisele. Sageli on see tingitud madalast valikusurvest evolutsiooniprotsessi eelmistes etappides, mis viis rühma kitsa spetsialiseerumiseni või isegi degeneratiivsete nähtusteni. Selle tagajärjeks on võimetus kohaneda uute keskkonnatingimustega koos selle äkiliste muutustega. Selle ilmekaks näiteks on dinosauruste äkksurm hiiglasliku taevakeha langemise tõttu Maale 65 miljonit aastat tagasi, mis põhjustas maavärina, tõstis õhku miljoneid tonne tolmu, terava külma ja surma. enamiku taimede ja taimtoiduliste loomade kohta. Samal ajal suutsid tänapäevaste imetajate esivanemad, kellel ei olnud kitsaid eelistusi toiduallikate osas ja kes olid soojaverelised, need tingimused ellu jääda ja planeedil domineerida.

Hüpoteesid elu tekke kohta Maal

Kogu Maa tekke hüpoteeside spektrist annab tunnistust kõige rohkem fakte Suure Paugu teooria kasuks. Arvestades asjaolu, et see teaduslik eeldus põhineb peamiselt teoreetilistele arvutustele, kutsutakse Genfi lähedal asuvasse Euroopa Tuumauuringute Keskusesse (Šveits) ehitatud suur hadronite põrkur seda eksperimentaalselt kinnitama. Suure Paugu teooria kohaselt tekkis Maa koos Päikese ja teiste päikesesüsteemi planeetidega üle 4,5 miljardi aasta tagasi gaasi- ja tolmupilve kondenseerumise tulemusena. Planeedi temperatuuri langus ja sellel olevate keemiliste elementide migratsioon aitasid kaasa selle kihistumisele tuumaks, vahevööks ja maakooreks ning sellele järgnenud geoloogilised protsessid (tektooniliste plaatide liikumine, vulkaaniline aktiivsus jne) põhjustasid planeedi moodustumise. atmosfäär ja hüdrosfäär.

Ka Maal on elu eksisteerinud väga pikka aega, millest annavad tunnistust erinevate organismide fossiilsed jäänused kivimites, kuid füüsikateooriad ei suuda vastata küsimusele selle tekkimise aja ja põhjuste kohta. Elu tekke kohta Maal on kaks vastandlikku seisukohta: abiogeneesi ja biogeneesi teooria. Abiogeneesi teooriad kinnitama elava päritolu võimalikkust elutust. Nende hulka kuuluvad kreatsionism, spontaanse genereerimise hüpotees ja A. I. Oparini biokeemilise evolutsiooni teooria.

põhipositsioon kreatsionism oli maailma loomine teatud üleloomuliku olendi (Looja) poolt, mis kajastus maailma rahvaste müütides ja religioossetes kultustes, kuid planeedi vanus ja elu sellel ületab tunduvalt nendes allikates märgitud kuupäevi. , ja neis on palju ebakõlasid.

Asutaja spontaanse põlvkonna teooriad elu peetakse Vana-Kreeka teadlaseks Aristoteleseks, kes väitis, et uute olendite korduv ilmumine on võimalik, näiteks vihmaussid lompidest ning ussid ja kärbsed mädanenud lihast. Need seisukohad lükkasid aga 17.–19. sajandil ümber F. Redi ja L. Pasteuri julged katsetused.

Itaalia arst Francesco Redi asetas 1688. aastal lihatükid pottidesse ja sulges need tihedalt, kuid ussid ei hakanud neis käima, samas kui need ilmusid avatud pottidesse. Kummutamaks tollal levinud arvamust, et õhus peitub eluline printsiip, kordas ta oma katseid, kuid ta ei sulgenud potte kinni, vaid kattis need mitme kihi musliiniga ja elu jälle ei tekkinud. Vaatamata F. Redi saadud veenvatele andmetele pakkus A. van Leeuwenhoeki uurimus uut toitu aruteludeks "elu alguse" üle, mis jätkus kogu järgmise sajandi.

Teine Itaalia teadlane – Lazzaro Spallanzani – muutis 1765. aastal F. Redi katseid, keetes liha- ja köögiviljapuljonge mitu tundi ning sulgedes need. Mõne päeva pärast ei leidnud ta samuti sealt elumärke ja jõudis järeldusele, et elav saab tekkida ainult elavast.

Viimase hoobi spontaanse genereerimise teooriale andis suur prantsuse mikrobioloog Louis Pasteur 1860. aastal, kui pani keedetud puljongi S-kujulise kaelaga kolbi ega saanud sinna mikroobe. Näib, et see andis tunnistust biogeneesi teooriate kasuks, kuid lahtiseks jäi küsimus, kuidas tekkis kõige esimene organism.

Nõukogude biokeemik A. I. Oparin püüdis sellele vastata ja jõudis järeldusele, et Maa atmosfääri koostis ei olnud selle eksisteerimise algfaasis sugugi sama, mis meie ajal. Suure tõenäosusega koosnes see ammoniaagist, metaanist, süsihappegaasist ja veeaurust, kuid ei sisaldanud vaba hapnikku. Suure võimsusega elektrilahenduste mõjul ja kõrgel temperatuuril suudeti selles sünteesida lihtsamaid orgaanilisi ühendeid, mida kinnitasid 1953. aastal S. Milleri ja G. Urey katsed, kes said mitmeid aminohappeid, lihtsüsivesikuid, adeniin, uurea ja ka kõige lihtsamad rasv-, sipelg- ja äädikhapped.

Sellegipoolest ei tähenda orgaaniliste ainete süntees veel elu tekkimist, seetõttu esitas A. I. Oparin biokeemilise evolutsiooni hüpotees, mille kohaselt tekkisid erinevad orgaanilised ained ja ühinesid suuremateks molekulideks merede ja ookeanide madalates vetes, kus keemiliseks sünteesiks ja polümerisatsiooniks on kõige soodsamad tingimused. RNA molekule peetakse praegu esimesteks elukandjateks.

Mõned neist ainetest moodustasid vees järk-järgult stabiilsed kompleksid - koacerveerib, või koacervaadi tilgad, mis meenutab rasvatilku puljongis. Need koatservaadid said ümbritsevast lahusest mitmesuguseid aineid, mis allutati tilkades toimuvatele keemilistele muutustele. Nagu orgaanilised ained, ei olnud koatservaadid ise elusolendid, vaid olid nende tekkimise järgmine samm.

Need koatservaadid, mille koostises oli valguensüümide katalüütiliste omaduste tõttu hea ainete, eriti valkude ja nukleiinhapete vahekord, omandasid aja jooksul võime omalaadseid paljundada ja metaboolseid reaktsioone läbi viia, samas valke kodeerisid nukleiinhapped.

Elussüsteeme iseloomustab aga lisaks paljunemisele ka sõltuvus väljast tulevast energiast. See probleem lahendati algselt orgaaniliste ainete hapnikuvaba lõhustamisega keskkonnast (tol ajal atmosfääris hapnikku ei olnud), s.o.

heterotroofne toitumine. Mõned imendunud orgaanilised ained, näiteks klorofüll, suutsid akumuleerida päikesevalguse energiat, mis võimaldas paljudel organismidel minna üle autotroofsele toitumisele. Hapniku vabanemine atmosfääri fotosünteesi käigus tõi kaasa tõhusama hapnikuhingamise, osoonikihi tekkimise ja lõpuks organismide pääsemise maale.

Seega oli keemilise evolutsiooni tulemuseks välimus protobiontid- esmased elusorganismid, millest bioloogilise evolutsiooni tulemusena on pärit kõik praegu eksisteerivad liigid.

Meie aja biokeemilise evolutsiooni teooria on kõige enam kinnitatud, kuid idee elu tekke spetsiifilistest mehhanismidest on muutunud. Näiteks selgus, et orgaaniliste ainete teke algab isegi kosmoses ja orgaanilised ained mängivad olulist rolli isegi planeetide tekkes, tagades väikeste osade nakkumise. Orgaanilise aine teke toimub ka planeedi soolestikus: ühe purskega paiskab vulkaan välja kuni 15 tonni orgaanilist ainet. Orgaaniliste ainete kontsentreerimise mehhanismide kohta on ka teisi hüpoteese: lahuse külmumine, teatud mineraalsete ühendite pinnale imendumine (sidumine), looduslike katalüsaatorite toime jne. Elu tekkimine Maal on praegu võimatu, kuna Planeetide mis tahes punktis spontaanselt moodustunud orgaanilised ained oksüdeeriksid kohe atmosfääri vaba hapniku toimel või kasutaksid ära heterotroofsed organismid. Charles Darwin mõistis seda juba 1871. aastal.

Biogeneesi teooriad eitada elu spontaanset põlvkonda. Peamised neist on püsiseisundi hüpotees ja panspermia hüpotees. Esimene neist põhineb tõsiasjal, et elu eksisteerib igavesti, kuid meie planeedil leidub väga iidseid kivimeid, milles pole jälgi orgaanilise maailma tegevusest.

Panspermia hüpotees väidab, et elu pisikud tõid Maale avakosmosest mingid tulnukad või jumalik ettehooldus. Selle hüpoteesi kasuks annavad tunnistust kaks fakti: vajadus kõigi elusolendite järele, mis on planeedil üsna haruldane, kuid mida leidub sageli meteoriitides, molübdeenis, samuti bakteritega sarnaste organismide avastamine Marsi meteoriitidelt. Kuidas aga elu tekkis teistel planeetidel, jääb selgusetuks.

Peamised aromorfoosid taimede ja loomade evolutsioonis

Taime- ja loomaorganismid, mis esindavad orgaanilise maailma evolutsiooni erinevaid harusid, omandasid ajaloolise arengu käigus iseseisvalt teatud struktuurilised tunnused, mida kirjeldatakse allpool.

Taimedel on neist olulisemad üleminek haploidsusest diploidsusele, veest sõltumatus viljastumise ajal, üleminek väliselt siseviljastumisele ja topeltväetamise tekkimine, keha jagunemine organiteks, juhtivussüsteemi areng. , kudede tüsistus ja paranemine ning tolmeldamise spetsialiseerumine putukate abil ning seemnete ja puuviljade levik.

Haploidselt diploidsele üleminek muutis taimed retsessiivsete mutatsioonide riski vähenemise tõttu keskkonnategurite suhtes vastupidavamaks. Ilmselt mõjutas see transformatsioon soontaimede esivanemaid, mille hulka ei kuulu samblad, mida iseloomustab gametofüüdi ülekaal elutsüklis.

Loomade evolutsiooni peamised aromorfoosid on seotud mitmerakulisuse tekkega ja kõigi organsüsteemide järjest suurema lagunemisega, tugeva luustiku tekkega, kesknärvisüsteemi arenguga, aga ka sotsiaalse käitumisega erinevates kõrgelt organiseeritud rühmades. loomi, mis andis tõuke inimkonna arengule.

Elusorganismide tüsistused evolutsiooniprotsessis

Orgaanilise maailma ajalugu Maal uurivad säilinud säilmed, jäljendid ja muud elusorganismide elutegevuse jäljed. Ta on teaduse subjekt paleontoloogia. Lähtudes sellest, et erinevate organismide jäänused paiknevad erinevates kivimikihtides, loodi geokronoloogiline skaala, mille järgi jaotati Maa ajalugu kindlateks ajaperioodideks: eoonideks, ajastuteks, perioodideks ja sajanditeks.

aeon nimetatakse geoloogilise ajaloo suureks ajaperioodiks, mis ühendab mitut ajastut. Praegu eristatakse ainult kahte eooni: krüptosoone (varjatud elu) ja phanerosa (ilmne elu). Ajastu- see on ajaperiood geoloogilises ajaloos, mis on eoni alajaotus, mis ühendab omakorda perioode. Krüptosoikumis eristatakse kahte ajastut (arhaea ja proterosoikum), fanerosoikumis aga kolme (paleosoikum, mesosoikum ja kenosoikum).

Geokronoloogilise skaala loomisel mängis olulist rolli juhtfossiilid- teatud ajavahemike järel arvukad ja hästi säilinud organismide jäänused.

Elu areng krüptosoikumis. Arhea ja proterosoikum moodustavad suurema osa eluloost (periood 4,6 miljardit aastat – 0,6 miljardit aastat tagasi), kuid selle perioodi elu kohta pole piisavalt teavet. Biogeense päritoluga orgaaniliste ainete esimesed jäänused on umbes 3,8 miljardit aastat vanad ja prokarüootsed organismid eksisteerisid juba 3,5 miljardit aastat tagasi. Esimesed prokarüootid kuulusid spetsiifilistesse ökosüsteemidesse – sinivetikatesse, mille tegevuse tõttu tekkisid spetsiifilised settekivimite stromatoliitid (“kivivaibad”).

Nende kaasaegsete analoogide – stromatoliitide avastamine Austraalias Shark Bays ja spetsiifilised kiled mullapinnal Ukrainas Sivashi lahes – aitas mõista iidsete prokarüootsete ökosüsteemide elu. Tsüanobakterimattide pinnal paiknevad fotosünteetilised tsüanobakterid ning nende kihi all paiknevad teiste rühmade ja arheide äärmiselt mitmekesised bakterid. Mati pinnale settivad ja selle elutegevuse tõttu tekkivad mineraalid ladestuvad kihtidena (umbes 0,3 mm aastas). Sellised primitiivsed ökosüsteemid saavad eksisteerida ainult teiste organismide eluks ebasobivates kohtades ja tõepoolest, mõlemat eelnimetatud elupaika iseloomustab ülikõrge soolsus.

Arvukad andmed viitavad sellele, et algul oli Maal taastuv atmosfäär, mille hulka kuulusid: süsinikdioksiid, veeaur, vääveloksiid, aga ka süsinikmonooksiid, vesinik, vesiniksulfiid, ammoniaak, metaan jne. Maa esimesed organismid olid anaeroobid. Tingituna tsüanobakterite fotosünteesist vabanes aga söötmesse vaba hapnik, mis algul seostus kiiresti söötmes olevate redutseerivate ainetega ning alles pärast kõigi redutseerivate ainete seondumist hakkas sööde omandama oksüdeerivaid omadusi. Seda üleminekut tõendab raua oksüdeeritud vormide - hematiidi ja magnetiidi - sadestumine.

Umbes 2 miljardit aastat tagasi liikus geofüüsikaliste protsesside tulemusena peaaegu kogu settekivimites sidumata raud planeedi tuuma ning hapnik hakkas selle elemendi puudumise tõttu atmosfääri kogunema – toimus "hapnikurevolutsioon". See oli pöördepunkt Maa ajaloos, millega ei kaasnenud mitte ainult atmosfääri koostise muutumine ja atmosfääris osooniekraani moodustumine - maa asustamise peamine eeldus, vaid ka kivimite koostis. tekkis Maa pinnal.

Proterosoikumis leidis aset veel üks oluline sündmus – eukarüootide teke. Viimastel aastatel on mitmete prokarüootsete rakkude sümbioosi kaudu kogutud veenvaid tõendeid eukarüootse raku endosümbiogeneetilise päritolu teooria kohta. Tõenäoliselt oli eukarüootide "peamine" esivanem arhea, mis läks üle toiduosakeste imendumisele fagotsütoosi teel. Pärilik aparaat liikus sügavale rakku, säilitades siiski oma ühenduse membraaniga, kuna tekkinud tuumaümbrise välismembraan läks endoplasmaatilise retikulumi membraanidele.

Maa geokronoloogiline ajalugu Aeon Ajastu Periood Algus, miljon aastat tagasi Kestus, miljon aastat elu areng Fanerosoikum Cenosoic Anthropogenic 1,5 1,5 Neli jääaega, millele järgnesid üleujutused, viisid külmakindla taimestiku ja loomastiku (mammutid, muskusveised, põhjapõdrad, lemmingid) tekkeni. Loomade ja taimede vahetus mandrite vahel maismaasildade tekkimise tõttu. Platsenta imetajate domineerimine. Paljude suurte imetajate väljasuremine. Inimese kui bioloogilise liigi kujunemine ja ümberasumine. Loomade kodustamine ja taimede kasvatamine. Paljude elusorganismide liikide kadumine inimtegevuse tõttu Neogeen 25 23.5 Teraviljade levik. Kõigi tänapäevaste imetajate seltside kujunemine. Ahvide tärkamine Paleogeen 65 40 Õistaimede, imetajate ja lindude domineerimine. Kabiloomade, kiskjate, loivaliste, primaatide jt tekkimine Mesosoikum kriidiaeg 135 70 Kootsseemnete, imetajate ja lindude tekkimine muutub arvukaks Jura 195 60 Roomajate ja peajalgsete ajastu. Marsupialide ja platsentaimetajate tekkimine. Taimseente domineerimine Triias 225 30 Esimesed imetajad ja linnud. Roomajaid on palju. Rohtsete eoste levik Paleosoikum Perm 280 55 Tänapäevaste putukate tärkamine. Roomajate areng. Mitmete selgrootute rühmade väljasuremine. Okaspuude levik Süsinik 345 65 Esimesed roomajad. Tiivuliste putukate tekkimine. Domineerivad sõnajalad ja korte Devon 395 50 Kalu on palju. Esimesed kahepaiksed Eoste põhirühmade, esimeste seemnetaimede ja seente tekkimine Silur 430 35 Rohked vetikad. Esimesed maismaataimed ja loomad (ämblikud). Ordoviitsium 500 70 Ordoviitsium 500 70 Rohkesti korallid ja trilobiidid. Roheliste, pruunide ja punaste vetikate õitsemine. Esimeste akordide tekkimine kambriumid 570 70 Arvukalt kalade fossiile. Levinud on merisiilikud ja trilobiidid. Mitmerakuliste vetikate tärkamine krüptoos Proterosoikum 2600 2000 Eukarüootide tärkamine. Peamiselt levivad üherakulised rohevetikad. Mitmerakulisuse tekkimine. Mitmerakuliste loomade mitmekesisuse puhang (igat tüüpi selgrootute esilekerkimine) Archaea 3500 1500 Esimesed elujäljed Maal on bakterid ja sinivetikad. Fotosünteesi tekkimine

Rakku imendunud bakterid ei saanud seedida, kuid jäid ellu ja jätkasid oma funktsioneerimist. Arvatakse, et mitokondrid pärinevad lilladest bakteritest, mis on kaotanud fotosünteesivõime ja on läinud üle orgaaniliste ainete oksüdatsioonile. Sümbioos teiste fotosünteetiliste rakkudega viis plastiidide tekkeni taimerakkudes. Tõenäoliselt tekkisid eukarüootsete rakkude lipud sümbioosi tulemusena bakteritega, mis, nagu tänapäevased spiroheedid, olid võimelised vingerdama. Algul oli eukarüootsete rakkude pärilik aparaat paigutatud ligikaudu samamoodi nagu prokarüootidel ja alles hiljem tekkisid suure ja keeruka raku kontrollimise vajaduse tõttu kromosoomid. Intratsellulaarsete sümbiontide (mitokondrid, plastiidid ja flagellad) genoomid säilitasid üldiselt oma prokarüootse organisatsiooni, kuid suurem osa nende funktsioonidest kandus üle tuumagenoomile.

Eukarüootsed rakud tekkisid korduvalt ja üksteisest sõltumatult. Näiteks tekkisid punavetikad sümbiogeneesi tulemusena sinivetikatega ja rohevetikad - proklorofüütbakteritega.

Ülejäänud ühemembraanilised organellid ja eukarüootse raku tuum tekkisid endomembraani teooria kohaselt prokarüootse raku membraani invaginatsioonidest.

Eukarüootide ilmumise täpne aeg pole teada, kuna juba umbes 3 miljardi aasta vanustes maardlates leidub sarnase suurusega rakkude jäljendeid. Täpselt eukarüoote registreeriti umbes 1,5–2 miljardi aasta vanustes kivimites, kuid alles pärast hapnikurevolutsiooni (umbes 1 miljard aastat tagasi) tekkisid neile soodsad tingimused.

Proterosoikumide ajastu lõpus (vähemalt 1,5 miljardit aastat tagasi) eksisteerisid juba mitmerakulised eukarüootsed organismid. Mitmerakulisus, nagu eukarüootne rakk, on erinevates organismirühmades korduvalt tekkinud.

Mitmerakuliste loomade päritolu kohta on erinevaid seisukohti. Mõnedel andmetel olid nende esivanemad mitmetuumalised, sarnaselt ripsloomadele, rakud, mis seejärel lagunesid eraldi ühetuumalisteks rakkudeks.

Teised hüpoteesid seovad mitmerakuliste loomade päritolu koloniaalsete üherakuliste rakkude diferentseerumisega. Nendevahelised lahknevused puudutavad algse mitmerakulise looma rakukihtide päritolu. E. Haeckeli gastrea hüpoteesi kohaselt tekib see ühekihilise mitmerakulise organismi ühe seina invagineerimisel, nagu sooleõõnsuste puhul. Seevastu I. I. Mechnikov sõnastas fagotsütella hüpoteesi, pidades mitmerakuliste organismide esivanemateks ühekihilisi sfäärilisi kolooniaid nagu Volvox, mis neelasid toiduosakesi fagotsütoosi teel. Osakese kinni püüdnud rakk kaotas oma lipu ja liikus sügavale kehasse, kus viis läbi seedimise ning naasis protsessi lõpus pinnale. Aja jooksul toimus rakkude jagunemine kaheks teatud funktsioonidega kihiks - välimine andis liikumise ja sisemine - fagotsütoos. I. I. Mechnikov nimetas sellist organismi fagotsütellaks.

Pikka aega kaotasid mitmerakulised eukarüootid konkurentsis prokarüootsete organismidega, kuid proterosoikumi lõpus (800–600 miljonit aastat tagasi) Maa tingimuste järsu muutumise tõttu - merepinna langus, hapnikusisalduse tõus. kontsentratsioon, karbonaatide kontsentratsiooni vähenemine merevees, regulaarsed jahutustsüklid – mitmerakulised eukarüootid said prokarüootide ees eeliseid. Kui selle ajani leiti vaid üksikuid hulkrakseid taimi ja võib-olla ka seeni, siis sellest hetkest on Maa ajaloos teada ka loomad. Proterosoikumi lõpus tekkinud loomastikust on kõige paremini uuritud Ediacara ja Vendi fauna. Vendi perioodi loomad kuuluvad tavaliselt spetsiaalsesse organismide rühma või omistatakse sellistele tüüpidele nagu koelenteraadid, lamedad ussid, lülijalgsed jne. Ühelgi neist rühmadest pole aga skelette, mis võib viidata röövloomade puudumisele.

Elu areng paleosoikumi ajastul. Paleosoikum, mis kestis üle 300 miljoni aasta, jaguneb kuueks perioodiks: Kambrium, Ordoviitsium, Silur, Devon, Karbon (Karbon) ja Perm.

AT Kambriumi periood maa koosnes mitmest mandrist, mis asusid peamiselt lõunapoolkeral. Kõige arvukamad fotosünteesivad organismid olid sel perioodil sinivetikad ja punavetikad. Veesambas elasid foraminiferad ja radiolariaanid. Kambriumis ilmub tohutul hulgal luustikulisi loomorganisme, mida tõendavad arvukad fossiilsed jäänused. Need organismid kuulusid umbes 100 liiki mitmerakulistele loomadele, nii kaasaegsetele (käsnad, koelenteraadid, ussid, lülijalgsed, molluskid) kui ka väljasurnud, näiteks: tohutu kiskja anomalocaris ja koloniaalsed graptoliidid, mis ujusid veesambas või olid kinnitunud põhja. Kambriumi aegne maa jäi peaaegu asustamata, kuid bakterid, seened ja võib-olla ka samblikud olid juba alustanud mulla moodustumist ning perioodi lõpus tulid maale oligoheetsed ussid ja sajajalgsed.

AT Ordoviitsiumi periood Ookeanide vete tase tõusis, mis tõi kaasa mandri madaliku üleujutuse. Selle perioodi peamised tootjad olid rohe-, pruun- ja punavetikad. Erinevalt Kambriumi ajast, kus riffe ehitasid käsnad, asendatakse Ordoviitsiumis need korallide polüüpidega. Hiilgeaega elasid teod ja peajalgsed, aga ka trilobiidid (nüüdseks väljasurnud ämblikulaadsete sugulased). Sel perioodil salvestati esimest korda ka akorde, eriti lõuatuid. Ordoviitsiumi lõpul toimus suurejooneline väljasuremine, mis hävitas umbes 35% mereloomade perekondadest ja üle 50% sugukondadest.

silur mida iseloomustab suurenenud mägede ehitamine, mis viis mandriplatvormide kuivamiseni. Siluri selgrootute faunas mängisid juhtivat rolli peajalgsed, okasnahksed ja hiiglaslikud koorikloomad, selgroogsetest jäi aga alles väga erinevaid lõualuuta loomi ja ilmus ka kalu. Perioodi lõpus jõudsid maale esimesed soontaimed, rinofüüdid ja lükopoodid, mis alustasid madala vee ja rannikualade mõõnavööndi koloniseerimist. Maale tulid ka esimesed ämblikulaadsete klassi esindajad.

AT devoni maa kerkimise tagajärjel tekkisid suured madalad veed, mis kuivasid ja isegi külmusid, kuna kliima muutus veelgi mandrilisemaks kui Siluris. Meredes domineerivad korallid ja okasnahksed, peajalgseid aga spiraalselt keerdunud ammoniidid. Devoni selgroogsetest saavutasid haripunkti kalad, soomustega asendasid kõhre- ja luu-, aga ka kopsu- ja labauimelised. Perioodi lõpus ilmuvad esimesed kahepaiksed, kes elasid kõigepealt vees.

Kesk-Devoni ajal tekkisid maismaale esimesed sõnajalgade, kaljukamblade ja korte metsad, kus asustasid ussid ja arvukalt lülijalgseid (sajajalgsed, ämblikud, skorpionid, tiibadeta putukad). Devoni lõpus ilmusid esimesed seemneseemned. Maa areng taimede poolt on kaasa toonud ilmastikuolude vähenemise ja mulla moodustumise suurenemise. Pinnase fikseerimine tõi kaasa jõesängide tekkimise.

AT süsiniku periood maad esindasid kaks ookeaniga eraldatud mandrit ning kliima muutus märgatavalt soojemaks ja niiskemaks. Perioodi lõpuks toimus maismaa kerge tõus ja kliima muutus mandrilisemaks. Meredes domineerisid foraminifera, korallid, okasnahksed, kõhre- ja luukalad, mageveekogudes aga kahepoolmelised, koorikloomad ja mitmesugused kahepaiksed. Karboni keskel tekkisid väikesed putuktoidulised roomajad, putukate sekka ilmusid tiivulised (prussakad, kiilid).

Troopikat iseloomustasid soised metsad, kus domineerisid hiiglaslikud korte, samblad ja sõnajalad, mille surnud jäänused moodustasid hiljem kivisöe lademeid. Perioodi keskpaigas algas parasvöötmes, tänu nende iseseisvusele veest väetamisprotsessis ja seemne olemasolule, levima seemneseemned.

Permi periood eristus kõigi kontinentide ühinemise poolest ühtseks superkontinendiks Pangeaks, merede taandumisega ja mandrilise kliima tugevnemisega sedavõrd, et Pangea sisemusse tekkisid kõrbed. Perioodi lõpuks kadusid puusõnajalad, hobu- ja põldsamblad maismaal peaaegu ära ning põuakindlad võimlemisseemned võtsid domineeriva positsiooni. Vaatamata tõsiasjale, et suured kahepaiksed endiselt eksisteerisid, tekkisid erinevad roomajate rühmad, sealhulgas suured rohusööjad ja kiskjad. Permi lõpul toimus suurim väljasuremine elu ajaloos, kuna kadusid paljud korallide, trilobiitide, enamiku peajalgsete, kalade (peamiselt kõhrelised ja ristsopterlased) ja kahepaiksete rühmad. Samal ajal kaotas merefauna 40–50% perekondadest ja umbes 70% perekondadest.

Elu areng mesosoikumis. Mesosoikumi ajastu kestis umbes 165 miljonit aastat ja seda iseloomustasid maapinna tõus, intensiivne mägede ehitus ja kliima niiskuse vähenemine. See jaguneb kolmeks perioodiks: triias, juura ja kriidiaeg.

Alguses Triiase periood kliima oli põuane, kuid hiljem muutus meretaseme tõusu tõttu niiskemaks. Taimedest olid ülekaalus seemnetaimed, sõnajalad ja korte, kuid eoste puisvormid surid peaaegu täielikult välja. Kõrge arengu on saavutanud mõned korallid, ammoniidid, uued foraminiferide, kahepoolmeliste ja okasnahksete rühmad, samas on vähenenud kõhreliste kalade mitmekesisus, samuti on muutunud luukalade rühmad. Maal domineerinud roomajad hakkasid veekeskkonda valdama, nagu ihtüosaurused ja plesiosaurused. Triiase roomajatest on meie ajani säilinud krokodillid, tuatarad ja kilpkonnad. Triiase lõpus ilmusid dinosaurused, imetajad ja linnud.

AT juura Superkontinent Pangea on jagunenud mitmeks väiksemaks. Suurem osa Juurast oli väga niiske ja Juura lõpu poole muutus kliima kuivemaks. Domineerivaks taimerühmaks olid seemneseemned, millest sellest ajast on säilinud sekvoiad. Meredes õitsesid molluskid (ammoniidid ja belemniidid, kahepoolmelised ja maod), käsnad, merisiilikud, kõhre- ja luukalad. Suured kahepaiksed surid juuras peaaegu täielikult välja, kuid tekkisid tänapäevased kahepaiksete rühmad (saba- ja anuraanid) ja soomusloomad (sisalikud ja maod) ning suurenes imetajate mitmekesisus. Perioodi lõpuks kerkisid esile ka esimeste lindude ehk arheopteriksi võimalikud esivanemad. Kõikides ökosüsteemides domineerisid aga roomajad – ihtüosaurused ja plesiosaurused, dinosaurused ja lendavad pangoliinid – pterosaurused.

Kriidiajastu sai oma nime seoses kriidi tekkega tolleaegsetes settekivimites. Kogu Maal, välja arvatud polaaralad, valitses püsivalt soe ja niiske kliima. Sel perioodil tekkisid ja levisid laialt katteseemnetaimed, mis asendasid seemneseemneid, mis tõi kaasa putukate mitmekesisuse järsu suurenemise. Meres ilmus lisaks molluskitele, luukaladele, plesiosaurustele taas tohutu hulk foraminifeere, mille kestad moodustasid kriidiladestused, maismaal valitsesid dinosaurused. Õhuga paremini kohanenud linnud hakkasid lendavaid sisalikke tasapisi välja vahetama.

Perioodi lõpus toimus ülemaailmne väljasuremine, mille tagajärjel kadusid ammoniidid, belemniidid, dinosaurused, pterosaurused ja merisisalikud, iidsed linnurühmad, aga ka mõned seemneseemned. Umbes 16% perekondadest ja 50% loomaperekondadest kadus Maa pinnalt tervikuna. Kriidiajastu lõpu kriisi seostatakse suure meteoriidi kukkumisega Mehhiko lahte, kuid tõenäoliselt polnud see globaalsete muutuste ainus põhjus. Järgnenud jahutamise ajal jäid ellu vaid väikesed roomajad ja soojaverelised imetajad.

Elu areng kainosoikumis. Kainosoikumide ajastu algas umbes 66 miljonit aastat tagasi ja kestab tänapäevani. Seda iseloomustab putukate, lindude, imetajate ja katteseemnetaimede domineerimine. Kainosoikum jaguneb kolmeks perioodiks - paleogeen, neogeen ja antropogeen – viimane neist on Maa ajaloo lühem.

Varasel ja keskpaleogeenil püsis kliima soe ja niiske, kuid perioodi lõpuks muutus jahedamaks ja kuivemaks. Domineerivaks taimerühmaks kujunesid lehtseemned, kuid kui perioodi alguses valitsesid igihaljad metsad, siis lõpus tekkis rohkelt lehtpuid ja kuivades vööndites tekkisid stepid.

Kalade seas oli domineerival positsioonil luukala ja kõhreliste liikide arv on vaatamata nende olulisele rollile soolases veekogudes tühine. Maismaal on roomajatest säilinud vaid soomusloomad, krokodillid ja kilpkonnad, samas kui imetajad on hõivanud suurema osa oma ökoloogilistest niššidest. Perioodi keskel tekkisid imetajate põhiseltsid, sealhulgas putuktoidulised, lihasööjad, loivalised, vaalalised, sõralised ja primaadid. Mandrite eraldatus muutis loomastiku ja taimestiku geograafiliselt mitmekesisemaks: Lõuna-Ameerikast ja Austraaliast said kukkurloomade arengukeskused ning teised mandrid platsentaimetajate jaoks.

Neogeenne periood. Maapind omandas neogeenis kaasaegse ilme. Kliima muutus jahedamaks ja kuivemaks. Neogeenis olid juba moodustunud kõik tänapäevaste imetajate klassid ning Aafrika surilinadesse tekkisid homiinide perekond ja perekond Man. Perioodi lõpuks levisid mandrite polaaraladel okasmetsad, tekkisid tundrad, parasvöötme stepid hõivasid kõrrelised.

Kvaternaarperiood(antropogeen) iseloomustavad perioodilised jäätumise ja soojenemise muutused. Liustikute ajal katsid kõrged laiuskraadid liustikega, ookeani tase langes järsult ning troopilised ja subtroopilised vööd ahenesid. Liustikutega külgnevatel aladel tekkis külm ja kuiv kliima, mis aitas kaasa külmakindlate loomarühmade – mammutite, hiidhirvede, koopalõvide jt – tekkele. Maailma ookeani taseme langus, mis kaasnes jäätumine viis maismaasildade tekkeni Aasia ja Põhja-Ameerika, Euroopa ja Briti saarte jne vahel. Loomade ränne tõi ühelt poolt kaasa taimestiku ja loomastiku vastastikuse rikastumise ning teisalt nihkumise. uustulnukate, näiteks langesloomade ja kabiloomade säilmed Lõuna-Ameerikas. Need protsessid ei mõjutanud aga Austraaliat, mis jäi isoleerituks.

Üldiselt tõid perioodilised kliimamuutused kaasa ülirohke liigilise mitmekesisuse kujunemise, mis on iseloomulik biosfääri praegusele evolutsiooni staadiumile ning mõjutas ka inimese evolutsiooni. Antropogeeni ajal levisid mitmed perekonna Mani liigid Aafrikast Euraasiasse. Ligikaudu 200 tuhat aastat tagasi tekkis Aafrikas liik Homo sapiens, mis pärast pikka eksisteerimist Aafrikas, umbes 70 tuhat aastat tagasi, sisenes Euraasiasse ja umbes 35–40 tuhat aastat tagasi Ameerikasse. Pärast tihedalt seotud liikidega kooseksisteerimist tõrjus ta nad välja ja levis üle kogu maakera. Umbes 10 tuhat aastat tagasi hakkas inimeste majandustegevus maakera mõõdukalt soojades piirkondades mõjutama nii planeedi välimust (kündmine, metsade põletamine, karjamaade ülekarjatamine, kõrbestumine jne) kui ka looma- ja taimemaailma. elupaikade vähendamine ja hävitamine ning mängu tuli inimtekkeline tegur.

Inimese päritolu. Inimene kui liik, tema koht orgaanilise maailma süsteemis. Hüpoteesid inimese päritolu kohta. Inimese evolutsiooni liikumapanevad jõud ja etapid. Inimrassid, nende geneetiline seos. inimese biosotsiaalne olemus. Sotsiaalne ja looduskeskkond, inimese kohanemine sellega

Inimese päritolu

Isegi 100 aastat tagasi ei uskunud valdav enamus planeedi inimesi isegi, et inimene võib pärineda sellistest "austumatutest" loomadest nagu ahvid. Arutelus Darwini evolutsiooniteooria ühe kaitsja, professor Thomas Huxleyga küsis tema tulihingeline vastane, religioossetele dogmadele tuginev Oxfordi piiskop Samuel Wilberforce temalt koguni, kas ta peab end seotuks ahvide esivanematega vanaisa või vanaisa kaudu. vanaema.

Sellegipoolest avaldasid antiikfilosoofid mõtteid evolutsioonilise päritolu kohta ja suur Rootsi taksonoom K. Linnaeus andis 18. sajandil märkide totaalsusele tuginedes inimesele liiginime. Homo sapiens L.(mõistlik mees) ja viis ta koos ahvidega samasse salgasse - Primaadid. J. B. Lamarck toetas K. Linnaeust ja uskus, et inimesel on isegi tänapäevaste ahvidega ühised esivanemad, kuid mingil hetkel oma ajaloos põlvnes ta puu otsast, mis oli inimese kui liigi kujunemise üks põhjusi.

Ka Ch. Darwin ei jätnud seda küsimust tähelepanuta ja avaldas XIX sajandi 70ndatel teosed “Inimese päritolu ja seksuaalne valik” ning “Emotsioonide väljendamisest loomades ja inimestes”, milles ta esitas mitte vähem veenvaid tõendeid. inimeste ja ahvide ühisest päritolust, kui saksa uurija E. Haeckel (“Loomise looduslugu”, 1868; “Antropogenees ehk inimese päritolu ajalugu”, 1874), kes koostas isegi looma genealoogia. kuningriik. Need uurimused puudutasid aga ainult inimese kui liigi kujunemise bioloogilist poolt, sotsiaalsed aspektid aga paljastas ajaloolise materialismi klassik – saksa filosoof F. Engels.

Praegu uurib teadus inimese kui bioloogilise liigi teket ja arengut, aga ka tänapäeva inimese populatsioonide mitmekesisust ja nende koosmõju mustreid. antropoloogia.

Inimene kui liik, tema koht orgaanilise maailma süsteemis

mõistlik mees ( Homo sapiens) viitab bioloogilise liigina loomariiki, mitmerakulise alamriiki. Notokordi, lõpusepilude olemasolu neelus, neuraaltoru ja kahepoolne sümmeetria embrüonaalse arengu protsessis võimaldab meil seostada selle akorditüübiga, samas kui selgroo areng, kahe jäsemepaari olemasolu ja asukoht keha ventraalsel küljel oleva südame näitajad näitavad selle seost teiste selgroogsete alatüübi esindajatega.

Poegade toitmine piimanäärmete poolt eritatava piimaga, soojaverelisus, neljakambriline süda, karvade olemasolu kehapinnal, seitse selgroolüli lülisamba kaelaosas, suu eesruum, alveolaarhambad ja piimahammaste muutumine püsivateks on imetajate klassi tunnused ning embrüo emakasisene areng ja suhe emakehaga läbi platsenta - platsenta alamklassi.

Spetsiifilisemad tunnused, nagu jäsemete haaramine vastandlike pöialde ja küüntega, rangluude areng, ettepoole suunatud silmad, kolju ja aju suuruse suurenemine ning kõigi hambarühmade (lõikehambad, purihambad ja purihambad) olemasolu ei jäta kahtlust, et tema koht on primaatide järjekorras.

Aju ja näolihaste märkimisväärne areng ning hammaste ehituslikud iseärasused võimaldavad inimese liigitada kõrgemate primaatide ehk ahvide alamseltsi.

Saba puudumine, selgroo kõverate olemasolu, ajupoolkerade areng, mis on kaetud arvukate vagude ja keerdudega koorega, ülahuule olemasolu ja juuksepiiri hõredus annavad põhjust selle paigutamiseks kõrgemate kitsaninaliste ehk antropoidsete ahvide perekonna esindajad.

Kuid isegi kõige paremini organiseeritud inimahvid eristuvad aju mahu järsu suurenemise, püstise kehahoiaku, laia vaagna, väljaulatuva lõua, liigendatud kõne ja 46 kromosoomi olemasolu karüotüübis ning määravad selle kuuluvuse. perekond Man.

Homo sapiens'i liigiomadused on ülajäsemete kasutamine töötegevuseks, tööriistade valmistamiseks, abstraktne mõtlemine, kollektiivne tegevus ja areng, mis põhineb pigem sotsiaalsetel kui bioloogilistel seadustel.

Kõik kaasaegsed inimesed kuuluvad samasse liiki - Homo sapiens ( Homo sapiens) ja alamliigid H. sapiens sapiens. See liik on populatsioonide kogum, mis ristamise korral annavad viljakaid järglasi. Vaatamata morfofüsioloogiliste tunnuste üsna märkimisväärsele mitmekesisusele, ei tõenda need teatud inimrühmade kõrgemat või madalamat organiseerituse taset - nad on kõik samal arengutasemel.

Meie ajal on inimese kui liigi kujunemise huvides evolutsiooniprotsessis juba kogutud piisav hulk teaduslikke fakte - antropogenees. Antropogeneesi konkreetne kulg pole veel täielikult välja selgitatud, kuid tänu uutele paleontoloogilistele leidudele ja kaasaegsetele uurimismeetoditele võib loota, et üsna pea tekib selge pilt.

Hüpoteesid inimese päritolu kohta

Kui me ei võta arvesse mittebioloogilisi hüpoteese inimese jumaliku loomise ja teistelt planeetidelt tungimise kohta, siis kõik enam-vähem järjekindlad hüpoteesid inimese päritolu kohta jälgivad teda tänapäevaste primaatidega ühiste esivanemateni.

Niisiis, hüpotees inimese päritolu kohta iidse troopilise primaadi tarsieri järgi, või tarsiaalne hüpotees, mille sõnastas inglise bioloog F. Wood Jones 1929. aastal, põhineb inimese ja tarsieri kehade proportsioonide sarnasusel, juuksepiiri tunnustel, viimase kolju näoosa lühenemisel jne. erinevused nende organismide ehituses ja elutegevuses on nii suured, et see ei pälvinud üldist tunnustust.

Inimloomaahvidega on inimestel isegi liiga palju sarnasusi. Seega tuleks lisaks ülalmainitud anatoomilistele ja morfoloogilistele tunnustele pöörata tähelepanu ka nende postembrüonaalsele arengule. Näiteks väikestel šimpansitel on palju õhemad juuksed, palju suurem aju ja keha suhe ning tagumiste jäsemete liikuvus on veidi parem kui täiskasvanutel. Isegi kõrgemate primaatide puberteet saabub palju hiljem kui teiste sarnase kehasuurusega imetajate klasside esindajatel.

Tsütogeneetiliste uuringute käigus selgus, et üks inimese kromosoomidest tekkis inimahvide karüotüübis esineva kahe erineva paari kromosoomide ühinemise tulemusena ja see seletab nende kromosoomide arvu erinevust ( inimestel 2n = 46 ja suurtel inimahvidel 2n = 48) ning see on ka veel üks tõend nende organismide sugulusest.

Inimeste ja inimahvide sarnasus on väga suur ka molekulaarsete biokeemiliste andmete poolest, kuna inimestel ja šimpansitel on samad ABO ja reesuse veregrupi valgud, palju ensüüme ning hemoglobiiniahelate aminohappejärjestuste erinevus on vaid 1,6%. see lahknevus teiste ahvidega veel paar. Ja geneetilisel tasandil on nende kahe organismi DNA nukleotiidjärjestuste erinevused alla 1%. Kui võtta arvesse selliste valkude keskmist evolutsioonikiirust seotud organismirühmades, võib teha kindlaks, et inimese esivanemad eraldusid teistest primaatide rühmadest umbes 6–8 miljonit aastat tagasi.

Ahvide käitumine sarnaneb paljuski inimeste omaga, kuna nad elavad rühmades, kus sotsiaalsed rollid on selgelt jaotatud. Ühise kaitse, vastastikune abi ja jaht pole rühma loomise ainsad eesmärgid, kuna selle sees tunnevad ahvid üksteise vastu kiindumust, väljendavad seda igal võimalikul viisil ja reageerivad emotsionaalselt erinevatele stiimulitele. Lisaks toimub rühmades kogemuste vahetamine üksikisikute vahel.

Seega on inimese sarnasus teiste primaatidega, eriti kõrgemate kitsa ninaga ahvidega, bioloogilise organiseerituse erinevatel tasanditel ning inimese kui liigi erinevused on suuresti määratud just selle imetajate rühma omadustega.

Hüpoteeside rühma, mis ei sea kahtluse alla inimese päritolu ühistest esivanematest tänapäeva inimahvidega, kuuluvad polü- ja monotsentrismi hüpoteesid.

lähtepositsioon polütsentrismi hüpoteesid on tänapäevase inimtüübi tekkimine ja paralleelne areng maakera mitmes piirkonnas korraga iidse või isegi iidse inimese erinevatest vormidest, kuid see on vastuolus sünteetilise evolutsiooniteooria põhisätetega.

Kaasaegse inimese ühe päritolu hüpoteesid, vastupidi, postuleerivad inimese tekkimist ühes kohas, kuid erinevad selle poolest, kus see juhtus. Niisiis, inimese ekstratroopilise päritolu hüpotees põhineb asjaolul, et ainult Euraasia kõrgete laiuskraadide karmid kliimatingimused võivad aidata kaasa ahvide "inimlikustamisele". Selle kasuks oli Jakuutia territooriumil leiukohtade avastamine kõige iidsema paleoliitikumi - diringa kultuuri ajast, kuid hiljem tehti kindlaks, et nende leidude vanus ei ole 1,8–3,2 miljonit aastat, vaid 260–370 tuhat aastat. aastat. Seega on ka see hüpotees ebapiisavalt kinnitatud.

Enamik senistest tõenditest on selle poolt Aafrika päritolu hüpoteesid, kuid see ei ole ilma puudusteta, mis on mõeldud integreeritud arvessevõtmiseks lai monotsentrismi hüpotees, mis ühendab endas polütsentrismi ja monotsentrismi hüpoteeside argumendid.

Inimese evolutsiooni liikumapanevad jõud ja etapid

Erinevalt teistest loomamaailma esindajatest puutus inimene oma evolutsiooni käigus kokku mitte ainult evolutsiooni bioloogiliste teguritega, vaid ka sotsiaalsete teguritega, mis aitasid kaasa kvalitatiivselt uute biosotsiaalsete omadustega olendite liigi tekkimisele. Sotsiaalsed tegurid viisid läbimurdeni põhimõtteliselt uude kohanemiskeskkonda, mis andis inimpopulatsioonide püsimajäämiseks tohutuid eeliseid ja kiirendas dramaatiliselt selle evolutsiooni tempot.

Evolutsiooni bioloogilised tegurid, mis mängivad antropogeneesis tänapäevani teatud rolli, on pärilik varieeruvus, samuti loodusliku valiku esmast materjali tarnivate geenide voog. Samal ajal on isoleeritus, populatsioonilained ja geneetiline triiv teaduse ja tehnika arengu tulemusena peaaegu täielikult kaotanud oma tähtsuse. See annab mõnele teadlasele alust arvata, et tulevikus kaovad nende segunemise tõttu ka minimaalsed erinevused erinevate rasside esindajate vahel.

Kuna keskkonnatingimuste muutumine sundis inimese esivanemaid puudelt lagendikule laskuma ja kahel jäsemel liikumisele üle minema, kasutati vabanenud ülajäsemeid toidu ja laste kandmiseks, samuti tööriistade valmistamiseks ja kasutamiseks. . Sellist tööriista on aga võimalik teha ainult siis, kui on selge ettekujutus lõpptulemusest - objekti kujutisest, seega arenes välja ka abstraktne mõtlemine. On hästi teada, et ajukoore teatud piirkondade arenguks, mis toimus evolutsiooni käigus, on vajalikud keerulised liigutused ja mõtlemisprotsessid. Selliseid teadmisi ja oskusi on aga võimatu pärandada, neid saab ühelt indiviidilt teisele üle kanda vaid kogu viimase elu jooksul, mille tulemusena tekkis eriline suhtlusvorm - artikuleeritud kõne.

Seega tuleks inimese töötegevus, abstraktne mõtlemine ja artikuleeritud kõne omistada evolutsiooni sotsiaalsetele teguritele. Me ei tohiks kõrvale heita laste, naiste ja vanurite eest hoolitsenud ürginimese altruismi ilminguid.

Inimese tööalane tegevus ei mõjutanud mitte ainult tema välimust, vaid võimaldas algul osaliselt leevendada eksistentsi tingimusi tule kasutamise, rõivaste valmistamise, eluaseme ehitamise ja hiljem nende kaudu aktiivselt muuta. metsade raadamine, kündmine jne. Meie ajal on kontrollimatu majandustegevus seadnud inimkonna globaalse katastroofi ette pinnase erosiooni, mageveereservuaaride kuivamise, osoonikihi hävimise tagajärjel, mis omakorda võib suurendada survet evolutsiooni bioloogilistest teguritest.

Dryopithecus, kes elas umbes 24 miljonit aastat tagasi, oli tõenäoliselt inimeste ja inimahvide ühine esivanem. Vaatamata sellele, et ta ronis puude otsa ja jooksis kõigil neljal jäsemel, suutis ta liikuda kahel jalal ja kanda toitu kätes. Kõrgemate ahvide ja inimeseni viiva liini täielik eraldumine toimus umbes 5–8 miljonit aastat tagasi.

Australopithecus. Alates dryopithecus ilmselt perekonnast ardipithecus, mis tekkis üle 4 miljoni aasta tagasi Aafrika savannides jahtumise ja metsa taandumise tulemusena, mis sundis neid ahve üle minema tagajäsemetel liikuma. See väike loom andis ilmselt alguse üsna arvukale perekonnale australopiteekiinid("lõunaahv").

Australopithecus ilmus umbes 4 miljonit aastat tagasi ja elas Aafrika savannides ja kuivades metsades, kus kahejalgse liikumise eelised olid täielikult mõjutatud. Australopithecus'ist läksid kaks oksa - suured taimtoidulised, võimsate lõualuudega parantroobid ja väiksemad ja vähem spetsialiseerunud inimesed. Teatud aja jooksul arenesid need kaks perekonda paralleelselt, mis väljendus eelkõige aju mahu suurenemises ja kasutatud tööriistade komplikatsioonis. Meie perekonna eripäraks on kivitööriistade valmistamine (paranthropus kasutas ainult luud) ja suhteliselt suur aju.

Esimesed inimese perekonna esindajad ilmusid umbes 2,4 miljonit aastat tagasi. Nad kuulusid osavate inimeste hulka (Homo habilis) ja nad olid lühikesed olendid (umbes 1,5 m) aju mahuga ligikaudu 670 cm 3 . Nad kasutasid töötlemata kiviriistu. Ilmselt oli selle liigi esindajatel hästi arenenud näoilmed ja algeline kõne. Osav mees lahkus ajalooliselt stseenilt umbes 1,5 miljonit aastat tagasi, põhjustades järgmised liigid: sirge mees.

Sirge mees (H. erectus) kui bioloogiline liik, mis tekkis Aafrikas umbes 1,6 miljonit aastat tagasi ja eksisteeris 1,5 miljonit aastat, levides kiiresti Aasia ja Euroopa suurtele territooriumidele. Kunagi kirjeldati selle liigi esindajat Java saarelt kui Pithecanthropus("ahv-mees"), mis avastati Hiinas, kutsuti Sinanthropus, samas kui nende Euroopa "kolleeg" on heidelbergi mees.

Kõiki neid vorme nimetatakse ka arhantroobid(kõige varasemad inimesed). Sirget meest eristasid madal laup, suured ülavõlvikud ja tahapoole kaldus lõug, tema aju maht oli 900–1200 cm3. Sirgendatud mehe kere ja jäsemed meenutasid tänapäeva inimese omi. Kahtlemata kasutasid selle perekonna esindajad tuld ja valmistasid kahe teraga kirveid. Nagu hiljutised leiud on näidanud, õppis see liik isegi navigeerimist, sest tema järeltulijaid leiti kaugetelt saartelt.

Paleoantroop. Umbes 200 tuhat aastat tagasi tuli mees Heidelbergist Neandertallane (H. neandertalensis), millele omistatakse paleoantroopid(muistsed inimesed), kes elasid Euroopas ja Lääne-Aasias 200-28 tuhat aastat tagasi, sealhulgas jäätumise perioodil. Nad olid tugevad, füüsiliselt üsna tugevad ja vastupidavad inimesed, kellel oli suur aju maht (isegi suurem kui tänapäeva inimesel). Neil oli artikuleeritud kõne, nad valmistasid keerulisi tööriistu ja riideid, matsid oma surnuid ja neil võis isegi olla kunsti algeid. Neandertallased ei olnud Homo sapiens'i esivanemad, see rühm arenes paralleelselt. Nende väljasuremine on seotud mammutifauna kadumisega pärast viimast jäätumist ja võib olla ka meie liikide konkureeriva nihkumise tagajärg.

Esindaja vanim leid Homo sapiens (homo sapiens) on 195 tuhat aastat vana ja pärit Aafrikast. Tõenäoliselt pole tänapäeva inimese esivanemad mitte neandertallased, vaid mingid arhantroobid, näiteks Heidelbergi inimene.

Neoantroop. Umbes 60 tuhat aastat tagasi suri meie liik tundmatute sündmuste tagajärjel peaaegu välja, nii et kõik järgmised inimesed on väikese rühma järeltulijad, mille arv oli vaid mõnikümmend isendit. Olles sellest kriisist üle saanud, hakkas meie liik levima üle Aafrika ja Euraasia. Ta erineb teistest liikidest oma saledama kehaehituse, suurema sigimiskiiruse, agressiivsuse ning loomulikult ka kõige keerukama ja paindlikuma käitumise poolest. Nimetatakse tänapäevaseid inimesi, kes asustasid Euroopat 40 tuhat aastat tagasi Cro-Magnons ja viidata neoantroopid(kaasaegsed inimesed). Bioloogiliselt ei erinenud nad tänapäeva inimestest: pikkus 170–180 cm, aju maht umbes 1600 cm3. Cro-Magnoni inimesed arendasid kunsti ja religiooni, nad kodustasid paljusid metsloomi ja kasvatasid paljusid taimi. Cro-Magnons põlvnevad kaasaegsetest inimestest.

Inimrassid, nende geneetiline seos

Inimkonna asumisel planeedile erinevate inimrühmade vahel tekkisid teatud lahknevused nahavärvi, näojoonte, juuste olemuse, aga ka teatud biokeemiliste omaduste esinemissageduste osas. Selliste pärilike tunnuste kogum iseloomustab sama liigi isendite rühma, mille erinevused on vähem olulised kui alamliikidel - rassi.

Rasside uurimist ja klassifitseerimist raskendab selgete piiride puudumine nende vahel. Kogu kaasaegne inimkond kuulub ühte liiki, mille sees on kolm suurt rassi: australo-negroid (must), kaukaasia (valge) ja mongoloid (kollane). Igaüks neist on jagatud väikesteks võistlusteks. Rassidevahelised erinevused taanduvad nahavärvi, juuste, nina kuju, huulte jms omadustele.

Australo-Negroid, või ekvatoriaalne rass mida iseloomustab tume nahavärv, lainelised või lokkis juuksed, lai ja veidi väljaulatuv nina, põikisuunalised ninasõõrmed, paksud huuled ja mitmed kraniaalsed tunnused. Kaukaasia, või Euraasia rass mida iseloomustab hele või tume nahk, sirged või lainelised pehmed juuksed, meeste näokarvad (habe ja vuntsid), kitsas väljaulatuv nina, õhukesed huuled ja mitmed kraniaalsed tunnused. Mongoloid(Aasia ameeriklane) rassi iseloomustab tume või hele nahk, sageli karedad karvad, nina ja huulte keskmine laius, näo lamenemine, põsesarnade tugev väljaulatuvus, suhteliselt suur näo suurus, "kolmanda silmalau" märgatav areng.

Need kolm rassi erinevad ka asustuse poolest. Enne Euroopa kolonisatsiooni ajastut oli australo-negroidi rass levinud Vanas Maailmas Vähi troopikast lõuna pool; Kaukaasia rass - Euroopas, Põhja-Aafrikas, Lääne-Aasias ja Põhja-Indias; Mongoloidide rass - Kagu-, Põhja-, Kesk- ja Ida-Aasias, Indoneesias, Põhja- ja Lõuna-Ameerikas.

Rassidevahelised erinevused puudutavad siiski vaid väiksemaid omadusi, millel on adaptiivne tähendus. Seega põleb negroidide nahk kümme korda suurema ultraviolettkiirguse doosi korral kui kaukaaslaste nahk, kuid kaukaaslased kannatavad harvemini rahhiidi all kõrgetel laiuskraadidel, kus võib puududa D-vitamiini tekkeks vajalik ultraviolettkiirgus.

Varem püüdsid mõned inimesed tõestada ühe rassi täiuslikkust, et saavutada moraalne eelis teiste ees. Nüüd on selge, et rassitunnused peegeldavad vaid inimrühmade erinevaid ajaloolisi teid, kuid neil pole mingit pistmist ühe või teise rühma eelise või bioloogilise mahajäämusega. Inimrassid on vähem selgelt määratletud kui teiste loomade alamliigid ja rassid ning neid ei saa kuidagi võrrelda näiteks koduloomatõugudega (mis on sihipärase valiku tulemus). Nagu näitavad biomeditsiinilised uuringud, sõltuvad rassidevahelise abielu tagajärjed mehe ja naise individuaalsetest omadustest, mitte rassist. Seetõttu on igasugused rassidevaheliste abielude või teatud ebausu keelud ebateaduslikud ja ebainimlikud.

Konkreetsemad kui rassid on inimrühmad rahvused- ajalooliselt kujunenud inimeste keelelised, territoriaalsed, majanduslikud ja kultuurilised kogukonnad. Konkreetse riigi elanikkond moodustab selle rahva. Paljude rahvuste koosmõjul võib rahvus tekkida osana rahvast. Nüüd pole Maal "puhtaid" rasse ja iga piisavalt suurt rahvast esindavad inimesed, kes kuuluvad erinevatesse rassidesse.

Inimese biosotsiaalne olemus

Kahtlemata peab inimene kui bioloogiline liik olema evolutsiooniliste tegurite, nagu mutagenees, populatsioonilained ja isoleeritus, surve all. Inimühiskonna arenedes mõned neist aga nõrgenevad, teised aga vastupidi suurenevad, sest globaliseerumisprotsesside poolt haaratud planeedil pole peaaegu ühtegi isoleeritud inimpopulatsiooni, kus tehakse tihedalt seotud ristamisi ja populatsioonide arv ise ei allu järskudele kõikumistele. Sellest tulenevalt ei mängi evolutsiooni edasiviiv tegur - looduslik valik - tänu meditsiini edule inimpopulatsioonides enam seda rolli, mis on talle iseloomulik teiste organismide populatsioonides.

Kahjuks toob selektsioonisurve nõrgenemine kaasa pärilike haiguste esinemissageduse tõusu populatsioonides. Näiteks tööstusriikides kannatab värvipimeduse (värvipimeduse) all kuni 5% elanikkonnast, vähemarenenud riikides on see näitaja kuni 2%. Selle nähtuse negatiivseid tagajärgi saab ületada ennetavate meetmete ja sellistes teadusvaldkondades nagu geeniteraapia edusammude abil.

See aga ei tähenda, et inimese evolutsioon oleks lõppenud, kuna looduslik valik toimib jätkuvalt, elimineerides näiteks sugurakke ja ebasoodsate geenikombinatsioonidega isendeid isegi ontogeneesi preembrüonaalsel ja embrüonaalsel perioodil, samuti resistentsust patogeenide suhtes. mitmesugustest haigustest. Lisaks ei anna loodusliku valiku materjali mitte ainult mutatsiooniprotsess, vaid ka teadmiste kogunemine, õppimisvõime, kultuuri tajumine ja muud tunnused, mis võivad inimeselt inimesele edasi kanduda. Erinevalt geneetilisest informatsioonist kanduvad individuaalse arengu käigus kogutud kogemused edasi nii vanematelt järglastele kui ka vastupidi. Ja kultuuriliselt erinevate kogukondade vahel tekib juba konkurents. Seda ainult inimesele omast evolutsioonivormi nimetatakse kultuuriline, või sotsiaalne evolutsioon.

Kuid kultuuriline evolutsioon ei välista bioloogilist evolutsiooni, kuna see sai võimalikuks ainult tänu inimese aju moodustumisele ja inimese bioloogia ise on praegu määratud kultuurilise evolutsiooni poolt, kuna ühiskonna ja mitmekesiste liikumiste puudumisel on teatud tsoonid ei moodustu ajus.

Seega on inimesel biosotsiaalne loomus, mis jätab jälje bioloogiliste, sh geneetiliste mustrite avaldumisele, millele allub tema individuaalne ja evolutsiooniline areng.

Sotsiaalne ja looduskeskkond, inimese kohanemine sellega

Under sotsiaalne keskkond mõista ennekõike inimese olemasolu ja tegevuse sotsiaalseid materiaalseid ja vaimseid tingimusi. Lisaks majandussüsteemile, sotsiaalsetele suhetele, sotsiaalsele teadvusele ja kultuurile hõlmab see ka inimese vahetut keskkonda - perekonda, töö- ja üliõpilaskollektiivi ning muid gruppe. Keskkond mõjutab ühelt poolt otsustavalt isiksuse kujunemist ja arengut, teisalt muutub ta ise inimese mõjul, mis toob kaasa uusi muutusi inimestes jne.

Üksikisikute või nende rühmade kohanemine sotsiaalse keskkonnaga oma vajaduste, huvide, elueesmärkide elluviimiseks ning hõlmab kohanemist õppimise, töö, inimestevaheliste suhete, ökoloogilise ja kultuurilise keskkonna, vaba aja veetmise ja elutingimustega, samuti tingimuste ja iseloomuga. kui nende aktiivne muutus nende vajaduste rahuldamiseks. Suurt rolli mängib selles muutus iseendas, oma motiivides, väärtushinnangutes, vajadustes, käitumises jne.

Infokoormused ja emotsionaalsed kogemused tänapäeva ühiskonnas on sageli stressi peamiseks põhjuseks, millest saab üle selge eneseorganiseerumise, kehalise treeningu ja autotreeningu abil. Mõnel, eriti raskel juhul on vaja pöörduda psühhoterapeudi poole. Katse neid probleeme unustada ülesöömise, suitsetamise, alkoholi tarvitamise ja muude halbade harjumuste puhul ei vii soovitud tulemuseni, vaid ainult halvendab keha seisundit.

Looduskeskkonnal pole inimesele vähem mõju, hoolimata sellest, et inimene on juba umbes 10 tuhat aastat püüdnud luua endale mugavat tehiskeskkonda. Seega põhjustab õhu hapnikusisalduse vähenemise tõttu märkimisväärsele kõrgusele ronimine vere punaliblede arvu suurenemise, hingamise ja südame löögisageduse suurenemise ning pikaajaline avatud päikese käes viibimine naha pigmentatsioon - päikesepõletus. Need muutused jäävad aga reaktsiooni normi piiresse ega ole päritud. Kuid pikka aega sellistes tingimustes elavatel rahvastel võib olla teatud kohandusi. Nii et põhjapoolsete rahvaste seas on ninakõrvalurgetel õhu soojendamiseks palju suurem maht ja soojuskao vähendamiseks väheneb väljaulatuvate kehaosade suurus. Aafriklasi eristavad tumedam nahavärv ja lokkis juuksed, kuna pigment melaniin kaitseb keha organeid kahjulike ultraviolettkiirte läbitungimise eest ja juuksemütsil on soojusisolatsiooni omadused. Eurooplaste heledad silmad on kohandumine visuaalse teabe teravamaks tajumiseks hämaras ja udus ning mongoloidsed silmakujud on tuule ja tolmutormide loomuliku valiku tulemus.

Need muutused nõuavad sajandeid ja aastatuhandeid, kuid elu tsiviliseeritud ühiskonnas toob kaasa mõningaid muutusi. Seega toob kehalise aktiivsuse vähenemine kaasa luustiku lihtsustumise ja selle tugevuse vähenemise, lihasmassi vähenemise. Madal liikuvus, kõrge kalorsusega toitude liig, stress põhjustavad ülekaaluliste inimeste arvu suurenemist ning kõrgekvaliteediline valguline toitumine ja päevavalgustundide jätkamine kunstliku valgustuse abil aitavad kiirendada - kiirendada kasvu ja puberteeti, keha suuruse suurendamine.

1. Pärilikkus on organismide omadus kanda edasi struktuurseid tunnuseid ja

elu põlvest põlve.

2. Pärilikkuse materiaalsed alused on kromosoomid ja geenid, mis talletavad teavet organismi omaduste kohta. Geenide ja kromosoomide ülekandmine põlvest põlve

tänu paljunemisele. Tütarorganismi areng ühest rakust - sigoot

või paljunemisprotsessis olevad ema organismi rakurühmad. Lokaliseerimine sisse

paljunemises osalevate rakkude tuumad, määravad geenid ja kromosoomid

tütarorganismi sarnasus vanemaga.

3. Pärilikkus on evolutsioonitegur, vanemate ja järglaste, sama liigi isendite sarnasuse alus.

4. Muutlikkus on kõigi organismide ühine omadus omandada isendi arengu käigus uusi tunnuseid.

5. Muutuse tüübid: mittepärilik (modifikatsioon) ja pärilik (kombinatiivne, mutatsiooniline).

6. Pärimata muudatusi ei seostata muutustega

geenid ja kromosoomid, ei ole päritud, tekivad tegurite mõjul

väliskeskkond, kaovad aja jooksul. Sarnaste modifikatsioonide ilming

muutused kõigis liigi isendites (näiteks hobustel külma käes muutub vill

paksem). Modifikatsiooni kadumine muutub faktori lõppemisel,

mis selle muutuse põhjustas (päikesepõletus kaob talvel, kui tingimused halvenevad

modifikatsiooni varieeruvus: päevituse ilmumine suvel, kehakaalu tõus

hea söötmise ja hooldusega loomad, teatud lihasrühmade arendamine

sporti tehes.

7. Pärilikud muutused on tingitud muutustest

geenid ja kromosoomid, on päritud, erinevad indiviidide sees

samast liigist, säilivad kogu isendi elu jooksul.

8. Kombinatsiooni varieeruvus. Manifestatsioon

kombineeriv varieeruvus ristumise ajal, selle tingimuslikkus uue ilmumisega

geenide kombinatsioonid (kombinatsioonid) järglastel. Kombinatiivide allikad

varieeruvus: kohtade vahetus homoloogsete kromosoomide vahel, juhuslik

sugurakkude koosmõju viljastamise ajal ja sügoodi moodustumine. Mitmekesine

geenide kombinatsioonid - vanemate rekombinatsiooni (uus kombinatsiooni) põhjus

järglaste omadused.

9. Mutatsioonid on äkilised, püsivad muutused.

geenid või kromosoomid. Mutatsioonide tagajärjeks on uute tunnuste ilmnemine lapses

organismid, mis tema vanematel puudusid, näiteks lühikesed jalad

lambad, kanade sulestiku puudumine, albinism (pigmendi puudumine). kasulik,

kahjulikud ja neutraalsed mutatsioonid. Enamiku mutatsioonide kahjustus kehale

uute märkide ilmnemise tõttu, mis ei vasta selle elupaigale.

10. Pärilik varieeruvus on evolutsiooni tegur.

Materjaliks on uute tunnuste esilekerkimine organismides ja nende mitmekesisus

loodusliku valiku tegevused, muutustega isendite säilitamine,

keskkonnale vastav organismide kohanemisvõime kujunemine

muutuvaid keskkonnatingimusi.

2. Looduslikud ja tehisökosüsteemid, nende omadused.

1. Ökosüsteem - erinevate liikide elusorganismide kogum, mis on omavahel seotud

ja elutu looduse komponentidega energia metabolismi ja muundamise teel

teatud biosfääri piirkond.

2. Ökosüsteemi struktuur:

Liigid - ökosüsteemis elavate liikide arv ja

nende arvu suhe. Näide: okasmetsas kasvab umbes 30 liiki

taimed, tammemetsas - 40-50 liiki, niidul - 30-50 liiki, märjas

troopiline mets - üle 100 liigi;

Ruumiline – organismide paiknemine

vertikaalsed (astmelised) ja horisontaalsed (mosaiik) suunad. Näited:

5-6 astme lehtmetsas esinemine; erinevused taimede koostises

metsa servas ja tihnikus, kuivades ja niisketes kohtades.

3. Ühenduse komponendid: abiootilised ja biootilised.

Elu looduse abiootilised komponendid - valgus, rõhk, niiskus, tuul,

reljeef, mulla koostis jne. Biootilised komponendid: organismid - tootjad,

tarbijad ja hävitajad.

4. Tootjad - taimed ja mõned bakterid,

orgaaniliste ainete loomine anorgaanilistest energiat kasutades

päikesevalgus.

5. Tarbijad - loomad, mõned taimed ja

bakterid, mis toituvad valmis orgaanilistest ainetest ja kasutusest

6. Hävitajad - seened ja mõned bakterid,

orgaanilise aine hävitamine anorgaaniliseks, surnukehadest toitumine,

taimejäägid.

7. Aine ringkäik ja energia muundumine -

mis tahes ökosüsteemi eksisteerimise vajalik tingimus. Aine ja energia ülekandmine sisse

toiduahelad ökosüsteemis.

8. Ökosüsteemi jätkusuutlikkus. Vastupidavuse sõltuvus

ökosüsteemid neis elavate liikide arvu ja toiduahelate pikkuse kohta: seda enam

liigid, toiduahelad, seda stabiilsem on ökosüsteem ainete ringlusest.

9. Kunstlik ökosüsteem – selle tulemusena loodud

inimtegevus. Näited tehisökosüsteemidest: park, põld, aed,

10. Erinevused tehisökosüsteemi ja loodusliku ökosüsteemi vahel:

Väike arv liike (nt nisu ja mõned

umbrohuliigid nisupõldudel ja nendega seotud loomad)

Ühe või mitme liigi organismide ülekaal

(nisu põllul);

Lühikesed toiduahelad liikide vähese arvu tõttu;

Ainete sulgemata ringlus tingitud

orgaaniliste ainete oluline eemaldamine ja nende eemaldamine vereringest kujul

Madal stabiilsus ja võimetus

iseseisev eksisteerimine ilma inimese toetuseta.

PILET nr 12

Elusorganismid on võimelised "kompenseerivateks fenotüübilisteks modifikatsioonideks", s.o sellisteks elu jooksul toimuvateks muutusteks, mis kompenseerivad erinevate vigastuste mõju (regeneratsioon on tüüpiline näide). See evolutsiooni käigus tekkiv võime võib ise mõjutada edasist evolutsiooni, kuna kompenseerivad modifikatsioonid tekivad mitte ainult vigastuste, vaid ka vastusena mutatsioonidele, mis häirivad organismi normaalset arengut. Kompenseerivad modifikatsioonid võivad soodustada selliste mutatsioonide püsimist, põhjustades kiireid evolutsioonilisi muutusi.

Kahte tüüpi varieeruvus. Bioloogiline evolutsioon põhineb kuulsal "Darwini triaadil": pärilikkus, muutlikkus ja valik. Tänapäeval on kõigi nende kolme kontseptsiooni taga hästi arenenud, keerulised ja väga üksikasjalikud teooriad, mida toetavad lugematud faktid, katsed ja tähelepanekud. Need teooriad ei ole üldse staatilised: need arenevad kiiresti edasi, kui uued andmed (ja ka vanemad arusaamad) muutuvad kättesaadavaks.

Muutuvuse osas on evolutsioonibioloogia põhifookus traditsiooniliselt olnud nn pärilikul (s.o geneetiliselt määratud) varieeruvusel. Päriliku varieeruvuse määravad indiviidide genotüübi erinevused, see kandub edasi vanematelt järglastele ning sellega “töötab” otseselt loomulik valik. Siiski on olemas ka nn modifikatsioonimuutus, mis ei ole pärilik selle sõna otseses tähenduses. Modifikatsiooni varieeruvus on struktuuri (fenotüübi) muutus, mis tekib vastusena organismi arengu tingimuste muutumisele (üks markantne näide, vt märkus "Röövik, mis muudab kuumutamisel värvi" aretatud. "Elements", 9.02.06).

Modifikatsiooni varieeruvus on üks neist loodusnähtustest, mis näivad eksisteerivat meelega, et teoreetikud segadusse ajada. Ekslik arusaam modifikatsiooni varieeruvuse olemusest ja selle põhjuslikest seostest evolutsiooniprotsessiga minevikus põhjustas sageli erinevaid arusaamatusi ja ebaadekvaatseid järeldusi. Praegu on üldiselt tunnustatud järgmised põhisätted:

• Genotüüp ei määra mitte fenotüüpi kui sellist, vaid reaktsiooni normi: teatud arenguvõimaluste ulatust. See, milline neist võimalustest realiseerub, ei sõltu enam geenidest, vaid tingimustest, milles organismi areng toimub. Fenotüübi variatsioonid reaktsiooni normi piires – see on modifikatsiooni varieeruvus.
• Modifikatsioonid ei ole siiski päritud (neid ei "salvesta" geenidesse). võime neile on loomulikult päritud, st. on geneetiliselt määratud.
• Modifikatsiooni varieeruvus on sageli otstarbekas (adaptiivne). Näiteks päikesekiirte päevitamine kaitseb meid ultraviolettkiirguse kahjuliku mõju eest. Kohanevate modifikatsioonide võime meile taevast siiski alla ei langenud. Selles pole midagi müstilist, see pole mingi arusaamatu "looduse sisemise otstarbekuse" ilming ega üleloomulike jõudude sekkumise tulemus. Adaptiivsete modifikatsioonide võime areneb valiku mõjul, kindla fikseerimise alusel pärilik muutused (mutatsioonid), nagu ka kõik teised organismi kohanemisomadused.
• Modifikatsiooni varieeruvuse võime on ühelt poolt evolutsiooni tulemus, teisalt võib see iseenesest evolutsiooni oluliselt mõjutada. N. N. Iordansky arutluse all olevas artiklis on just see üks selle mõju aspekte, mida käsitletakse.

Modifikatsiooni varieeruvuse evolutsiooniline roll. Juba 19. sajandi lõpul hakkasid osad bioloogid mõtlema sellele, et evolutsiooni käigus tekkiv muutmisvõime (laiemas mõttes, sh võime muuta käitumist, õppimist jne elus) võib avaldada pöördvõrdelist mõju evolutsiooniprotsessi kulgemisele, pealegi võib selle mõju olemus olla erinev.

Ühest küljest võib adaptiivsete modifikatsioonide võime evolutsiooni aeglustada. Kui organism suudab oma genotüüpi muutmata kohaneda elu jooksul erinevate eksistentsitingimustega, võib see viimaste muutumisel kaasa tuua valiku mõju nõrgenemise.

Teisest küljest võib see võime osaliselt ette määrata edasised evolutsiooniliste transformatsioonide teed. Kui tingimused on muutunud "tõsiselt ja pikka aega", nii et organismid peavad põlvest põlve läbima oma arengu käigus samu modifikatsioone, võib see viia tõsiasjani, et mutatsioonid viivad jäiga geneetilise "fikseerumiseni" nendest teisendustest toetatakse valikut ja seejärel muutub modifikatsioon pärilikuks muutuseks. Sel juhul võib tekkida illusioon Lamarcki "omandatud tunnuse pärandusest". Seda nähtust tuntakse "Baldwini efektina" (vt selle kohta märkusest "Geenid kontrollivad käitumist ja käitumine - geenid". "Elemendid", 12.11.08). Nii võib näiteks mõni oskus, mille loom on oma elu jooksul treenimise tulemusena omandanud, lõpuks muutuda pärilikuks instinktiks. Lisaks loob uus käitumine – olenemata sellest, kas see on instinktiivne või “teadlik”, peaasi, et seda käitumist reprodutseeritakse paljude põlvkondade jooksul – uusi selektsioonivektoreid ja võib viia mutatsioonide fikseerimiseni, mis “elu lihtsamaks teevad” täpselt. selle käitumisega. Näiteks on loomakasvatuse areng kaasa toonud spetsiifilise mutatsiooni leviku “karja” inimpopulatsioonides, mis võimaldab täiskasvanutel piimasuhkrut laktoosi seedida (esialgu oli inimestel see võime alles imikueas). Taas näeme illusiooni Lamarcki pärandusest: meie esivanemad "koolitasid" täiskasvanuna pikka aega piima jooma ja lõpuks muutusid "koolituse tulemused" pärilikuks. Tegelikult on selle evolutsioonilise muutuse mehhanism muidugi täiesti erinev: muutunud käitumine (koduloomade piima joomine) on viinud selleni, et perioodiliselt esinevad mutatsioonid, mis blokeerivad sünteesi sulgemise (säästmise eesmärgil) mehhanismi. laktaasi ensüümi sisaldus täiskasvanutel ei ole enam kahjulik ja on vastupidi muutunud kasulikuks. Selle mutatsiooniga inimesed sõid paremini ja jätsid rohkem järglasi. Seetõttu hakkasid need mutatsioonid populatsioonis levima rangelt kooskõlas populatsioonigeneetika seadustega.

Juba 20. sajandi alguses tehti kindlaks, et peaaegu iga modifikatsiooni puhul võib leida mutatsiooni, mis toob kaasa sarnased fenotüübilised tagajärjed, mis on alles nüüd rangelt kindlaks määratud ja ei sõltu välistest tingimustest. Seda nimetatakse "genokopeerivateks modifikatsioonideks". Nagu N. N. Iordansky märgib, pole see sisuliselt üllatav. Genotüüp määrab "reaktsioonikiiruse", st. individuaalse arengu võimalike viiside kogum. Kui on selliseid välistingimuste variante, mis viivad ühe nendest teedest valikuni, siis võib esineda selliseid mutatsioone, mis muudavad selle tee ainuvõimalikuks (või kõige tõenäolisemaks) sõltumata välistest tingimustest. Lõppkokkuvõttes on modifikatsioonid tingitud teatud geenide aktiivsuse (ekspressiooni) muutumisest teatud keharakkudes. On hästi teada, et muutusi geeniekspressioonis võivad põhjustada nii keskkonnatingimuste kõikumised kui ka mutatsioonid. "Geenikopeerimise modifikatsioonide" evolutsioonilist tähtsust käsitletakse pikemalt Waddingtoni, Kirpitšnikovi, Šiškini ja teiste evolutsionistide töödes; neid ideid kasutatakse Schmalhauseni stabiliseeriva valiku teoorias; selle põhjal on püütud sõnastada isegi spetsiaalne "epigeneetiline evolutsiooniteooria".

kompenseerivad muudatused. N. N. Iordansky juhib tähelepanu adaptiivsete modifikatsioonide erirühmale, nimelt organismide kompenseerivatele reaktsioonidele ontogeneesiprotsesside erinevatele rikkumistele ja täiskasvanud organismide traumaatilistele vigastustele. Näiteks on kirjeldatud palju juhtumeid, kus kahepaikne, roomaja, lind või imetaja kaotas ühe jäseme, kuid kompenseeris vigastuse tagajärjed käitumise muutusega ja sünnitas aastast aastasse turvaliselt järglasi. Mitu korda on täheldatud kalu, kes on oma sabauime täielikult kaotanud (mõnikord koos osa selgrooga), kuid samas on heas füüsilises vormis. Sellistel kaladel kasvavad sageli tagasi selja- ja anaaluimed, mis moodustavad kahjustatud ala ümber omamoodi sabauime selja- ja kõhusagara.

See viitab sellele, et looduslikes biotsenoosides pole olelusvõitlus ja valik alati nii julm. Igal juhul on selektiivne "parimate ellujäämine" statistiline protsess ning vigastatud isikutel on sageli võimalus ellu jääda ja isegi paljuneda.

N. N. Iordansky artikli põhiidee on see, et kompenseerivate modifikatsioonide võime võib viia kiirete evolutsiooniliste transformatsioonideni, kuna paljude kahjulike mutatsioonide mõju saab kompenseerivate modifikatsioonide tõttu tasandada. Selle tulemusena võivad sellised mutatsioonid populatsioonis mõnikord püsida ja isegi levida. Fakt on see, et kompenseerivad modifikatsioonid võivad kompenseerida mitte ainult vigastusi, vaid ka kahjulike mutatsioonide tagajärgi.

Kujutage ette, et kalal on mutatsioon, mis ei lase tal sabauime välja arendada. Täiesti võimalik, et sellise kala ontogeneesi käigus aktiveerub sama kompenseeriva modifikatsiooni mehhanism, mis aktiveerub siis, kui vigastuse tagajärjel saba kaob. Teisisõnu hakkavad selja- ja pärakuuimed tagasi kasvama ja moodustavad omamoodi kadunud sabauime. Loomulikult toob see kaasa tõsise muutuse kala struktuuris. Kuid see muutus ei pea olema eluga täiesti vastuolus, sest see põhineb "soovitaval" kompenseerival modifikatsioonil, mille suutlikkust on lihvinud miljonite eelmiste põlvkondade kalade valik.

Võib-olla tekkis just sel viisil kuukala ja tema sugulased, kelle uimede ehitus on väga sarnane teistel kaladel sabauime traumaatilise kaotuse tagajärjel saadud omaga.

Seega võime teha kompenseerivaid modifikatsioone suurendab tõenäosust fikseerida suuri mutatsioone, mille evolutsioonilist tähtsust peetakse tavaliselt äärmiselt ebaoluliseks (sest tõenäosus, et suur mutatsioon on kasulik või isegi mitte väga kahjulik), on äärmiselt väike. Kuid kompenseerivate modifikatsioonide arvessevõtmine sunnib meid seda tõenäosuste hinnangut uuesti läbi vaatama.

N.N.Iordansky rõhutab, et tema pakutud idee ei ole argument nn. soolatatsionistlik evolutsioonimudel. Saltationistid näevad evolutsiooni peamise mehhanismina soolatusi (hüppelaadseid struktuurimuutusi), mis tagab evolutsiooniliste uuenduste tekkimise ilma selektsiooni osaluseta. Seevastu N. N. Iordansky viitab sellele, et mutatsioonide kaudu tekkinud suured muutused kehas "koos sagedamini esinevate väikeste variatsioonidega võivad olla elementaarne evolutsiooniline materjal, millest valiku mõjul moodustuvad uued kohandused ja uut tüüpi organisatsioonid". .

Tuleb märkida, et kompensatsioonimehhanismide (sh mitmesugused negatiivsed tagasisided) evolutsiooniline roll avaldub selgelt ka molekulaargeneetilisel tasandil. See kajastub "evolutsioonilise swingi" kontseptsioonis, mille on välja töötanud N. A. Kolchanov ja tema kolleegid Novosibirski tsütoloogia ja geneetika instituudist (vt: N. A. Kolchanov, V. V. Suslov, K. V. Gunbin. Bioloogilise evolutsiooni modelleerimine: Reguleerivad geneetilised süsteemid ja kodeerimine bioloogilise korralduse keerukus). Teadlaste sõnul toimub geenidevaheliste interaktsioonide võrgustikes selektsiooni stabiliseeriva toime tulemusena suhteliselt konstantsetes tingimustes negatiivse tagasiside põhimõttel põhinevate kompenseerivate mehhanismide väljatöötamine. Sisuliselt annavad need mehhanismid võimaluse kompenseerivateks modifikatsioonideks molekulaarsel tasemel. Need muudavad süsteemi stabiilsemaks, suudavad paremini kompenseerida välistingimuste kõikumisi. Kuid kompensatsioonimehhanismide areng toob kaasa ka selle, et paljud mutatsioonid, mis võivad osutuda kahjulikuks ja süsteemi tasakaalust välja viia, ei tee tegelikult halba, sest nende mõju kompenseeritakse samamoodi nagu välismõjud. Selle tulemusena ei elimineerita selliseid mutatsioone selektsiooniga ja need võivad koguneda. See jätkub seni, kuni mõned väga suured muudatused (näiteks üleminek uuele elupaigale) kompenseerivad mehhanismid välja lülitavad – ja siis võivad ootamatult tekkida "peidetud" mutatsioonid, mis toovad kaasa organismide varieeruvuse plahvatusliku suurenemise.

Seega on evolutsiooni käigus tekkivate kompenseerivate modifikatsioonide võime oluline tegur, mis suunab (piirab, "kanaliseerib") võimalikke edasise evolutsiooni teid.