Evoluution liikkeellepaneva voimat ovat 1 perinnöllisiä. Teoria Ch

Darwin piti keinotekoista valintaa päämekanismina, joka on vastuussa viljelykasvien ja kotieläinten syntymisestä ja monimuotoisuudesta. Keinotekoista valintaa tutkiessaan tiedemies tuli ajatukseen, että luonnossa on samanlainen ilmiö. Mitkä ovat lajien evoluution taustalla olevat voimat? Darwin näki vastauksen tähän kysymykseen kahdessa osassa.

Ensinnäkin hän huomautti organismien epävarman (yksittäisen) vaihtelun esiintymisestä niiden luonnollisessa elinympäristössä.

Darwin määritteli yksilöllisen vaihtelun esiintymisen luonnossa useiden tosiseikkojen perusteella. Esimerkiksi mehiläiset erottavat mehiläiset omista ja naapuripesistä. Yhden tammen tammenterhoista kasvatetut kasvit eroavat monista pienistä ulkoisista piirteistä jne.

Toiseksi Darwin tuli siihen tulokseen, että luonnonvaraisten lajien, kuten viljeltyjen muotojen, kunto on seurausta valinnasta. Mutta tätä valintaa ei tee ihminen, vaan ympäristö. Luonnon yksilöllinen vaihtelu on valinnan materiaalia. Aivan kuten eläinrodut ja kasvilajikkeet ovat asianmukaisesti mukautettuja ihmisten tarpeisiin, lajit sopeutuvat elämään tietyissä ympäristöolosuhteissa.

Kuten jo mainittiin, organismit pyrkivät lisääntymään eksponentiaalisesti. Kaikki syntyneet yksilöt eivät kuitenkaan selviä sukukypsyyteen asti. Syyt tähän ovat erilaisia. Organismien kuolemaa voidaan havaita ravintoresurssien puutteesta, epäsuotuisista ympäristötekijöistä, sairauksista, vihollisista jne. Tämän perusteella Darwin päätyi siihen johtopäätökseen, että luonnossa eliöiden välillä käydään jatkuvaa olemassaolotaistelua.

Taistelu olemassaolosta on joukko erilaisia ​​ja monimutkaisia ​​organismien vuorovaikutuksia keskenään ja niitä ympäröivien olosuhteiden kanssa ulkoinen ympäristö.

Darwin tunnisti kolme olemassaolotaistelun muotoa: lajinsisäinen, lajien välinen ja taistelu epäsuotuisia ympäristöolosuhteita vastaan.

Lajinsisäinen taistelu- saman lajin yksilöiden väliset suhteet. Darwin piti lajinsisäistä taistelua intensiivisinä. Tietenkin samaan lajiin kuuluvilla organismeilla on samanlaiset vaatimukset ravinnosta, lisääntymisolosuhteista, suojista jne. Tällainen kamppailu on akuuteinta, kun lajin yksilöiden lukumäärä kasvaa merkittävästi ja elinolosuhteet heikkenevät. Tämä johtaa joidenkin yksilöiden kuolemaan tai niiden poistumiseen lisääntymisestä. Esimerkiksi lajinsisäinen taistelu ilmenee kilpailuna lintujen pesimäpaikoista tai saman lajin eläimillä sukupuolikumppanista. Kasvien, kuten koivun, itäneet siemenet kuolevat usein, koska maaperä on jo tiheästi kasvanut saman lajin taimilla. Nuoret taimet kärsivät valon, ravinnon jne. puutteesta. Jauhokuoriaisessa sallitun yksilömäärän ylittäminen ravintoalustayksikköä kohti johtaa sukupuolisyklien häiriintymiseen ja kannibalismiin.

Haitallisten ympäristöolosuhteiden torjunta- sopeutuneimpien yksilöiden, populaatioiden ja lajien selviytyminen elottoman luonnon muuttuneissa olosuhteissa. Tämä torjuntamuoto on akuutimpi, kun jokin abioottisista ympäristötekijöistä on puutteellinen tai ylimääräinen. Tällaisia ​​tilanteita syntyy kovien kuivuuden, tulvien, pakkasten, tulipalojen, tulivuorenpurkauksien jne. aikana. Esimerkiksi aavikoissa kasvien olemassaolotaistelu tähtää taloudelliseen kosteuden kulutukseen. Tämän seurauksena jotkut kasvit ovat kehittäneet mukautuksia mehevien lehtien tai varsien muodossa veden varastointiin. Toisilla on piikkiset lehdet haihtumisen vähentämiseksi, syvälle tunkeutuvat juuret pohjaveden hyödyntämiseksi jne. Toinen esimerkki epäsuotuisten ympäristöolosuhteiden torjunnasta on muuttolintujen muutto lämpimiin maihin kylmän ilmaan tullessa.

Kaikenlaisen taistelun luonnollinen seuraus on vähiten sopeutuneiden yksilöiden määrän väheneminen sukupolvelta toiselle. Tämä johtuu sekä heidän välittömästä kuolemasta että pienemmästä jälkeläismäärästä. Toisaalta sopeutuneempien yksilöiden lukumäärä kasvaa. Samaan aikaan jokaisessa seuraavassa sukupolvessa he vievät vähemmän sopeutuneilta yhä enemmän elämälle välttämättömiä resursseja. Tämä johtaa vähitellen viimeksi mainitun täydelliseen syrjäytymiseen biotoopista. Darwin kutsui tätä luonnossa jatkuvasti esiintyvää prosessia luonnolliseksi valinnaksi.

Darwinin mukaan luonnollinen valinta on elinoloihin parhaiten sopeutuneiden yksilöiden selviytymis- ja lisääntymisprosessi ja vähemmän sopeutuneiden kuolema.

Selektiota tapahtuu jatkuvasti useiden sukupolvien ajan ja säilytetään pääasiassa ne muodot, jotka ovat parhaiten sopeutuneet tiettyihin ympäristöolosuhteisiin. Luonnonvalinta ja olemassaolotaistelu liittyvät erottamattomasti toisiinsa ja ovat lajien evoluution liikkeellepaneva voima. Nämä liikkeellepanevat voimat edistävät eliöiden kehittymistä, mikä johtaa niiden sopeutumiseen ympäristöönsä ja luonnon lajien monimuotoisuuteen.

Evoluution tärkeimmät tulokset

Darwinin mukaan evoluution tuloksia ovat eliöiden sopeutumiskyky ympäristöönsä ja lajien monimuotoisuus luonnossa. Fitness- joukko mukautuksia (ulkoisten ja sisäinen rakenne ja organismien käyttäytyminen), jotka tarjoavat tietylle lajille etua selviytymisessä ja jälkeläisten jättämisessä tietyissä ympäristöolosuhteissa.

Lajivalikoima- evoluution toinen tärkeä tulos. Ensinnäkin rajaton vaihtelevuus ja sen perusteella etenevä luonnonvalinta johtavat erilaisiin suhteisiin organismien välillä. Toiseksi planeetallemme on ominaista monet biotoopit, jotka eroavat ympäristötekijöiden vahvuudesta. Edellä olevan perusteella muodostuu lajien monimuotoisuus luonnossa. Tässä tapauksessa parhaiten organisoidut ja ympäristöolosuhteisiin sopeutuneet saavat etua. Darwin korosti, että eri organisoitumistasoilla olevien elävien organismien samanaikainen olemassaolo selittyy sillä, että niiden evoluutio eteni samanaikaisesti useaan suuntaan.

Taistelu olemassaolosta on joukko monimuotoisia ja monimutkaisia ​​organismien vuorovaikutuksia keskenään ja niitä ympäröivien ympäristöolosuhteiden kanssa. Olemassaolotaistelun seuraus on luonnollinen valinta. Luonnonvalinnan toiminnan tuloksena saavutetaan evoluution tärkeimmät tulokset: eliöiden sopivuus ja lajien monimuotoisuus luonnossa.

Kysymys 1

Evoluutioprosessin pääasialliset liikkeellepanevat voimat (tekijät) Charles Darwinin mukaan ovat yksilöiden perinnöllinen vaihtelevuus, taistelu olemassaolosta ja luonnollinen valinta. Tällä hetkellä evoluutiobiologian alan tutkimus on vahvistanut tämän väitteen paikkansapitävyyden ja tunnistanut useita muita tekijöitä, joilla on tärkeä rooli evoluutioprosessissa.

Useat englantilaiset luonnontieteilijät tulivat ajatukseen luonnonvalinnan olemassaolosta toisistaan ​​riippumatta ja melkein samanaikaisesti: V.

Wells (1813), P. Matthew (1831), E. Blythe (1835, 1837), A. Wallace (1858), C. Darwin (1858, 1859); mutta vain Darwin pystyi paljastamaan tämän ilmiön merkityksen evoluution päätekijänä ja loi teorian luonnonvalinnasta. Toisin kuin ihmisten tekemä keinotekoinen valinta, luonnollinen valinta määräytyy organismeihin kohdistuvan vaikutuksen perusteella ympäristöön.

Darwinin mukaan luonnollinen valinta on "parimpien" organismien selviytymistä, jonka seurauksena evoluutio tapahtuu epävarman perinnöllisen vaihtelun perusteella sukupolvien sarjassa.

Luonnonvalinta on evoluution tärkein liikkeellepaneva voima, ja kaikki maan päällä koskaan eläneet elävät organismit ovat tavalla tai toisella muodostuneet luonnonvalinnan vaikutuksesta.

Evoluutioteorian mukaan jokainen laji kehittyy määrätietoisesti ja muuttuu sopeutuakseen parhaiten ympäristöönsä.

Evoluutioprosessissa monet hyönteis- ja kalalajit saivat suojaavia värejä, siilistä tuli haavoittumaton neulojensa ansiosta ja ihmisestä tuli erittäin monimutkaisen hermoston omistaja.

Voidaan sanoa, että evoluutio on kaikkien elävien organismien optimointiprosessi ja evoluution päämekanismi on luonnonvalinta. Sen ydin on, että sopeutuneemmilla yksilöillä on lisää mahdollisuuksia eloonjäämisen ja lisääntymisen kannalta ja siten tuottavat enemmän jälkeläisiä kuin huonosti sopeutuneet yksilöt.

Lisäksi geneettisen tiedon siirron ansiosta ( geneettinen perintö) jälkeläiset perivät perusominaisuudet vanhemmiltaan. Näin ollen myös vahvojen yksilöiden jälkeläiset sopeutuvat suhteellisen hyvin ja niiden osuus yksilöiden kokonaismassasta kasvaa.

Useiden kymmenien tai satojen sukupolvien vaihdon jälkeen tietyn lajin yksilöiden keskimääräinen kunto nousee huomattavasti.

Luonnonvalinta tapahtuu automaattisesti. Sukupolvesta toiseen kaikki elävät organismit testataan tarkasti niiden rakenteen ja kaikkien järjestelmiensä toiminnan pienimmistä yksityiskohdista erilaisissa olosuhteissa.

Vain ne, jotka läpäisevät tämän testin, valitaan ja synnyttävät seuraavan sukupolven. Darwin kirjoitti: "Luonnollinen valinta tutkii päivittäin ja tunneittain kaikkialla maailmassa pienimmätkin vaihtelut, hylkäämällä pahan, säilyttäen ja lisäämällä hyvää, työskentelemällä hiljaa ja huomaamattomasti, missä ja milloin vain tilaisuus avautuu, parantaakseen jokaista orgaanista olentoa suhteessa olosuhteisiin. hänen elämänsä, orgaaninen ja epäorgaaninen.

Emme huomaa mitään näistä hitaista kehityksen muutoksista ennen kuin ajan käsi merkitsee kuluneita vuosisatoja."

Luonnonvalinta on siis ainoa tekijä, joka varmistaa kaikkien elävien organismien sopeutumisen jatkuvasti muuttuviin ympäristöolosuhteisiin ja säätelee geenien välistä harmonista vuorovaikutusta kunkin organismin sisällä.

Kysymys 2

Jokaisella solulla, kuten millä tahansa elävällä järjestelmällä, huolimatta jatkuvista hajoamis- ja synteesiprosesseista, erilaisten kemiallisten yhdisteiden ottamisesta ja vapautumisesta, on luontainen kyky säilyttää koostumus ja kaikki ominaisuudet suhteellisen vakiona.

Tämä pysyvyys säilyy vain elävissä soluissa, ja kun ne kuolevat, se rikotaan hyvin nopeasti.

Elävien järjestelmien korkeaa vakautta ei voida selittää niiden materiaalien ominaisuuksilla, joista ne on rakennettu, koska proteiinit, rasvat ja hiilihydraatit ovat vähän stabiileja.

Solujen (samoin kuin muiden elävien järjestelmien) stabiilius säilyy aktiivisesti monimutkaisten itsesäätely- tai autosäätelyprosessien seurauksena.

Solun toiminnan säätelyn perustana ovat informaatioprosessit, eli prosessit, joissa järjestelmän yksittäisten linkkien välinen kommunikaatio tapahtuu signaalien avulla. Signaali on muutos, joka tapahtuu jossakin järjestelmän linkissä.

Vastauksena signaaliin käynnistetään prosessi, jonka seurauksena tuloksena oleva muutos eliminoidaan. Kun järjestelmän normaali tila palautuu, tämä toimii uutena signaalina prosessin pysäyttämiseksi.

Miten solusignalointijärjestelmä toimii, miten se varmistaa autosäätelyprosessit siinä? Signaalien vastaanottaminen solun sisällä tapahtuu sen entsyymien avulla. Entsyymeillä, kuten useimpien proteiinien, rakenne on epävakaa. Useiden tekijöiden, mukaan lukien monet kemialliset aineet, vaikutuksesta entsyymin rakenne häiriintyy ja sen katalyyttinen aktiivisuus menetetään.

Tämä muutos on yleensä palautuva, eli aktiivisen tekijän eliminoinnin jälkeen entsyymin rakenne palautuu normaaliksi ja sen katalyyttinen toiminta palautuu.

Tämän vuorovaikutuksen seurauksena entsyymin rakenne muuttuu ja sen katalyyttinen aktiivisuus häviää.

Kysymys 3

Keinotekoinen mutageneesi on uusi tärkeä lähtöaineen luomisen lähde kasvinjalostuksessa. Keinotekoisesti indusoidut mutaatiot ovat lähtöaine uusien kasvilajikkeiden, mikro-organismien ja harvemmin eläinlajikkeiden saamiseksi.

Mutaatiot johtavat uusien perinnöllisten ominaisuuksien syntymiseen, joista kasvattajat valitsevat ne ominaisuudet, jotka ovat hyödyllisiä ihmisille.

Luonnossa mutaatioita havaitaan suhteellisen harvoin, joten kasvattajat käyttävät laajalti keinotekoisia mutaatioita. Vaikutuksia, jotka lisäävät mutaatioiden esiintymistiheyttä, kutsutaan mutageeniseksi. Mutaatioiden esiintymistiheyttä lisäävät ultravioletti- ja röntgensäteet sekä DNA:han tai jakautumisen varmistavaan laitteistoon vaikuttavat kemikaalit.

Kokeellisen mutageneesin merkitystä kasvinjalostuksessa ei heti ymmärretty.

L. Stadler, joka sai ensimmäisenä keinotekoisia mutaatioita viljeltyihin kasveihin röntgensäteiden vaikutuksen alaisena vuonna 1928, uskoi, että niillä ei olisi merkitystä käytännön valinnan kannalta.

Hän päätteli, että todennäköisyys saada kokeellisesti mutageneesin avulla muutoksia, jotka olisivat parempia kuin luonnossa esiintyvät muodot, on mitätön. Myös monet muut tutkijat suhtautuivat kielteisesti mutageneesiin.

A. A. Sapegin ja L. N. Delaunay olivat ensimmäiset tutkijat, jotka osoittivat keinotekoisten mutaatioiden merkityksen kasvinjalostuksessa.

Heidän kokeissaan vuosina 1928-1932. Odessassa ja Kharkovissa saatiin vehnästä useita taloudellisesti hyödyllisiä mutanttimuotoja. Vuonna 1934 A. A. Sapegin julkaisi artikkelin "Röntgenmutaatio uusien maatalouskasvien muotojen lähteenä", joka osoitti uusia tapoja luoda lähdemateriaalia kasvinjalostuksessa ionisoivan säteilyn käyttöön perustuen.

Mutta tämänkin jälkeen kokeellisen mutageneesin käyttöä kasvinjalostuksessa suhtauduttiin vielä pitkään negatiivisesti.

Vasta 50-luvun lopulla kiinnostus kokeellisen mutageneesin käyttöä jalostuksessa kohtaan lisääntyi. Se yhdistettiin ensinnäkin suuriin menestyksiin ydinfysiikan ja -kemian alalla, mikä mahdollisti erilaisten ionisoivan säteilyn lähteiden (ydinreaktorit, kiihdytin) käytön mutaatioiden saamiseksi. alkuainehiukkasia, radioaktiiviset isotoopit jne.) ja erittäin reaktiivisia kemikaaleja ja toiseksi näillä menetelmillä saadaan aikaan käytännössä arvokkaita perinnöllisiä muutoksia moniin erilaisiin viljelykasveihin.

Kasvinjalostuksen kokeellisen mutageneesin työ oli erityisen laajaa vuonna viime vuodet.

Niitä toteutetaan erittäin intensiivisesti Ruotsissa, Venäjällä, Japanissa, Yhdysvalloissa, Intiassa, Tšekkoslovakiassa, Ranskassa ja joissakin muissa maissa.

Mutaatiot, jotka kestävät sieniä (ruoste, nokka, härmäsieni, sklerotinia) ja muita sairauksia, ovat arvokkaita. Immuunilajikkeiden luominen on yksi jalostuksen päätehtävistä, ja säteilyn ja kemiallisen mutageneesin menetelmillä pitäisi olla suuri rooli sen onnistuneessa ratkaisussa.

Ionisoivan säteilyn ja kemiallisten mutageenien avulla on mahdollista poistaa tiettyjä puutteita viljelykasvilajikkeissa ja luoda muotoja, joissa on taloudellisesti hyödyllisiä ominaisuuksia: ei-inttuva, pakkasenkestävä, kylmänkestävä, aikaisin kypsyvä, korkea proteiinipitoisuus ja gluteenia.

Keinotekoisten mutaatioiden jalostukseen on kaksi päätapaa: 1) parhaista vapautetuista lajikkeista saatujen mutaatioiden suora käyttö; 2) mutaatioiden käyttö hybridisaatioprosessissa.

Ensimmäisessä tapauksessa tehtävänä on parantaa olemassa olevia lajikkeita joidenkin taloudellisten ja biologisten ominaisuuksien mukaan ja korjata niiden yksittäiset puutteet.

Tätä menetelmää pidetään lupaavana jalostuksessa tautien vastustuskyvyn suhteen. Oletetaan, että mistä tahansa arvokkaasta lajikkeesta voidaan saada nopeasti resistenssimutaatioita ja sen muut taloudelliset ja biologiset ominaisuudet voidaan säilyttää koskemattomina.

Mutaatioiden suoran käytön menetelmä on suunniteltu nopeaan lähtöaineen luomiseen, jolla on halutut ominaisuudet ja ominaisuudet.

Mutaatioiden suora ja nopea käyttö ei kuitenkaan aina tuota myönteisiä tuloksia ottaen huomioon nykyaikaisille jalostuslajikkeille asetetut korkeat vaatimukset.

Tähän mennessä maailmassa on luotu yli 300 mutanttia maatalouskasvilajiketta.

Joillakin niistä on merkittäviä etuja alkuperäisiin lajikkeisiin verrattuna. Maamme tutkimuslaitoksissa on viime vuosina saatu arvokkaita mutanttimuotoja vehnästä, maissista, soijapavuista ja muista pelto- ja vihanneskasveista.

Evoluutiokäsitteiden kehittäminen. Todisteita evoluutiosta.

Evoluutio on orgaanisen maailman historiallisen kehityksen prosessi.

Tämän prosessin ydin on elävien olentojen jatkuva sopeutuminen erilaisiin ja jatkuvasti muuttuviin ympäristöolosuhteisiin sekä elävien olentojen organisaation monimutkaistuminen ajan myötä. Evoluution aikana jotkut lajit muuttuvat toisiksi.

Tärkeimmät evoluutioteoriassa– ajatus historiallisesta kehityksestä suhteellisen yksinkertaisista elämänmuodoista organisoituneempiin.

Tieteellisen materialistisen evoluutioteorian perustan loi suuri englantilainen luonnontieteilijä Charles Darwin. Ennen Darwinia biologiaa hallitsi pääasiassa väärä käsitys lajien historiallisesta muuttumattomuudesta, että niitä on yhtä paljon kuin Jumalan luomia. Kuitenkin jo ennen Darwinia oivaltavimmat biologit ymmärsivät uskonnollisten luontonäkemysten epäjohdonmukaisuuden, ja jotkut heistä päätyivät spekulatiivisesti evoluutioideoihin.

Näkyvin luonnontieteilijä, Ch.

Darwin oli kuuluisa ranskalainen tiedemies Jean Baptiste Lamarck. Kuuluisassa kirjassaan "Filosophy of Zoology" hän todisti lajien vaihtelevuuden. Lamarck korosti, että lajien pysyvyys on vain näennäinen ilmiö, se liittyy lajien lyhytkestoisuuteen. Lamarckin mukaan korkeammat elämänmuodot kehittyivät alemmista evoluutioprosessissa.

Lamarckin evoluutiooppi ei ollut riittävän vakuuttava eikä saanut laajaa tunnustusta hänen aikalaistensa keskuudessa. Vasta Charles Darwinin erinomaisten teosten jälkeen evoluutioidea hyväksyttiin yleisesti.

Nykytieteellä on monia tosiasioita, jotka todistavat evoluutioprosessin olemassaolon.

Tämä on tietoa biokemiasta, genetiikasta, embryologiasta, anatomiasta, systematiikasta, elämäkerrasta, paleontologiasta ja monilta muilta tieteenaloilta.

Embryologiset todisteet– eläinten alkionkehityksen alkuvaiheiden samankaltaisuus. Tutkiessaan alkion kehitysvaihetta eri selkärankaisten ryhmissä, K. M. Baer havaitsi näiden prosessien samankaltaisuuden eri organismiryhmissä, erityisesti kehityksen alkuvaiheissa. Myöhemmin näiden havaintojen perusteella E.

Haeckel ilmaisee ajatuksen, että tällä samankaltaisuudella on evoluutionaalinen merkitys ja sen pohjalta muotoillaan "biogeneettinen laki" - ontogeneesi on lyhyt heijastus filogeneetistä. Jokainen yksilö omassa kehityksessään (ontogeneesissä) käy läpi esi-isien muotojen alkiovaiheet. Vain selkärankaisen alkion varhaisten kehitysvaiheiden tutkiminen ei anna meille mahdollisuutta määrittää tarkasti, mihin ryhmään ne kuuluvat. Erot muodostuvat myöhemmissä kehitysvaiheissa.

Mitä lähemmäksi ryhmiä tutkitut organismit kuuluvat, sitä kauemmin yhteiset piirteet säilyvät alkion synnyssä.?

Morfologinen– monet muodot yhdistävät useiden suurten systemaattisten yksiköiden ominaisuudet. Erilaisia ​​organismiryhmiä tutkiessa käy ilmi, että ne ovat useissa piirteissä pohjimmiltaan samanlaisia.

Esimerkiksi kaikkien nelijalkaisten eläinten raajan rakenne perustuu viisisormeiseen raajaan. Tämä perusrakenne eri lajeissa muuttuu erilaisten elinolosuhteiden yhteydessä: se on hevoseläimen raaja, joka kävellessä lepää vain yhdellä sormella, ja räpylä merinisäkäs, ja myyrän kaivava raaja ja lepakon siipi.

Yhden suunnitelman mukaan rakennettuja uruja, jotka kehittyvät yksittäisistä alkeista, kutsutaan homologisiksi.

Homologiset elimet eivät voi itsessään toimia todisteena evoluutiosta, mutta niiden läsnäolo osoittaa samanlaisten organismiryhmien alkuperän yhteisestä esi-isästä. Hämmästyttävä esimerkki evoluutiosta on jäännöselinten ja atavismien läsnäolo. Elimiä, jotka ovat menettäneet alkuperäisen toimintansa, mutta jotka ovat pysyneet kehossa, kutsutaan vestigiaaliseksi. Esimerkkejä alkuaineista ovat: ihmisten umpilisäke, joka suorittaa ruoansulatustoimintoa märehtijöiden nisäkkäillä; käärmeiden ja valaiden lantion luut, jotka eivät suorita mitään tehtävää niille; ihmisen häntänikamat, joiden katsotaan olevan kaukaisilla esivanhemmillamme olleet hännän alkeet.

Atavismit ovat esi-isien muodoille ominaisten rakenteiden ja elinten ilmentymiä organismeissa. Klassisia esimerkkejä atavismeista ovat moninänni ja hännän tyyny ihmisissä.

Paleontologinen– monien eläinten fossiilisia jäänteitä voidaan verrata toisiinsa ja havaita yhtäläisyyksiä. Perustuu organismien fossiilisten jäänteiden tutkimukseen ja vertailuun eläviin muotoihin. Niissä on hyvät ja huonot puolensa. Edut sisältävät mahdollisuuden nähdä omakohtaisesti, kuinka tietty organismiryhmä muuttui eri ajanjaksoina.

Haittoja ovat se, että paleontologiset tiedot ovat erittäin epätäydellisiä monista syistä johtuen. Näitä ovat esimerkiksi kuolleiden organismien nopea lisääntyminen raatoa ruokkivien eläinten toimesta; pehmeärunkoiset organismit ovat säilyneet erittäin huonosti; ja lopuksi, että vain pieni osa fossiilisista jäännöksistä löydetään.

Tämän vuoksi paleontologisissa tiedoissa on monia aukkoja, jotka ovat evoluutioteorian vastustajien pääasiallinen kritiikki.

Biogeografinen– eläinten ja kasvien jakautuminen planeettamme pinnalla. Eri maanosien kasviston ja eläimistön vertailu, joka osoittaa, että erot niiden kasviston ja eläimistön välillä ovat sitä suurempia, mitä vanhempi ja vahvempi niiden eristyneisyys toisistaan.

Kuten tiedetään, maankuoren tila muuttuu jatkuvasti, ja maanosien nykyinen sijainti muodostui viime (geologisena) aikana.

Ennen tätä kaikki maanosat lähetettiin ja yhdistettiin yhdeksi mantereeksi.

Mannerten erottaminen tapahtui vähitellen, toiset erosivat aikaisemmin, toiset myöhemmin. Jokainen uusi erittäin organisoitunut laji pyrki leviämään mahdollisimman suurelle alueelle. Korkeammin järjestäytyneiden muotojen puuttuminen millään alueella osoittaa, että tämä alue erottui aikaisemmin kuin jotkut lajit muodostuivat tai ehtivät levitä sinne. Tämä ei sinänsä selitä lajien syntymekanismia, mutta se osoittaa, että eri lajit muodostuivat eri alueilla ja eri aikoina.

Nykyaikaista organismien luokittelua ehdotti Linnaeus kauan ennen Darwinin ehdottamaa evoluutioteoriaa.

Voidaan tietysti olettaa, että kaikki kasvi- ja eläinlajien monimuotoisuus syntyi samanaikaisesti, ja jokainen niistä syntyi toisistaan ​​riippumatta.

Kuitenkin taksonomia, joka perustuu organismien morfologisiin yhtäläisyyksiin, yhdistää ne ryhmiksi. Tällaisten ryhmien (suvut, perheet, lahkot) olemassaolo viittaa siihen, että jokainen taksonominen ryhmä on tulosta eri lajien sopeutumisesta erityisiin ympäristöolosuhteisiin.

Charles Darwinin evoluutiooppi.

Sen tärkeimmät määräykset ja merkitys.
Tyyppi, tyyppikriteerit. Populaatiot.

Evoluution edellytykset eivät sinänsä voi johtaa evoluutioon. Evoluution liikkeellepaneva voima ovat välttämättömiä, jotta evoluutioprosessi voi tapahtua, mikä johtaa sopeutumiseen ja uusien lajien ja muiden taksonien muodostumiseen.

Tällä hetkellä Darwinin luomaa oppia evoluution liikkeellepanevista voimista (taistelusta olemassaolosta ja luonnollisesta valinnasta) on täydennetty uusilla faktoilla modernin genetiikan ja ekologian saavutusten ansiosta.

Taistelu olemassaolosta ja sen muodot

Modernin ekologian käsitteiden mukaan saman lajin yksilöt yhdistyvät populaatioiksi, ja tietyissä ekosysteemeissä esiintyy eri lajien populaatioita.

Yksilöiden suhteita populaatioissa ja muiden lajien populaatioiden yksilöihin sekä ekosysteemien ympäristöolosuhteisiin katsotaan taistelu olemassaolosta.

Darwin uskoi, että taistelu olemassaolosta on seurausta lajien räjähdysmäisestä lisääntymisestä ja liiallisesta määrästä yksilöitä, joilla on rajalliset ravintoresurssit.

Toisin sanoen sana "taistelu" tarkoitti pohjimmiltaan kilpailua ruoasta ylikansoituksen olosuhteissa.

Nykyaikaisten ideoiden mukaan olemassaolotaistelun elementit voivat olla mikä tahansa suhde - sekä kilpailullinen että molempia osapuolia hyödyttävä (jälkeläisten hoito, keskinäinen avunanto). Ylikansoitus ei ole välttämätön edellytys taistelemaan olemassaolosta. Näin ollen olemassaolotaistelu ymmärretään tällä hetkellä laajemmin kuin Darwinin mukaan, eikä se ole pelkistetty kilpailutaisteluksi sanan kirjaimellisessa merkityksessä.

Olemassaolotaistelussa on kaksi päämuotoa: suora taistelu ja epäsuora taistelu.

Suora taistelu- mikä tahansa suhde, jossa populaatioissa samaan tai eri lajiin kuuluvien yksilöiden välillä on jossain määrin fyysinen kosketus.

Tämän taistelun seuraukset voivat olla hyvin erilaisia ​​vuorovaikutuksessa oleville osapuolille. Suora taistelu voi olla joko lajin sisäistä tai lajienvälistä.

Esimerkkejä suorasta lajin sisäisestä kamppailusta voivat olla: vankkuperheiden välinen kilpailu pesimäpaikoista, susien välinen kilpailu saaliista ja urosten välinen kilpailu alueesta.

Tämä on myös poikasten ruokkimista maidolla nisäkkäissä, keskinäistä apua lintujen pesien rakentamisessa, suojaa vihollisilta jne.

Epäsuora taistelu- mikä tahansa suhde eri populaatioihin kuuluvien yksilöiden välillä, jotka käyttävät yhteisiä ruokavaroja, aluetta tai ympäristöolosuhteita ilman suoraa yhteyttä toisiinsa.

Epäsuora torjunta voi olla lajinsisäistä, lajienvälistä ja abioottisten ympäristötekijöiden kanssa.

Esimerkkejä välillisestä kamppailusta voivat olla yksittäisten koivujen välinen suhde tiheässä koivulehtossa (sisäinen taistelu), jääkarhujen ja naalien, leijonien ja hyeenien välinen saaliista sekä valoa ja varjoa rakastavien kasvien välinen suhde (lajien välinen taistelu).

Epäsuoralla torjunnalla tarkoitetaan myös kasvien erilaista vastustuskykyä maaperän kosteuden ja kivennäisaineiden sekä eläinten lämpötilaolosuhteiden suhteen (taistelu abioottisia ympäristötekijöitä vastaan).

Olemassaolon kamppailun tulos on näiden yksilöiden menestys tai epäonnistuminen selviytymisessä ja jälkeläisten jättämisessä, eli luonnonvalinta, samoin kuin muutokset alueilla, muutokset ympäristön tarpeissa jne.

Luonnonvalinta ja sen muodot

Darwinin mukaan luonnollinen valinta ilmaistaan ​​soveltuvimpien yksilöiden ensisijaisessa selviytymisessä ja jälkeläisten jättämisessä sekä huonokuntoisten kuolemassa.

Nykyaikainen genetiikka on laajentanut tätä ajatusta. Populaatioiden genotyyppien monimuotoisuus, joka syntyy evoluution edellytyksistä, johtaa fenotyyppisten erojen ilmaantumiseen yksilöiden välillä. Jokaisen populaation olemassaolotaistelun tuloksena yksilöt, joilla on tietyssä ympäristössä hyödyllisiä fenotyyppejä ja genotyyppejä, selviävät ja jättävät jälkeläisiä.

Näin ollen valinnan toiminta on fenotyyppien erilaistumista (selektiivistä säilymistä) ja adaptiivisten genotyyppien lisääntymistä. Koska valinta tapahtuu fenotyyppien mukaan, tämä määrittää fenotyyppisen (muunnos) vaihtelun merkityksen evoluutiossa.

Modifikaatioiden monimuotoisuus vaikuttaa luonnonvalinnan analysoimien fenotyyppien monimuotoisuuden asteeseen ja mahdollistaa lajin selviytymisen muuttuvissa ympäristöolosuhteissa. Modifikaatiovaihtelu ei kuitenkaan voi olla evoluution edellytys, koska se ei vaikuta populaation geenipooliin.

Luonnonvalinta on suunnattu historiallinen prosessi fenotyyppien erilaistumiseksi (selektiiviseksi säilymiseksi) ja adaptiivisten genotyyppien lisääntymiseksi populaatioissa.

Luonnossa esiintyvien populaatioiden ympäristöolosuhteista riippuen voidaan havaita kaksi luonnonvalinnan päämuotoa: ajaminen ja vakauttaminen.

Ajovalinta toimii ympäristöolosuhteissa, jotka muuttuvat vähitellen tiettyyn suuntaan.

Se säilyttää hyödylliset poikkeavat fenotyypit ja poistaa vanhat ja hyödyttömät poikkeavat fenotyypit. Tässä tapauksessa ominaisuuksien reaktionormin keskiarvo muuttuu ja niiden vaihtelukäyrä muuttuu tiettyyn suuntaan muuttamatta sen rajoja.

Jos valinta toimii tällä tavalla sukupolvien sarjassa (F1 → F2 → F3), se johtaa uuden hahmojen reaktionormin muodostumiseen.

Se ei ole päällekkäinen edellisen reaktionormin kanssa. Tämän seurauksena populaatiossa muodostuu uusia adaptiivisia genotyyppejä. Tämä on syy populaation asteittaiseen muuttumiseen uudeksi lajiksi. Juuri tätä valinnan muotoa Darwin piti evoluution liikkeellepanevana voimana.

Ajovalinnan vaikutuksesta jotkut ominaisuudet voivat kadota uusissa olosuhteissa, kun taas toiset voivat kehittyä ja parantua.

Luonnollisen valinnan yksisuuntainen toiminta johtaa sklerofyyttien juurien pidentymiseen, petoeläinten ja niiden saaliiden näön, kuulon ja hajun lisääntymiseen.

Vakauttava valinta toimii vakioissa ja populaatioille optimaalisissa ympäristöolosuhteissa.

Se säilyttää saman fenotyypin ja poistaa kaikki siitä poikkeavat fenotyypit. Tässä tapauksessa ominaisuuksien reaktionormin keskiarvo ei muutu, mutta niiden vaihtelukäyrän rajat kaventuvat. Näin ollen evoluution edellytysten seurauksena syntyvä genotyyppinen ja fenotyyppinen monimuotoisuus vähenee.

Tämä auttaa lujittamaan aikaisempia genotyyppejä ja säilyttämään olemassa olevat lajit. Tämän valintamuodon tulos on muinaisten (jäänne)organismien nykyinen olemassaolo.

Jäänne(latinasta relictum - loppu) Erilaisia- elävät organismit, jotka ovat säilyneet nykyaikaisessa kasvistossa ja eläimistössä tai tietyllä alueella esi-isien ryhmän jäännöksenä. Menneinä geologisina aikakausina ne olivat laajalle levinneitä ja niillä oli suuri rooli ekosysteemeissä.

Evoluution liikkeellepaneva voima ovat luonnonvalinta ja olemassaolotaistelu.

Olemassaolotaistelussa on kaksi muotoa: suora ja epäsuora taistelu. Luonnossa on kaksi päämuotoa luonnollisella valinnalla: ajaminen ja vakauttaminen.

Evoluutiota ohjaava tekijä Darwinin mukaan

Kaikki arvomme piilee ajatuksissa. Se ei ole tila tai aika, jota emme voi täyttää, vaan se on hän, ajatuksemme.

Oppikaamme ajattelemaan hyvin: tämä on moraalin perusperiaate.

Charles Darwin syntyi kylmänä talvena 1809 Englannissa. Hänen isänsä oli Robert Waring, kuuluisan tiedemiehen ja lahjakkaan runoilijan Erasmus Darwinin poika.

Pikku Charlesin äiti kuoli, kun hän ei ollut edes 8-vuotias.

Pian Charles lähetettiin opiskelemaan alakouluun, ja vuoden kuluttua hänet siirrettiin tohtori Betlerin, lukion johtajan, palvelukseen. C. Darwin opiskeli hyvin keskinkertaisesti, vaikka hänen rakkautensa luontoon "heräsi" hyvin varhain, samoin kuin "elävä" kiinnostus kasvistoa ja eläimistöä kohtaan. Evoluution ohjaava tekijä Darwinin mukaan Hän nautti hyönteisten, erilaisten mineraalien, kukkien ja kuorien keräämisestä.

Valmistuttuaan lukiosta vuonna 1825 nuori Darwin tuli loistavasti Edinburghin yliopistoon. Hän opiskeli siellä vain kaksi vuotta. Epäonnistuneen lääkärin yrittämisen jälkeen Darwin päättää kokeilla pappia. Tätä varten nuori mies saapuu Cambridgeen. Hän suoritti opintonsa erottumatta lainkaan muista opiskelijoista. Häntä houkutteli jotain aivan muuta: luonnontieteilijöiden ja kasvitieteilijöiden seurat, luonnontieteille omistetut retket. Näiden vuosien aikana ilmestyi tiedemiehen ensimmäinen työ, joka sisälsi hänen muistiinpanojaan ja havaintojaan luonnosta.

Vuonna 1831 Darwin aloitti maailmanympärimatkan, jonka aikana hän tutustui 5 vuoden ajan planeetan monimuotoisimpien osien luontoon. Matkojensa aikana tekemiensä havaintojen tuloksena hän kirjoitti useita vulkaanisten saarten ja koralliriuttojen geologisille havainnoille omistettuja teoksia.

He toivat Darwinille mainetta tieteellisissä piireissä.

Vuonna 1839 Darwin meni naimisiin, mikä pakotti hänet jäämään Lontooseen. Charlesin heikko terveys johtaa muuttamiseen Doaneen, missä Darwin jää asumaan loppuelämänsä. Siellä hän kehittää kysymystä lajien alkuperästä ja muotoilee ajatuksen luonnollisesta valinnasta. Evoluution ohjaava tekijä Darwinin mukaan Julkistetaan essee "Lajien alkuperä luonnollisen valinnan keinoin", jossa hänen teoriansa on perusteellisesti todistettu ja kiistaton näyttö on esitetty.

Hänen nimensä on saanut tunnustusta ja mainetta kaikkialla maailmassa. Kaikki myöhemmät Darwinin teokset edustavat hänen opetustensa jatkokehitystä. Esimerkiksi joitain selityksiä ihmisen alkuperästä apinoista.

Levitettyään teoriansa, C. Darwin hän sai työstään useita palkintoja, ja hänestä tuli lukuisten tieteellisten yhdistysten kunniajäsen.

Tiedemies kuoli vuonna 1882 eläessään 74-vuotiaaksi. Darwinin opetus ylisti hänen nimeään vuosisatojen ajan, mikä merkitsi uutta lähestymistapaa ihmiskunnan alkuperäoppiin.

Jotta lasten kasvatus onnistuisi, on välttämätöntä, että heitä kasvattavat ihmiset jatkuvasti kouluttavat itseään.

Evoluution perustekijät- tekijät, jotka muuttavat alleelien ja genotyyppien esiintymistiheyttä populaatiossa (populaation geneettinen rakenne). Evoluution perustekijöitä on useita: mutaatioprosessi, kombinatiivinen vaihtelevuus, populaatioaallot ja geneettinen ajautuminen, eristyneisyys, luonnonvalinta.

Mutaatioprosessi johtaa uusien alleelien (tai geenien) ja niiden yhdistelmien syntymiseen mutaatioiden seurauksena.

Mutaation seurauksena geenin siirtyminen alleelitilasta toiseen (A→a) tai muutos geenissä yleensä (A→C) on mahdollista. Mutaatioprosessilla mutaatioiden satunnaisuudesta johtuen ei ole suuntaa, eikä se ilman muiden evoluutiotekijöiden osallistumista voi ohjata muutoksia luonnollisessa populaatiossa.

Se toimittaa vain alkeellista evoluution materiaalia luonnonvalintaan. Resessiiviset mutaatiot heterotsygoottisessa tilassa muodostavat piilotetun vaihteluvarannon, jota luonnonvalinta voi hyödyntää olemassaolon olosuhteiden muuttuessa.

Kombinatiivinen vaihtelu syntyy sen seurauksena, että jälkeläisissä muodostuu uusia yhdistelmiä jo olemassa olevista geeneistä, jotka on peritty heidän vanhemmiltaan.

Kombinatiivisen vaihtelun syyt ovat: kromosomiristeytys (rekombinaatio); homologisten kromosomien satunnainen segregaatio meioosissa; satunnainen sukusolujen yhdistelmä hedelmöityksen aikana.

Elämän aallot- väestön koon säännölliset ja epäsäännölliset vaihtelut, sekä ylös- että alaspäin.

Väestöaaltojen syyt voivat olla:

• säännölliset muutokset ympäristön ympäristötekijöissä (lämpötilan, kosteuden kausivaihtelut jne.);
• epäsäännölliset muutokset (luonnonkatastrofit);
• uusien alueiden kolonisaatio lajien toimesta (johon liittyy jyrkkä lukumäärän kasvu).

Populaatioaallot toimivat evoluutiotekijänä pienissä populaatioissa, joissa saattaa esiintyä geneettistä ajautumista.

Geneettinen taipumus- satunnainen suuntaamaton muutos alleeli- ja genotyyppitiheydessä populaatioissa. Pienissä populaatioissa satunnaisten prosessien toiminta johtaa havaittaviin seurauksiin. Jos populaatio on pienikokoinen, niin satunnaisten tapahtumien seurauksena jotkut yksilöt geneettisestä rakenteestaan ​​riippumatta voivat jättää jälkeläisiä tai jättää jälkeläisiä, minkä seurauksena joidenkin alleelien esiintymistiheydet voivat muuttua merkittävästi yhden tai useamman sukupolven aikana. .

Näin ollen populaation koon jyrkän pienentyessä (esimerkiksi kausivaihteluiden, ruokaresurssien vähenemisen, tulipalon jne. vuoksi) harvojen eloonjääneiden yksilöiden joukossa voi olla harvinaisia ​​genotyyppejä.

Jos populaation koko tulevaisuudessa palautuu näiden yksilöiden takia, tämä johtaa populaation geenipoolin alleelifrekvenssien satunnaiseen muutokseen. Näin ollen väestöaallot toimivat evoluutiomateriaalin toimittajana.

Eristys johtuu erilaisten tekijöiden ilmaantumisesta, jotka estävät vapaan ylityksen.

Geneettisen tiedon vaihto syntyvien populaatioiden välillä lakkaa, minkä seurauksena näiden populaatioiden geenipoolien alkuperäiset erot lisääntyvät ja jähmettyvät. Eristetyt populaatiot voivat käydä läpi erilaisia ​​evoluutiomuutoksia ja muuttua vähitellen erilaisiksi lajeiksi.

On alueellista ja biologista eristyneisyyttä. Paikallinen (maantieteellinen) eristäytyminen liittyy maantieteellisiin esteisiin ( vesiesteitä, vuoret, aavikot jne.) sekä istuville väestöryhmille ja yksinkertaisesti pitkiä matkoja.

Biologisen eristäytymisen aiheuttavat parittelun ja hedelmöittymisen mahdottomuus (johtuen lisääntymisen ajoituksen, rakenteen tai muiden risteytymistä estävien tekijöiden muutoksista), tsygoottien kuolemasta (sukusolujen biokemiallisista eroista johtuen) ja jälkeläisten hedelmättömyydestä (esim. seurausta heikentyneestä kromosomikonjugaatiosta gametogeneesin aikana).

Eristyksen evoluutionaalinen merkitys on, että se säilyttää ja vahvistaa populaatioiden välisiä geneettisiä eroja.

Edellä käsiteltyjen evoluutiotekijöiden aiheuttamat muutokset geenien ja genotyyppien frekvenssissä ovat satunnaisia ​​ja suuntaamattomia.

Evoluutiota ohjaava tekijä on luonnonvalinta.

Luonnonvalinta- prosessi, jonka seurauksena pääosin populaatiolle hyödyllisiä ominaisuuksia omaavat yksilöt selviytyvät ja jättävät jälkeensä jälkeläisiä. Valinta toimii populaatioissa, sen kohteina ovat yksittäisten yksilöiden fenotyypit. Fenotyyppeihin perustuva valinta on kuitenkin genotyyppien valinta, koska jälkeläisille ei välity ominaisuuksia, vaan geenejä.

Tämän seurauksena populaatiossa niiden yksilöiden suhteellinen lukumäärä kasvaa, joilla on tietty ominaisuus tai laatu. Siten luonnollinen valinta on genotyyppien differentiaalisen (selektiivisen) lisääntymisen prosessi.

Valinnan kohteena ei ole vain ominaisuuksia, jotka lisäävät jälkeläisten jättämisen todennäköisyyttä, vaan myös ominaisuuksia, jotka eivät liity suoraan lisääntymiseen. Joissakin tapauksissa valinnalla voidaan pyrkiä luomaan lajien keskinäisiä sopeutumisia toisiinsa (kasvien kukat ja hyönteiset vierailevat niillä).

Myös yksilölle haitallisia, mutta koko lajin selviytymisen varmistavia merkkejä saattaa ilmaantua (pistävä mehiläinen kuolee, mutta hyökkäämällä vihollista vastaan ​​se pelastaa perheen). Yleensä valinnalla on luova rooli luonnossa, koska suuntaamattomista perinnöllisistä muutoksista kiinnittyvät ne, jotka voivat johtaa uusien yksilöryhmien muodostumiseen, jotka ovat täydellisempiä tietyissä olemassaoloolosuhteissa.

Luonnonvalinnan päämuotoja on kolme: vakauttava, ajava ja häiritsevä.

Vakauttava valinta on tarkoitettu säilyttämään mutaatiot, jotka johtavat pienempään vaihteluun ominaisuuden keskiarvossa.

Toimii suhteellisen tasaisissa ympäristöolosuhteissa, ts. kun taas olosuhteet, jotka johtivat yhden tai toisen merkin (omaisuuden) muodostumiseen, jatkuvat.

Esimerkiksi kukan koon ja muodon säilyttäminen hyönteispölyttämissä kasveissa, koska kukkien on vastattava pölyttävän hyönteisen ruumiin kokoa.

Jäännöslajien suojelu.

Ajovalinnan tavoitteena on säilyttää ominaisuuden keskiarvoa muuttavat mutaatiot. Tapahtuu, kun ympäristöolosuhteet muuttuvat. Populaation yksilöillä on joitain eroja genotyypissä ja fenotyypissä, ja ulkoisen ympäristön pitkäaikaisten muutosten myötä jotkut lajin yksilöt, joilla on jonkin verran poikkeavaa normista, voivat saada etua elämäntoiminnassa ja lisääntymisessä.

Variaatiokäyrä siirtyy uusiin olemassaolon olosuhteisiin sopeutumisen suuntaan. Esimerkiksi hyönteisten ja jyrsijöiden vastustuskyky torjunta-aineille ja mikro-organismien antibioottiresistenssi.

Tai esimerkiksi teollinen melanismi, koivuperhosen värin tummuminen Englannin kehittyneillä teollisuusalueilla. Näillä alueilla puunkuori tummuu ilmansaasteille herkkien jäkäläjen katoamisen vuoksi, ja tummia perhosia näkyy vähemmän puunrungoissa.

Häiritsevä valinta pyrkii säilyttämään mutaatioita, jotka johtavat suurimman poikkeamaan ominaisuuden keskiarvosta.

Epäjatkuva valinta tapahtuu, kun ympäristöolosuhteet muuttuvat siten, että yksilöt, jotka poikkeavat äärimmäisistä normeista, saavat etua. Epäjatkuvan valinnan seurauksena muodostuu populaatiopolymorfismia, ts. useiden jollakin tavalla eroavien ryhmien läsnäolo. Esimerkiksi usein voimakkaat tuulet Valtameren saarilla säilytetään hyönteisiä, joilla on joko hyvin kehittyneet siivet tai alkeelliset siivet.

DARWININ EVOLUUTIOOPETUKSEN PERUSMÄÄRÄYKSET.

Kaikentyyppisiä eläviä olentoja ei ole koskaan luonut kukaan.

Luonnollisesti syntyneet orgaaniset muodot muuttuivat ja paranivat hitaasti ja vähitellen.

Evoluutioprosessi määräytyy olemassaolon olosuhteiden mukaan, ja se ilmenee näihin olosuhteisiin sopeutuneiden lajien muodostumisena.

Evoluutiota ajavat voimat: perinnöllinen vaihtelevuus, olemassaolotaistelu, luonnonvalinta.

Luonnonvalinta on evoluutiota ohjaava tekijä.

Luonnonvalinnan materiaalia tuottaa organismien vaihtelu.

Luonnonvalinta on seurausta olemassaolotaistelusta, joka jakautuu lajinsisäiseen, lajienväliseen ja taisteluun ympäristöolosuhteiden kanssa.

Luonnollisen valinnan tulokset ovat:

― jälkeläisten selviytymisen ja lisääntymisen takaavien mukautusten säilyttäminen;

― ero on yksilöryhmien geneettisen ja fenotyyppisen eron ja uusien lajien muodostumisen prosessi;

― orgaanisen maailman asteittainen kehitys.

EVOLUUTIOTEORIAN MERKITYS LUONNONTIEDELLE.

Evoluutioteoriapaljasti evoluutioprosessin syvät mekanismit , on kerännyt monia tosiasioita ja todisteita elävien organismien kehityksestä,yhdistetty data monista biologisista tieteistä . Darwin merkitsi uuden aikakauden alkua luonnontieteen kehityksessä. Oppi elävien olentojen muuttuvuudesta on aiheuttanutraskas isku metafysiikkaan ja idealismiin antoi materialistisia selityksiä evoluutiosta.

EVOLUUTION KULUTTAVAT VOIMAT: perinnöllisyys, olemassaolotaistelu, vaihtelevuus, luonnonvalinta.

PERINNÖLLISYYS – eliöiden kyky säilyttää tietyt ominaisuudet useiden sukupolvien ajan.

MUUTTUVUUS – eliöiden kyky hankkia uusia ominaisuuksia ja ominaisuuksia useiden sukupolvien aikana ja menettää vanhoja.

Darwin nosti esiinKOLME MUOTOA VARIAATIOT : määrätty, epämääräinen, korrelatiivinen.

● ERITYINEN MUUTTUVUUS (ryhmä, muunnos, fenotyyppinen, ei-perinnöllinen) - tapahtuu jonkin ympäristötekijän vaikutuksesta, joka vaikuttaa tasaisesti kaikkiin lajikkeen, rodun, lajin yksilöihin.

Esimerkki: kehonpainon nousu hyvällä ruokinnassa kaikilla rodun yksilöillä. Muutokset hiusten kasvussa ilmaston vaikutuksesta.

Tämä vaihtelu ei ole perinnöllistä. Muihin ympäristöolosuhteisiin sijoitetuilla jälkeläisillä nämä merkit eivät näy.

● EPÄVARMAA MUUTTUVUUS (yksilöllinen, perinnöllinen) - ilmenee yksilöllisesti jokaisessa yksilössä.

Esimerkki: Yhdestä kasvilajikkeesta syntyy eri kukkavärisiä yksilöitä.

● KORRELATIIVINEN MUUTTUVUUS – muutokset missä tahansa elimessä aiheuttavat muutoksia muissa elimissä.

Esimerkki: Kyyhkyillä, joilla on pitkä nokka, on yleensä pitkät jalat.

PERINNÖLLISYYS JA MUUTTUVUUS ovat evoluution edellytyksiä .

Evoluution liikkeellepaneva voima ovat taistelu olemassaolosta ja luonnonvalinta.

TAISTELU OLEMASSAOLOSTA - mikä tahansa suhde organismin ja elävän, elottoman luonnon tekijöiden välillä (bioottinen ja abioottinen)

Olemassaolotaistelun tulos on vähemmän sopeutuneiden yksilöiden kuolema.

OLEMASSAOLON PUHDISTUSTAISTELMAN TYYPIT :

Lajien välinen 2. Lajien sisäinen 3. Taistele abioottisia tekijöitä vastaan.

● LAJIENVÄLINEN TAISTELU.

- suojaava väritys (sienet väritetään pudonneiden lehtien värin mukaan)

- matkiminen (muodon ja värin samankaltaisuus eri esineiden ja organismien kanssa). Mantsit näyttävät lehdiltä, ​​ja myrkyttömät käärmeet näyttävät myrkyllisiltä.

- erityiset suojaelimet : piikit kaktukselle, neulat siilille.

- uhkaava väritys (kärpäsheltat, ampiaiset).

● LAJIEN SISÄINEN TAISTELU.

Tämä on kilpailuasaman lajin yksilöiden välillä ruokaa, valoa, ilmaa, elintilaa, lisääntymismahdollisuutta .

● ABIOOTTISTEN TEKIJÖIDEN TORJUNTA.

Tämäeliön ja ympäristön välistä suhdetta . Tässä tapauksessa vain ne muodot, jotka ovat paremmin sopeutuneet olosuhteisiin, säilyvät.

Esimerkki : Arktisilla eläimillä on paksu turkki ja paksu rasvakerros.

LUONNOLLINEN VALINTA JOHTAVA ROOLI EVOLUUTIOISSA.

Evoluutio on suunnattu prosessi . On vainYksi suunnattu evoluutiotekijä on luonnonvalinta. Hän on evoluution liikkeellepaneva voima .

Mutaatiot ja seksuaalinen prosessi luoda geneettistä heterogeenisyyttä lajin sisällä (esimerkiksi eriväriset toukat). Heidän toimintansa on suunnatonta. Nämä yksittäiset poikkeamat voivat olla hyödyllisiä, neutraaleja tai haitallisia keholle.

LUONNONVALINTA säilyttää tiettyyn ympäristöön parhaiten sopeutuneita organismeja .

Valintatekijät ovat abioottisten ja bioottisten ympäristöolosuhteiden kompleksi . Näistä olosuhteista riippuen valinta vaikuttaa eri suuntiin ja johtaa erilaisiin evoluutiotuloksiin.

Kohokohta kolme luonnonvalinnan muotoa : ajo, vakauttava, häiritsevä – repivä (ja seksuaalinen).

SEKSUAALIVALINTA edustaa urosten välistä kilpailua lisääntymismahdollisuudesta. Jälkeläiset jäävät aktiiviset, terveet ja vahvat urokset, loput poistetaan lisääntymisestä ja niiden genotyypit katoavat lajin geenipoolista.

SYNTEETTINEN EVOLUUTIOTEORIA.

Synteettinen evoluutioteoria -moderni Darvey alhaisuus - syntyi 40-luvun alussaXXV. Hän edustaakanssataisteluvuonna kehitetty oppi orgaanisen maailman evoluutiosta perustuu modernin genetiikan, ekologian ja klassisen darwinismin tietoihin . Synteettisen teorian kehittämisessäevoluutioon osallistuivat Chetverikov, Timofejev-Ressovsky, Vavilov, Schmalhausen, Gause, Huxley, Haldane ja muut.

SYNTETTISEN EVOLUUTIOTEORIAN PERUSMÄÄRÄYKSET

1. Perinnölliset petokset toimivat evoluution materiaalina nia - mutaatiot (yleensä geneettisiä) ja niiden yhdistelmiä.

2. Evoluution tärkein liikkeellepaneva tekijä on luonnollinen lopullinen valinta , olemassaolotaistelusta.

3. Pienin evoluution yksikkö on väestö .

4. Evoluutio on useimmissa tapauksissa luonteeltaan erilaista eli yhdestä taksonista voi tulla usean tyttären esi-isäne taksonit.

5. Evoluutio on asteittaista ja pitkäkestoista . Vidokoulutus evoluutioprosessin vaiheena edustaa yhden väliaikaisen populaation peräkkäistä korvaamista sarjalla myöhempiä väliaikaisia ​​populaatioita.

6. Laji koostuu useista alisteisista morfologisesti, fysiologisesti, ekologisesti, biokemiallisesti ja geneettisestierinomainen, muttalisääntymisen kannalta eristämättömät yksiköt - alalajit ja populaatiot.

7. Laji on olemassa kokonaisvaltaisena ja suljettuna muodostumana . Tselajin eheys säilyy yksilöiden vaelluksella yhdestäpopulaatiosta toiseen, jossa havaitaan alleelivaihtomi ("geenivirta").

8. Makroevoluutio korkeammalla tasolla kuin lajit (suku, seperhe, joukko, luokka jne.),seuraa mikroevoluution polkua . Toisin sanoen makroevoluutiolle ovat ominaisia ​​samat edellytykset ja liikkeellepaneva voimat kuinmikroevoluutiota varten.

9. Mikä tahansa todellinen (ei esivalmistettu)taksonilla on monofyla looginen alkuperä .

10. Evoluutio on suunnatonta , eli ei menekohti jotain perimmäistä päämäärää.

Tyyppi, sen kriteerit. Populaatio on lajin rakenneyksikkö ja evoluution perusyksikkö. Mikroevoluutio. Uusien lajien muodostuminen. Spesifikaatiomenetelmät. Lajien monimuotoisuuden säilyttäminen biosfäärin kestävyyden perustana

Tyyppi, sen kriteerit

Modernin taksonomian perustaja C. Linnaeus piti lajia morfologisesti samankaltaisten organismien ryhmänä, joka risteytyy vapaasti. Biologian kehittyessä saatiin näyttöä siitä, että lajien väliset erot ovat paljon syvempiä ja vaikuttavat kudosten kemialliseen koostumukseen ja pitoisuuteen, kemiallisten reaktioiden suuntaan ja nopeuteen, elintärkeiden prosessien luonteeseen ja intensiteettiin, kromosomien määrään ja muotoon, eli laji on pienin organismiryhmä, joka kuvastaa niiden läheistä sukua. Lisäksi lajeja ei ole olemassa ikuisesti - ne syntyvät, kehittyvät, synnyttävät uusia lajeja ja katoavat.

Näytä- tämä on kokoelma yksilöitä, jotka ovat rakenteeltaan ja elämänprosessien ominaisuuksiltaan samanlaisia, joilla on yhteinen alkuperä, risteytyvät vapaasti keskenään ja tuottavat hedelmällisiä jälkeläisiä.

Kaikilla saman lajin yksilöillä on sama karyotyyppi ja ne asuvat tietyllä maantieteellisellä alueella luonnossa - alueella

Saman lajin yksilöiden samankaltaisuuden merkkejä kutsutaan tyyppikriteerit. Koska mikään kriteereistä ei ole ehdoton, tyypin määrittämiseksi oikein on käytettävä kriteerijoukkoa.

Lajin pääkriteerit ovat morfologiset, fysiologiset, biokemialliset, ekologiset, maantieteelliset, etologiset (käyttäytymisperusteet) ja geneettiset.

1. Morfologinen- joukko saman lajin organismien ulkoisia ja sisäisiä ominaisuuksia. Vaikka joillakin lajeilla on ainutlaatuisia ominaisuuksia, on usein hyvin vaikeaa erottaa läheisiä lajeja pelkkien morfologisten ominaisuuksien perusteella. Niinpä viime aikoina on löydetty useita samalla alueella eläviä kaksoslajeja, esimerkiksi kotihiiri ja Kurganchik-hiiri, joten ei ole hyväksyttävää käyttää yksinomaan morfologisia kriteerejä lajin määrittämiseen.
2. Fysiologinen- eliöiden elämänprosessien samankaltaisuus, ensisijaisesti lisääntyminen. Se ei myöskään ole universaali, koska jotkut lajit risteytyvät luonnossa ja tuottavat hedelmällisiä jälkeläisiä.
3. Biokemiallinen- kemiallisen koostumuksen ja aineenvaihduntaprosessien samankaltaisuus. Huolimatta siitä, että nämä indikaattorit voivat vaihdella merkittävästi saman lajin eri yksilöiden välillä, ne saavat tällä hetkellä paljon huomiota, koska biopolymeerien rakenteelliset ominaisuudet ja koostumus auttavat tunnistamaan lajit jopa molekyylitasolla ja määrittämään niiden suhteen asteen.
4. Ekologinen- lajien erottelu sen mukaan, kuuluvatko ne tiettyihin ekosysteemeihin ja ekologisiin markkinaraoihin, joita ne käyttävät. Monilla sukulaislajeilla on kuitenkin samanlaisia ​​ekologisia markkinarakoja, joten tätä kriteeriä voidaan käyttää lajin erottamiseen vain yhdessä muiden ominaisuuksien kanssa.
5. Maantieteellinen- kunkin lajin populaation olemassaolo tietyssä biosfäärin osassa - alue, joka eroaa kaikkien muiden lajien alueista. Koska monien lajien levinneisyysalueen rajat ovat yhteneväiset ja on myös joukko kosmopoliittisia lajeja, joiden levinneisyysalue kattaa laajoja alueita, maantieteellinen kriteeri ei myöskään voi toimia "lajin" merkkinä.
6. Geneettinen- kromosomijoukon ominaisuuksien pysyvyys - karyotyyppi - ja DNA:n nukleotidikoostumus saman lajin yksilöissä. Koska ei-homologiset kromosomit eivät voi konjugoitua meioosin aikana, jälkeläiset, jotka ovat risteytyneet eri lajien yksilöistä epätasaisen kromosomijoukon kanssa, eivät joko ilmesty ollenkaan tai eivät ole hedelmällisiä. Tämä luo lajin lisääntymiseristyksen, säilyttää sen eheyden ja varmistaa olemassaolon todellisuuden luonnossa. Tätä sääntöä voidaan rikkoa, jos risteytetään samanlaista alkuperää olevia lajeja samalla karyotyypillä tai esiintyy erilaisia ​​mutaatioita, mutta poikkeus vain vahvistaa yleissääntö, ja lajeja olisi pidettävä vakaina geneettisinä järjestelminä. Geneettinen kriteeri on lajikriteerijärjestelmän tärkein, mutta ei myöskään tyhjentävä.

Kriteerijärjestelmän monimutkaisuudesta huolimatta lajia ei voida esittää ryhmänä kaikilta osin täysin identtisiä eliöitä eli klooneja. Päinvastoin, monille lajeille on ominaista huomattava monimuotoisuus jopa ulkoisissa ominaisuuksissa, koska esimerkiksi joillekin leppäkerttupopulaatioille on ominaista punaisen värin hallitsevuus, kun taas toisille on ominaista musta.

Populaatio on lajin rakenneyksikkö ja evoluution perusyksikkö

On vaikea kuvitella, että todellisuudessa yhden lajin yksilöt jakautuisivat tasaisesti maan pinnalle levinneisyysalueella, koska esimerkiksi järvisammakko asuu pääasiassa melko harvinaisissa seisovissa makeissa vesistöissä, eikä sitä todennäköisesti löydy. pelloilla ja metsissä. Luonnossa esiintyvät lajit jakautuvat useimmiten erillisiin ryhmiin riippuen niiden elinympäristöille sopivien olosuhteiden yhdistelmästä - populaatioista.

Väestö- ryhmä saman lajin yksilöitä, jotka miehittää osan sen levinneisyysalueesta, risteytyy vapaasti keskenään ja on suhteellisen eristetty muista saman lajin yksilöryhmistä enemmän tai vähemmän pitkään.

Populaatioita voidaan erottaa paitsi alueellisesti, ne voivat jopa asua samalla alueella, mutta niillä voi olla eroja ruokatottumuksissa, lisääntymisajoissa jne.

Laji on siis joukko yksilöiden populaatioita, joilla on useita yhteisiä morfologisia, fysiologisia, biokemiallisia ominaisuuksia ja suhteita ympäristöön, jotka asuvat tietyllä alueella ja jotka myös pystyvät risteytymään keskenään muodostaen hedelmällisiä jälkeläisiä, mutta melkein tai ei ollenkaan risteytys muiden saman lajin yksilöiden kanssa.

Lajeissa, joiden levinneisyysalueet ovat laajat ja jotka kattavat alueet, joilla on erilaiset elinolosuhteet, ne erotetaan joskus toisistaan alalaji- suuret populaatiot tai naapuripopulaatioiden ryhmät, joilla on pysyviä morfologisia eroja muihin populaatioihin verrattuna.

Populaatiot eivät ole hajallaan maan pinnalla satunnaisesti, vaan ne on sidottu tiettyihin alueisiin. Kaikkia elottoman luonnon tekijöitä, jotka ovat välttämättömiä tietyn lajin yksilöiden asumiselle, kutsutaan elinympäristö. Pelkät nämä tekijät eivät kuitenkaan välttämättä riitä populaation miehittämiseen tälle alueelle, koska sen on silti oltava tiiviissä vuorovaikutuksessa muiden lajien populaatioiden kanssa, eli sen on oltava tietyssä paikassa elävien organismien yhteisössä - ekologinen markkinarako. Siten Australian pussikarhu koala ei voi olla olemassa ilman pääasiallista ravintolähdetään - eukalyptusta, kun kaikki muut asiat ovat samanlaisia.

Eri lajien populaatiot, jotka muodostavat erottamattoman yhtenäisyyden samoissa elinympäristöissä, tarjoavat yleensä enemmän tai vähemmän suljetun ainekierron ja ovat elementaarisia ekologisia järjestelmiä (ekosysteemejä) - biogeosenoosit.

Kaikista ympäristöolosuhteita koskevista vaatimuksistaan ​​huolimatta saman lajin populaatiot ovat heterogeenisia pinta-alaltaan, lukumäärältään, tiheydeltä ja yksilöiden alueelliselta jakautumiselta ja muodostavat usein pienempiä ryhmiä (perheet, parvet, karjat jne.), sukupuolen, iän, geenipoolin jne. Siksi niiden koko, ikä, sukupuoli, spatiaaliset, geneettiset, etologiset ja muut rakenteet sekä dynamiikka erotetaan toisistaan.

Väestön tärkeitä ominaisuuksia ovat geeniallas- joukko geenejä, jotka ovat ominaisia ​​tietyn populaation tai lajin yksilöille, sekä tiettyjen alleelien ja genotyyppien esiintymistiheys. Saman lajin eri populaatioilla on alun perin erilaiset geenipoolit, koska uusia alueita kolonisoivat yksilöt, joilla on satunnaisia ​​geenejä, ei erityisesti valittuja geenejä. Sisäisten ja ulkoisten tekijöiden vaikutuksesta geenipooli käy läpi vieläkin merkittävämpiä muutoksia: se rikastuu mutaatioiden esiintymisen ja uuden ominaisuuksien yhdistelmän vuoksi ja heikkenee yksittäisten alleelien menetyksen seurauksena kuoleman tai vaeltamisen aikana. tietty määrä yksilöitä.

Uudet ominaisuudet ja niiden yhdistelmät voivat olla hyödyllisiä, neutraaleja tai haitallisia, joten vain tiettyihin ympäristöolosuhteisiin sopeutuneet yksilöt selviävät ja lisääntyvät populaatiossa menestyksekkäästi. Maan pinnan kahdessa eri kohdassa ympäristöolosuhteet eivät kuitenkaan ole koskaan täysin identtisiä, joten muutosten suunta voi jopa kahdessa naapuripopulaatiossa olla täysin päinvastainen tai ne tapahtuvat eri tahtiin. Geenipoolin muutosten tulos on populaatioiden poikkeaminen morfologisten, fysiologisten, biokemiallisten ja muiden ominaisuuksien mukaan. Jos populaatiot ovat myös eristettyjä toisistaan, ne voivat synnyttää uusia lajeja.

Siten esteiden ilmaantuminen saman lajin eri populaatioiden yksilöiden risteykseen, esimerkiksi vuorijonojen muodostumisen, jokien uonten muutosten, lisääntymisajoitusten erojen jne. vuoksi, johtaa siihen tosiasiaan, että että populaatiot hankkivat vähitellen yhä enemmän eroja ja lopulta niistä tulee erilaisia ​​lajeja. Jonkin aikaa näiden populaatioiden rajoilla tapahtuu yksilöiden risteytymistä ja syntyy hybridejä, mutta ajan myötä nämä kontaktit katoavat, eli avoimista geneettisistä järjestelmistä peräisin olevat populaatiot sulkeutuvat.

Huolimatta siitä, että yksilöt ovat ensisijaisesti alttiina ympäristötekijöille, yksittäisen organismin geneettisen koostumuksen muutokset ovat merkityksettömiä ja näkyvät parhaimmillaan vain sen jälkeläisissä. Alalajit, lajit ja suuremmat taksonit eivät myöskään sovellu evoluution alkeisyksiköiden rooliin, koska ne eivät eroa toisistaan ​​morfologisen, fysiologisen, biokemiallisen, ekologisen, maantieteellisen ja geneettisen yhtenäisyyden suhteen, kun taas populaatiot ovat lajin pienimpiä rakenneyksiköitä, jotka kerääntyvät. Useat satunnaiset muutokset, joista pahin eliminoidaan, vastaavat tätä ehtoa ja ovat evoluution perusyksikköjä.

Mikroevoluutio

Populaatioiden geneettisen rakenteen muuttaminen ei aina johda uuden lajin muodostumiseen, vaan voi vain parantaa populaation sopeutumista tiettyihin ympäristöolosuhteisiin, mutta lajit eivät ole ikuisia ja muuttumattomia - ne ovat kehittymiskykyisiä. Tätä elävien olentojen peruuttamattoman historiallisen muutoksen prosessia kutsutaan evoluutioksi. Ensisijaisia ​​evoluutiomuutoksia tapahtuu lajin sisällä populaatiotasolla. Ne perustuvat ennen kaikkea mutaatioprosessiin ja luonnolliseen valintaan, mikä johtaa muutoksiin populaatioiden ja lajin geenipoolissa tai jopa uusien lajien muodostumiseen. Näiden elementaaristen evoluution tapahtumien joukkoa kutsutaan mikroevoluutio.

Populaatioille on ominaista valtava geneettinen monimuotoisuus, joka ei useinkaan ilmene fenotyyppisesti. Geneettinen monimuotoisuus syntyy spontaanin mutageneesin seurauksena, jota tapahtuu jatkuvasti. Useimmat mutaatiot ovat organismille epäsuotuisia ja heikentävät koko populaation elinkelpoisuutta, mutta jos ne ovat resessiivisiä, ne voivat säilyä heterotsygooteissa pitkään. Jotkut mutaatiot, joilla ei ole mukautuvaa arvoa tietyissä olosuhteissa, pystyvät hankkimaan sellaisen arvon tulevaisuudessa tai kun uusia ekologisia markkinarakoja kehitetään, luoden näin perinnöllisen vaihtelun reservin.

Mikroevoluutioprosesseihin vaikuttavat merkittävästi yksilöiden lukumäärän vaihtelut populaatioissa, muuttoliikkeet ja katastrofit sekä populaatioiden ja lajien eristyneisyys.

Uusi laji on evoluution välitulos, mutta ei mitenkään sen tulos, koska mikroevoluutio ei pysähdy siihen - se jatkuu edelleen. Nousevat uudet lajit, jos ominaisuudet yhdistetään onnistuneesti, asuttavat uusia elinympäristöjä ja synnyttävät puolestaan ​​uusia lajeja. Tällaiset läheisesti sukua olevien lajien ryhmät yhdistetään suvuiksi, perheiksi jne. Ylispesifisissä ryhmissä tapahtuvia evoluutioprosesseja kutsutaan jo makroevoluutioksi. Toisin kuin makroevoluutio, mikroevoluutio tapahtuu paljon lyhyemmässä ajassa, kun taas ensimmäinen vaatii kymmeniä ja satoja tuhansia ja miljoonia vuosia, kuten ihmisen evoluutio.

Mikroevoluution tuloksena muodostuu koko maapallolla koskaan ollut ja nyt elävien elävien organismien lajien monimuotoisuus.

Samaan aikaan evoluutio on peruuttamaton, ja jo kadonneita lajeja ei enää esiinny. Nousevat lajit vahvistavat kaikkea evoluutioprosessissa saavutettua, mutta tämä ei takaa, etteikö tulevaisuudessa ilmaantuisi uusia lajeja, jotka sopeutuisivat kehittyneempään ympäristöolosuhteisiin.

Uusien lajien muodostuminen

Laajassa mielessä uusien lajien muodostuminen ei tarkoita vain uuden lajin irtoamista päärungosta tai emolajin hajoamista useiksi tytärlajiksi, vaan myös lajin yleistä kehittymistä yhtenäisenä järjestelmänä. , mikä johtaa merkittäviin muutoksiin sen morforakenneorganisaatiossa. Kuitenkin useammin kuin ei erittely pidetään uusien lajien muodostumisprosessina lajin "sukupuun" haaroittumisen kautta.

Charles Darwin ehdotti perustavanlaatuista ratkaisua lajitteluongelmaan. Hänen teoriansa mukaan saman lajin yksilöiden leviäminen johtaa populaatioiden muodostumiseen, jotka ympäristöolosuhteiden erojen vuoksi ovat pakotettuja sopeutumaan niihin. Tämä puolestaan ​​merkitsee luonnollisen valinnan ohjaaman lajin sisäisen olemassaolotaistelun voimistumista. Tällä hetkellä uskotaan, että olemassaolotaistelu ei ole ollenkaan pakollinen tekijä lajittelussa, vaan päinvastoin, valintapaine useissa populaatioissa saattaa laskea. Erot elinoloissa edistävät eriarvoisuuden syntymistä mukautuvat muutokset lajin populaatioissa, joiden seurauksena on populaatioiden ominaisuuksien ja ominaisuuksien eroavaisuus - eroa.

Erojen kertyminen, edes geneettisellä tasolla, ei kuitenkaan suinkaan riitä uuden lajin syntymiseen. Niin kauan kuin tietyiltä ominaisuuksiltaan erilaiset populaatiot eivät ole vain kosketuksessa, vaan pystyvät myös risteytymään hedelmällisten jälkeläisten muodostumisen kanssa, ne kuuluvat samaan lajiin. Ainoastaan ​​geenien virran mahdottomuus yhdestä yksilöryhmästä toiseen, jopa niitä erottavien esteiden tuhoutuessa, ts. ylittäminen, tarkoittaa uuden lajin muodostumisen monimutkaisimman evoluutioprosessin päättymistä.

Spesiaatio on jatkoa mikroevoluutioprosesseille. On olemassa näkemys, jonka mukaan lajittelua ei voida pelkistää mikroevoluutioon, vaan se edustaa laadullista evoluution vaihetta ja se tapahtuu muiden mekanismien ansiosta.

Spesifikaatiomenetelmät

Spesiaatiossa on kaksi päämenetelmää: allopatinen ja sympatrinen.

Allopatric, tai maantieteellinen erittely on seurausta fyysisten esteiden (vuoristot, meret ja joet) aiheuttamasta populaatioiden alueellisesta erottelusta, joka johtuu niiden ilmaantumisesta tai leviämisestä uusiin elinympäristöihin (maantieteellinen eristyneisyys). Koska tässä tapauksessa erotetun populaation geenipooli poikkeaa merkittävästi äidin geenivarannosta ja sen elinympäristön olosuhteet eivät ole samat kuin alkuperäiset, johtaa tämä ajan myötä eroon ja uuden lajin muodostumiseen. Hämmästyttävä esimerkki maantieteellisestä lajittelusta on peippolajien monimuotoisuus, jonka Charles Darwin löysi matkallaan Beagle-aluksella Galapagossaarilla Ecuadorin rannikon edustalla. Ilmeisesti ainoan Etelä-Amerikan mantereella asuvan peippon yksittäiset yksilöt päätyivät jotenkin saarille, ja olosuhteiden (ensisijaisesti ruoan saatavuus) ja maantieteellisen eristyneisyyden vuoksi ne kehittyivät vähitellen muodostaen ryhmän sukulaislajeja.

Ytimessä sympaattinen, tai biologinen lajike on jonkinlainen lisääntymiseristys, jossa uusia lajeja syntyy alkuperäisen lajin levinneisyysalueella. Edellytys sympatriselle spesiaatiolle on tuloksena olevien muotojen nopea eristäminen. Tämä on nopeampi prosessi kuin allopatinen spesiaatio, ja uudet muodot ovat samanlaisia ​​kuin alkuperäiset esi-isät.

Sympatrinen spesiaatio voi johtua nopeista muutoksista kromosomien koostumuksessa (polyploidisaatio) tai kromosomien uudelleenjärjestelyistä. Joskus uusia lajeja syntyy kahden alkuperäisen lajin hybridisoitumisen seurauksena, kuten esimerkiksi kotimaisessa luumussa, joka on sloen ja kirsikkaluumun hybridi. Joissakin tapauksissa sympatrinen lajittelu liittyy ekologisten markkinarakojen jakautumiseen saman lajin populaatioissa yhdellä alueella tai kausittaiseen eristyneisyyteen - eroavaisuuksiin kasvien lisääntymisen ajoituksessa (erilaiset mäntytyypit Kaliforniassa tuottavat pölyä helmi- ja huhtikuussa) sekä eläinten lisääntymisen ajoitus.

Uusien uusien lajien joukosta vain harvat, parhaiten sopeutuneet, voivat olla olemassa pitkään ja synnyttää uusia lajeja. Useimpien lajien kuoleman syitä ei vielä tunneta, mikä todennäköisesti johtuu äkillisistä ilmastonmuutoksista, geologisista prosesseista ja niiden siirtymisestä sopeutuneempien organismien toimesta. Tällä hetkellä yksi syy merkittävän määrän lajien kuolemaan on ihminen, joka tuhoaa suurimmat eläimet ja kauneimmat kasvit, ja jos 1600-luvulla tämä prosessi alkoi vasta viimeisen kierroksen tuhoamisesta, niin 2000-luvulla yli 10 lajia katoaa joka tunti.

Lajien monimuotoisuuden säilyttäminen biosfäärin kestävyyden perustana

Huolimatta siitä, että eri arvioiden mukaan planeetalla elää 5–10 miljoonaa organismilajia, joita ei ole vielä kuvattu, emme koskaan saa tietää useimpien organismien olemassaolosta, koska noin 50 lajia katoaa Maata joka tunti. Elävien organismien katoaminen tällä hetkellä ei välttämättä liity niiden fyysiseen tuhoamiseen, vaan useammin se johtuu niiden luonnollisten elinympäristöjen tuhoutumisesta ihmisen toiminnan seurauksena. Yksittäisen lajin kuolema ei todennäköisesti aiheuta kohtalokkaita seurauksia biosfäärille, mutta on jo pitkään todettu, että yhden kasvilajin sukupuuttoon kuolee 10–12 eläinlajia, ja tämä on jo uhka molemmille olemassaololle. yksittäisten biogeosenoosien ja globaalin ekosysteemin kannalta yleensä.

Aiempina vuosikymmeninä kertyneet surulliset tosiasiat pakottivat Kansainvälisen luonnon- ja luonnonvarojen suojeluliiton (IUCN) aloittamaan tiedon keräämisen harvinaisista ja uhanalaisista kasvi- ja eläinlajeista vuonna 1949. Vuonna 1966 IUCN julkaisi ensimmäisen Red Book of Facts.

punainen kirja on virallinen asiakirja, joka sisältää säännöllisesti päivitettävää tietoa harvinaisten ja uhanalaisten kasvi-, eläin- ja sienilajien tilasta ja levinneisyydestä.

Tässä asiakirjassa otettiin käyttöön suojeltujen lajien viisitasoinen asema, jossa suojelun ensimmäinen taso sisältää lajit, joiden pelastaminen on mahdotonta ilman erityisiä toimenpiteitä, ja viidenneksi ennallistettu laji, jonka kunto toteutettujen toimenpiteiden ansiosta eivät aiheuta huolta, mutta ne eivät ole vielä teolliseen käyttöön. Tällaisen mittakaavan kehittäminen mahdollistaa ensisijaisten suojelutoimien suuntaamisen erityisesti harvinaisimpiin lajeihin, kuten amuritiikereihin.

Punaisen kirjan kansainvälisen version lisäksi on myös kansallisia ja alueellisia versioita. Neuvostoliitossa punainen kirja perustettiin vuonna 1974, ja Venäjän federaatiossa sen ylläpitomenettelyä säätelevät liittovaltion lait "ympäristönsuojelusta", "villieläimistä" ja Venäjän federaation hallituksen asetus " Venäjän federaation punaisessa kirjassa". Nykyään 610 kasvilajia, 247 eläinlajia, 42 jäkälälajia ja 24 sienilajia on lueteltu Venäjän federaation punaisessa kirjassa. Joidenkin niistä aikoinaan uhanalaisten kannat (majava, biisoni) on jo varsin onnistuneesti palautettu.

Seuraavat eläinlajit ovat suojeltuja Venäjällä: venäläinen piisami, tarbagan (Mongolian murmeli), jääkarhu, valkoihoinen minkki, merisaukko, manul, amuuritiikeri, leopardi, Lumileopardi, merileijona, mursu, hylkeet, delfiinit, valaat, Przewalskin hevonen, villiaasi, vaaleanpunainen pelikaani, flamingo, musta haikara, pieni joutsen, arokotka, merikotka, musta kurkku, siperiankurkku, tautia, pöllö, valkoinen lokki, Välimeren kilpikonna, japanilainen käärme, kyykäärme, ruokokonna, kaspiannahkiainen, kaikentyyppiset sammen kalat, järvilohi, polttarikuoriainen, harvinainen kimalainen, tavallinen Apollo, mantisrapu, tavallinen helmisimpukka jne.

Venäjän federaation punaisen kirjan kasveihin kuuluu 7 lumikellolajia, jotkin koiruoholajit, todellinen ginseng, 7 sinikellotyyppiä, rosoinen tammi, scilla, 11 iirislajia, venäläinen pähkinäriekko, Schrenkin tulppaani, pähkinäkantava lootus, naisten tohveli, ohutlehtinen pioni, höyhenruoho, Julia's primrose, niittylumbago (uniruoho), belladonna belladonna, Pitsunda mänty, marjakuusi, kiinalainen kilpiruoho, järviruoho, pehmeä sfagnum, kihara fila, jne.

Harvinaisia ​​sieniä edustaa kesätryffeli tai venäläinen musta tryffeli, lakattu tinder sieni jne.

Harvinaisten lajien suojeluun liittyy useimmissa tapauksissa niiden tuhoamisen kieltäminen, niiden säilyttäminen keinotekoisissa elinympäristöissä (eläintarhoissa), niiden elinympäristöjen suojelu ja matalalämpöisten geenipankkien luominen.

Tehokkain toimenpide harvinaisten lajien suojelemiseksi on niiden elinympäristöjen suojelu, joka saavutetaan järjestämällä erityisen suojeltujen alueiden verkosto, joilla on liittovaltion erityissuojelualuelain (1995) mukaisesti kansainvälinen liittovaltion, alueellisen tai paikallisen merkityksen. Näitä ovat valtion luonnonsuojelualueet, kansallispuistot, luonnonpuistot, valtion luonnonsuojelualueet, luonnonmonumentit, dendrologiset puistot, kasvitieteelliset puutarhat jne.

Valtion luonnonsuojelualue- tämä on erityisen suojeltu luonnonkompleksi (maa, vesistöjä, pohjamaa, kasvisto ja eläimistö), joilla on ympäristöön liittyvää, tieteellistä, ympäristöllistä ja kasvatuksellista merkitystä esimerkkinä luonnonympäristöstä, tyypillisistä tai harvinaisista maisemista, kasviston ja eläimistön geenivarannon säilyttämispaikoista.

Alueilla, jotka ovat osa kansainvälistä biosfäärialuejärjestelmää, joka harjoittaa globaalia ympäristöseurantaa, on asema valtion luonnon biosfäärialueet. Suojelualue on ympäristö-, tutkimus- ja ympäristöoppilaitos, jonka tavoitteena on säilyttää ja tutkia luonnonprosessien ja -ilmiöiden luonnollista kulkua, kasviston ja eläimistön geenivarastoa, yksittäisiä kasvi- ja eläinlajeja ja -yhteisöjä, tyypillisiä ja ainutlaatuisia ekologisia järjestelmiä.

Tällä hetkellä Venäjällä on noin 100 valtion luonnonsuojelualuetta, joista 19 on biosfääristatus, mukaan lukien Baikalsky, Barguzinsky, Kaukasian, Kedrovaya Pad, Kronotsky, Prioksko-Terrasny jne.

Toisin kuin luonnonsuojelualueet, alueet (vesialueet) kansallispuistot sisältää luonnonkompleksit ja esineet, joilla on erityisiä ympäristö-, historiallisia ja esteettisiä arvoja ja jotka on tarkoitettu käytettäväksi ympäristö-, koulutus-, tiede- ja kulttuuritarkoituksiin sekä säänneltyyn matkailuun. Tämä asema on 39 erityisen suojellulla luonnonalueella, mukaan lukien Trans-Baikalin ja Sotšin kansallispuistot sekä kansallispuistot "Kuurin kynnäs", "Venäjän pohjoinen", "Shushensky Bor" jne.

Luonnonpuistot ovat Venäjän federaation muodostavien yksiköiden lainkäyttövaltaan kuuluvia ympäristöllisiä virkistyslaitoksia, joiden alueet (vesialueet) sisältävät luonnon komplekseja ja esineitä, joilla on merkittäviä ympäristö- ja esteettisiä arvoja ja jotka on tarkoitettu käytettäväksi ympäristö-, koulutus- ja virkistystarkoituksiin.

Valtion luonnonsuojelualueet ovat suojelun tai ennallistamisen kannalta erityisen tärkeitä alueita (vesialueita). luonnolliset kompleksit tai niiden komponentit ja ympäristön tasapainon ylläpitäminen.

Evoluutioideoiden kehittäminen. Charles Darwinin evoluutioteorian merkitys. Evoluution liikkeellepanevien voimien keskinäinen suhde. Luonnollisen valinnan muodot, olemassaolotaistelun tyypit. Synteettinen evoluutioteoria. Evoluution perustekijät. S. S. Chetverikovin tutkimus. Evoluutioteorian rooli nykyaikaisen luonnontieteellisen maailmankuvan muodostumisessa

Evoluutioideoiden kehittäminen

Kaikki orgaanisen maailman syntyä ja kehitystä koskevat teoriat voidaan pelkistää kolmeen pääsuuntaan: kreationismi, transformismi ja evolutionismi. Kreationismi on käsite lajien pysyvyydestä, kun otetaan huomioon orgaanisen maailman monimuotoisuus Jumalan luomana sen seurauksena. Tämä suunta muodostui kristillisen kirkon valta-aseman vakiinnuttua Euroopassa Raamatun teksteihin perustuen. Kreationismin merkittäviä edustajia olivat C. Linnaeus ja J. Cuvier.

"Kasvitieteilijöiden prinssi" C. Linnaeus, joka löysi ja kuvasi satoja uusia kasvilajeja ja loi niiden ensimmäisen harmonisen järjestelmän, väitti kuitenkin, että organismien kokonaismäärä on pysynyt muuttumattomana Maan luomisen jälkeen, eli ne eivät vain näy uudelleen, vaan äläkä katoa. Vasta elämänsä loppupuolella hän tuli siihen tulokseen, että suvut ovat Jumalan työtä, kun taas lajit voivat kehittyä paikallisiin olosuhteisiin sopeutuessa.

Erinomaisen ranskalaisen eläintieteilijän J. Cuvier'n (1769–1832) panos biologiaan perustui lukuisiin paleontologian, vertailevan anatomian ja fysiologian tietoihin. korrelaatioiden oppi- kehon osien väliset suhteet. Tämän ansiosta oli mahdollista rekonstruoida eläimen ulkonäkö yksittäisissä osissa. Paleontologisen tutkimuksen prosessissa J. Cuvier ei kuitenkaan voinut olla kiinnittämättä huomiota sekä fossiilisten muotojen ilmeiseen runsauttamiseen että eläinryhmien voimakkaisiin muutoksiin geologisen historian aikana. Nämä tiedot toimivat muotoilun lähtökohtana katastrofiteorioita, jonka mukaan kaikki tai melkein kaikki maapallon organismit tapettiin toistuvasti ajoittain tapahtuvien luonnonkatastrofien seurauksena, ja sitten planeetta asutteli uudelleen katastrofista selvinneiden lajien avulla. J. Cuvierin seuraajat laskivat jopa 27 tällaista katastrofia maapallon historiassa. Ajatukset evoluutiosta näyttivät J. Cuvierilta eronneelta todellisuudesta.

Kreationismin alkuperäisten lähtökohtien ristiriidat, jotka tulivat yhä ilmeisemmiksi niiden kertyessä tieteellisiä faktoja, toimi lähtökohtana erilaisen näkemysjärjestelmän muodostumiselle - transformismi, tunnustaa lajien todellisen olemassaolon ja niiden historiallisen kehityksen. Tämän suuntauksen edustajat - J. Buffon, I. Goethe, E. Darwin ja E. Geoffroy Saint-Hilaire, koska eivät kyenneet paljastamaan evoluution todellisia syitä, he vähensivät heidät sopeutumiseen ympäristöolosuhteisiin ja hankittujen ominaisuuksien periytymiseen. Transformismin juuret löytyvät antiikin kreikkalaisten ja keskiaikaisten filosofien teoksista, jotka tunnistivat historialliset muutokset orgaanisessa maailmassa. Siten Aristoteles ilmaisi ajatuksen luonnon yhtenäisyydestä ja asteittaisesta siirtymisestä elottomasta luonnosta kasveihin ja niistä eläimiin - "luonnon tikkaat". Hän piti elävien organismien muutosten pääsyynä niiden sisäistä täydellisyyden halua.

Ranskalainen luonnontieteilijä J. Buffon (1707–1788), jonka pääasiallinen elämäntyö oli 36-osainen Natural History, laajensi kreationistien näkemyksen vastaisesti Maan historian ulottuvuuksia 80–90 tuhanteen vuoteen. Samalla hän pani merkille kasviston ja eläimistön yhtenäisyyden sekä mahdollisuuden muuttaa sukulaisorganismeja ympäristötekijöiden vaikutuksesta kesyttämisen ja hybridisaation seurauksena.

Englantilainen lääkäri, filosofi ja runoilija E. Darwin (1731–1802), Charles Darwinin isoisä, uskoi, että orgaanisen maailman historia ulottuu miljoonien vuosien taakse ja eläinmaailman monimuotoisuus on seurausta useiden " luonnolliset” ryhmät, ulkoisen ympäristön vaikutus, liikunta ja liikuntaelimien puute sekä muut tekijät.

E. Geoffroy Saint-Hilaire (1772–1844) piti eläinryhmien rakennesuunnitelman yhtenäisyyttä yhtenä tärkeimmistä todisteista elävän maailman kehityksestä. Toisin kuin edeltäjänsä, hän oli kuitenkin taipuvainen uskomaan, että lajien muutokset eivät johdu ympäristötekijöiden vaikutuksesta aikuisiin yksilöihin, vaan alkioihin.

Huolimatta siitä, että keskustelussa, joka syttyi vuonna 1831 J. Cuvierin ja E. Geoffroy Saint-Hilairen välillä tiedeakatemian raporttien muodossa, selvä etu jäi edellisen puolelle, se oli transformismi, josta tuli evolutionismin edelläkävijä. Evolutionismi(evoluutioteoria, evoluutiooppi) on näkemysjärjestelmä, joka tunnustaa luonnon kehityksen tiettyjen lakien mukaan. Se on biologian teoreettinen huippu, jonka avulla voimme selittää havaitsemiemme elävien järjestelmien monimuotoisuuden ja monimutkaisuuden. Kuitenkin, koska evoluutioopetus kuvaa ilmiöitä, joita on vaikea havaita, se kohtaa merkittäviä vaikeuksia. Joskus evoluutioteoriaa kutsutaan "darwinismiksi" ja se samaistuu Charles Darwinin opetuksiin, mikä on pohjimmiltaan väärin, koska vaikka Charles Darwinin teoria on antanut korvaamattoman panoksen paitsi evoluutioteorian, myös biologian kehitykseen. yleinen (sekä monet muut tieteet), evoluutioteorian perustan loivat muut tiedemiehet, se kehittyy edelleen tähän päivään asti, ja "darwinismilla" on monessa suhteessa vain historiallinen merkitys.

Ensimmäisen evoluutioteorian - lamarckismin - luoja oli ranskalainen luonnontieteilijä J. B. Lamarck (1744–1829). Hän piti evoluution liikkeellepanevana voimana organismien sisäistä täydellisyyden halua. porrastuksen laki, ympäristöolosuhteisiin sopeutuminen pakottaa ne kuitenkin poikkeamaan tästä päälinjasta. Samaan aikaan eläimen elämänprosessissa intensiivisesti käyttämät elimet kehittyvät, ja sille tarpeettomat päinvastoin heikkenevät ja voivat jopa kadota ( elinten harjoittamisen ja harjoittamatta jättämisen laki). Elämän aikana hankitut ominaisuudet pysyvät kiinni ja siirtyvät jälkeläisille. Siten hän selitti vesilintujen varpaiden välisten kalvojen esiintymisen esi-isiensä yrityksillä liikkua vesiympäristössä, ja Lamarckin mukaan kirahvien pitkä kaula on seurausta siitä, että heidän esi-isänsä yrittivät saada lehtiä. puiden latvoista.

Lamarckismin haittoja olivat monien rakennusten teoreettinen luonne sekä oletus Luojan puuttumisesta evoluutioon. Biologian kehitysprosessissa kävi selväksi, että organismien elämän aikana hankkimat yksittäiset muutokset ovat suurimmaksi osaksi fenotyyppisen vaihtelun rajoissa, ja niiden välittäminen on käytännössä mahdotonta. Esimerkiksi saksalainen eläintieteilijä ja evoluutioteoreetikko A. Weismann (1834–1914) katkaisi hiiriltä hännät useiden sukupolvien ajan ja sai jälkeläisiksi aina vain pyrstöjyrsijöitä. Hänen aikalaisensa eivät hyväksyneet J. B. Lamarckin teoriaa, mutta se muodosti vuosisadan vaihteessa perustan ns. uuslamarckismi.

Charles Darwinin evoluutioteorian merkitys

Edellytyksenä Charles Darwinin tunnetuimman evoluutioteorian eli darwinismin luomiselle olivat englantilaisen taloustieteilijän T. Malthusin teoksen "Treatise on Population" julkaiseminen vuonna 1778, geologi Charles Lyellin teos, sanamuoto soluteoria, valinnan menestys Englannissa ja Charlesin omat havainnot Darwin (1809–1882), otettu opintojensa aikana Cambridgessa, luonnontieteilijänä Beaglen retkikunnalla ja sen päättyessä.

Näin ollen T. Malthus väitti, että maapallon väestö kasvaa eksponentiaalisesti, mikä ylittää merkittävästi planeetan kyvyn tarjota sille ruokaa ja johtaa joidenkin jälkeläisten kuolemaan. Charles Darwinin ja hänen kirjoittajansa A. Wallacen (1823–1913) piirtämät rinnakkaukset osoittivat, että luonnossa yksilöt lisääntyvät erittäin nopeasti, mutta populaatioiden koot pysyvät suhteellisen vakioina. Englantilaisen geologin C. Lyellin tutkimus teki mahdolliseksi todeta, että maan pinta ei aina ollut sama kuin nyt ja sen muutokset johtuivat veden, tuulen, tulivuorenpurkausten ja elävien toiminnan vaikutuksesta. eliöt. Charles Darwin itse oli jo opiskeluvuosinaan hämmästynyt kovakuoriaisten äärimmäisestä vaihtelevuusasteesta ja matkoillaan Etelä-Amerikan mannerosan ja läheisten Galapagossaarten kasviston ja eläimistön samankaltaisuudesta ja samalla merkittävästä lajien monimuotoisuus, kuten peippoja ja kilpikonnia. Lisäksi hän pystyi retkillä tarkkailemaan sukupuuttoon kuolleiden jättimäisten nisäkkäiden luurankoja, jotka ovat samanlaisia ​​kuin nykyajan armadilloja ja laiskiaisia, mikä ravisteli merkittävästi hänen uskoaan lajien syntymiseen.

Charles Darwin ilmaisi evoluutioteorian päämääräykset vuonna 1859 Lontoon kuninkaallisen seuran kokouksessa, ja niitä kehitettiin myöhemmin kirjoissa "Lajien alkuperä luonnollisen valinnan keinoin tai suosittujen rotujen säilyttäminen Kamppailu elämästä" (1859), "Muutokset kotieläimissä ja viljelykasveissa" "(1868), "Ihmisen alkuperä ja seksuaalinen valinta" (1871), "Tunteiden ilmentyminen ihmisissä ja eläimissä" (1872) jne. .

Charles Darwinin kehittämä olemus evoluutiokäsitteet voidaan supistaa sarjaan toisistaan ​​johtuvia säännöksiä, joilla on vastaava todiste:

1. Minkä tahansa populaation muodostavat yksilöt tuottavat paljon enemmän jälkeläisiä kuin on tarpeen populaation koon ylläpitämiseksi.
2. Koska kaikentyyppisten elävien organismien elämänresurssit ovat rajalliset, niiden välille syntyy väistämättä taistelu olemassaolosta. Charles Darwin erotti lajinsisäisen ja lajien välisen taistelun sekä taistelun ympäristötekijöitä vastaan. Samalla hän huomautti myös, että kyseessä ei ole vain yksittäisen yksilön kamppailu olemassaolosta, vaan myös jälkeläisten jättämisestä.
3. Olemassaolon taistelun seuraus on luonnonvalinta- vallitseva eloonjääminen ja lisääntyminen eliöissä, jotka vahingossa osoittautuivat parhaiten sopeutuneiksi annettuihin olemassaolo-olosuhteisiin. Luonnonvalinta on monin tavoin samanlainen kuin keinotekoinen valinta, jota ihmiset ovat muinaisista ajoista lähtien käyttäneet uusien kasvilajikkeiden ja kotieläinrotujen jalostukseen. Valitsemalla yksilöitä, joilla on jokin toivottu ominaisuus, ihminen säilyttää nämä ominaisuudet keinotekoisen jalostuksen avulla valikoivan jalostuksen tai pölytyksen avulla. Luonnollisen valinnan erityinen muoto on seksuaalinen valinta ominaisuuksiin, joilla ei yleensä ole suoraa mukautuvaa merkitystä (pitkät höyhenet, suuret sarvet jne.), mutta jotka edistävät lisääntymismenestystä, koska ne tekevät yksilöstä houkuttelevamman vastakkaiselle sukupuolelle tai pelottavammaksi. samaa sukupuolta olevia kilpailijoita.
4. Evoluutiomateriaalina ovat organismien väliset erot, jotka syntyvät niiden vaihtelevuuden seurauksena. Charles Darwin teki eron määrittelemättömän ja määrätyn vaihtelun välillä. Varma(ryhmä)vaihtelu ilmenee kaikissa lajin yksilöissä tasa-arvoisesti tietyn tekijän vaikutuksen alaisena ja häviää jälkeläisissä, kun tämän tekijän vaikutus lakkaa. Epävarma(yksilöllinen) vaihtelevuus ovat muutoksia, jotka tapahtuvat jokaisessa yksilössä ympäristötekijöiden arvojen vaihteluista riippumatta ja välittyvät jälkeläisille. Tällaisella vaihtelulla ei ole mukautuvaa luonnetta. Myöhemmin kävi ilmi, että tietty vaihtelu on ei-perinnöllistä, ja määrittelemätön vaihtelu on perinnöllistä.
5. Luonnonvalinta johtaa viime kädessä yksittäisten eristettyjen lajikkeiden ominaisuuksien eroihin - eroihin ja viime kädessä uusien lajien muodostumiseen.

Charles Darwinin evoluutioteoria ei ainoastaan ​​olettanut lajien synty- ja kehitysprosessia, vaan paljasti myös itse evoluutiomekanismin, joka perustuu luonnollisen valinnan periaatteeseen. Darwinismi kielsi myös evoluution ohjelmoidun luonteen ja oletti sen jatkuvan luonteen.

Samaan aikaan Charles Darwinin evoluutioteoria ei kyennyt vastaamaan useisiin kysymyksiin esimerkiksi geneettisen materiaalin luonteesta ja sen ominaisuuksista, perinnöllisen ja ei-perinnöllisen vaihtelevuuden olemuksesta ja niiden evoluutioroolista. Tämä johti darwinismin kriisiin ja uusien teorioiden syntymiseen: uuslamarckismi, saltationismi, nomogeneesin käsite jne. Uuslamarckismi perustuu J. B. Lamarckin teoriaan hankittujen ominaisuuksien periytymisestä. Saltationismi on näkemysjärjestelmä evoluutioprosessista äkillisinä muutoksina, jotka johtavat uusien lajien, sukujen ja suurempien systemaattisten ryhmien nopeaan syntymiseen. Konsepti nomogeneesi postuloi ohjelmoidun evoluution suunnan ja erilaisten ominaisuuksien kehittymisen sisäisiin lakeihin perustuen. Vain darwinismin ja genetiikan synteesi 1900-luvun 20-30-luvulla pystyi voittamaan ristiriidat, jotka väistämättä syntyivät selitettäessä useita tosiasioita.

Evoluution liikkeellepanevien voimien keskinäinen suhde

Evoluutiota ei voi yhdistää minkään tekijän toimintaan, koska mutaatiot itsessään ovat satunnaisia ​​ja suuntaamattomia muutoksia eivätkä pysty takaamaan yksilöiden sopeutumista ympäristötekijöihin, kun taas luonnonvalinta jo lajittelee nämä muutokset. Samoin valinta itsessään ei voi olla ainoa tekijä evoluutiossa, koska valinta vaatii asianmukaista materiaalia, jota mutaatiot tuottavat.

Voidaan kuitenkin todeta, että mutaatioprosessi ja geenivirta luovat vaihtelua, kun taas luonnollinen valinta ja geneettinen ajautuminen selvittävät tämän variaation. Tämä tarkoittaa, että vaihtelevuutta luovat tekijät käynnistävät mikroevoluutioprosessin ja vaihtelevuutta lajittelevat jatkavat sitä, mikä johtaa uusien varianttien taajuuksien muodostumiseen. Näin ollen populaation sisällä tapahtuva evoluutiomuutos voidaan nähdä tuloksena vastakkaisista voimista, jotka luovat ja lajittelevat genotyyppisen vaihtelun.

Esimerkki mutaatioprosessin ja valinnan välisestä vuorovaikutuksesta on hemofilia ihmisillä. Hemofilia on sairaus, joka johtuu heikentyneestä veren hyytymisestä. Se on aiemmin johtanut kuolemaan lisääntymistä edeltävällä kaudella, koska kaikki pehmytkudosvauriot voivat mahdollisesti johtaa merkittävään verenhukkaan. Tämä sairaus johtuu sukupuolisidonnaisen geenin H (Xh) resessiivisestä mutaatiosta. Naiset kärsivät hemofiliasta erittäin harvoin, he ovat useammin heterotsygoottisia kantajia, mutta heidän poikansa voivat periä taudin. Teoriassa useiden sukupolvien aikana tällaiset miehet kuolevat ennen murrosikää ja vähitellen tämän alleelin pitäisi kadota populaatiosta, mutta tämän taudin esiintymistiheys ei vähene tämän lokuksen toistuvien mutaatioiden vuoksi, kuten tapahtui kuningatar Victoriassa, joka välitti taudin kolmelle sukupolvelle Euroopan kuninkaallisista taloista. Tämän taudin jatkuva esiintymistiheys osoittaa tasapainon mutaatioprosessin ja valintapaineen välillä.

Luonnollisen valinnan muodot, olemassaolotaistelun tyypit

Luonnonvalinta He kutsuvat parhaiten soveltuvien yksilöiden valikoivaa selviytymistä ja jälkeläisten jättämistä ja heikoimmassa kunnossa olevien kuolemaa.

Luonnonvalinnan ydin evoluutioteoriassa on tiettyjen genotyyppien erilaistettu (ei-satunnainen) säilyminen populaatiossa ja niiden selektiivinen osallistuminen geenien siirtymiseen seuraavalle sukupolvelle. Lisäksi se ei vaikuta yhteen ominaisuuteen (tai geeniin), vaan koko fenotyyppiin, joka muodostuu genotyypin vuorovaikutuksen seurauksena ympäristötekijöiden kanssa. Luonnonvalinta tulee olemaan erilainen eri ympäristöolosuhteissa. Tällä hetkellä on olemassa useita luonnonvalinnan muotoja: vakauttava, ajava ja repivä.

Vakauttava valinta tarkoituksena on lujittaa kapea reaktionormi, joka osoittautui suotuisimmaksi tietyissä olosuhteissa. Se on tyypillistä tapauksille, joissa fenotyyppiset ominaisuudet ovat optimaaliset muuttumattomille ympäristöolosuhteille. Silmiinpistävä esimerkki valintaa stabiloivasta vaikutuksesta on lämminveristen eläinten suhteellisen vakion ruumiinlämpötilan säilyttäminen. Erinomainen venäläinen eläintieteilijä I. I. Shmalgauzen tutki tätä valintamuotoa yksityiskohtaisesti.

Ajovalinta syntyy vasteena ympäristöolosuhteiden muutoksiin, joiden seurauksena ominaisuuden keskiarvosta poikkeavat mutaatiot säilyvät, kun taas aiemmin hallitseva muoto tuhoutuu, koska se ei täytä riittävästi uusia olemassaolon ehtoja. Esimerkiksi Englannissa teollisuuden päästöjen aiheuttaman ilmansaasteen seurauksena yleistyivät monin paikoin aiemmin näkemättömät koivuperhoset, joilla oli tummat siivet, jotka linnut eivät näkyneet nokisten koivunrunkojen taustaa vasten. Ajovalinta ei myötävaikuta sen muodon täydelliseen tuhoutumiseen, jota vastaan ​​se toimii, koska hallituksen ja ympäristöjärjestöjen toimenpiteiden seurauksena ilmansaasteiden tilanne on parantunut jyrkästi ja perhosten siipien väri on palannut sen alkuperäinen versio.

Repiminen, tai häiritsevä valinta suosii ominaisuuden äärimmäisten muunnelmien säilymistä ja poistaa välimuotoja, koska esimerkiksi torjunta-aineiden käytön seurauksena ilmaantuu sille vastustuskykyisiä hyönteisryhmiä. Häiritsevä valinta on mekanismissaan stabiloivan valinnan vastakohta. Tämän valintamuodon avulla populaatiossa syntyy useita jyrkästi rajattuja fenotyyppejä. Tätä ilmiötä kutsutaan polymorfismi. Erilaisten muotojen välinen lisääntymiseristys voi johtaa lajitteluun.

Joskus niitä harkitaan myös erikseen epävakauttava valinta, joka säilyttää mutaatiot, jotka johtavat monenlaisiin ominaisuuksiin, esimerkiksi joidenkin meren kivisen surffauksen heterogeenisissä mikroolosuhteissa elävien nilviäisten kuorien väriin ja rakenteeseen. Tämän valintamuodon löysi D.K. Belyaev tutkiessaan eläinten kesyttämistä.

Luonnossa ei ole olemassa minkäänlaista luonnollisen valinnan muotoa puhdas muoto, mutta päinvastoin, niitä on monenlaisia ​​yhdistelmiä, ja ympäristöolosuhteiden muuttuessa jompikumpi niistä nousee esiin ensin. Näin ollen ympäristön muutosten päätyttyä ajovalinta korvataan vakauttavalla valinnalla, joka optimoi yksilöiden ryhmän uusissa olemassaolooloissa.

Luonnonvalintaa tapahtuu eri tasoilla, ja siksi myös yksilö-, ryhmä- ja sukupuolivalinta erotetaan toisistaan. Yksilöllinen valinta eliminoi vähemmän sopeutuneita yksilöitä osallistumasta lisääntymiseen, kun taas ryhmävalinnan tavoitteena on säilyttää piirre, joka ei ole hyödyllinen yksilölle vaan koko ryhmälle. Paineen alla ryhmä valinta voi pyyhkiä pois kokonaisia ​​populaatioita, lajeja ja suurempia organismiryhmiä jättämättä jälkeläisiä. Toisin kuin yksilövalinta, ryhmävalinta vähentää muotojen monimuotoisuutta luonnossa.

Seksuaalinen valinta suoritetaan yhden sukupuolen sisällä. Se edistää sellaisten ominaisuuksien kehittymistä, jotka takaavat onnistumisen suurimman jälkeläisen jättämisessä. Tämän luonnollisen valinnan muodon ansiosta on kehittynyt sukupuolinen dimorfismi, joka ilmenee riikinkukon hännän koosta ja väristä, peuran sarvista jne.

Luonnonvalinta on tulos taistelu olemassaolosta perustuu perinnölliseen vaihteluun. Olemassaolotaistelu ymmärretään kokonaisuutena omien ja muiden lajien yksilöiden sekä abioottisten ympäristötekijöiden välisten suhteiden kokonaisuutena. Nämä suhteet määräävät tietyn yksilön onnistumisen tai epäonnistumisen selviytymisessä ja jälkeläisten tuottamisessa. Olemassaolon syynä on ylimääräisen yksilömäärän ilmaantuminen suhteessa käytettävissä oleviin resursseihin. Näihin suhteisiin tulee kilpailun lisäksi sisältyä myös keskinäinen auttaminen, mikä lisää yksilöiden selviytymismahdollisuuksia.

Vuorovaikutus ympäristötekijöiden kanssa voi myös johtaa valtaosan yksilöiden kuolemaan esimerkiksi hyönteisissä, joista vain pieni osa selviää talvesta.

Synteettinen evoluutioteoria

Genetiikan menestys 1900-luvun alussa, esimerkiksi mutaatioiden löytäminen, viittasi siihen, että perinnölliset muutokset organismien fenotyypissä tapahtuvat äkillisesti eivätkä muodostu pitkän ajan kuluessa, kuten evoluutioteoria olettaa. Charles darwin. Jatkotutkimukset populaatiogenetiikan alalla johtivat kuitenkin 1900-luvun 20–50-luvulla uudenlaisen evoluutionäkemysten järjestelmän muotoiluun - synteettinen evoluutioteoria. Sen luomiseen antoivat merkittävän panoksen eri maiden tutkijat: Neuvostoliiton tiedemiehet S. S. Chetverikov, I. I. Shmalgauzen ja A. N. Severtsov, englantilainen biokemisti ja geneetikko D. Haldane, amerikkalaiset geneetikko S. Wright ja F. Dobzhansky, evolutionisti D. Huxley, paleontologi D. Simpson ja eläintieteilijä E. Mayr.

Synteettisen evoluutioteorian perussäännöt:

1. Evoluution perusmateriaali on populaation yksilöiden perinnöllinen vaihtelevuus (mutaatio ja kombinatiivinen).
2. Evoluution perusyksikkö on populaatio, jossa kaikki evoluution muutokset tapahtuvat.
3. Alkuperäinen evoluutioilmiö on populaation geneettisen rakenteen muutos.
4. Evoluution perustekijät - geneettinen ajautuminen, elämän aallot, geenivirtaus - ovat luonteeltaan suuntaamattomia, satunnaisia.
5. Ainoa suuntaava tekijä evoluutiossa on luonnollinen valinta, joka on luonteeltaan luova. Luonnonvalinta voi olla vakauttava, ajava ja häiritsevä.
6. Evoluutio on luonteeltaan erilaista, eli yhdestä taksonista voi syntyä useita uusia taksoneja, kun taas jokaisella lajilla on vain yksi esi-isä (laji, populaatio).
7. Evoluutio on asteittaista ja jatkuvaa. Spesiaatio evoluutioprosessin vaiheena on yhden populaation peräkkäistä korvaamista joukolla muita väliaikaisia ​​populaatioita.
8. Evoluutioprosessia on kahdenlaisia: mikroevoluutio ja makroevoluutio. Makroevoluutiolla ei ole omia erityismekanismeja ja se tapahtuu vain mikroevoluutiomekanismien ansiosta.
9. Mikä tahansa systemaattinen ryhmä voi joko kukoistaa (biologinen kehitys) tai kuolla pois (biologinen regressio). Biologinen edistyminen tapahtuu organismien rakenteen muutoksilla: aromorfoosilla, idioadaptaatioilla tai yleisellä rappeutumisella.
10. Evoluution tärkeimmät lait ovat sen peruuttamaton luonne, elämänmuotojen asteittainen monimutkaisuus ja lajien sopeutumiskyvyn kehittyminen ympäristöönsä. Samaan aikaan evoluutiolla ei ole perimmäistä päämäärää, eli prosessi on suunnaton.

Huolimatta siitä, että evoluutioteoriaa on viime vuosikymmeninä rikastettu läheisten tieteiden - genetiikan, valinnan jne. - tiedolla, se ei silti ota huomioon useita näkökohtia, esimerkiksi suunnattuja muutoksia perinnöllisissä materiaaleissa, joten tulevaisuudessa on mahdollista luoda uusi evoluutiokäsite, joka korvaa synteettisen teorian.

Evoluution perustekijät

Synteettisen evoluutioteorian mukaan elementaarinen evoluutioilmiö muodostuu populaation geneettisen koostumuksen muutoksesta ja geenipoolien muutoksiin johtavat tapahtumat ja prosessit ovat ns. evoluution perustekijät. Näitä ovat mutaatioprosessi, populaatioaallot, geneettinen ajautuminen, eristäminen ja luonnonvalinta. Luonnonvalinnan poikkeuksellisen merkityksen vuoksi evoluutiossa sitä tarkastellaan erikseen.

Mutaatioprosessi joka on yhtä jatkuvaa kuin evoluutio itse, ylläpitää populaation geneettistä heterogeenisuutta, koska uusia ja uusia geenivariantteja ilmaantuu. Mutaatiot, jotka syntyvät ulkoisten ja sisäisten tekijöiden vaikutuksesta, luokitellaan geeni-, kromosomaalisiin ja genomiin.

Geenimutaatiot esiintyy tiheydellä 10 -4 -10 -7 sukusolua kohden, mutta koska ihmisissä ja useimmissa korkeammissa organismeissa geenien kokonaismäärä voi nousta useisiin kymmeniin tuhansiin, on mahdotonta kuvitella, että kaksi organismia ovat ehdottomasti identtinen. Useimmat syntyvät mutaatiot ovat resessiivisiä, varsinkin kun hallitsevat mutaatiot ovat välittömästi luonnollisen valinnan alaisia. Resessiiviset mutaatiot luovat juuri tuon perinnöllisen vaihtelevuuden reservin, mutta ennen kuin ne ilmenevät fenotyypissä, niiden on vakiinnutettava monissa yksilöissä heterotsygoottisessa tilassa populaation vapaan risteytymisen vuoksi.

Kromosomimutaatiot jotka liittyvät kromosomin osan (koko kromosomin) katoamiseen tai siirtymiseen toiseen, ovat myös melko yleisiä erilaisia ​​organismeja Esimerkiksi joidenkin rottalajien välinen ero on yksi kromosomipari, mikä vaikeuttaa niiden ylittämistä.

Genomiset mutaatiot, jotka liittyvät polyploidisaatioon, johtavat myös vastasyntyneen populaation lisääntymiseen eristäytymiseen tsygootin ensimmäisen jakautumisen mitoosihäiriöiden vuoksi. Siitä huolimatta ne ovat melko yleisiä kasveissa ja ne voivat kasvaa arktisilla ja alppiniityillä, koska ne kestävät paremmin ympäristötekijöitä.

Kombinatiivinen vaihtelevuus, joka varmistaa uusien geenien yhdistämisvarianttien syntymisen genotyypissä ja lisää siten uusien fenotyyppien syntymisen todennäköisyyttä, edistää myös evoluutioprosesseja, koska pelkästään ihmisillä kromosomiyhdistelmien varianttien lukumäärä on 2 23, eli jo olemassa olevan organismin kaltaisen organismin ilmaantuminen on lähes mahdotonta.

Väestön aallot. Päinvastainen tulos (geenikoostumuksen ehtyminen) johtuu usein luonnollisissa populaatioissa esiintyvien organismien lukumäärän vaihteluista, jotka joissakin lajeissa (hyönteiset, kalat jne.) voivat muuttua kymmeniä tai satoja kertoja - väestön aallot, tai "elämän aallot". Populaatioiden yksilöiden lukumäärän kasvu tai väheneminen voi olla joko määräajoin, niin ei-jaksollinen. Ensimmäiset ovat kausiluonteisia tai monivuotisia, kuten muuttolintujen vaellukset tai dafnioiden lisääntyminen, joilla on keväällä ja kesällä vain naarasyksityiskohtia, ja syksyllä urokset ilmestyvät sukupuoliseen lisääntymiseen välttämättöminä. Epäkausittaiset lukumäärän vaihtelut johtuvat usein ravinnon määrän voimakkaasta kasvusta suotuisana vuonna, elinympäristön häiriöistä sekä tuholaisten tai petoeläinten lisääntymisestä.

Koska populaation palautuminen johtuu pienestä määrästä yksilöitä, joilla ei ole koko alleelisarjaa, uusilla ja alkuperäisillä populaatioilla on erilaiset geneettiset rakenteet. Geenien esiintymistiheyden muutosta populaatiossa satunnaistekijöiden vaikutuksesta kutsutaan geneettinen taipumus, tai geneettis-automaattiset prosessit. Sitä esiintyy myös uusien alueiden kehittymisen aikana, koska ne vastaanottavat erittäin rajoitetun määrän tietyn lajin yksilöitä, mikä voi synnyttää uuden populaation. Siksi näiden yksilöiden genotyypit ( perustajavaikutus). Geneettisen ajautumisen seurauksena syntyy usein uusia homotsygoottisia muotoja (mutanttialleeleille), jotka voivat osoittautua adaptiivisesti arvokkaiksi ja jotka myöhemmin poimitaan luonnollisella valinnalla.

Näin ollen Amerikan mantereen intiaaniväestössä ja lapissa I-veriryhmän (0) osuus on erittäin korkea, kun taas ryhmät III ja IV ovat erittäin harvinaisia. Todennäköisesti ensimmäisessä tapauksessa populaation perustajat olivat yksilöitä, joilla ei ollut IB-alleelia tai se katosi valintaprosessin aikana.

Tiettyyn pisteeseen asti alleelien vaihto tapahtuu naapuripopulaatioiden välillä eri populaatioiden yksilöiden risteytyksen seurauksena - geenivirtaa, joka vähentää yksittäisten populaatioiden välistä eroa, mutta eristyneisyyden ilmaantuessa se pysähtyy. Pohjimmiltaan geenivirtaus on viivästynyt mutaatioprosessi.

Eristys. Kaikki muutokset populaation geneettisessä rakenteessa on korjattava, minkä ansiosta se tapahtuu eristäytyminen- sellaisten (maantieteellisten, ympäristöllisten, käyttäytymiseen, lisääntymiseen liittyvien jne.) esteiden syntyminen, jotka vaikeuttavat ja tekevät mahdottomaksi eri populaatioihin kuuluvien yksilöiden risteyttämisen. Vaikka eristäminen itsessään ei luo uusia muotoja, se säilyttää kuitenkin geneettiset erot luonnonvalinnan vaikutuksen alaisena olevien populaatioiden välillä. Eristystä on kaksi: maantieteellinen ja biologinen.

Maantieteellinen eristyneisyys syntyy alueen jakamisesta fyysisillä esteillä (vesiesteet maaeliöille, maa-alueet vesilajeille, korkeiden alueiden ja tasankojen vuorottelu); Tätä helpottaa istuva tai kiinnittyvä (kasveissa) elämäntapa. Joskus maantieteellisen eristyneisyyden syynä voi olla lajin levinneisyysalueen laajentuminen ja sen populaatioiden sukupuutto välialueilla.

Biologinen eristäminen on seurausta tietyistä saman lajin organismien eroista, jotka jotenkin estävät vapaan risteytymisen. Biologista eristystä on useita: ympäristöllinen, kausiluonteinen, etologinen, morfologinen ja geneettinen. Ympäristöeristys saavutetaan jakamalla ekologisia markkinarakoja (esimerkiksi suosimalla tiettyjä elinympäristöjä tai ravintotyyppejä, kuten kuusen ja mäntyristikkö). Kausiluonteinen(tilapäinen) eristäminen havaitaan, jos saman lajin yksilöt lisääntyvät eri aikoina (eri silakkakannat). Etologinen eristäytyminen riippuu käyttäytymisen ominaisuuksista (seurustelurituaalin piirteet, väritys, eri populaatioiden naisten ja miesten "laulu". klo morfologinen eristäminen Ylityksen esteenä on sukuelinten rakenteen tai jopa kehon koon eroavaisuus (pekingilainen ja tanskandoggi). Geneettinen eristäminen sillä on suurin vaikutus ja se ilmenee sukusolujen yhteensopimattomuudessa (tsygootin kuolema hedelmöityksen jälkeen), steriiliydessä tai hybridien elinkelpoisuuden heikkenemisessä. Syynä tähän ovat kromosomien lukumäärän ja muodon erityispiirteet, joiden seurauksena täydellinen solun jakautuminen (mitoosi ja meioosi) tulee mahdottomaksi.

Häiritsemällä populaatioiden välistä vapaata risteytymistä eristäminen vahvistaa niissä niitä eroja, jotka syntyivät genotyyppitasolla mutaatioiden ja lukumäärän vaihteluiden vuoksi. Tässä tapauksessa jokainen populaatio on luonnonvalinnan toiminnan alainen toisista erillään, ja tämä johtaa lopulta eroon.

Luonnonvalinnan luova rooli evoluutiossa

Luonnonvalinta toimii eräänlaisena "seulana", joka lajittelee genotyypit niiden sopivuusasteen mukaan. Charles Darwin kuitenkin korosti, että valinta ei ole pelkästään eikä niinkään pyritä säilyttämään yksinomaan parasta, vaan poistamaan pahimpia, eli se mahdollistaa monivarianssin säilyttämisen. Luonnollisen valinnan tehtävä ei rajoitu tähän, sillä se varmistaa sopeutuneiden genotyyppien lisääntymisen ja määrää siten evoluution suunnan laskeen johdonmukaisesti satunnaisia ​​ja lukuisia poikkeamia. Luonnonvalinnalla ei ole erityistä tavoitetta: saman materiaalin perusteella (perinnöllinen vaihtelu) eri olosuhteissa voidaan saada erilaisia ​​tuloksia.

Tässä suhteessa tarkasteltavana olevaa evoluutiotekijää ei voi verrata marmorilohkareita leikkaavan kuvanveistäjän työhön, vaan se toimii kuin ihmisen kaukainen esi-isä, joka tekee työkalun kivenpalasta, kuvittelematta lopputulosta, joka ei riipu vain kiven luonteesta ja muodosta, vaan myös iskun voimakkuudesta, suunnasta jne. Epäonnistumisen sattuessa valinta kuitenkin hylkää "väärän" muodon, kuten humanoidi.

Valinnan hinta on tapahtuma geneettinen kuorma, eli mutaatioiden kerääntyminen populaatioon, joka voi ajan myötä tulla vallitsevaksi useimpien yksilöiden äkillisen kuoleman tai pienen määrän muuttamisen vuoksi.

Luonnonvalinnan paineen alla ei vain muodostu lajien monimuotoisuutta, vaan myös niiden organisoitumistaso nousee, mukaan lukien niiden monimutkaistuminen tai erikoistuminen. Toisin kuin keinotekoinen valinta, jonka ihmiset suorittavat vain taloudellisesti arvokkaiden ominaisuuksien vuoksi, usein sopeutumisominaisuuksien kustannuksella, luonnollinen valinta ei voi osallistua tähän, koska mikään luonnossa tapahtuva sopeutuminen ei voi kompensoida elinkelpoisuuden heikkenemisestä aiheutuvaa haittaa. väestö.

S. S. Chetverikovin tutkimus

Moskovan eläintieteilijä S. S. Chetverikov (1880–1959) otti yhden tärkeän askeleen kohti darwinismin ja genetiikan yhteensovittamista. Hän osoitti hedelmäkärpäsen Drosophilan luonnollisten populaatioiden geneettistä koostumusta koskevan tutkimuksen tulosten perusteella, että ne kantavat monia resessiivisiä mutaatioita heterotsygoottisessa muodossa, jotka eivät loukkaa fenotyyppistä yhtenäisyyttä. Useimmat näistä mutaatioista ovat keholle epäsuotuisia ja aiheuttavat ns geneettinen kuorma, mikä vähentää koko väestön sopeutumiskykyä ympäristöönsä. Jotkut mutaatiot, joilla ei ole adaptiivista merkitystä tietyllä hetkellä lajin kehityksessä, voivat saada tietyn arvon myöhemmin, ja näin ollen perinnöllisen vaihtelun reservi. Tällaisten mutaatioiden leviäminen populaation yksilöiden kesken peräkkäisten vapaiden risteytysten seurauksena voi lopulta johtaa niiden siirtymiseen homotsygoottiseen tilaan ja ilmenemiseen fenotyypissä. Jos tämä merkin tila on hiustenkuivaaja- on mukautuva, niin muutaman sukupolven kuluttua se syrjäyttää kokonaan hallitsevan feenin kantajineen populaatiosta, joka on vähemmän sopiva tiettyihin olosuhteisiin. Siten tällaisten evoluutiomuutosten vuoksi vain resessiivinen mutanttialleeli säilyy ja sen hallitseva alleeli katoaa.

Yritetään todistaa tämä konkreettinen esimerkki. Mitä tahansa populaatiota tutkiessa voi havaita, että sen fenotyyppinen, myös genotyyppinen rakenne voi pysyä muuttumattomana pitkään vapaan risteytymisen vuoksi tai panmixia diploidisia organismeja.

Tämä ilmiö on kuvattu laissa Hardy-Weinberg, jonka mukaan diploidisten organismien alleelien ja genotyyppien esiintymistiheydet eivät muutu useiden sukupolvien aikana ideaalipopulaatiossa, jonka koko on rajoittamaton .

Esimerkiksi populaatiossa tiettyä ominaisuutta koodaavat kaksi saman geenin alleelia - hallitseva ( A) ja resessiivinen ( A). Dominoivan alleelin taajuus on merkitty R ja resessiivinen - q. Näiden alleelien frekvenssien summa on 1: s + q= 1. Siksi, jos tiedämme hallitsevan alleelin taajuuden, voimme määrittää resessiivisen alleelin taajuuden: q = 1 – s. Itse asiassa alleelien taajuudet ovat yhtä suuria kuin vastaavien sukusolujen muodostumisen todennäköisyys. Sitten tsygoottien muodostumisen jälkeen genotyyppitaajuudet ensimmäisessä sukupolvessa ovat:

(pA + qa) 2 = s 2 A.A. + 2pqAa + q 2 aa = 1,

Missä s 2 A.A.- hallitsevien homotsygoottien esiintymistiheys;

2pqAa- heterotsygoottien esiintymistiheys;

q 2 aa- resessiivisten homotsygoottien esiintymistiheys.

On helppo laskea, että seuraavien sukupolvien aikana genotyyppien esiintymistiheydet pysyvät samoina, mikä ylläpitää populaation geneettistä monimuotoisuutta. Mutta luonnossa ei ole ihanteellisia populaatioita, ja siksi niissä mutanttialleelit eivät voi vain säilyä, vaan myös levitä ja jopa korvata aiemmin yleisempiä alleeleja.

S. S. Chetverikov ymmärsi selvästi, että luonnonvalinta ei vain poista yksittäisiä vähemmän menestyviä piirteitä ja vastaavasti niitä koodaavia alleeleja, vaan vaikuttaa myös koko geenikompleksiin, joka vaikuttaa tietyn geenin ilmenemiseen fenotyypissä, tai genotyyppinen ympäristö. Genotyyppiympäristönä koko genotyyppiä pidetään tällä hetkellä joukkona geenejä, jotka voivat tehostaa tai heikentää tiettyjen alleelien ilmenemistä.

Evoluutioopetuksen kehittämisessä yhtä tärkeitä ovat S. S. Chetverikovin tutkimukset väestödynamiikan, erityisesti "elämän aaltojen" tai väestöaaltojen alalla. Opiskelijana hän julkaisi vuonna 1905 artikkelin soihdutusmahdollisuuksista massalisäystä hyönteisiä ja niiden määrän yhtä nopea lasku.

Evoluutioteorian rooli nykyaikaisen luonnontieteellisen maailmankuvan muodostumisessa

Evoluutioteorian merkitystä biologian ja muiden luonnontieteiden kehityksessä tuskin voi yliarvioida, sillä se selitti ensimmäisenä planeettamme elämän historiallisen kehityksen olosuhteet, syyt, mekanismit ja tulokset, eli se antoi materialistinen selitys orgaanisen maailman kehityksestä. Lisäksi luonnonvalinnan teoria oli ensimmäinen aidosti tieteellinen biologisen evoluution teoria, koska Charles Darwin ei luotuaan spekulatiivisiin rakenteisiin luottanut, vaan lähti omiin havaintoihinsa ja luotti elävien organismien todellisiin ominaisuuksiin. Samalla hän rikasti biologisia työkaluja historiallisella menetelmällä.

Evoluutioteorian muotoilu ei vain aiheuttanut kiivasta tieteellistä keskustelua, vaan antoi myös sysäyksen sellaisten tieteiden kuin yleisen biologian, genetiikan, valinnan, antropologian ja useiden muiden tieteiden kehitykselle. Tässä suhteessa ei voi muuta kuin yhtyä väitteeseen, jonka mukaan evoluutioteoria kruunasi biologian kehityksen seuraavan vaiheen ja siitä tuli sen edistymisen lähtökohta 1900-luvulla.

Todisteita elävän luonnon kehityksestä. Evoluution tulokset: eliöiden sopeutumiskyky ympäristöönsä, lajien monimuotoisuus

Todisteita villieläinten kehityksestä

Biologian eri aloilla, jo ennen Charles Darwinia ja hänen evoluutioteoriansa julkaisemisen jälkeen, saatiin koko joukko todisteita sen tueksi. Tätä todistetta kutsutaan todisteita evoluutiosta. Useimmin mainittuja ovat paleontologiset, biomaantieteelliset, vertailevat embryologiset, vertailevat anatomiset ja vertailevat biokemialliset todisteet evoluutiosta, vaikka taksonomiatietoja sekä kasvien ja eläinten valintaa ei voida jättää huomiotta.

Paleontologiset todisteet perustuu organismien fossiilisten jäänteiden tutkimukseen. Näitä ovat paitsi hyvin säilyneet jäässä jäätyneet tai meripihkaan suljetut organismit, myös happamista turvesuoista löydetyt ”muumiot” sekä sedimenttikivissä säilyneet organismien ja fossiilien jäänteet. Muinaisissa kivissä yksinkertaisempia eliöitä kuin myöhemmissä kerroksissa ja sitä tosiasiaa, että yhdeltä tasolta löydetyt lajit katoavat toiselta, pidetään yhtenä merkittävimmistä evoluution todisteista ja selittyy lajien syntymisellä ja sukupuutolla vastaavilla aikakausilla. ympäristöolosuhteiden muutoksiin.

Huolimatta siitä, että fossiilisia jäänteitä on toistaiseksi löydetty vähän ja monet fragmentit puuttuvat fossiiliaineistosta orgaanisten jäänteiden alhaisen säilymisen todennäköisyyden vuoksi, on edelleen löydetty organismimuotoja, joissa on merkkejä sekä evoluutionaalisesti muinaisemmista että nuoremmista ryhmistä. organismeista. Tällaisia ​​organismien muotoja kutsutaan siirtymämuodot. Merkittäviä siirtymämuotojen edustajia, jotka kuvaavat siirtymistä kaloista maaselkärankaisiin, ovat lohkoeväkalat ja stegokefalit, ja Archeopteryx on tietyllä paikalla matelijoiden ja lintujen välissä.

Rivejä fossiilisia muotoja, jotka ovat johdonmukaisesti yhteydessä toisiinsa evoluutioprosessissa paitsi yleisten myös erityisten rakenteellisten piirteiden kautta, kutsutaan nimellä fylogeneettinen sarja. Niitä voivat edustaa fossiiliset jäännökset eri mantereilta, ja ne väittävät olevansa enemmän tai vähemmän täydellisiä, mutta niiden tutkiminen on mahdotonta ilman vertailua eläviin muotoihin evoluutioprosessin etenemisen osoittamiseksi. Klassinen esimerkki filogeneettisestä sarjasta on hevosen esi-isien evoluutio, jota tutki evolutionaarisen paleontologian perustaja V. O. Kovalevsky.

Biogeografiset todisteet. Biogeografia miten tiede tutkii lajien, sukujen ja muiden elävien organismien ryhmien sekä niiden yhteisöjen leviämis- ja leviämismalleja planeettamme pinnalla.

Missään maan pinnan osassa ei ole sellaisia ​​organismilajeja, jotka ovat sopeutuneet sellaiseen elinympäristöön ja juurtuvat hyvin keinotekoisesti tuotuina, kuten kanit Australiassa, sekä samankaltaisten organismien muotojen esiintyminen maan osissa, jotka sijaitsevat huomattavat etäisyydet toisistaan ​​osoittavat ensinnäkin, että Maan ulkonäkö ei aina ollut tällainen, ja geologiset muutokset, erityisesti mantereiden ajautuminen, vuorten muodostuminen, Maailman valtameren tason nousu ja lasku vaikuttavat eliöiden evoluutio. Esimerkiksi Etelä-Amerikan, Etelä-Afrikan ja Australian trooppisilla alueilla niitä on neljä samanlaisia ​​lajeja keuhkokalat, kun taas samaan luokkaan kuuluvien kamelien ja laamien elinympäristöt sijaitsevat Pohjois-Afrikassa, suurimmassa osassa Aasiaa ja Etelä-Amerikassa. Paleontologiset tutkimukset ovat osoittaneet, että kamelit ja laamat polveutuvat yhteisestä esi-isästä, joka asui kerran Pohjois-Amerikassa, ja levisi sitten Aasiaan Beringin salmen alueella jo olemassa olevan kannaksen kautta ja myös Panaman kannaksen kautta Etelä-Amerikkaan. Myöhemmin kaikki tämän perheen edustajat välialueilla kuolivat sukupuuttoon, ja alueellisilla alueilla muodostui uusia lajeja evoluutioprosessissa. Australian aikaisempi erottaminen muista maamassoista mahdollisti täysin erityisen kasviston ja eläimistön muodostumisen sinne, jossa säilyivät sellaiset nisäkäsmuodot, kuten monotreemit - platypus ja echidna.

Biomaantieteen näkökulmasta voidaan selittää myös vulkaanista alkuperää olevien Darwinin peippojen monimuotoisuus Galapagossaarilla, jotka ovat 1200 km:n päässä Etelä-Amerikan rannikosta. Ilmeisesti Ecuadorin ainoan peippolajin edustajat lensivät kerran tai heidät esiteltiin heille, ja sitten niiden lisääntyessä osa yksilöistä asettui jäljelle jääville saarille. Keskeisillä suurilla saarilla taistelu olemassaolosta (ruoka, pesimäpaikat jne.) oli akuuteinta, minkä vuoksi muodostui ulkoisilta ominaisuuksiltaan hieman toisistaan ​​poikkeavia lajeja, jotka söivät erilaisia ​​ravintoaineita (siemeniä, hedelmiä, nektaria, hyönteisiä, jne.) .).

Ne vaikuttivat erilaisten organismiryhmien jakautumiseen ja ilmasto-olosuhteiden muutoksiin maapallolla, mikä vaikutti joidenkin ryhmien vaurauteen ja toisten sukupuuttoon. Aiemmin laajalle levinneistä kasvi- ja eläimistöstä säilyneitä yksittäisiä lajeja tai eliöryhmiä kutsutaan ns. jäänteitä. Näitä ovat ginkgo, sekvoia, tulppaanipuu, lohkoeväkala coelakantti jne. Laajemmassa merkityksessä rajoitetuilla alue- tai vesialueilla eläviä kasvi- ja eläinlajeja kutsutaan ns. endeeminen, tai endeeminen. Esimerkiksi kaikki Australian alkuperäisen kasviston ja eläimistön edustajat ovat endeemisiä, ja Baikal-järven kasvistossa ja eläimistössä jopa 75% heistä on endeemisiä.

Vertailevia anatomisia todisteita. Sukulaisten eläin- ja kasviryhmien anatomian tutkimus tarjoaa vakuuttavaa näyttöä niiden elinten rakenteen samankaltaisuudesta. Huolimatta siitä, että ympäristötekijät jättävät jälkensä elinten rakenteeseen, koppisiementen kukissa on kaikella hämmästyttävällä monimuotoisuudellaan verholehtiä, terälehtiä, heteitä ja emiä, ja maaselkärankaisilla raaja on rakennettu viisisormen mukaan. suunnitelma. Elimiä, joilla on samanlainen rakenne, jotka ovat samassa asemassa kehossa ja kehittyvät samoista alkeista sukulaisissa organismeissa, mutta jotka suorittavat erilaisia ​​tehtäviä, kutsutaan nimellä homologinen. Siten kuuloluut (vasara, incus ja jalustin) ovat homologisia kalojen kidusten kaareille, käärmeiden myrkylliset rauhaset ovat muiden selkärankaisten sylkirauhaset, nisäkkäiden rintarauhaset ovat hikirauhaset, hylkeiden ja valaiden räpylät. ovat lintujen siivet, hevosten raajat ja myyrät.

Elimet, jotka eivät ole toimineet pitkään aikaan, muuttuvat todennäköisesti jäänyt (alkeet)- rakenteet, jotka ovat alikehittyneitä verrattuna esi-isien muotoihin ja menettäneet perusmerkityksensä. Näitä ovat lintujen pohjeluu, myyrän ja myyrärotan silmät, ihmisten karvat, häntäluu ja umpilisäke jne.

Yksittäisillä yksilöillä voi kuitenkin olla ominaisuuksia, jotka puuttuvat tietyltä lajilta, mutta joita esiintyi kaukaisissa esivanhemmissa - atavismit, esimerkiksi nykyaikaisten hevosten kolmivarpaisuus, ylimääräisten maitorauhasten, hännän ja karvojen kehittyminen koko ihmiskehossa.

Jos homologiset elimet ovat todiste organismien sukulaisuudesta ja evoluutioprosessin eroista, samanlaisia ​​ruumiita- samanlaiset rakenteet eri ryhmien organismeissa, jotka suorittavat samoja tehtäviä, päinvastoin, ovat esimerkkejä lähentymistä(konvergenssi on samanlaisten ominaisuuksien yleisesti riippumatonta kehittymistä samoissa olosuhteissa esiintyvissä eri organismiryhmissä) ja vahvistavat sen tosiasian, että ympäristö jättää merkittävän jäljen organismiin. Analogeja ovat hyönteisten ja lintujen siivet, selkärankaisten ja pääjalkaisten (kalmari, mustekala) silmät sekä niveljalkaisten ja maaselkärankaisten nivelraajat.

Vertailevia embryologisia todisteita. Tutkiessaan alkion kehitystä eri selkärankaisten ryhmien edustajilla K. Baer havaitsi niiden silmiinpistävän rakenteellisen yhtenäisyyden varsinkin kehityksen alkuvaiheessa ( itujen samankaltaisuuden laki). Myöhemmin E. Haeckel muotoili biogeneettinen laki, jonka mukaan ontogeneesi on fylogenian lyhyt toisto, eli vaiheet, jotka organismi käy läpi yksilöllisen kehityksensä prosessissa, toistavat sen ryhmän historiallista kehitystä, johon se kuuluu.

Siten selkärankaisen alkio saa kehityksen ensimmäisissä vaiheissa rakenteellisia piirteitä, jotka ovat tyypillisiä kaloille ja sitten sammakkoeläimille ja viime kädessä ryhmälle, johon se kuuluu. Tämä muutos selittyy sillä, että jokaisella edellä mainituista luokista on yhteiset esi-isät nykyaikaisten matelijoiden, lintujen ja nisäkkäiden kanssa.

Biogeneettisellä lailla on kuitenkin useita rajoituksia, ja siksi venäläinen tiedemies A. N. Severtsov rajoitti merkittävästi sen soveltamisalaa toistamalla ontogeneesissä yksinomaan esi-isien muotojen alkion kehitysvaiheiden piirteitä.

Vertailevat biokemialliset todisteet. Tarkempien biokemiallisen analyysin menetelmien kehittäminen on tarjonnut evoluution tutkijoita uusi ryhmä Tietoja orgaanisen maailman historiallisen kehityksen puolesta, koska identtisten aineiden läsnäolo kaikissa organismeissa viittaa mahdolliseen biokemialliseen homologiaan, joka on samanlainen kuin elinten ja kudosten tasolla. Vertailevat biokemialliset tutkimukset tällaisten laajalle levinneiden proteiinien, kuten sytokromin, primäärirakenteesta Kanssa ja hemoglobiini sekä nukleiinihapot, erityisesti rRNA, ovat osoittaneet, että monilla niistä on lähes sama rakenne ja ne suorittavat samoja tehtäviä eri lajien edustajissa, ja mitä läheisempi suhde, sitä enemmän samankaltaisuutta löytyy tutkittavat aineet.

Siten evoluutioteoriaa vahvistaa huomattava määrä tietoa eri lähteistä, mikä jälleen kerran osoittaa sen luotettavuuden, mutta se muuttuu ja jalostuu edelleen, koska monet organismien elämän osa-alueet jäävät tutkijoiden näkökentän ulkopuolelle. .

Evoluution tulokset: eliöiden sopeutumiskyky ympäristöönsä, lajien monimuotoisuus

Tietyn valtakunnan edustajille ominaisten yleisten ominaisuuksien lisäksi elävien organismien lajeille on ominaista hämmästyttävä valikoima ulkoisen ja sisäisen rakenteen, elämäntoiminnan ja jopa käyttäytymisen piirteitä, jotka ilmestyivät ja valittiin evoluutioprosessissa ja varmistavat sopeutumisen elinolosuhteisiin. Ei kuitenkaan pidä olettaa, että koska linnuilla ja hyönteisillä on siivet, tämä johtuu ilman suorasta vaikutuksesta, koska siivettömiä hyönteisiä ja lintuja on runsaasti. Edellä mainitut mukautukset valittiin luonnollisen valinnan prosessin kautta käytettävissä olevien mutaatioiden koko kirjosta.

Epifyyttiset kasvit, jotka eivät elä maaperässä, vaan puissa, ovat sopeutuneet imemään ilmakehän kosteutta juurien avulla ilman juurikarvoja, mutta erityisellä hygroskooppisella kudoksella - velamen. Jotkut bromeliadit voivat imeä vesihöyryä tropiikin kosteassa ilmakehässä lehtien karvojen avulla.

Maaperällä, jossa typpeä ei syystä tai toisesta ole saatavilla, elävät hyönteissyöjäkasvit (auringonkasteet, Venus-perholoukut) ovat kehittäneet mekanismin pieneläinten, useimmiten hyönteisten, houkuttelemiseksi ja imemiseksi, jotka ovat niille tarvittavan alkuaineen lähde.

Suojellakseen itseään kasvinsyöjien syömiltä monet kasvit, jotka johtavat kiintyneeseen elämäntapaan, ovat kehittyneet passiivisia keinoja suojaa, kuten piikkejä (orapihlaja), piikkejä (ruusu), pistokarvoja (nokkonen), kalsiumoksalaattikiteiden kerääntymistä (sorrel), biologisesti aktiivisia aineita kudoksiin (kahvi, orapihlaja) jne. Joissakin niistä on jopa siemeniä kypsymättömät hedelmät, joita ympäröivät kiviset solut, jotka estävät tuholaisia ​​pääsemästä niihin, ja vasta syksyllä tapahtuu puunpoistoprosessi, jonka ansiosta siemenet pääsevät maaperään ja itävät (päärynä).

Ympäristöllä on myös muokkaava vaikutus eläimiin. Siten monilla kaloilla ja vesinisäkkäillä on virtaviivainen kehon muoto, mikä helpottaa niiden liikkumista paksuuden läpi. Ei kuitenkaan pidä olettaa, että vesi vaikuttaa suoraan kehon muotoon, vaan evoluutioprosessissa eläimet, joilla tämä ominaisuus oli, osoittautuivat siihen parhaiten sopeutuneiksi.

Valaiden ja delfiinien vartaloa ei peitä karva, kun taas sukulaisryhmässä hyljeeläinten turkki on enemmän tai vähemmän heikentynyt, koska toisin kuin edelliset, he viettävät osan ajastaan ​​maalla, missä ilman villaa heidän ihonsa olisi välittömästi tulla jäisiksi.

Useimpien kalojen runko on peitetty suomuilla, jotka alapuolelta ovat vaaleampia kuin ylhäältä, minkä seurauksena nämä eläimet ovat tuskin havaittavissa ylhäältä luonnollisille vihollisille pohjan taustalla ja alhaalta - vasten taivaan tausta. Väritystä, joka tekee eläimestä näkymätön vihollisille tai saaliille, kutsutaan nimellä holhoavaa. Se on laajalle levinnyt luonnossa. Hämmästyttävä esimerkki tällaisesta värjäyksestä on callima-perhosen siipien alapuolen väritys, joka istuttuaan oksalle ja taitettuaan siipensä yhteen, näyttää kuivalta lehdeltä. Muut hyönteiset, kuten tikkuhyönteiset, naamioivat itsensä kasvin oksiksi.

Täpläisellä tai raidallisella värillä on myös mukautuva merkitys, sillä maaperän taustalla lintuja, kuten viiriäisiä tai haahkoja, ei näy edes lähietäisyydeltä. Myös maassa pesivien lintujen täplät munat ovat näkymättömiä.

Eläinten väri ei ole aina yhtä vakio kuin seepran; esimerkiksi kampela ja kameleontti voivat muuttaa sitä paikan luonteen mukaan. Eri lintujen pesiin munansa sijoittamalla käki voi vaihdella kuorinsa väriä siten, että pesän ”omistajat” eivät huomaa eroja sen ja omien munien välillä.

Eläinten väritys ei aina tee niistä näkymättömiä - monet niistä vain kiinnittävät huomiota, minkä pitäisi varoittaa vaarasta. Useimmat näistä hyönteisistä ja matelijoista ovat tavalla tai toisella myrkyllisiä, kuten leppäkerttu tai ampiainen, joten saalistaja, joka on kokenut epämiellyttäviä tuntemuksia useita kertoja tällaisen esineen syömisen jälkeen, välttää sitä. Tästä huolimatta, varoitusväri ei ole yleinen, koska jotkut linnut ovat sopeutuneet syömään niitä (hiirihaukka).

Varoitusvärin omaavien yksilöiden lisääntyneet selviytymismahdollisuudet vaikuttivat sen esiintymiseen muiden lajien edustajilla ilman asianmukaisia ​​syitä. Tätä ilmiötä kutsutaan matkiminen. Siten joidenkin perhoslajien myrkyttömät toukat jäljittelevät myrkyllisiä, ja leppäkertut jäljittelevät yhtä torakoiden tyypeistä. Linnut voivat kuitenkin nopeasti oppia erottamaan myrkylliset organismit ei-myrkyllisistä ja syömään jälkimmäisiä välttäen roolimalleina toimineita yksilöitä.

Joissakin tapauksissa voidaan havaita myös päinvastainen ilmiö - petoeläimet jäljittelevät vaarattomia eläimiä väriltään, minkä ansiosta ne voivat lähestyä uhria lähietäisyydeltä ja hyökätä sitten (miekkahammas).

Monille lajeille suojaa myös sopeutuva käyttäytyminen, joka liittyy ruuan varastoimiseen talveksi, jälkeläisten hoitamiseen, pakastamiseen tai päinvastoin uhkaavaan asentoon. Siten jokimajavat valmistavat talveksi useita kuutiometrejä oksia, runkojen osia ja muuta kasviruokaa ja tulvivat sen veteen "mökkien" lähellä.

Jälkeläisten hoitaminen on tyypillistä pääasiassa nisäkkäille ja linnuille, mutta sitä löytyy myös muiden chordaattiluokkien edustajilta. Esimerkiksi urospuolisten tikkuselän aggressiivinen käytös tunnetaan, sillä se ajaa kaikki viholliset pois pesästä, jossa munat sijaitsevat. Urossammakot kiedoivat munat jalkojensa ympärille ja kantavat niitä, kunnes nuijapäiset kuoriutuvat.

Jopa jotkut hyönteiset pystyvät tarjoamaan jälkeläisilleen suotuisamman elinympäristön. Esimerkiksi mehiläiset ruokkivat toukkiaan, ja nuoret mehiläiset aluksi ”työskentelevät” vain pesässä. Muurahaiset liikuttavat pupujaan ylös ja alas muurahaispesässä lämpötilan ja kosteuden mukaan, ja tulvan uhatessa ne yleensä ottavat ne mukaansa. Carab-kuoriaiset valmistavat eläinjätteistä erityisiä palloja toukilleen.

Hyökkäyksen uhatessa monet hyönteiset jäätyvät paikoilleen ja ovat kuivia tikkuja, oksia ja lehtiä. Kyykäärmeet päinvastoin nousevat ja täyttävät huppunsa, kun taas kalkkarokäärme antaa erityisen äänen hännän päässä sijaitsevalla helistimellä.

Käyttäytymissopeutuksia täydentävät elinympäristön ominaisuuksiin liittyvät fysiologiset mukautukset. Ihminen voi siis olla veden alla ilman sukellusvarusteita vain muutaman minuutin, minkä jälkeen hän voi menettää tajuntansa ja kuolla hapenpuutteeseen, eivätkä valaat nouse pinnalle melko pitkään. Niiden keuhkojen tilavuus ei ole liian suuri, mutta on muita fysiologisia mukautuksia, esimerkiksi lihaksissa on korkea hengityspigmentin pitoisuus - myoglobiini, joka ikään kuin varastoi happea ja vapauttaa sen upotuksen aikana. Lisäksi valailla on erityinen muodostus - "ihana verkosto", joka mahdollistaa hapen käytön jopa laskimoverestä.

Kuumissa elinympäristöissä, kuten aavikoissa, eläimet ovat jatkuvasti vaarassa ylikuumentua ja menettää ylimääräistä kosteutta. Siksi fenekketulla on erittäin suuret korvat, jotka mahdollistavat sen säteilevän lämpöä. Aavikon alueiden sammakkoeläimet pakotetaan siirtymään yölliseen elämäntapaan välttääkseen kosteuden menetyksen ihon läpi, kun kosteus nousee ja kaste ilmestyy.

Ilman elinympäristön hallittaneilla linnuilla on anatomisten ja morfologisten lentoon sopeutumisen lisäksi myös tärkeitä fysiologisia ominaisuuksia. Esimerkiksi koska liikkuminen ilmassa vaatii erittäin suurta energiankulutusta, tälle selkärankaisten ryhmälle on ominaista korkea aineenvaihduntanopeus, ja erittyvät aineenvaihduntatuotteet poistuvat välittömästi, mikä auttaa vähentämään kehon ominaistiheyttä.

Sopeutuminen ympäristöön on kaikesta täydellisyydestään huolimatta suhteellista. Siten jotkut maitolevälajit tuottavat alkaloideja, jotka ovat myrkyllisiä useimmille eläimille, mutta yhden perhoslajin - danaidin - toukat eivät vain ruoki maitolehden kudoksia, vaan myös keräävät näitä alkaloideja, jolloin ne eivät kelpaa syötäväksi linnuille.

Lisäksi mukautukset ovat hyödyllisiä vain tietyssä ympäristössä ja hyödyttömiä toisessa ympäristössä. Esimerkiksi harvinainen ja suuri saalistaja Ussurian tiikeri, kuten kaikilla kissoilla, sen tassuissa on pehmeät pehmusteet ja sisäänvedettävät terävät kynnet, terävät hampaat, erinomainen näkö myös pimeässä, hyvä kuulo ja vahvat lihakset, joiden avulla se havaitsee saaliinsa, livahtaa sen luo huomaamatta ja väijyttää sitä. Sen raidallinen väri naamioi sen kuitenkin vain keväällä, kesällä ja syksyllä, kun taas lumessa se näkyy selvästi ja tiikeri voi luottaa vain salamannopeaseen hyökkäykseen.

Arvokkaita hedelmiä tuottavilla viikunakukinnoilla on niin erityinen rakenne, että niitä pölyttävät vain blastofagiampiaiset, ja siksi ne eivät kantaneet hedelmää pitkään aikaan. Vain partenokarpisten viikunalajikkeiden kehittäminen (jotka muodostavat hedelmiä ilman lannoitusta) voisi pelastaa tilanteen.

Huolimatta siitä, että on kuvattu esimerkkejä lajittelusta hyvin lyhyiden ajanjaksojen aikana, kuten kaukasian niittyjen helistin, joka säännöllisen niittonsa ansiosta ensin jakautui kahteen populaatioon - varhaiseen kukinnan ja hedelmällisyyden sekä myöhäiseen kukinnan, itse asiassa mikroevoluutio vaatii mitä todennäköisimmin paljon pidempiä ajanjaksoja - useita vuosisatoja, koska ihmiskunta, jonka eri ryhmät olivat erillään toisistaan ​​tuhansia vuosia, ei kuitenkaan koskaan jakautunut eri lajeihin. Koska evoluutiolla on kuitenkin käytännössä rajaton aika, satojen miljoonien ja miljardien vuosien aikana, maapallolla on jo elänyt useita miljardeja lajeja, joista suurin osa on kuollut sukupuuttoon, ja ne, jotka ovat tulleet meille, ovat tämän jatkuvan prosessin laadullisia vaiheita.

Nykyajan tietojen mukaan maapallolla on yli 2 miljoonaa elävien organismien lajia, joista suurin osa (noin 1,5 miljoonaa lajia) kuuluu eläinkuntaan, noin 400 tuhatta kasvikuntaan, yli 100 tuhatta sienikuntaan ja lepo - bakteereille. Tällainen hämmästyttävä monimuotoisuus on seurausta lajien erilaisuudesta (poikkeavuudesta) erilaisten morfologisten, fysiologis-biokemiallisten, ekologisten, geneettisten ja lisääntymisominaisuuksien mukaan. Esimerkiksi yksi suurimmista Orchidaceae-heimoon kuuluvista kasvisuvuista, Dendrobium, sisältää yli 1 400 lajia ja kovakuoriaisten sukuun yli 1 600 lajia.

Organismien luokittelu on taksonomian tehtävä, joka on 2000 vuoden ajan yrittänyt rakentaa ei vain harmonista hierarkiaa, vaan "luonnollista" järjestelmää, joka heijastaa organismien sukulaisastetta. Kaikki yritykset tehdä tämä eivät kuitenkaan ole vielä kruunattu menestyksellä, koska useissa tapauksissa evoluutioprosessissa ei havaittu vain hahmojen eroa, vaan myös lähentymistä (konvergenssia), jonka seurauksena erittäin kaukaisissa ryhmissä elimet saivat yhtäläisyyksiä, kuten pääjalkaisten silmät ja nisäkkäiden silmät.

Makroevoluutio. Evoluution suunnat ja polut (A. N. Severtsov, I. I. Shmalgauzen). Biologinen eteneminen ja regressio, aromorfoosi, idioadaptaatio, rappeutuminen. Biologisen kehityksen ja regression syyt. Hypoteesit elämän alkuperästä maapallolla. Perusaromorfoosit kasvien ja eläinten evoluutiossa. Elävien organismien komplikaatio evoluutioprosessissa

Makroevoluutio

Lajin muodostuminen merkitsee uutta kierrosta evoluutioprosessissa, koska tämän lajin yksilöt, jotka ovat sopeutuneet ympäristöolosuhteisiin paremmin kuin kantalajin yksilöt, asettuvat vähitellen uusille alueille, ja mutageneesia, populaatioaaltoja, eristäytymistä ja luonnonvalintaa leikkivät. niiden luova rooli sen väestössä . Ajan myötä näistä populaatioista syntyy uusia lajeja, joilla geneettisen eristäytymisen vuoksi on paljon enemmän samankaltaisuuksia keskenään kuin sen suvun lajien kanssa, josta emolaji haarautui, ja näin syntyy uusi suku, sitten uusi suku. perhe, luokka (järjestys) , luokka jne. Evoluutioprosessien sarjaa, joka johtaa ylispesifisten taksonien (sukujen, sukujen, ryhmien, luokkien jne.) syntymiseen, kutsutaan makroevoluutioksi. Makroevolutionaariset prosessit ikään kuin yleistävät mikroevoluutiomuutokset, jotka tapahtuvat pitkän ajan kuluessa, samalla kun tunnistetaan orgaanisen maailman evoluution päätrendit, suunnat ja mallit, jotka eivät ole havaittavissa alemmalla tasolla. Toistaiseksi ei ole tunnistettu erityisiä makroevoluution mekanismeja, joten sen uskotaan tapahtuvan vain mikroevoluutioprosessien kautta, mutta tämä kanta on jatkuvasti perustellun kritiikin kohteena.

Orgaanisen maailman monimutkaisen hierarkkisen järjestelmän syntyminen on suurelta osin seurausta eri organismiryhmien epätasaisesta evoluutionopeudesta. Siten jo mainittu ginkgo biloba oli ikään kuin "säilytetty" tuhansia vuosia, kun taas sen lähellä olevat männyt ovat muuttuneet merkittävästi tänä aikana.

Evoluution suunnat ja polut (A. N. Severtsov, I. I. Shmalgauzen). Biologinen eteneminen ja regressio, aromorfoosi, idioadaptaatio, rappeutuminen

Orgaanisen maailman historiaa tarkasteltaessa voidaan havaita, että tiettyinä ajanjaksoina hallitsivat tietyt organismiryhmät, jotka sitten vähenivät tai katosivat kokonaan. Siten voidaan erottaa kolme päälinjaa evoluution suunnat: biologinen kehitys, biologinen regressio ja biologinen stabiloituminen. Venäläiset evolutionistit A. N. Severtsov ja I. I. Shmalgauzen antoivat merkittävän panoksen evoluution suuntien ja polkujen opin kehittämiseen.

Biologinen kehitys liittyy koko ryhmän biologiseen hyvinvointiin ja luonnehtii sen evolutiivista menestystä. Se heijastaa elävän luonnon luonnollista kehitystä yksinkertaisesta monimutkaiseen, alemmasta organisoitumisasteesta korkeampaan. A.N. Severtsovin mukaan biologisen edistymisen kriteereinä ovat tietyn ryhmän yksilöiden lukumäärän kasvu, sen levinneisyysalueen laajentaminen sekä alemman tason ryhmien syntyminen ja kehittyminen sen koostumuksessa (lajin muuttuminen suvuksi, suvuksi perheeksi jne.). Tällä hetkellä biologista edistystä havaitaan koppisiemenissä, hyönteisissä, luisissa kaloissa ja nisäkkäissä.

A. N. Severtsovin mukaan biologinen edistys voidaan saavuttaa tiettyjen organismien morfofysiologisten muunnosten seurauksena, ja hän tunnisti kolme pääasiallista saavuttamistapaa: arogeneesi, allogeneesi ja katageneesi.

Arogeneesi, tai morfofysiologinen edistyminen, liittyy tämän organismiryhmän merkittävään laajenemiseen suurten rakenteellisten muutosten - aromorfoosien - hankinnan vuoksi.

Aromorfoosi kutsutaan organismin rakenteen ja toimintojen evoluutiomuutokseksi, joka nostaa sen organisoitumistasoa ja avaa uusia mahdollisuuksia sopeutua erilaisiin olemassaolon olosuhteisiin.

Esimerkkejä aromorfooseista ovat eukaryoottisolun ilmaantuminen, monisoluisuus, sydämen esiintyminen kaloissa ja sen jakautuminen täydellisellä väliseinällä linnuilla ja nisäkkäillä, kukan muodostuminen koppisiemenissä jne.

Allogeneesi, toisin kuin arogeneesi, ei liity valikoiman laajenemiseen, mutta vanhan sisällä syntyy merkittäviä muotoja, joilla on erityisiä mukautumisia ympäristöön - idioadaptaatioita.

Idiomaattinen sopeutuminen- tämä on pieni morfofysiologinen sopeutuminen erityisolosuhteet ympäristö, hyödyllinen olemassaolotaistelussa, mutta ei muuta organisaatiotasoa. Näitä muutoksia havainnollistavat eläinten suojaava väritys, hyönteisten suukappaleiden monimuotoisuus, kasvien piikit jne. Yhtä onnistunut esimerkki ovat Darwinin peippat, jotka ovat erikoistuneet erilaisiin ravintotyyppeihin, joissa muutokset vaikuttivat ensin nokkaan ja sitten muut kehon osat - höyhenpeite, häntä ja niin edelleen.

Niin paradoksaalista kuin se saattaakin tuntua, organisaation yksinkertaistaminen voi johtaa biologiseen edistykseen. Tätä polkua kutsutaan katageneesi.

Rappeutuminen- tämä on organismien yksinkertaistamista evoluutioprosessissa, johon liittyy tiettyjen toimintojen tai elinten menetys.

Biologisen kehityksen vaihe korvataan vaiheella biologinen stabilointi, jonka ydin on säilyttää tietyn lajin ominaisuudet suotuisimpina tietyssä mikroympäristössä. I. I. Shmalhausenin mukaan se "ei tarkoita evoluution pysähtymistä, päinvastoin, se tarkoittaa organismin maksimaalista johdonmukaisuutta ympäristön muutosten kanssa". Coelakantin, gingkon jne. "elävät fossiilit" ovat biologisen stabiloitumisen vaiheessa.

Biologisen kehityksen vastakohta on biologinen regressio- tietyn ryhmän evoluution lasku, joka johtuu kyvyttömyydestä sopeutua ympäristön muutoksiin. Se ilmenee populaatioiden määrän vähenemisenä, levinneisyysalueen kaventumisena ja alemman tason ryhmien määrän vähenemisenä korkeamman taksonin sisällä. Biologisessa taantumassa oleva organismiryhmä on uhattuna sukupuuttoon. Orgaanisen maailman historiassa tästä ilmiöstä voidaan nähdä monia esimerkkejä, ja tällä hetkellä regressio on ominaista joillekin saniaisille, sammakkoeläimille ja matelijoille. Ihmisen tulon myötä biologinen regressio johtuu usein hänen taloudellisesta toiminnastaan.

Orgaanisen maailman kehityksen suunnat ja polut eivät sulje toisiaan pois, eli aromorfoosin ilmaantuminen ei tarkoita, etteikö idioadapaatiota tai rappeutumista voisi enää tapahtua. Päinvastoin, sen mukaan, mitä A. N. Severtsov ja I. I. Shmalgauzen ovat kehittäneet vaiheenmuutossääntö, evoluutioprosessin eri suunnat ja tavat saavuttaa biologista kehitystä korvaavat luonnollisesti toisensa. Evoluution aikana nämä polut yhdistyvät: melko harvinaiset aromorfoosit siirtävät ryhmän organismeja laadullisesti uudelle organisaatiotasolle, ja historiallinen jatkokehitys seuraa idioadaptaatiota tai rappeutumista varmistaen sopeutumisen tiettyihin ympäristöolosuhteisiin.

Biologisen kehityksen ja regression syyt

Evoluutioprosessissa luonnonvalinnan este ylitetään ja sen mukaisesti vain ne organismiryhmät edistyvät, joissa perinnöllinen vaihtelevuus luo riittävän määrän yhdistelmiä, jotka voivat varmistaa ryhmän säilymisen kokonaisuutena.

Ne ryhmät, joilla jostain syystä tällaista reserviä ei ole, ovat useimmiten tuomittu sukupuuttoon. Tämä johtuu usein alhaisesta valintapaineesta evoluutioprosessin aikaisemmissa vaiheissa, mikä johti ryhmän kapeaan erikoistumiseen tai jopa degeneratiivisiin ilmiöihin. Seurauksena on kyvyttömyys sopeutua uusiin ympäristöolosuhteisiin äkillisten muutosten yhteydessä. Hämmästyttävä esimerkki tästä on dinosaurusten äkillinen kuolema, joka johtui jättiläismäisen taivaankappaleen putoamisesta Maahan 65 miljoonaa vuotta sitten, mikä johti maanjäristykseen, miljoonien tonnejen pölyn nousuun ilmaan, jyrkän kylmän, ja useimpien kasvien ja kasvinsyöjien kuolema. Samaan aikaan nykyaikaisten nisäkkäiden esi-isät, joilla ei ollut kapeat mieltymykset ravinnonlähteisiin ja olivat lämminverisiä, pystyivät selviytymään näistä olosuhteista ja ottamaan hallitsevan aseman planeetalla.

Hypoteesit elämän alkuperästä maapallolla

Kaikista Maan muodostumista koskevista hypoteeseista suurin määrä tosiasioita todistaa "alkuräjähdyksen" teorian puolesta. Koska tämä tieteellinen oletus perustuu pääasiassa teoreettisiin laskelmiin, Geneven (Sveitsi) lähellä sijaitsevaan Euroopan ydintutkimuskeskukseen rakennettua Large Hadron Collideriä pyydetään vahvistamaan se kokeellisesti. Big Bang -teorian mukaan maa syntyi yli 4,5 miljardia vuotta sitten yhdessä Auringon ja muiden aurinkokunnan planeettojen kanssa kaasu- ja pölypilven tiivistymisen seurauksena. Planeetan lämpötilan lasku ja kemiallisten alkuaineiden kulkeutuminen sille vaikutti sen kerrostumiseen ytimeen, vaippaan ja maankuoreen, ja sitä seuraavat geologiset prosessit (tektonisten levyjen liike, tulivuoren aktiivisuus jne.) aiheuttivat planeetan muodostumisen. ilmakehään ja hydrosfääriin.

Elämää on ollut myös maapallolla hyvin pitkään, minkä todistavat eri organismien fossiiliset jäännökset kiviä ah, mutta fysikaaliset teoriat eivät voi vastata kysymykseen sen esiintymisen ajasta ja syistä. Maapallon elämän alkuperästä on kaksi vastakkaista näkemystä: abiogeneesin ja biogeneesin teoriat. Abiogeneesin teoriat vahvistavat elävien olioiden alkuperän mahdollisuuden elottomista olennoista. Näitä ovat kreationismi, spontaanin sukupolven hypoteesi ja A.I. Oparinin biokemiallisen evoluution teoria.

Perusasetelma kreationismi maailman luominen oli tietty yliluonnollinen olento (Luoja), joka heijastuu maailman kansojen myyteissä ja uskonnollisissa kulteissa, mutta planeetan ja sen elämän ikä ylittää huomattavasti näissä lähteissä ilmoitetut päivämäärät, ja niissä on paljon epäjohdonmukaisuuksia.

Perustaja spontaanin sukupolven teoriat elämää pidetään antiikin kreikkalaisena tiedemiehenä Aristoteleena, joka väitti, että on mahdollista, että uusia olentoja voi ilmaantua useita kertoja, esimerkiksi kastematoja lätäkköistä ja matoja ja kärpäsiä mätä lihasta. Nämä näkemykset kumottiin kuitenkin 1600-1800-luvuilla F. Redin ja L. Pasteurin rohkeilla kokeiluilla.

Italialainen lääkäri Francesco Redi asetti vuonna 1688 lihapalat ruukkuihin ja sulki ne tiukasti, mutta niihin ei ilmestynyt matoja, kun taas ne ilmestyivät avoimissa ruukuissa. Kumotakseen vallitsevan uskomuksen, että elämän periaate sisältyi ilmaan, hän toisti kokeensa, mutta ei sulkenut ruukkuja, vaan peitti ne useilla musliinikerroksilla, eikä elämää enää ilmestynyt. Huolimatta F. Redin saamista vakuuttavista tiedoista, A. van Leeuwenhoekin tutkimus tarjosi uutta ruokaa keskustelulle "elämän periaatteesta", joka jatkui koko seuraavan vuosisadan.

Toinen italialainen tutkija Lazzaro Spallanzani muokkasi F. Redin kokeita vuonna 1765 keittämällä liha- ja kasvisliemiä useita tunteja ja sulkemalla ne. Useiden päivien jälkeen hän ei myöskään löytänyt sieltä elonmerkkejä ja päätteli, että elävät asiat voivat syntyä vain elävistä olennoista.

Viimeisen iskun spontaanin sukupolven teorialle antoi suuri ranskalainen mikrobiologi Louis Pasteur vuonna 1860, kun hän laittoi keitetyn liemen S-kaulapulloon eikä onnistunut hankkimaan bakteereita. Vaikuttaa siltä, ​​että tämä osoitti biogeneesiteorioiden puolesta, mutta kysymys jäi avoimeksi siitä, kuinka ensimmäinen organismi syntyi.

Neuvostoliiton biokemisti A.I. Oparin yritti vastata siihen ja tuli siihen tulokseen, että Maan ilmakehän koostumus sen olemassaolon alkuvaiheessa oli täysin erilainen kuin meidän aikanamme. Todennäköisimmin se koostui ammoniakista, metaanista, hiilidioksidista ja vesihöyrystä, mutta ei sisältänyt vapaata happea. Suuritehoisten sähköpurkausten vaikutuksesta ja korkeissa lämpötiloissa siinä voitiin syntetisoida alkueläimiä orgaaniset yhdisteet, jonka vahvistivat S. Millerin ja G. Ureyn vuonna 1953 tekemät kokeet, jotka saivat edellä mainituista yhdisteistä useita aminohappoja, yksinkertaisia ​​hiilihydraatteja, adeniinia, ureaa sekä yksinkertaisimpia rasvahappoja, muurahais- ja etikkahappoja.

Orgaanisten aineiden synteesi ei kuitenkaan vielä tarkoita elämän syntymistä, joten A.I. Oparin esitti biokemiallisen evoluution hypoteesi, jonka mukaan erilaisia ​​orgaanisia aineita syntyi ja yhdistyi suuremmiksi molekyyleiksi merien ja valtamerten matalissa vesissä, joissa olosuhteet kemialliselle synteesille ja polymerisaatiolle ovat edullisimmat. RNA-molekyylejä pidetään tällä hetkellä ensimmäisinä elämän kantajina.

Jotkut näistä aineista muodostivat vähitellen stabiileja komplekseja veteen - koaservoi, tai koacervaattipisarat, muistuttavat rasvapisaroita liemessä. Nämä koaservaatit saivat ympäröivästä liuoksesta erilaisia ​​aineita, jotka kokivat pisaroissa tapahtuvia kemiallisia muutoksia. Kuten orgaaniset aineet, koaservaatit itse eivät olleet eläviä olentoja, vaan ne olivat seuraava askel niiden syntymisessä.

Ne koaservaatit, joiden koostumuksessaan oli suotuisa aineiden, erityisesti proteiinien ja nukleiinihappojen suhde entsyymiproteiinien katalyyttisten ominaisuuksien ansiosta, saavuttivat ajan myötä kyvyn lisääntyä lajissaan ja suorittaa aineenvaihduntareaktioita, kun taas proteiinien rakenne muuttui. nukleiinihappojen koodaama.

Lisääntymisen lisäksi eläville järjestelmille on kuitenkin ominaista riippuvuus energian saannista ulkopuolelta. Tämä ongelma ratkaistiin alun perin orgaanisten aineiden hapettomalla hajoamisella ympäristöstä (ilmakehässä ei silloin ollut happea), ts.

heterotrofinen ravitsemus. Jotkut imeytyneistä orgaanisista aineista, kuten klorofyllistä, pystyivät keräämään auringonvalon energiaa, mikä mahdollisti useiden organismien siirtymisen autotrofiseen ravintoon. Hapen vapautuminen ilmakehään fotosynteesin aikana johti tehokkaamman happihengityksen syntymiseen, otsonikerroksen muodostumiseen ja viime kädessä organismien ilmaantumiseen maalle.

Siten kemiallisen evoluution tulos oli ulkonäkö protobiontit- primaariset elävät organismit, joista kaikki nykyiset lajit ovat biologisen evoluution seurauksena peräisin.

Biokemiallisen evoluution teoria on aikamme vahvin, mutta käsitys elämän syntymekanismeista on muuttunut. Esimerkiksi kävi ilmi, että orgaanisten aineiden muodostuminen alkaa avaruudessa, ja orgaanisilla aineilla on tärkeä rooli jopa planeettojen muodostumisessa, mikä varmistaa pienten osien kiinnittymisen. Orgaanisten aineiden muodostumista tapahtuu myös planeetan suolistossa: yhden purkauksen aikana tulivuori vapauttaa jopa 15 tonnia orgaanista ainetta. Orgaanisten aineiden keskittymismekanismeista on olemassa muitakin hypoteeseja: liuoksen jäätyminen, tiettyjen mineraaliyhdisteiden imeytyminen (sitoutuminen) pinnalle, luonnonkatalysaattorien toiminta jne. Elämän syntyminen Maapallolle on tällä hetkellä mahdotonta, koska kaikki planeettojen missä tahansa pisteessä spontaanisti muodostuneet orgaaniset aineet hapettuisivat välittömästi ilmakehän vapaan hapen vaikutuksesta tai heterotrofisten organismien käyttöön. Charles Darwin ymmärsi tämän jo vuonna 1871.

Biogeneesin teoriat kieltää elämän spontaanin alkuperän. Tärkeimmät ovat vakaan tilan hypoteesi ja panspermiahypoteesi. Ensimmäinen niistä perustuu siihen, että elämä on olemassa ikuisesti, mutta planeetallamme on hyvin muinaisia ​​kiviä, joissa ei ole jälkiä orgaanisen maailman toiminnasta.

Panspermian hypoteesi väittää, että elämän alkiot toivat Maahan avaruudesta jotkut muukalaiset tai jumalallinen huolenpito. Tätä hypoteesia tukee kaksi tosiasiaa: molybdeenin tarve kaikelle elävälle, joka on melko harvinaista planeetalla, mutta joka löytyy usein meteoriiteista, sekä bakteerien kaltaisten organismien löytäminen Marsin meteoriiteista. On kuitenkin epäselvää, kuinka elämä syntyi muilla planeetoilla.

Perusaromorfoosit kasvien ja eläinten evoluutiossa

Kasvi- ja eläinorganismit, jotka edustavat orgaanisen maailman evoluution eri haaroja, hankkivat historiallisen kehityksen aikana itsenäisesti tiettyjä rakenteellisia piirteitä, joita kuvataan tarkemmin.

Kasveissa tärkeimmät niistä ovat siirtyminen haploidista diploidiin, riippumattomuus vedestä hedelmöitysprosessin aikana, siirtyminen ulkoisesta hedelmöityksestä sisäiseen ja kaksoishedelmöityksen esiintyminen, kehon jakautuminen elimiin, johtavuusjärjestelmä, kudosten komplikaatio ja parantaminen sekä pölytyksen erikoistuminen hyönteisten avulla sekä siementen ja hedelmien jakelu.

Siirtyminen haploidista diploidiaan teki kasveista vastustuskykyisempiä ympäristötekijöille, koska resessiivisten mutaatioiden riski pieneni. Ilmeisesti tämä muutos vaikutti verisuonikasvien esi-isiin, joihin ei sisälly sammaleita, joille on ominaista gametofyytin hallitsevuus elinkaaressa.

Eläinten evoluution tärkeimmät aromorfoosit liittyvät monisoluisuuden syntymiseen ja kaikkien elinjärjestelmien lisääntyvään hajoamiseen, vahvan luuston syntymiseen, keskushermoston kehittymiseen sekä sosiaaliseen käyttäytymiseen erilaisissa hyvin järjestäytyneiden ryhmissä. eläimiä, mikä antoi sysäyksen ihmisen kehitykselle.

Elävien organismien komplikaatio evoluutioprosessissa

Maapallon orgaanisen maailman historiaa tutkitaan säilyneistä jäännöksistä, painatuksista ja muista elävien organismien elintärkeän toiminnan jälkistä. Hän on tieteen aihe paleontologia. Sen perusteella, että eri eliöiden jäänteet sijaitsevat eri kivikerroksissa, luotiin geokronologinen asteikko, jonka mukaan Maan historia jaettiin tiettyihin ajanjaksoihin: aioneihin, aikakausiin, ajanjaksoihin ja vuosisateisiin.

Eon kutsutaan suureksi ajanjaksoksi geologisessa historiassa, joka yhdistää useita aikakausia. Tällä hetkellä erotetaan vain kaksi eonia: kryptozoinen (piilotettu elämä) ja fanerotsoinen (ilmeinen elämä). Aikakausi- tämä on ajanjakso geologisessa historiassa, joka on eonin jako, joka puolestaan ​​​​yhdistää ajanjaksoja. Kryptozoicissa on kaksi aikakautta (arkeoinen ja proterotsoinen), kun taas fanerotsoicissa kolme (paleotsoic, mesozoic ja kenozoic).

Tärkeä rooli geokronologisen mittakaavan luomisessa oli ohjaavia fossiileja- organismien jäänteet, joita oli tiettyinä aikoina runsaasti ja jotka ovat hyvin säilyneet.

Elämän kehitys kryptotsoisessa. Arkean ja proterotsoiikka muodostavat suurimman osan elämän historiasta (jakso 4,6 miljardia vuotta sitten - 0,6 miljardia vuotta sitten), mutta elämästä tuon ajanjakson aikana on vain vähän tietoa. Biogeenistä alkuperää olevien orgaanisten aineiden ensimmäiset jäännökset ovat noin 3,8 miljardia vuotta vanhoja, ja prokaryoottisia organismeja oli olemassa jo 3,5 miljardia vuotta sitten. Ensimmäiset prokaryootit olivat osa tiettyjä ekosysteemejä - syanobakteerimattoja, joiden toiminnan ansiosta muodostui erityisiä sedimenttikiviä stromatoliitteja ("kivimattoja").

Muinaisten prokaryoottisten ekosysteemien elämän ymmärtämistä auttoi niiden nykyaikaisten analogien löytäminen - stromatoliitit Shark Bayssa Australiassa ja erityiset kalvot maanpinnalla Syvash Bayssa Ukrainassa. Syanobakteerimattojen pinnalla on fotosynteettisiä syanobakteereja, ja niiden kerroksen alla on erittäin erilaisia ​​muiden ryhmien ja arkkien bakteereita. Maton pinnalle laskeutuvat ja sen elintärkeän toiminnan ansiosta muodostuvat mineraaliaineet kerrostuvat kerroksittain (noin 0,3 mm vuodessa). Tällaisia ​​primitiivisiä ekosysteemejä voi esiintyä vain paikoissa, jotka eivät ole asuinkelvottomia muille eliöille, ja todellakin molemmille edellä mainituille elinympäristöille on ominaista erittäin korkea suolapitoisuus.

Lukuisat tiedot osoittavat, että alun perin maapallolla oli uusiutuva ilmakehä, johon kuului hiilidioksidia, vesihöyryä, rikkioksidia sekä hiilimonoksidia, vetyä, rikkivetyä, ammoniakkia, metaania jne. Maan ensimmäiset organismit olivat anaerobeja. kuitenkin syanobakteerien fotosynteesin ansiosta ympäristöön vapautui vapaata happea, joka aluksi liittyi nopeasti ympäristön pelkistimiin, ja vasta kaikkien pelkistysaineiden sitoutumisen jälkeen ympäristö alkoi saada hapettavia ominaisuuksia. Tämä siirtymä on todisteena raudan hapettuneiden muotojen - hematiitin ja magnetiitin - laskeutumisesta.

Noin 2 miljardia vuotta sitten geofysikaalisten prosessien seurauksena melkein kaikki sedimenttikivissä sitoutumaton rauta siirtyi planeetan ytimeen, ja happea alkoi kertyä ilmakehään tämän alkuaineen puuttumisen vuoksi - "happivallankumous". tapahtui. Se oli käännekohta maapallon historiassa, joka ei johtanut pelkästään ilmakehän koostumuksen muuttamiseen ja ilmakehän otsoniverkon muodostumiseen - maan asettumisen pääedellytykseen, vaan myös maaperän koostumukseen. Maan pinnalle muodostuneita kiviä.

Toinen tärkeä tapahtuma tapahtui Proterotsoicissa - eukaryoottien ilmaantuminen. Viime vuosina on ollut mahdollista kerätä vakuuttavia todisteita eukaryoottisolun endosymbiogeneettisen alkuperän teorialle - useiden prokaryoottisolujen symbioosin kautta. Todennäköisesti eukaryoottien "pää-isä" olivat arkeat, jotka siirtyivät ruokahiukkasten imeytymiseen fagosytoosin kautta. Perinnöllinen laite siirtyi syvälle soluun, mutta säilytti kuitenkin yhteyden kalvoon johtuen nousevan ydinkalvon ulkokalvon siirtymisestä endoplasmisen retikulumin kalvoihin.

Maan geokronologinen historia Eon Aikakausi Kausi Alku, miljoonia vuosia sitten Kesto, miljoonia vuosia Elämän kehittyminen Phanerozoic Cenozoic Anthropogen 1,5 1,5 Neljä jääkautta, joita seurasivat tulvat, johtivat kylmää kestävän kasviston ja eläimistön (mammutit, myskihärät, porot, lemmingit) muodostumiseen. Eläinten ja kasvien vaihto maanosien välillä maasiltojen syntymisen vuoksi. Istukan nisäkkäiden dominanssi. Monien suurten nisäkkäiden sukupuuttoon. Ihmisen muodostuminen biologisena lajina ja sen asettuminen. Eläinten kesyttäminen ja kasvien viljely. Monien elävien organismilajien katoaminen ihmisen taloudellisen toiminnan seurauksena Neogeeni 25 23.5 Viljan levinneisyys. Kaikkien nykyaikaisten nisäkäslajien muodostuminen. Syntyminen suuret apinat Paleogeeni 65 40 Kukkivien kasvien, nisäkkäiden ja lintujen dominanssi. Sorkka- ja kavioeläinten, lihansyöjien, hyljeeläinten, kädellisten jne. ilmaantuminen. Mesotsooinen liitukausi 135 70 Koppisiementen, nisäkkäiden ja lintujen ilmaantuminen lisääntyy Jura 195 60 Matelijoiden ja pääjalkaisten aikakausi. Pussaeläinten ja istukan nisäkkäiden syntyminen. Siementen valta-asema Triassic 225 30 Ensimmäiset nisäkkäät ja linnut. Matelijoita on lukuisia. Nurmikasvien itiöiden levinneisyys Paleotsoic Perm 280 55 Nykyaikaisten hyönteisten ilmaantuminen. Matelijoiden kehitys. Useiden selkärangattomien ryhmien sukupuuttoon. Havupuiden jakelu Hiili 345 65 Ensimmäiset matelijat. Siivekkäiden hyönteisten ilmaantuminen. Saniaiset ja korteet hallitsevat Devon 395 50 Kaloja on lukuisia. Ensimmäiset sammakkoeläimet. Itiöiden pääryhmien ilmaantuminen, ensimmäiset siemenkasvit ja sienet Silurian 430 35 Levät ovat runsaat. Ensimmäiset maakasvit ja -eläimet (hämähäkit). Haamukalat ja äyriäiset skorpionit ovat yleisiä Ordovikiassa 500 70 Korallit ja trilobiitit ovat runsaat. Vihreiden, ruskeiden ja punaisten levien kukinta. Ensimmäisten akordeiden ilmaantuminen kambrin 570 70 Lukuisat kalafossiileja. Merisiilit ja trilobiitit ovat yleisiä. Monisoluisten levien syntyminen Cryptose Proterotsoic 2600 2000 Eukaryoottien syntyminen. Enimmäkseen yksisoluiset viherlevät ovat yleisiä. Monisoluisuuden synty. Monisoluisen eläinten monimuotoisuuden puhkeaminen (kaikentyyppisten selkärangattomien ilmaantuminen) Archaea 3500 1500 Ensimmäiset jäljet ​​elämästä maapallolla ovat bakteereja ja sinileviä. Fotosynteesin syntyminen

Solun absorboimia bakteereja ei voitu pilkkoa, mutta ne pysyivät elossa ja jatkoivat toimintaansa. Uskotaan, että mitokondriot ovat peräisin violeteista bakteereista, jotka menettivät kykynsä fotosyntetisoida ja siirtyivät orgaanisten aineiden hapettumiseen. Symbioosi muiden fotosynteettisten solujen kanssa johti plastidien syntymiseen kasvisoluissa. Todennäköisesti eukaryoottisten solujen siimat syntyivät symbioosin seurauksena bakteerien kanssa, jotka, kuten nykyaikaiset spirokeetat, pystyivät vääntelemään liikkeitä. Aluksi eukaryoottisten solujen perinnöllinen laitteisto rakentui suunnilleen samalla tavalla kuin prokaryoottien, ja vasta myöhemmin suuren ja monimutkaisen solun hallinnan tarpeen vuoksi muodostui kromosomeja. Solunsisäisten symbionttien genomit (mitokondriot, plastidit ja flagellat) säilyttivät yleensä prokaryoottisen organisaation, mutta suurin osa niiden toiminnoista siirtyi ydingenomiin.

Eukaryoottisolut syntyivät toistuvasti ja toisistaan ​​riippumatta. Esimerkiksi punalevät syntyivät symbiogeneesin seurauksena syanobakteerien kanssa ja vihreät levät proklorofyyttibakteerien kanssa.

Jäljelle jääneet yksikalvoiset organellit ja eukaryoottisolun ydin, endomembraaniteorian mukaan, syntyivät prokaryoottisolun kalvon invaginaatioista.

Eukaryoottien tarkkaa ilmestymisaikaa ei tunneta, koska jo noin 3 miljardia vuotta vanhoissa sedimenteissä on samankokoisia solujälkiä. Eukaryootteja löytyy varmasti noin 1,5–2 miljardia vuotta vanhoista kivistä, mutta vasta happivallankumouksen jälkeen (noin miljardi vuotta sitten) kehittyivät niille suotuisat olosuhteet.

Proterotsoisen aikakauden lopussa (ainakin 1,5 miljardia vuotta sitten) monisoluisia eukaryoottisia organismeja oli jo olemassa. Monisoluisuus, kuten eukaryoottisolu, on esiintynyt toistuvasti eri organismiryhmissä.

Monisoluisten eläinten alkuperästä on erilaisia ​​näkemyksiä. Joidenkin tietojen mukaan heidän esi-isänsä olivat monitumaisia, ripsien kaltaisia ​​soluja, jotka sitten hajosivat erillisiksi yksitumaisiksi soluiksi.

Muut hypoteesit yhdistävät monisoluisten eläinten alkuperän koloniaalisten yksisoluisten solujen erilaistumiseen. Niiden väliset erot koskevat solukerrosten alkuperää alkuperäisessä monisoluisessa eläimessä. E. Haeckelin gastrea-hypoteesin mukaan tämä tapahtuu yhden kerroksen seinämän tunkeutuessa monisoluinen organismi, kuten coelenterates. Sitä vastoin I. I. Mechnikov muotoili fagosytella-hypoteesin pitäen monisoluisten organismien esi-isiä yksikerroksisina pallomaisina pesäkkeinä, kuten Volvox, jotka absorboivat ruokapartikkeleita fagosytoosin kautta. Hiukkasen vanginnut solu menetti siimansa ja siirtyi syvemmälle kehoon, missä se suoritti ruoansulatusta ja palasi prosessin lopussa pintaan. Ajan myötä solut jaettiin kahteen kerrokseen, joilla oli tietyt toiminnot - ulompi sai aikaan liikkeen ja sisempi fagosytoosin. I. I. Mechnikov kutsui tällaista organismia fagosytellaksi.

Pitkän aikaa monisoluiset eukaryootit hävisivät kilpailussa prokaryoottisille organismeille, mutta proterotsoiikan lopussa (800–600 miljoonaa vuotta sitten) maapallon olosuhteiden jyrkän muutoksen vuoksi - merenpinnan lasku, happipitoisuuden nousu , meriveden karbonaattipitoisuuden lasku, säännölliset jäähdytyskierrot - monisoluiset eukaryootit saivat etuja prokaryooteihin verrattuna. Jos tähän asti löydettiin vain yksittäisiä monisoluisia kasveja ja mahdollisesti sieniä, niin tästä lähtien maapallon historiassa tunnettiin myös eläimet. Proterotsoiikan lopulla syntyneistä eläimistöstä ediacara ja vendi ovat parhaiten tutkittuja. Vendin aikakauden eläimet sisältyvät yleensä erityiseen organismien ryhmään tai luokitellaan sellaisiksi tyypeiksi kuin coelenterates, flatworms, niveljalkaiset jne. Kuitenkaan millään näistä ryhmistä ei ole luurankoja, mikä saattaa viitata petoeläinten puuttumiseen.

Elämän kehitys paleotsoisella aikakaudella. Paleotsooinen aikakausi, joka kesti yli 300 miljoonaa vuotta, on jaettu kuuteen ajanjaksoon: kambrian, ordovikian, silurian, devonin, hiili (hiili) ja permi.

SISÄÄN Kambrian aikakausi Maa koostui useista maanosista, jotka sijaitsevat pääasiassa eteläisellä pallonpuoliskolla. Tänä aikana runsaimmat fotosynteettiset organismit olivat sinilevät ja punalevät. Foraminiferat ja radiolaarit asuivat vesipatsaassa. Kambriassa esiintyy valtava määrä luustoeläinorganismeja, kuten lukuisat fossiiliset jäännökset osoittavat. Nämä organismit kuuluivat noin 100 monisoluiseen eläintyyppiin, sekä nykyaikaisiin (sienet, coelenteraatit, madot, niveljalkaiset, nilviäiset) että sukupuuttoon kuolleisiin, esimerkiksi valtava saalistaja Anomalocaris ja siirtomaa-graptoliitit, jotka kelluivat vesipatsaassa tai olivat kiinnittyneet pohjaan. Maa pysyi lähes asumattomana koko kambrin ajan, mutta maaperän muodostusprosessi oli jo alkanut bakteerien, sienten ja mahdollisesti jäkälän vaikutuksesta, ja jakson lopussa maalle ilmestyi oligochae-madoja ja tuhatjalkaisia.

SISÄÄN Ordovician aika Maailman valtameren vedenpinta nousi, mikä johti mannerten alankomaiden tulviin. Tärkeimmät tuottajat tänä aikana olivat vihreät, ruskeat ja punalevät. Toisin kuin kambrikaudella, jossa riutat rakennettiin sienillä, ordovikiassa ne korvattiin korallipolyypeilla. Mahajalkaiset ja pääjalkaiset kukoistivat, samoin kuin trilobiidit (nyt hämähäkkieläinten sukupuuttoon kuolleet sukulaiset). Tänä aikana sointuja, erityisesti leuattomia, äänitettiin myös ensimmäistä kertaa. Ordovician lopulla tapahtui suuri sukupuuttotapahtuma, joka tuhosi noin 35 % merieläinten perheistä ja yli 50 % suvuista.

Silurian ominaista lisääntynyt vuoristorakentaminen, joka johti mannerten alustojen kuivumiseen. Silurian selkärangattomien eläimistössä johtava rooli oli pääjalkaisilla, piikkinahkaisilla ja jättiläisäyriäisskorpioneilla, kun taas selkärankaisten joukossa oli paljon leuattomia eläimiä ja ilmestyi kaloja. Jakson lopulla ensimmäiset verisuonikasvit saapuivat maahan - rinofyytit ja lykofyytit, jotka alkoivat asuttaa matalia vesiä ja rannikoiden vuorovesivyöhykettä. Myös arachnid-luokan ensimmäiset edustajat saapuivat maihin.

SISÄÄN Devonin aikakausi Maan nousun seurauksena muodostui suuria matalia vesiä, jotka kuivuivat ja jopa jäätyivät ilmaston muuttuessa vieläkin mannermaisemmaksi kuin Silurissa. Meriä hallitsevat korallit ja piikkinahkaiset, kun taas pääjalkaisia ​​edustavat spiraalimaisesti kiertyneet ammoniitit. Devonikauden selkärankaisista kala kukoisti, ja rusto- ja luiset kalat sekä keuhkokalat ja lohkoevät korvasivat panssaroituja. Jakson lopussa ilmestyvät ensimmäiset sammakkoeläimet, jotka elivät ensin vedessä.

Keski-Devonissa ensimmäiset saniaisten, sammaleiden ja kortemetsät ilmestyivät maalle, joissa asuttivat madot ja lukuisat niveljalkaiset (satajalkaiset, hämähäkit, skorpionit, siivettömät hyönteiset). Devonin kauden lopulla ilmestyivät ensimmäiset siemennesteet. Kasvien maan kehittäminen johti sään vähenemiseen ja maaperän muodostumisen lisääntymiseen. Maaperän lujittaminen johti jokien muodostumiseen.

SISÄÄN Hiilipitoinen ajanjakso maata edusti kaksi valtameren erottamaa maanosaa, ja ilmasto lämpeni ja kosteutui huomattavasti. Jakson loppuun mennessä maa kohotti hieman ja ilmasto muuttui mannermaisemmaksi. Meriä hallitsivat foraminiferat, korallit, piikkinahkaiset, rusto- ja luiset kalat, ja makeissa vesistöissä asuttivat simpukat, äyriäiset ja erilaiset sammakkoeläimet. Hiilen keskellä nousi pieniä hyönteissyöjämatelijoita, ja hyönteisten joukkoon ilmestyi siivekkäitä (torakat, sudenkorennot).

Trooppisille alueille oli ominaista soiset metsät, joita hallitsevat jättimäiset korteet, sammalet ja saniaiset, joiden kuolleet jäännökset muodostivat myöhemmin hiiliesiintymiä. Jakson puolivälissä lauhkealla vyöhykkeellä, koska ne olivat riippumattomia vedestä lannoitusprosessin aikana ja siementen läsnäolo, voimisiementen leviäminen alkoi.

Permikausi erottui kaikkien maanosien sulautumisesta yhdeksi supermantereeksi Pangeaksi, merien vetäytymisestä ja mannerilmaston vahvistumisesta siinä määrin, että Pangean sisäosaan muodostui aavikot. Jakson loppuun mennessä saniaiset, korteet ja sammalet melkein hävisivät maalta, ja kuivuutta kestävät taimikasvit nousivat hallitsevaan asemaan. Huolimatta siitä, että suuret sammakkoeläimet olivat edelleen olemassa, syntyi erilaisia ​​matelijaryhmiä, mukaan lukien suuret kasvinsyöjät ja saalistajat. Permin lopulla tapahtui elämänhistorian suurin sukupuuttotapahtuma, kun monet koralli-, trilobiitti-, useimmat pääjalkaiset, kalat (pääasiassa rusto- ja keilaeväkalat) ja sammakkoeläinryhmät katosivat. Meren eläimistö menetti 40–50 % perheistä ja noin 70 % suvuista.

Elämän kehittyminen mesozoicissa. Mesozoinen aikakausi kesti noin 165 miljoonaa vuotta, ja sille oli ominaista maan kohoaminen, voimakas vuoristorakentaminen ja ilmaston kosteuden lasku. Se on jaettu kolmeen ajanjaksoon: triass, jura ja liitukausi.

Ensiksi Triasskausi Ilmasto oli kuiva, mutta myöhemmin merenpinnan nousun vuoksi se muuttui kosteammaksi. Kasveista hallitsijat, saniaiset ja korteet olivat vallitsevia, mutta itiöiden puumaiset muodot kuolivat lähes kokonaan. Eräät korallit, ammoniitit, uudet siipikarjaryhmät, simpukat ja piikkinahkaiset saavuttivat korkean kehityksen, samalla kun rustokalojen monimuotoisuus väheni, ja myös luisten kalojen ryhmät muuttuivat. Maata hallitsevat matelijat alkoivat hallita vesiympäristöä, kuten ikthyosaurukset ja plesiosaurukset. Triaskauden matelijoista krokotiilit, tuataria ja kilpikonnat ovat säilyneet tähän päivään asti. Triasskauden lopussa dinosaurukset, nisäkkäät ja linnut ilmestyivät.

SISÄÄN Jurassic kausi Supermanner Pangea jakautui useampaan pienempään osaan. Suuri osa Jurassicista oli hyvin märkää, ja loppua kohden ilmasto kuivui. Hallitseva kasviryhmä olivat siemenkota, joista punapuut säilyivät tuolta ajalta. Merissä kukoisti nilviäiset (ammoniitit ja belemniitit, simpukat ja kotilot), sienet, merisiilit, rustoiset ja luiset kalat. Suuret sammakkoeläimet kuolivat lähes kokonaan sukupuuttoon jurakaudella, mutta nykyaikaisia ​​sammakkoeläinryhmiä (häntättömiä ja pyrstöttömiä) ja squamateja (liskoja ja käärmeitä) ilmestyi ja nisäkkäiden monimuotoisuus lisääntyi. Jakson loppuun mennessä ilmestyi myös ensimmäisten lintujen mahdolliset esi-isät - Archeopteryx. Kuitenkin kaikkia ekosysteemejä hallitsivat matelijat - ikthyosaurust ja plesiosaurukset, dinosaurukset ja lentävät liskot - pterosaurukset.

Liitukausi sai nimensä liidun muodostumisesta tuolloin sedimenttikivissä. Kaikkialla maapallolla, napa-alueita lukuun ottamatta, vallitsi jatkuva lämmin ja kostea ilmasto. Tänä aikana koppisiemeniä syntyi ja ne levisivät laajalle, syrjäyttäen syrjäyttäneet hyönteissiemeniset, mikä johti hyönteisten monimuotoisuuden voimakkaaseen lisääntymiseen. Merissä ilmaantui nilviäisten, luisten kalojen ja plesiosaurusten lisäksi valtava määrä foraminiferoja, joiden kuoret muodostivat liitukertymät, ja maalla vallitsi dinosaurukset. Ilmaan paremmin sopeutuneet linnut alkoivat vähitellen syrjäyttää lentäviä dinosauruksia.

Jakson lopussa tapahtui maailmanlaajuinen sukupuuttotapahtuma, jonka seurauksena ammoniitit, belemniitit, dinosaurukset, pterosaurukset ja meriliskot, muinaiset linturyhmät sekä eräät siemenkotaiset katosivat. Yleisesti ottaen noin 16 % perheistä ja 50 % eläinsuvuista katosi maan pinnalta. Myöhäisen liitukauden kriisi on yhdistetty suuren meteoriitin törmäykseen Meksikonlahdella, mutta se ei todennäköisesti ollut ainoa syy. globaaleihin muutoksiin. Myöhemmän jäähdytyksen aikana vain pienet matelijat ja lämminveriset nisäkkäät selvisivät.

Elämän kehitys Cenozoicissa. Cenozoic aikakausi alkoi noin 66 miljoonaa vuotta sitten ja jatkuu nykypäivään. Sille on ominaista hyönteisten, lintujen, nisäkkäiden ja koppisiemenisten dominanssi. Cenozoic on jaettu kolmeen ajanjaksoon - Paleogeeni, Neogeeni ja antroposeeni - joista jälkimmäinen on lyhin maapallon historiassa.

Alku- ja keskipaleogeenikaudella ilmasto pysyi lämpimänä ja kosteana, jakson loppua kohti viileämpi ja kuivempi. Angiosperms nousi hallitsevaksi kasviryhmäksi, mutta jos jakson alussa vallitsi ikivihreät metsät, niin lopulla ilmestyi monia lehtimetsiä ja arot muodostuivat kuiville vyöhykkeille.

Kaloista luiset kalat olivat hallitsevassa asemassa, ja rustolajien määrä on merkityksetön huolimatta niiden huomattavasta roolista suolavesissä. Maalla vain hilseilevät matelijat, krokotiilit ja kilpikonnat ovat säilyneet, kun taas nisäkkäät ovat vallannut suurimman osan ekologisista markkinaraoistaan. Jakson puolivälissä ilmestyi nisäkkäiden pääluokat, mukaan lukien hyönteissyöjät, lihansyöjät, hyljeläiset, valaat, sorkka- ja kavioeläimet ja kädelliset. Mannerten eristyneisyys teki eläimistöstä ja kasvistosta maantieteellisesti monimuotoisemman: Etelä-Amerikasta ja Australiasta tuli pussieläinten kehityskeskuksia ja muista maanosista istukan nisäkkäille.

Neogeenikausi. Neogeenissä maan pinta sai nykyaikaisen ilmeensä. Ilmasto muuttui viileämmäksi ja kuivemmaksi. Neogeenissä kaikki nykyajan nisäkäsluokat olivat jo muodostuneet, ja afrikkalaisiin käärinliinoihin syntyivät hominidi- ja ihmissuku. Jakson loppuun mennessä havumetsät levisivät mantereiden napa-alueille, tundrat ilmestyivät ja viljat miehittivät lauhkean aron.

Kvaternaarikausi(antroposeeni) on ominaista jaksoittaiset jäätiköiden ja lämpenemisen muutokset. Jäätiköiden aikana korkeat leveysasteet peittivät jäätiköt, valtamerten pinnat laskivat jyrkästi ja trooppiset ja subtrooppiset vyöhykkeet kapenivat. Jäätiköiden lähellä sijaitseville alueille muodostui kylmä ja kuiva ilmasto, joka vaikutti kylmää kestävien eläinryhmien muodostumiseen - mammutteja, jättiläisiä peuroja, luolaleijonat jne. Maailman valtameren tason lasku, joka seurasi jäätikköprosessia, johti maasiltojen muodostumiseen Aasian ja Aasian välille Pohjois-Amerikka, Eurooppa ja Brittisaaret jne. Eläinten muuttoliikkeet johtivat toisaalta kasvien ja eläimistön vastavuoroiseen rikastumiseen ja toisaalta muukalaisten, esimerkiksi pussieläinten ja sorkka- ja kavioeläinten, syrjäyttämiseen. Nämä prosessit eivät kuitenkaan vaikuttaneet Australiaan, joka pysyi eristettynä.

Yleisesti ottaen säännölliset ilmastonmuutokset ovat johtaneet erittäin runsaan lajien monimuotoisuuden muodostumiseen, joka on tyypillistä biosfäärin nykyiselle evoluution vaiheelle ja vaikuttanut myös ihmisen evoluutioon. Antroposeenin aikana useat ihmissuvun lajit levisivät Afrikasta Euraasiaan. Noin 200 tuhatta vuotta sitten Afrikassa syntyi Homo sapiens -laji, joka pitkän olemassaolon jälkeen Afrikassa noin 70 tuhatta vuotta sitten saapui Euraasiaan ja noin 35–40 tuhatta vuotta sitten - Amerikkaan. Elettyään jonkin aikaa läheisten sukulajien kanssa se syrjäytti ne ja levisi ympäri maailmaa. Noin 10 tuhatta vuotta sitten Taloudellinen aktiivisuus ihmiset kohtalaisen lämpimillä alueilla maapallolla alkoivat vaikuttaa sekä planeetan ulkonäköön (maan kyntäminen, metsien polttaminen, laidunten liiallinen laiduntaminen, aavikoituminen jne.) että eläin- ja kasvimaailmaan elinympäristönsä vähentymisen vuoksi. ja tuhoaminen, ja astui voimaan antropogeenisen tekijän.

Ihmisen alkuperä. Ihminen lajina, hänen paikkansa orgaanisen maailman järjestelmässä. Ihmisperäisiä hypoteeseja. Ihmisen evoluution liikkeellepaneva voima ja vaiheet. Ihmisrodut, niiden geneettinen sukulaisuus. Ihmisen biososiaalinen luonne. Sosiaalinen ja luonnollinen ympäristö, ihmisen sopeutuminen siihen

Ihmisen alkuperä

Vain 100 vuotta sitten ylivoimainen enemmistö planeetan ihmisistä ei edes ajatellut, että ihmiset voisivat polveutua sellaisista "vähän kunnioitettavista" eläimistä kuin apinoista. Keskustelussa yhden Darwinin evoluutioteorian puolustajan, professori Thomas Huxleyn kanssa, hänen kiihkeä vastustajansa, Oxfordin piispa Samuel Wilberforce, joka nojautui uskonnollisiin dogmeihin, jopa kysyi häneltä, pitääkö hän itseään sukulaisena apinan esivanhemmille isoisänsä tai isoäitinsä kautta. .

Ajatuksia evoluution alkuperästä esittivät kuitenkin muinaiset filosofit, ja suuri ruotsalainen taksonomisti C. Linnaeus 1700-luvulla antoi ihmiselle lajinimen ominaisuuksien perusteella. Homo sapiens L.(Homo sapiens) ja luokitteli hänet apinoiden kanssa samaan luokkaan - kädellisiin. J. B. Lamarck kannatti C. Linnaeusta ja uskoi, että ihmisellä oli jopa yhteisiä esi-isiä nykyajan apinoiden kanssa, mutta jossain vaiheessa historiaa hän polveutui puusta, mikä oli yksi syy ihmisen syntymiseen lajina.

Charles Darwin ei myöskään sivuuttanut tätä kysymystä ja julkaisi 1800-luvun 70-luvulla teokset "Ihmisen alkuperä ja seksuaalinen valinta" ja "Eläinten ja ihmisten tunteiden ilmaisu", joissa hän esitti yhtä vakuuttavia todisteita ihmisten ja apinoiden yhteinen alkuperä kuin saksalainen tutkija E. Haeckel ("Luomisen luonnonhistoria", 1868; "Anthropogenesis, or the History of the Origin of Man", 1874), joka jopa kokosi sukuluettelon eläinkunnasta. . Nämä tutkimukset koskivat kuitenkin vain ihmisen lajin muodostumisen biologista puolta, kun taas sosiaaliset näkökohdat paljasti historiallisen materialismin klassikko - saksalainen filosofi F. Engels.

Tällä hetkellä tiede tutkii ihmisen syntyä ja kehitystä biologisena lajina sekä nykyihmispopulaatioiden monimuotoisuutta ja niiden vuorovaikutusmalleja. antropologia.

Ihminen lajina, hänen paikkansa orgaanisen maailman järjestelmässä

Homo sapiens ( Homo sapiens) kuuluu biologisena lajina eläinkuntaan, monisoluisten organismien osakuntaan. Notochordin, nielun kidusten viiltojen, hermoputken ja bilateraalisen symmetrian vuoksi alkionkehityksen aikana se voidaan luokitella chordaateiksi, kun taas selkärangan kehittyminen, kahden raajaparin läsnäolo ja sydämen sijainti kehon vatsan puolella osoittavat sen suhteen muihin selkärankaisten alatyypin edustajiin.

Nuorten ruokkiminen maitorauhasten erittämällä maidolla, lämminverisyys, nelikammioinen sydän, karvojen esiintyminen kehon pinnalla, seitsemän nikamaa kaularangassa, suun eteinen, alveolaariset hampaat ja korvaus Maitohampaista pysyvillä hampailla ovat merkkejä nisäkkäiden luokasta, ja alkion kohdunsisäinen kehitys ja yhteys äidin kehoon istukan kautta - istukan alaluokka.

Tarkempia piirteitä, kuten raajoihin tarttuminen vastakkaisella peukalolla ja kynsillä, solisluun kehittyminen, eteenpäin suunnatut silmät, kallon ja aivojen koon kasvu sekä kaikkien hammasryhmien (etuhampaat, kulmahampaat ja poskihampaat) ei jätä epäilystäkään siitä, että hänen paikkansa on kädellisten järjestyksessä.

Aivojen ja kasvolihasten merkittävä kehitys sekä hampaiden rakenteelliset ominaisuudet mahdollistavat henkilön luokittelun alaryhmään suuret apinat tai apinoita.

Hännän puuttuminen, selkärangan kaarevuus, etuaivojen aivopuoliskojen kehittyminen, jotka on peitetty aivokuorella, jossa on lukuisia uria ja mutkia, ylähuulen läsnäolo ja harvat hiusrajat antavat aihetta sijoittaa se aivokuoreen. suurapinoiden perheen tai suurapinoiden edustajat.

Kuitenkin jopa kaikkein organisoituneimmista apinoista ihmisille on ominaista aivojen jyrkkä kasvu, pystyasennossa, leveä lantio, ulkoneva leuka, artikuloitu puhe ja 46 kromosomin läsnäolo karyotyypissä ja määrittää sen kuulumisen Human-sukuun.

Yläraajojen käyttö työhön, työkalujen valmistus, abstrakti ajattelu, kollektiivinen toiminta ja sosiaalisempiin kuin biologisiin lakeihin perustuva kehitys ovat Homo sapiensin erityispiirteitä.

Kaikki nykyajan ihmiset kuuluvat yhteen lajiin - Homo sapiens ( Homo sapiens) ja alalajit H. sapiens sapiens. Tämä laji on kokoelma populaatioita, jotka risteyttäessään tuottavat hedelmällisiä jälkeläisiä. Huolimatta morfofysiologisten ominaisuuksien melko merkittävästä monimuotoisuudesta, ne eivät ole todisteita tiettyjen ihmisryhmien korkeammasta tai alhaisemmasta järjestäytymisasteesta - ne ovat kaikki samalla kehitystasolla.

Meidän aikanamme on jo kerätty riittävä määrä tieteellisiä tosiseikkoja, jotta ihminen muodostuisi lajiksi evoluutioprosessissa - antropogeneesi. Antropogeneesin konkreettista kulkua ei vielä täysin ymmärretä, mutta uusien paleontologisten löytöjen ja nykyaikaisten tutkimusmenetelmien ansiosta voimme toivoa, että selkeä kuva ilmaantuu riittävän pian.

Hypoteesit ihmisen alkuperästä

Jos emme ota huomioon hypoteeseja ihmisen jumalallisesta luomisesta ja hänen tunkeutumisestaan ​​muilta planeetoilta, jotka eivät liity biologian alaan, niin kaikki enemmän tai vähemmän johdonmukaiset hypoteesit ihmisen alkuperästä jäljittävät hänet yhteisiin esi-isiisi. nykyaikaiset kädelliset.

Niin, ihmisperäinen hypoteesi muinaisesta trooppisesta kädellisestä, tai tarsiaalinen hypoteesi Englantilaisen biologin F. Wood Jonesin vuonna 1929 laatima teos perustuu ihmisen ja tarsierin ruumiinsuhteiden samankaltaisuuteen, hiusrajan ominaisuuksiin, jälkimmäisen kallon kasvoosan lyhenemiseen jne. , erot näiden organismien rakenteessa ja elintärkeässä toiminnassa ovat niin suuret, ettei se ole saanut yleistä tunnustusta.

Ihmisillä on jopa liikaa yhtäläisyyksiä apinoiden kanssa. Siten edellä mainittujen anatomisten ja morfologisten piirteiden lisäksi on kiinnitettävä huomiota niiden postembryoniseen kehitykseen. Esimerkiksi pienillä simpansseilla on paljon harvemmat karvat, aivojen tilavuuden suhde kehon tilavuuteen on paljon suurempi ja kyky liikkua takaraajoilla on jonkin verran laajempi kuin aikuisilla. Jopa murrosikä korkeammissa kädellisissä tapahtuu paljon myöhemmin kuin muiden samankokoisten nisäkäsryhmien edustajilla.

Sytogeneettiset tutkimukset paljastivat, että yksi ihmisen kromosomeista muodostui apinoiden karyotyypissä esiintyvien kahden eri parin kromosomien fuusioitumisen seurauksena, mikä selittää eron kromosomien lukumäärässä (ihmisillä 2n = 46 ja apinoissa 2n = 48 ), ja se on myös toinen todiste näiden organismien suhteesta.

Ihmisten ja apinoiden samankaltaisuus on myös molekyylibiokemiallisten tietojen mukaan erittäin suuri, koska ihmisillä ja simpansseilla on samat AB0- ja Rh-veriryhmien proteiinit, monet entsyymit ja hemoglobiiniketjujen aminohapposekvensseissä on vain 1,6 % eroja, kun taas muiden apinoiden kanssa tämä on hieman suurempi ero. Ja geneettisellä tasolla erot DNA:n nukleotidisekvensseissä näiden kahden organismin välillä ovat alle 1 %. Jos otamme huomioon tällaisten proteiinien keskimääräisen evoluutionopeuden sukulaisissa organismiryhmissä, voimme päätellä, että ihmisen esi-isät erosivat muista kädellisryhmistä noin 6–8 miljoonaa vuotta sitten.

Apinoiden käyttäytyminen muistuttaa monella tapaa ihmisen käyttäytymistä, koska ne elävät ryhmissä, joissa sosiaaliset roolit ovat selkeästi jakautuneet. Yhteinen puolustus, keskinäinen avunanto ja metsästys eivät ole ainoita ryhmän luomisen tavoitteita, sillä sen sisällä apinat kokevat kiintymystä toisiinsa, ilmaisevat sitä kaikin mahdollisin tavoin ja reagoivat emotionaalisesti erilaisiin ärsykkeisiin. Lisäksi ryhmissä vaihdetaan kokemuksia yksilöiden välillä.

Näin ollen samankaltaisuuksia ihmisten ja muiden kädellisten, erityisesti ihmisapinoiden, välillä löytyy biologisen organisoinnin eri tasoilla, ja erot ihmisen lajina määräytyvät suurelta osin tämän nisäkäsryhmän ominaisuuksien perusteella.

Hypoteesien ryhmä, joka ei kyseenalaista ihmisten alkuperää yhteisistä esivanhemmista nykyajan apinoiden kanssa, sisältää hypoteesit monikeskisyydestä ja yksikeskisyydestä.

Aloitusasento monikeskisyyden hypoteeseja on nykyajan ihmislajin synty ja rinnakkainen evoluutio useilla maapallon alueilla muinaisen tai jopa muinaisen ihmisen eri muodoista, mutta tämä on ristiriidassa synteettisen evoluutioteorian perussäännösten kanssa.

Hypoteesit nykyihmisen ainoasta alkuperästä päinvastoin olettavat ihmisen syntymistä yhteen paikkaan, mutta eroavat siitä, missä tämä tapahtui. Niin, hypoteesi ihmisten ekstratrooppisesta alkuperästä perustuu siihen tosiasiaan, että vain Euraasian korkeiden leveysasteiden ankarat ilmasto-olosuhteet voivat edistää apinoiden "inhimillistämistä". Sitä tuki Jakutian alueelta löydetty muinaisen paleoliittisen ajan - Diring-kulttuurin - paikkoja, mutta myöhemmin todettiin, että näiden löytöjen ikä ei ole 1,8–3,2 miljoonaa vuotta, vaan 260–370 tuhatta vuotta. Näin ollen tämä hypoteesi ei ole myöskään riittävän vahvistettu.

Suurin määrä todisteita on tällä hetkellä kerätty puolesta hypoteeseja ihmisten afrikkalaisesta alkuperästä, mutta se ei ole vailla puutteita, jotka kattavat laaja monosentrinen hypoteesi, joka yhdistää monisentrisyyden ja yksikeskisyyden hypoteesien argumentit.

Ihmisen evoluution liikkeellepaneva voima ja vaiheet

Toisin kuin muut eläinmaailman edustajat, ihminen evoluutioprosessissaan altistui paitsi biologisille evoluution tekijöille, myös sosiaalisille tekijöille, mikä vaikutti laadullisesti uusien olentojen lajien syntymiseen, jolla on biososiaalisia ominaisuuksia. Sosiaaliset tekijät määrittelivät läpimurron täysin uuteen sopeutuvaan ympäristöön, joka tarjosi valtavia etuja ihmispopulaatioiden selviytymiselle ja kiihdytti jyrkästi sen kehitysvauhtia.

Biologisia evoluutiotekijöitä, joilla on tietty rooli antropogeneesissä tähän päivään asti, ovat perinnöllinen vaihtelevuus sekä geenien virtaus, jotka tarjoavat ensisijaisen materiaalin luonnolliselle valinnalle. Samaan aikaan eristyneisyys, populaatioaallot ja geneettinen ajautuminen ovat lähes kokonaan menettäneet merkityksensä tieteen ja tekniikan kehityksen seurauksena. Tämä antaa joillekin tutkijoille aihetta uskoa, että tulevaisuudessa minimaalisetkin erot eri rotujen edustajien välillä katoavat niiden sekoittumisen vuoksi.

Koska muuttuvat ympäristöolosuhteet pakottivat ihmisen esi-isät laskeutumaan puista avoimeen avaruuteen ja liikkumaan kahdella raajalla, he käyttivät vapautuneita yläraajoja ruoan ja lasten kantamiseen sekä työkalujen valmistukseen ja käyttöön. Tällainen työkalu voidaan kuitenkin tehdä vain, jos on selkeä käsitys lopputuloksesta - kohteen kuvasta, minkä vuoksi myös abstrakti ajattelu kehittyi. Tiedetään hyvin, että monimutkaiset liikkeet ja ajatteluprosessi ovat välttämättömiä tiettyjen aivokuoren alueiden kehittymiselle, mikä tapahtui evoluutioprosessissa. Tällaisten tietojen ja taitojen periminen on kuitenkin mahdotonta, ne voidaan siirtää yksilöltä toiselle vain viimeksi mainitun elämän aikana, mikä johti erityisen kommunikaatiomuodon - artikuloidun puheen - syntymiseen.

Siten evoluution sosiaalisia tekijöitä ovat ihmisen työtoiminta, abstrakti ajattelu ja artikuloitu puhe. Ei pidä hylätä lapsista, naisista ja vanhuksista huolehtineen primitiivisen ihmisen altruismin ilmenemismuotoja.

Ihmisen työtoiminta ei vain vaikuttanut hänen ulkonäköönsä, vaan mahdollisti myös olemassaolon olosuhteiden osittainen helpottamisen tulen käytön, vaatteiden valmistuksen, asuntorakentamisen avulla ja myöhemmin aktiivisen muuttamisen metsien raivaamisen kautta, kynnet maat jne. Meidän aikanamme hallitsematon taloudellinen toiminta on asettanut ihmiskunnan maailmanlaajuisen katastrofin uhan maaperän eroosion, makean veden kuivumisen ja otsoniverkon tuhoutumisen seurauksena, mikä puolestaan ​​voi kasvaa evoluution biologisten tekijöiden paine.

Dryopithecus, joka eli noin 24 miljoonaa vuotta sitten, oli todennäköisesti ihmisten ja apinoiden yhteinen esi-isä. Huolimatta siitä, että hän kiipesi puihin ja juoksi kaikilla neljällä raajalla, hän pystyi liikkumaan kahdella jalalla ja kantamaan ruokaa käsissään. Suurapinoiden ja ihmisiin johtavan linjan täydellinen erottaminen tapahtui noin 5–8 miljoonaa vuotta sitten.

Australopithecus. Suku on ilmeisesti peräisin Dryopithecusista Ardipithecus, joka muodostui yli 4 miljoonaa vuotta sitten Afrikan savanneille metsien jäähtymisen ja vetäytymisen seurauksena, mikä pakotti nämä apinat vaihtamaan kävelemään takaraajoillaan. Tämä pieni eläin ilmeisesti synnytti melko suuren suvun Australopithecus("eteläinen apina").

Australopitekiinit ilmestyivät noin 4 miljoonaa vuotta sitten ja asuivat Afrikan savannit ja kuivat metsät, joissa kaksijalkaisen liikkeen edut tuntuivat täysin. Australopithecusista tuli kaksi oksaa - suuret kasvinsyöjät, joilla oli voimakkaat leuat Paranthropus ja pienempiä ja vähemmän erikoistuneita Ihmiset. Ajan kuluessa nämä kaksi sukua kehittyivät rinnakkain, mikä ilmeni erityisesti aivojen tilavuuden kasvuna ja käytettyjen työkalujen monimutkaisena. Sukumme piirteitä ovat kivityökalujen valmistus (Paranthropus käytti vain luuta) ja suhteellisen suuret aivot.

Ensimmäiset ihmissuvun edustajat ilmestyivät noin 2,4 miljoonaa vuotta sitten. He kuuluivat taitavien ihmisten lajiin (Homo habilis) ja olivat lyhyitä olentoja (noin 1,5 m), joiden aivotilavuus oli noin 670 cm 3. He käyttivät raakoja kivityökaluja. Ilmeisesti tämän lajin edustajilla oli hyvin kehittyneet ilmeet ja alkeellinen puhe. Homo habilis poistui historiallisesta näyttämöstä noin 1,5 miljoonaa vuotta sitten ja synnytti seuraavan lajin - suora mies.

Mies pystyssä (H. erectus) biologisena lajina, joka muodostui Afrikassa noin 1,6 miljoonaa vuotta sitten ja oli olemassa 1,5 miljoonaa vuotta, asettuen nopeasti laajoille Aasian ja Euroopan alueille. Tämän lajin edustajaa Jaavan saarelta kuvattiin kerran nimellä Pithecanthropus("apina-ihminen"), joka löydettiin Kiinasta, nimettiin Sinanthropa, kun taas heidän eurooppalainen "kollegansa" on Heidelbergin mies.

Kaikkia näitä muotoja kutsutaan myös arkkitrooppeja(muinaisten ihmisten toimesta). Pysyvälle miehelle oli tunnusomaista matala otsa, suuret kulmaharjat ja taaksepäin kallistuva leuka; hänen aivotilavuutensa oli 900–1200 cm3. Suoristuneen miehen vartalo ja raajat muistuttivat nykyihmisen vartaloa ja raajat. Epäilemättä tämän suvun edustajat käyttivät tulta ja tekivät kaksiteräisiä kirveitä. Kuten viimeaikaiset löydöt ovat osoittaneet, tämä laji jopa hallitsi navigointia, sillä sen jälkeläisiä löydettiin syrjäisiltä saarilta.

Paleoantrooppi. Noin 200 tuhatta vuotta sitten Heidelbergin ihminen syntyi Neandertalihminen (H. neandertalensis), johon viitataan paleoantroopit(muinaiset ihmiset), jotka asuivat Euroopassa ja Länsi-Aasiassa 200–28 tuhatta vuotta sitten, mukaan lukien jääkauden aikana. He olivat vahvoja, fyysisesti melko vahvoja ja joustavia ihmisiä, joilla oli suuri aivokapasiteetti (jopa suurempi kuin nykyihmisen). Heillä oli artikuloitu puhe, he tekivät monimutkaisia ​​työkaluja ja vaatteita, hautasivat kuolleensa ja heillä oli ehkä jopa taiteen alkeita. Neandertalilaiset eivät olleet Homo sapiensin esi-isiä, vaan tämä ryhmä kehittyi rinnakkain. Niiden sukupuuttoon liittyy mammuttieläimistön katoaminen viimeisen jääkauden jälkeen, ja se on ehkä myös seurausta lajimme kilpailevasta siirtymisestä.

Vanhin edustajan löytö homo sapiens (Homo sapiens) Se on 195 tuhatta vuotta vanha ja tulee Afrikasta. Todennäköisesti nykyihmisen esi-isät eivät ole neandertalilaisia, vaan jonkinlaisia ​​arkkitrooppeja, kuten Heidelbergin mies.

Neoanthrop. Noin 60 tuhatta vuotta sitten lajimme melkein kuoli sukupuuttoon tuntemattomien tapahtumien seurauksena, joten kaikki seuraavat ihmiset ovat pienen ryhmän jälkeläisiä, joiden lukumäärä oli vain muutama kymmenkunta yksilöä. Tämän kriisin voitettuaan lajimme alkoi levitä kaikkialle Afrikkaan ja Euraasiaan. Se eroaa muista lajeista ohuemman ruumiinrakenteen, korkeamman lisääntymisnopeuden, aggressiivisuuden ja tietysti monimutkaisimman ja joustavimman käyttäytymisensä suhteen. Nykyaikaisia ​​ihmisiä, jotka asuivat Euroopassa 40 tuhatta vuotta sitten, kutsutaan Cro-Magnons ja viitata neoantroopit(nykyajan ihmisille). He eivät olleet biologisesti erilaisia ​​kuin nykyihmiset: pituus 170–180 cm, aivojen tilavuus noin 1600 cm3. Cro-Magnons kehitti taidetta ja uskontoa, he kesyttivät monia villieläinlajeja ja viljelivät monia kasvilajeja. Nykyihmiset polveutuivat kromangnonilaisista.

Ihmisrodut, niiden geneettinen sukulaisuus

Kun ihmiskunta asettui ympäri planeettaa, eri ihmisryhmien välillä syntyi tiettyjä eroja ihon värin, kasvojen piirteiden, hiustyypin sekä tiettyjen biokemiallisten piirteiden esiintymistiheyden suhteen. Tällaisten perinnöllisten ominaisuuksien joukko luonnehtii saman lajin yksilöiden ryhmää, joiden väliset erot ovat vähemmän merkittäviä kuin alalajit - rotu.

Rotujen tutkimista ja luokittelua vaikeuttaa niiden välisten selkeiden rajojen puute. Koko nykyajan ihmiskunta kuuluu yhteen lajiin, jonka sisällä erotetaan kolme suurta rotua: australo-negroid (musta), kaukasoidi (valkoinen) ja mongoloid (keltainen). Jokainen heistä on jaettu pieniin rotuihin. Rotujen väliset erot liittyvät ihonväriin, hiuksiin, nenän muotoon, huulten jne.

Aussie-Negroid, tai päiväntasaajan rotu jolle on ominaista tumma ihonväri, aaltoilevat tai kiharat hiukset, leveä ja hieman ulkoneva nenä, poikittaiset sieraimet, paksut huulet ja monet kallon piirteet. Kaukasialainen, tai Euraasian rotu jolle on ominaista vaalea tai tumma iho, suorat tai aaltoilevat pehmeät hiukset, miesten kasvojen (parta ja viikset) hyvä kehitys, kapea ulkoneva nenä, ohuet huulet ja monet kallon piirteet. Mongoloidi(aasialainen-amerikkalainen) rotu jolle on ominaista tumma tai vaalea iho, usein karkeat karvat, nenän ja huulten keskimääräinen leveys, litteät kasvot, poskipäiden voimakas ulkonema, suhteellisen suuri kasvojen koko, havaittava "kolmannen silmäluomen" kehittyminen.

Nämä kolme rotua eroavat myös toisistaan. Ennen eurooppalaisen kolonisaation aikakautta australo-negroidirotu oli laajalle levinnyt vanhassa maailmassa syövän tropiikin eteläpuolella; Kaukasialainen rotu - Euroopassa, Pohjois-Afrikassa, Länsi-Aasiassa ja Pohjois-Intiassa; Mongoloidirotu - Kaakkois-, Pohjois-, Keski- ja Itä-Aasiassa, Indonesiassa, Pohjois- ja Etelä-Amerikassa.

Rotujen väliset erot koskevat kuitenkin vain pieniä ominaisuuksia, joilla on mukautuvaa merkitystä. Siten negroidien ihoa polttaa kymmenen kertaa suurempi ultraviolettisäteilyannos kuin valkoihoisten ihoa, mutta valkoihoiset kärsivät vähemmän riisitaudista korkeilla leveysasteilla, joissa D-vitamiinin muodostumiseen tarvittava ultraviolettisäteily saattaa puuttua.

Aiemmin jotkut ihmiset yrittivät todistaa yhden rodun paremmuudesta saavuttaakseen moraalisen paremmuuden muihin nähden. Nyt on selvää, että rodulliset piirteet kuvastavat vain ihmisryhmien erilaisia ​​historiallisia polkuja, mutta eivät millään tavalla liity jonkin ryhmän etuun tai biologiseen jälkeenjääneisyyteen. Ihmisrodut ovat vähemmän selkeästi määriteltyjä kuin muiden eläinten alalajit ja rodut, eikä niitä voida millään tavalla verrata esimerkiksi kotieläinrotuihin (jotka ovat seurausta määrätietoisesta valinnasta). Kuten biolääketieteelliset tutkimukset osoittavat, rotujen välisen avioliiton seuraukset riippuvat miehen ja naisen yksilöllisistä ominaisuuksista, eivät heidän rodustaan. Siksi kaikki rotujenvälisten avioliittojen tai tiettyjen taikauskoiden kiellot ovat epätieteellisiä ja epäinhimillisiä.

Ihmisryhmät ovat tarkempia kuin rodut kansallisuuksia- historiallisesti muodostuneet ihmisten kielelliset, alueelliset, taloudelliset ja kulttuuriset yhteisöt. Tietyn maan väestö muodostaa sen kansan. Monien kansallisuuksien vuorovaikutuksessa kansakunta voi syntyä kansakunnan sisällä. Nyt maan päällä ei ole "puhtaita" rotuja, ja jokaista riittävän suurta kansakuntaa edustavat ihmiset, jotka kuuluvat eri rotuihin.

Ihmisen biososiaalinen luonne

Epäilemättä ihmisten on biologisena lajina koettava painetta evoluutiotekijöiden, kuten mutageneesin, populaatioaaltojen ja eristyneisyyden, aiheuttamasta. Ihmisyhteiskunnan kehittyessä jotkut heistä kuitenkin heikkenevät, kun taas toiset päinvastoin vahvistuvat, koska globalisaatioprosessien vangitsemalla planeetalla ei ole juurikaan jäljellä eristettyjä ihmispopulaatioita, joissa sisäsiitos tapahtuu, ja määrät itse väestöstä eivät ole alttiina voimakkaille vaihteluille. Näin ollen evoluution liikkeellepaneva tekijä - luonnonvalinta - ei lääketieteen onnistumisen ansiosta enää näytä samaa roolia ihmispopulaatioissa kuin muiden organismien populaatioissa.

Valitettavasti valintapaineen heikkeneminen johtaa perinnöllisten sairauksien esiintymistiheyden lisääntymiseen populaatioissa. Esimerkiksi teollisuusmaissa jopa 5 % väestöstä kärsii värisokeudesta, kun taas vähemmän kehittyneissä maissa tämä luku on jopa 2 %. Tämän ilmiön kielteiset seuraukset voidaan voittaa ennaltaehkäisevien toimenpiteiden ja edistyksen ansiosta sellaisilla tieteenaloilla kuin geeniterapia.

Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että ihmisen evoluutio olisi päättynyt, sillä luonnonvalinta jatkaa toimintaansa eliminoiden esimerkiksi sukusoluja ja yksilöitä, joilla on epäsuotuisat geeniyhdistelmät jopa ontogeneesin esialkioiden ja alkion jaksoissa, sekä vastustuskykyä erilaisten patogeenien kanssa. sairaudet. Lisäksi luonnonvalinnan materiaalia ei tarjoa vain mutaatioprosessi, vaan myös tiedon kertyminen, oppimiskyky, kulttuurin käsitys ja muut ominaisuudet, jotka voivat siirtyä ihmisestä toiseen. Toisin kuin geneettinen tieto, yksilöllisen kehityksen aikana kertynyt kokemus välittyy sekä vanhemmilta jälkeläisille että päinvastaiseen suuntaan. Ja kilpailua syntyy jo kulttuurisesti erilaisten yhteisöjen välillä. Tätä ihmisille ainutlaatuista evoluution muotoa kutsutaan kulttuurista, tai sosiaalinen evoluutio.

Kulttuurinen evoluutio ei kuitenkaan sulje pois biologista evoluutiota, koska se tuli mahdolliseksi vasta ihmisen aivojen muodostumisen ansiosta, ja itse ihmisen biologia on tällä hetkellä kulttuurisen evoluution määräämä, koska yhteiskunnan ja liikkeiden monimuotoisuuden puuttuessa tietyt alueet eivät muodostuu aivoissa.

Siten henkilöllä on biososiaalinen luonne, joka jättää jäljen hänen yksilöllistä ja evolutiivista kehitystään ohjaavien biologisten, mukaan lukien geneettisten lakien ilmenemiseen.

Sosiaalinen ja luonnollinen ympäristö, ihmisen sopeutuminen siihen

Alla sosiaalinen ympäristö ymmärtää ennen kaikkea hänen olemassaolonsa ja toimintansa sosiaaliset, aineelliset ja henkiset olosuhteet, jotka ympäröivät henkilöä. Se sisältää talousjärjestelmän, sosiaalisten suhteiden, sosiaalisen tietoisuuden ja kulttuurin lisäksi myös ihmisen välittömän ympäristön - perheen, työ- ja opiskelijaryhmät sekä muut ryhmät. Ympäristöllä on toisaalta ratkaiseva vaikutus persoonallisuuden muodostumiseen ja kehitykseen, ja toisaalta se itse muuttuu ihmisen vaikutuksen alaisena, mikä aiheuttaa uusia muutoksia ihmisissä jne.

Yksilöiden tai heidän ryhmiensä sopeutuminen sosiaaliseen ympäristöön toteuttaakseen omia tarpeitaan, kiinnostuksen kohteitaan, elämäntavoitteitaan ja sisältää sopeutumisen opiskelun olosuhteisiin ja luonteeseen, työhön, ihmissuhteisiin, ekologiseen ja kulttuuriseen ympäristöön, vapaa-ajan ja arjen olosuhteisiin sekä heidän aktiivisena muutoksenaan tarpeidesi tyydyttämiseksi. Myös itsensä, motiivien, arvojen, tarpeiden, käyttäytymisen jne. muuttamisella on suuri rooli tässä.

Tietokuormitukset ja emotionaaliset kokemukset nyky-yhteiskunnassa ovat usein pääasiallinen stressin aiheuttaja, joka voidaan voittaa selkeän itseorganisaation, fyysisen harjoittelun ja autoharjoittelun avulla. Joissakin erityisen vaikeissa tapauksissa tarvitaan käynti psykoterapeutin luona. Yritys unohtaa nämä ongelmat ylensyömisen, tupakoinnin, alkoholin ja muiden huonojen tapojen avulla ei johda toivottuun tulokseen, vaan vain pahentaa kehon tilaa.

Luonnollisella ympäristöllä ei ole vähemmän vaikutusta ihmisiin huolimatta siitä, että ihmiset ovat yrittäneet luoda itselleen mukavan keinotekoisen ympäristön noin 10 tuhatta vuotta. Näin ollen nousu merkittävään korkeuteen ilman happipitoisuuden alenemisen vuoksi johtaa veren punasolujen määrän lisääntymiseen, hengityksen ja sykkeen lisääntymiseen, ja pitkäaikainen altistuminen avoimelle auringolle lisää ihon pigmentaatiota. - rusketus. Kuitenkin luetellut muutokset sopivat reaktion normiin eivätkä ole periytyviä. Kuitenkin kansoilla, jotka ovat eläneet tällaisissa olosuhteissa pitkään, voi olla joitain mukautuksia. Näin ollen pohjoisten kansojen keskuudessa nenäonteloissa on paljon suurempi tilavuus ilman lämmittämiseksi, ja kehon ulkonevien osien koko pienenee lämpöhäviön vähentämiseksi. Afrikkalaisilla on tummempi iho ja kiharat hiukset, koska pigmentti melaniini suojaa kehon elimiä haitallisilta ultraviolettisäteiltä ja hiuslakalla on lämpöä eristäviä ominaisuuksia. Eurooppalaisten vaaleat silmät ovat sopeutumista akuutimpaan visuaalisen tiedon havaitsemiseen hämärässä ja sumussa, ja silmien mongoloidimuoto on seurausta luonnollisesta valinnasta tuulien ja pölymyrskyjen toimintaan.

Nämä muutokset vaativat vuosisatoja ja vuosituhansia, mutta elämä sivistyneessä yhteiskunnassa vaatii muutoksia. Näin ollen fyysisen aktiivisuuden väheneminen johtaa kevyempään luurankoon, sen voiman vähenemiseen ja lihasmassan vähenemiseen. Alhainen liikkuvuus, liiallinen kaloripitoinen ruoka, stressi lisäävät ylipainoisten ihmisten määrää, ja riittävä proteiiniravinto ja jatkuvat päivänvaloajat keinovalon avulla edistävät kiihtyvyyttä - kiihtyvää kasvua ja murrosikää sekä kehon koon kasvua. .

1. Perinnöllisyys on eliöiden ominaisuus välittää rakenteellisia piirteitä ja

elämäntoimintaa sukupolvelta toiselle.

2. Perinnöllisyyden aineellinen perusta on kromosomit ja geenit, jotka tallentavat tietoa organismin ominaisuuksista. Geenien ja kromosomien siirto sukupolvelta toiselle

lisääntymisen ansiosta. Tytärorganismin kehitys yhdestä solusta - tsygootista

tai äidin kehon soluryhmä lisääntymisprosessissa. Lokalisointi sisään

lisääntymiseen osallistuvien solujen ytimet, määrittävät geenit ja kromosomit

tytärorganismin samankaltaisuus äidin kanssa.

3. Perinnöllisyys on evoluutiotekijä, perusta vanhempien ja jälkeläisten, saman lajin yksilöiden samankaltaisuuteen.

4. Vaihtelevuus on kaikkien organismien yhteinen ominaisuus saada uusia ominaisuuksia yksilön kehitysprosessissa.

5. Vaihtelevuuden tyypit: ei-perinnöllinen (muunnos) ja perinnöllinen (kombinaatio, mutaatio).

6. Ei-perinnölliset muutokset eivät liity muutoksiin

geenit ja kromosomit, eivät ole periytyviä, syntyvät tekijöiden vaikutuksesta

ulkoinen ympäristö, katoavat ajan myötä. Samankaltaisten muutosten ilmentymä

muutokset lajin kaikissa yksilöissä (esimerkiksi kylmässä hevosten turkki muuttuu

paksumpi). Muutosmuutosten katoaminen tekijän päättyessä,

aiheuttaa tämän muutoksen (rusketus katoaa talvella, kun olosuhteet huononevat

muutosvaihtelu: rusketus kesällä, painonnousu

eläimet, joilla on hyvä ruokinta ja kunnossapito, tiettyjen lihasryhmien kehitys

urheilua pelatessa.

7. Perinnölliset muutokset johtuvat muutoksista

geenit ja kromosomit ovat periytyviä, vaihtelevat yksilöiden välillä

yhden lajin lajit säilyvät yksilön koko elämän ajan.

8. Kombinatiivinen vaihtelu. Ilmeneminen

kombinatiivinen vaihtelu risteyksen aikana, sen riippuvuus uuden syntymisestä

geenien yhdistelmät (yhdistelmät) jälkeläisissä. Kombinatiivin lähteet

vaihtelevuus: osien vaihto homologisten kromosomien välillä, satunnainen

sukusolujen yhdistelmä hedelmöityksen ja tsygootin muodostumisen aikana. Vaihteleva

geenien yhdistelmät - syy rekombinaatio (uusi yhdistelmä) vanhempien

merkkejä jälkeläisissä.

9. Mutaatiot ovat äkillisiä, pysyviä muutoksia.

geenejä tai kromosomeja. Mutaatioiden seurauksena lapsessa ilmaantuu uusia ominaisuuksia

organismeja, joita sen vanhemmista puuttui, esimerkiksi lyhyet jalat

lampaat, kanojen höyhenpeite, albinismi (pigmentin puute). Hyödyllinen,

haitallisia ja neutraaleja mutaatioita. Useimmat mutaatiot ovat haitallisia keholle

johtuen uusien merkkien ilmenemisestä, jotka eivät vastaa sen elinympäristöä.

10. Perinnöllinen vaihtelu on evoluution tekijä.

Uusien hahmojen ilmaantuminen organismeihin ja niiden monimuotoisuuteen on materiaalia

luonnonvalinnan toimet, yksilöiden säilyminen muutoksissa,

elinympäristöä vastaava, eliöiden sopeutumiskyvyn muodostuminen

muuttuvat ympäristöolosuhteet.

2. Luonnolliset ja keinotekoiset ekosysteemit, niiden ominaisuudet.

1. Ekosysteemi on kokoelma eri lajien eläviä organismeja, jotka ovat yhteydessä toisiinsa

sekä elottoman luonnon, aineenvaihdunnan ja energian muuntamisen komponenteilla

tietyllä biosfäärin alueella.

2. Ekosysteemin rakenne:

Laji - ekosysteemissä elävien lajien lukumäärä ja

niiden lukumäärän suhde. Esimerkki: noin 30 lajia kasvaa havumetsässä

kasvit, tammimetsässä - 40-50 lajia, niityllä - 30-50 lajia, kosteassa

trooppinen metsä - yli 100 lajia;

Spatiaalinen - organismien sijoittaminen sisään

pystysuunnassa (porrastettu) ja vaakasuunnassa (mosaiikki). Esimerkkejä:

5-6 kerroksen läsnäolo leveälehtisessä metsässä; erot kasvien koostumuksessa

metsän reunassa ja tiheässä, kuivilla ja kosteilla alueilla.

3. Yhteisön komponentit: abioottinen ja bioottinen.

Elottoman luonnon abioottiset komponentit - valo, paine, kosteus, tuuli,

kohokuvio, maaperän koostumus jne. Bioottiset komponentit: organismit - tuottajat,

kuluttajat ja tuhoajat.

4. Tuottajat - kasvit ja jotkut bakteerit,

orgaanisten aineiden luominen epäorgaanisista energian avulla

auringonvalo.

5. Kuluttajat - eläimet, jotkut kasvit ja

bakteerit, jotka ruokkivat valmistettuja orgaanisia aineita ja käyttöä

6. Tuhoajia ovat sienet ja jotkut bakteerit,

orgaanisen aineen tuhoaminen epäorgaanisiksi aineiksi, ruumiiden ruokkiminen,

kasvien jäännökset.

7. Aineiden kierto ja energiamuutokset -

välttämätön edellytys minkä tahansa ekosysteemin olemassaololle. Aineiden ja energian siirto

ravintoketjut ekosysteemissä.

8. Ekosysteemin kestävyys. Vakausriippuvuus

ekosysteemit niissä elävien lajien lukumäärän ja ravintoketjujen pituuden perusteella: sitä enemmän

lajit, ravintoketjut, sitä vakaampi ekosysteemi on aineiden kierrosta.

9. Keinotekoinen ekosysteemi - luotu tuloksena

ihmisen toiminta. Esimerkkejä keinotekoisista ekosysteemeistä: puisto, pelto, puutarha,

10. Erot keinotekoisen ja luonnollisen ekosysteemin välillä:

Pieni määrä lajeja (esimerkiksi vehnä ja jotkut

vehnäpellolla esiintyvät rikkakasvit ja niihin liittyvät eläimet)

Yhden tai useamman lajin organismien vallitsevuus

(vehnä pellolla);

Lyhyet ravintoketjut pienestä lajimäärästä johtuen;

Aineiden sulkematon kierto johtuen

merkittävä orgaanisten aineiden poisto ja niiden poistaminen kierrosta muodossa

Alhainen vakaus ja kyvyttömyys

Itsenäinen olemassaolo ilman ihmisen tukea.

LIPPU #12

Elävät organismit kykenevät "kompensoiviin fenotyyppisiin modifikaatioihin", eli sellaisiin intravitaalisiin muutoksiin, jotka kompensoivat erilaisten vammojen vaikutuksia (tyypillinen esimerkki on regeneraatio). Tämä evoluution aikana ilmaantuva kyky voi itsessään vaikuttaa evoluutioon, koska kompensoivat modifikaatiot syntyvät paitsi vaurion seurauksena, myös vasteena mutaatioille, jotka häiritsevät organismin normaalia kehityskulkua. Kompensaatiomuutokset voivat edistää tällaisten mutaatioiden konsolidoitumista, mikä johtaa nopeisiin evoluutiomuunnoksiin.

Kahden tyyppinen vaihtelu. Biologinen evoluutio perustuu kuuluisaan Darwinin kolmikkoon: perinnöllisyys, vaihtelevuus ja valinta. Nykyään näiden kolmen käsitteen takana on hyvin kehittyneitä, monimutkaisia ​​ja erittäin yksityiskohtaisia ​​teorioita, joita tukevat lukemattomat tosiasiat, kokeet ja havainnot. Nämä teoriat eivät suinkaan ole staattisia, vaan ne kehittyvät edelleen nopeasti, kun uutta tietoa ilmaantuu (ja vanhaa ymmärretään).

Variaatioiden osalta evoluutiobiologian painopiste on perinteisesti ollut ns. periytyvässä (eli geneettisesti määräytyvässä) variaatiossa. Perinnöllinen vaihtelevuus määräytyy yksilöiden genotyypin erojen perusteella, se välittyy vanhemmilta jälkeläisille, ja näin luonnollinen valinta "toimii" suoraan. On kuitenkin olemassa myös niin kutsuttua modifikaatiovaihtelua, joka ei ole perinnöllistä sanan varsinaisessa merkityksessä. Modifikaatiovaihtelu on rakenteen (fenotyypin) muutos, joka tapahtuu vastauksena muutoksiin olosuhteissa, joissa organismin kehitys tapahtuu (yksi kirkkaita esimerkkejä katso huomautus "On kasvatettu toukka, joka muuttaa väriä kuumennettaessa." "Elementit", 9.02.06).

Modifikaatiovaihtelu on yksi niistä luonnonilmiöistä, jotka ovat olemassa ikään kuin tarkoituksella teoreetikkojen hämmentämiseksi. Virheellinen ymmärrys modifikaatiovaihteluiden luonteesta ja sen syy-seuraus-suhteista evoluutioprosessiin menneisyydessä johti usein erilaisiin väärinkäsityksiin ja riittämättömiin johtopäätöksiin. Seuraavat keskeiset säännökset ovat tällä hetkellä yleisesti hyväksyttyjä:

• Genotyyppi ei määritä fenotyyppiä sinänsä, vaan reaktion normi: tietty alue kehitysmahdollisuuksia. Se, mikä näistä mahdollisuuksista toteutuu, ei riipu enää geeneistä, vaan olosuhteista, joissa organismin kehitys tapahtuu. Reaktionormin sisällä olevat fenotyyppivaihtelut ovat modifikaatiovaihteluita.
• Muutokset eivät kuitenkaan periydy (ne eivät ole "kirjoitettu" geeneihin). kyky ne ovat tietysti perinnöllisiä, ts. on geneettisesti määrätty.
• Vaihtuvuuden muokkaaminen on usein tarkoituksenmukaista (adaptiivinen). Esimerkiksi auringonvalon aiheuttama rusketus suojaa meitä ultraviolettisäteilyn haitallisilta vaikutuksilta. Kyky mukautuviin modifikaatioihin ei kuitenkaan "pudonnut taivaalta" meille. Siinä ei ole mitään mystistä, se ei ole ilmentymä jostain käsittämättömästä "luonnon sisäisestä tarkoituksenmukaisuudesta" tai tulos yliluonnollisten voimien puuttumisesta. Kyky mukautuviin modifikaatioihin kehittyy valinnan vaikutuksesta, joka perustuu tiettyjen lujittumiseen perinnöllinen muutokset (mutaatiot), kuten kaikki muutkin organismin mukautuvat ominaisuudet.
• Modifikaatiovaihtelukyky on toisaalta evoluution tulos, toisaalta sillä voi itsessään olla merkittävä vaikutus evoluutioon. N. N. Iordanskyn käsittelemässä artikkelissa puhumme yhdestä tämän vaikutuksen näkökulmasta.

Modifikaatiovaihteluiden evoluutiorooli. Jo 1800-luvun lopulla jotkut biologit alkoivat ajatella, että evoluution aikana syntyvä modifikaatiovaihtelukyky (laajassa merkityksessä, mukaan lukien kyky elinikäisiin muutoksiin käyttäytymisessä, oppimisessa jne.) voisi vaikuttaa käänteisesti evoluutioprosessin kulkua, ja tämän vaikutuksen luonne voi vaihdella.

Toisaalta kyky mukautuviin modifikaatioihin voi hidastaa evoluutiota. Jos organismi, muuttamatta genotyyppiään, voi sopeutua erilaisiin elinolosuhteisiin elämänsä aikana, tämä voi johtaa valikoinnin vaikutuksen heikkenemiseen jälkimmäisten muuttuessa.

Toisaalta tämä kyky voi osittain määrittää ennalta evoluution muutosten polut. Jos olosuhteet ovat muuttuneet "vakavasti ja pitkään" niin, että organismit joutuvat sukupolvesta toiseen läpikäymään samat muunnosmuunnokset kehityksensä aikana, tämä voi johtaa siihen, että mutaatiot johtavat näiden muutosten tiukkaan geneettiseen "kiinnittymiseen" tuetaan valintaa, jolloin muutos muuttuu perinnölliseksi muutokseksi. Tässä tapauksessa voi syntyä illuusio Lamarckin "hankitun ominaisuuden periytymisestä". Tämä ilmiö tunnetaan nimellä "Baldwin-ilmiö" (katso siitä huomautuksessa "Geenit ohjaavat käyttäytymistä ja käyttäytyminen ohjaa geenejä." "Elementit", 12.11.2008). Tällä tavalla esimerkiksi jokin eläimen elämänsä aikana harjoittelun tuloksena hankkima taito voi lopulta muuttua perinnöllisiksi vaistoiksi. Lisäksi uusi käyttäytymistapa - ei ole väliä, onko se vaistomaista vai "tietoista", pääasia on, että tämä käyttäytyminen toistuu useiden sukupolvien aikana - luo uusia valintavektoreita ja voi johtaa mutaatioiden kiinnittymiseen, jotka "tekivät elämä helpompaa" juuri tällä käytöksellä. Esimerkiksi karjanhoidon kehitys johti tietyn mutaation leviämiseen "eläin"-ihmispopulaatioissa, jonka ansiosta aikuiset pystyvät sulattamaan maitosokeria laktoosia (alun perin ihmisillä oli tämä kyky vasta lapsenkengissä). Jälleen kerran näemme illuusion lamarckilaisesta perinnöstä: esi-isämme "harjoittelivat" juomaan maitoa aikuisina, ja lopulta "koulutuksen tuloksista" tuli perinnöllisiä. Itse asiassa tämän evolutionaarisen muutoksen mekanismi on tietysti täysin erilainen: muuttunut käyttäytyminen (kotieläinten maidon juominen) johti siihen, että ajoittain esiintyvät mutaatiot, jotka estävät mekanismin sammuttaakseen (pelastaakseen) synteesin. laktaasientsyymi aikuisilla lakkasi olemasta haitallinen ja päinvastoin, niistä tuli hyödyllisiä. Ihmiset, joilla oli tämä mutaatio, söivät paremmin ja jättivät enemmän jälkeläisiä. Siksi nämä mutaatiot alkoivat levitä populaatiossa tiukasti populaatiogenetiikan lakien mukaisesti.

Jo 1900-luvun alussa todettiin, että lähes jokaiselle modifikaatiolle on mahdollista löytää mutaatio, joka johtaa samanlaisiin fenotyyppisiin seurauksiin, vain tiukasti määriteltyihin, ulkoisista olosuhteista riippumatta. Tätä kutsutaan "genokopiointimuunnokseksi". Kuten N.N. Iordansky huomauttaa, tämä ei ole pohjimmiltaan yllättävää. Genotyyppi määrittää "reaktionormin", ts. joukko mahdollisia yksilöllisen kehityksen polkuja. Jos on olemassa muunnelmia ulkoisista olosuhteista, jotka johtavat jommankumman polun valintaan, voi olla myös mutaatioita, jotka tekevät tästä polusta ainoan mahdollisen (tai todennäköisimmän) ulkoisista olosuhteista riippumatta. Viime kädessä muutokset johtuvat tiettyjen geenien aktiivisuuden (ilmentymisen) muutoksista tietyissä kehon soluissa. On hyvin tunnettua, että muutoksia geenien ilmentymisessä voivat aiheuttaa sekä ulkoisten olosuhteiden vaihtelut että mutaatiot. "Genokopiomuutosten" evoluutionaalinen merkitys on käsitelty yksityiskohtaisesti Waddingtonin, Kirpichnikovin, Shishkinin ja muiden evolutionistien teoksissa; näitä ajatuksia käytetään Schmalhausenin teoriassa vakauttavasta valinnasta; jopa yritettiin muotoilla erityinen "epigeneettinen evoluutioteoria" tältä pohjalta.

Kompensoivat muutokset. N. N. Iordansky kiinnittää huomiota erityiseen adaptiivisten modifikaatioiden ryhmään, nimittäin organismien kompensoiviin reaktioihin ontogeneettisten prosessien erilaisiin häiriöihin ja aikuisten organismien traumaattisiin vaurioihin. Esimerkiksi on kuvattu monia tapauksia, joissa sammakkoeläin, matelija, lintu tai nisäkäs menetti yhden raajansa, mutta kompensoi vamman vaikutukset käyttäytymismuutoksilla ja synnytti onnistuneesti jälkeläisiä vuodesta toiseen. Toistuvasti on havaittu kaloja, jotka ovat menettäneet pyrstöevän kokonaan (joskus yhdessä osan selkärangasta), mutta jotka ovat hyvässä fyysisessä kunnossa. Tällaisissa kaloissa selkä- ja peräevät kasvavat usein takaisin, ja ne muodostavat vaurioituneen alueen ympärille jotain pyrstöevän selkä- ja vatsalohkoa.

Tämä viittaa siihen, että luonnollisissa biokenoosissa taistelu olemassaolosta ja valinta ei ole aina niin ankaraa. Joka tapauksessa valikoiva "parimpien selviytyminen" on tilastollinen prosessi, ja loukkaantuneilla yksilöillä on usein mahdollisuus selviytyä ja jopa jättää jälkeläisiä.

N. N. Iordanskyn artikkelin pääajatuksena on, että kyky kompensoiviin modifikaatioihin voi johtaa nopeisiin evoluutiomuunnoksiin, koska monien haitallisten mutaatioiden vaikutusta voidaan tasoittaa kompensoivien modifikaatioiden ansiosta. Tämän seurauksena tällaiset mutaatiot voivat joskus säilyä ja jopa levitä koko väestöön. Tosiasia on, että kompensaatiomuutokset voivat kompensoida vammojen lisäksi myös haitallisten mutaatioiden seurauksia.

Kuvitellaan, että kalassa on mutaatio, jonka seurauksena se ei kehitä pyrstöevää. On täysin mahdollista, että tällaisen kalan ontogenian aikana "toimii" sama kompensoivan modifikaatiomekanismi, joka aktivoituu, kun häntä menetetään vamman seurauksena. Toisin sanoen selkä- ja peräevä alkavat kasvaa takaisin ja muodostavat eräänlaisen kadonneen pyrstöevän. Tietenkin tämä johtaa vakavaan muutokseen kalojen rakenteessa. Mutta tämä muutos ei välttämättä ole täysin yhteensopimaton elämän kanssa, koska se perustuu "tarkoituksenmukaiseen" kompensoivaan modifikaatioon, jonka kykyä on hiottu valinnalla miljoonissa aiemmissa kalojen sukupolvissa.

Ehkä näin syntyi aurinkokala ja sen sukulaiset, joiden evärakenne on hyvin samankaltainen kuin muilla kaloilla pyrstöevän traumaattisen menetyksen seurauksena.

Täten kyky tehdä kompensoivia modifikaatioita lisää suurten mutaatioiden kiinnittymisen todennäköisyyttä, joiden evoluutiomerkitystä pidetään yleensä erittäin merkityksettömänä (koska todennäköisyys, että suuri mutaatio on hyödyllinen tai jopa ei kovin haitallinen) on erittäin pieni. . Kompensoivien muutosten huomioon ottaminen pakottaa meidät kuitenkin harkitsemaan uudelleen tätä todennäköisyysarviointia.

N.N. Iordansky korostaa, että hänen esittämänsä idea ei ole argumentti ns. suolaton evoluutiomalli. Saltationistit näkevät suolaukset (äkilliset rakenteen muutokset) evoluution päämekanismina, joka varmistaa evoluutioinnovaatioiden syntymisen ilman valinnan osallistumista. Sitä vastoin N. N. Iordansky ehdottaa, että suuret muutokset organismissa, jotka ovat syntyneet mutaatioiden kautta "yhdessä useammin esiintyvien pienten variaatioiden kanssa voivat toimia elementaarisena evoluutiomateriaalina, josta valinnan vaikutuksesta muodostuu uusia mukautuksia ja uudenlaisia ​​organisaatiotyyppejä. ”

On huomattava, että kompensointimekanismien (mukaan lukien kaikenlaiset negatiiviset palautteet) evoluutiorooli ilmenee selvästi molekyyligeneettisellä tasolla. Tämä heijastuu "evolutionaarisen swingin" käsitteessä, jonka on kehittänyt N.A. Kolchanov ja hänen kollegansa Novosibirskin sytologian ja genetiikan instituutista (katso: N.A. Kolchanov, V.V. Suslov, K.V. Gunbin. Biologisen evoluution mallintaminen: Regulatory genetic systems and coding the biologisen organisaation monimutkaisuus). Tutkijoiden mukaan geenien välisten vuorovaikutusten verkostoissa tapahtuu valinnan vakauttavan vaikutuksen seurauksena negatiivisen palautteen periaatteeseen perustuvien kompensaatiomekanismien kehittymistä. Pohjimmiltaan nämä mekanismit tarjoavat mahdollisuuden kompensoiviin modifikaatioihin molekyylitasolla. Ne tekevät järjestelmästä vakaamman ja pystyvät paremmin kompensoimaan ulkoisten olosuhteiden vaihtelut. Mutta kompensaatiomekanismien kehittyminen johtaa myös siihen, että monet mutaatiot, jotka voivat olla haitallisia ja saattaa järjestelmän tasapainoon, eivät itse asiassa aiheuta haittaa, koska niiden vaikutukset kompensoidaan samalla tavalla kuin ulkoiset vaikutukset. Seurauksena on, että sellaiset mutaatiot eivät eliminoidu valinnalla, ja ne voivat kasaantua. Tämä jatkuu, kunnes jotkut erittäin suuret muutokset (esimerkiksi siirtyminen uuteen elinympäristöön) poistavat kompensointimekanismit - ja sitten "piileviä" mutaatioita voi yhtäkkiä ilmaantua, mikä johtaa organismien vaihtelevuuden räjähdysmäiseen lisääntymiseen.

Siten evoluution aikana syntyvä kyky kompensoiviin modifikaatioihin on tärkeä tekijä, joka ohjaa (rajoittaa, "kanavaa") mahdollisia jatkokehityksen polkuja.