Видове еволюция: история на развитие и дефиниция. Какво представлява еволюцията в биологията? Движещи сили, закони, примери

Естественият феномен на промените в популациите, видовете, висшите таксони, биоценози, флората и фауната, гените и чертите във времето през историята на Земята.

Научните теории за еволюцията обясняват как възниква еволюцията, какви са нейните механизми.

основни характеристики

Строго погледнато, биологичната еволюция е процесът на промяна във времето в наследствените характеристики или поведението на популация от живи организми. Наследствените етапи са кодирани в генетичния материал на организма (обикновено ДНК). Еволюцията, според синтетичната теория на еволюцията, е преди всичко резултат от три процеса: случайни мутации на генетичен материал, случайни генетични отклонения (англ. Генетично отклонение)а не случаен естествен подбор в рамките на групи и видове.

Естественият подбор, един от процесите, които управляват еволюцията, е резултат от различията в шансовете за възпроизвеждане между индивидите в една популация. Това задължително следва от следните факти:

• Естествени, наследствени вариации съществуват в групите и между видовете
• Организми на свръхразмножаване (броят на потомството надвишава границата на гарантирано оцеляване)
• Организми с отлична способност за оцеляване и регенерация
• Във всяко едно поколение тези, които се размножават успешно, със сигурност ще предадат своите наследствени чичи на следващото поколение, докато неуспешните репродуценти не го правят.

Ако свойствата повишават еволюционната годност на индивидите, които ги носят, тогава тези индивиди са по-склонни да оцелеят и да се възпроизвеждат, отколкото другите организми в популацията. По този начин те предават повече копия на успешни наследствени черти на следващото поколение. Съответно намаляване на фитнеса поради вредното чичи води до тяхното създаване. С течение на времето това може да доведе до адаптация: постепенно натрупване на нови (и запазване на съществуващи), които като цяло адаптират популацията от живи организми към тяхната среда и екологична ниша.

Въпреки че естественият подбор не е случаен в начина си на действие, други капризни сили оказват силно влияние върху процеса на еволюция. При сексуално възпроизвеждащите се организми, случайните генетични вариации водят до наследствени такива, които стават доста често срещани просто при съвпадение и произволно чифтосване. Този безцелен процес може да бъде повлиян от естествения подбор в определени ситуации (особено в малки групи).

В различни среди естественият подбор, случайните генетични вариации и малка част от случайността в мутациите, които се появяват и се съхраняват, могат да причинят различни групи (или части от група) да се развиват в различни посоки. При достатъчно разногласия две групи от сексуално възпроизводими организми могат да се разграничат достатъчно, за да образуват отделен вид, особено ако се загуби способността за кръстосване между двете групи.

Експериментите показват, че всички живи организми на Земята имат общ прародител. Това заключение е направено въз основа на общото присъствие на L-аминокиселини в протеините, наличието на общ генетичен код във всички живи същества, възможността за класифициране чрез наследяване в категории, гнездене, хомология на ДНК последователности и общото на повечето общи биологични процеси.

Въпреки че първото споменаване на идеята за еволюцията достига до древността, тя придобива най-новата си, съвременна форма в писанията на Алфред Уолъс и Чарлз Дарвин в тяхната съвместна статия в Linnean Society в Лондон. (Лондонското общество на Линей)и по-късно в Дарвиновия За произхода на видовете (1859). През 1930-те години Синтетичната теория на еволюцията комбинира еволюционната теория с генетиката на Грегор Мендел.

Еволюцията на организмите се дължи на промени в наследствените черти. Например цветът на очите на човек е наследствена черта, която индивидът получава от родителите си. Наследствените черти се контролират от гените. Съвкупността от гени на един организъм е неговият генотип.

Съвкупността от всички черти, които формират структурата и поведението на организма, се нарича фенотип. Тези признаци възникват в резултат на взаимодействието на генотипа на този организъм с условията на околната среда. Тоест не всяка фенотипна черта на даден организъм се унаследява. Например слънчевото изгаряне се дължи на взаимодействието на човешкия генотип със слънчевата светлина, така че слънчевото изгаряне не отшумява. Като цяло хората тенят по различни начини, което следва от генотипа им. Например, някои хора имат такава наследствена черта като албинзим. Албиносите не почерняват и са много чувствителни към слънчевата радиация - лесно получават слънчеви изгаряния.

Причини за еволюцията

Копиране на матрица с грешки

Животът на Земята се основава на процеса на копиране на молекули нуклеинова киселина – ДНК и РНК. Процесът на копиране се осъществява чрез матричния принцип на комплементарност: една молекула нуклеинова киселина може да образува сдвоена за себе си и от тази сдвоена молекула се чете молекула, която е идентична с оригиналната. По този начин молекулите ДНК и РНК са способни на неограничено възпроизвеждане.

При копиране неизбежно ще възникнат грешки поради несъвършенството на системата за репликация. Чрез тези грешки ДНК и РНК копия съдържат малки разлики, които обаче се увеличават с времето. Този процес на самосъздаване с промени се нарича конвариантна репликация.

Някои неодушевени системи, като кристали или някои химически цикли, са способни на неограничено възпроизвеждане с грешки. Но живият е различен по това, че може да предаде тези грешки непроменени на следващите поколения. Тези грешки или мутации на практика не променят физикохимичните свойства на молекулите на нуклеиновите киселини, но засягат информацията, прочетена от тях от живите организми. По този начин живите организми показват наследственост и вариабилност на своите черти, които са причинени съответно от копиране и мутация в молекулите на нуклеиновите киселини.

Хомеостаза и стабилност на онтогенезата

Постоянното възпроизвеждане на ДНК с грешки води до факта, че генетичната информация, присъстваща във всяка молекула, се променя значително с течение на времето. Съвременните живи организми имат защитни системи срещу прекомерни промени в нуклеотидната последователност на молекулата на ДНК. Те включват възстановителни ензими, супресори на мобилни елементи на генома, антивирусни защитни механизми и др.

Независимо от това, гените все още се предават на следващото поколение с някои промени, в резултат на което популацията от живи организми от един и същи вид обикновено не съдържа индивиди, в които цялата ДНК последователност е една и съща. В същото време фенотипната вариабилност често е по-малка от генетичната, тъй като взаимодействията между различни гени в онтогенезата потискат влиянието на промените в отделните гени. Така многоклетъчните организми постигат стабилност на индивидуалното развитие, което води до запазване на видовата норма.

Селективно оцеляване и размножаване

РНК и ДНК молекулите, както и живите организми, се размножават с различна ефективност в зависимост от собствените им свойства и условията на околната среда. Организмите могат да умрат, преди да достигнат времето на размножаване, а тези, които оцелеят, оставят различен брой потомство. Тези организми, които са оцелели и се размножават ефективно, са били в състояние да направят това чрез две групи причини: съответствието на техните генни варианти с условията на околната среда или комбинация от обстоятелства, които не са свързани с „качеството“ на алелите. Според влиянието на първата група върху разпределението на алелите в популацията се описва с концепцията за естествен подбор, а втората група - с концепцията за генетичен дрейф.

Естествен подбор

Естественият подбор е селективно оцеляване (дългосрочно оцеляване) и възпроизвеждане на най-приспособените към условията на околната среда индивиди в една популация. Колкото по-адаптирано е едно растение или животно, толкова по-вероятно е то да оцелее до репродуктивния период, а също и толкова повече потомство ще остави. Фитнес зависи от наличието в генотипа на индивида на алели на гени, които насърчават оцеляването и размножаването. Тъй като всички организми в една популация имат различни генотипове, при стабилни условия броят на носителите на генни алели, които са по-благоприятни при тези условия, ще се увеличава с поколения.

Освен това условията на околната среда създават конкуренция за оцеляване и размножаване между организмите. Като такива, организмите, които притежават алели, които им дават предимство пред техните конкуренти, предават тези алели на своето потомство. Алелите, които не осигуряват такова предимство, не се предават на следващото поколение.

генетично отклонение

Генетичният дрейф е процес на промени в честотата на алелите, който се причинява от причини, които не са свързани с влиянието на алелите върху годността на индивидите. Следователно, генетичният дрейф се нарича неутрален механизъм за еволюцията на гените и популациите. Връзката между влиянието на естествения подбор и генетичния дрейф в популацията варира в зависимост от силата на селекция и ефективния размер на популацията (броя на индивидите, способни да се размножават). Естественият подбор обикновено играе голяма роля в големите популации, а генетичният дрейф преобладава в малките. Преобладаването на генетичния дрейф в малки популации може дори да доведе до фиксиране на вредни мутации. В резултат на това промяната в размера на популацията може значително да промени хода на еволюцията. Ефектът на тесното място, когато размерът на популацията рязко намалява и в резултат се губи генетичното разнообразие, води до по-голяма хомогенност на популацията.

Общ ход на еволюцията

Първите следи от живот на Земята са датирани преди 3,5-3,8 милиарда години. Това са останките от прокариотния живот - строматолитите. Преди около 3 милиарда години се появяват първите фотосинтетици, които са цианобактерии. Първите еукариоти се появяват преди около 1,6-1,8 милиарда години. Това води до "кислородна катастрофа" - рязко повишаване на концентрацията на кислород в земната атмосфера. Многоклетъчните еукариоти са възниквали многократно в различни групи, но първите надеждни вкаменелости са преди около 750 милиона години (криогенен период), а появата на разнообразна океанска биота се свързва с вендския период (едиакарска биота, преди около 600 милиона години). Появата на скелетни животни и техните богати останки се е случила през камбрийския период преди около 550-520 милиона години. Тогава се появиха повечето от съвременните видове животни.

През силурианския период растенията за първи път дойдоха на земята. В Девон първите земноводни и членестоноги се заселват на сушата. През пермския период се появяват влечуги, които доминират на Земята през цялата мезозойска ера. Няколко групи терапсидни влечуги се развиват допълнително в бозайници. През Кредата се появяват птици и цъфтящите растения започват да процъфтяват. В кайнозойската ера преобладават бозайниците, а насекомите също процъфтяват. В Антропогена една от групите примати, хоминидите, дават началото на човешката еволюция. В плейстоцена-холоцена човекът се превръща в геоложка сила, която влияе върху еволюцията на цялата биосфера.

свойства на еволюцията

Ходът на еволюцията на живота разкрива няколко модела от край до край, които са обективни и често се описват математически. Еволюционната биология изучава допълнителни механизми на еволюция или нови възможности за прилагане на първоначалните принципи, което ще ни позволи да разберем фундаментално същността на тези модели. Основните свойства на еволюцията са, както следва: поява на организми, адаптирани към околната среда, морфологичен и функционален прогрес, поява на нови органи и структури (поява), преход към сексуално размножаване, изчезване на видовете и нарастване на биоразнообразието .

Адаптиране

Съвременните видове изглежда са добре адаптирани към условията на средата, в която съществуват. В същото време адаптациите са ограничени до средата, където обикновено се използват: когато един организъм се премести в нова среда, той често става напълно неприспособен или поне по-малко адаптиран от „местните“ обитатели на други условия. Преди появата на еволюционната картина на света, доста ясното съответствие на свойствата на организма с условията на неговата „родна“ среда толкова изуми изследователите, че те смятат, че това е следствие от действието на свръхестествени сили. Въпреки това, адаптацията е почти необходима последица от еволюцията, тъй като организмите, по-малко адаптирани към условията на околната среда, допринасят все по-малко за генетичното разнообразие на популацията поради естествения подбор. В същото време произходът на самите адаптации не зависи непременно от подбора, а може да бъде страничен ефект от други адаптации или комбинация от обстоятелства като цяло (следствие от генетичен дрейф).

Прогрес и автономия

В хода на еволюцията безядрените бактериални клетки пораждат сложни еукариотни клетки. Впоследствие еукариотите придобиват многоклетъчност, образуват тъкани и органи. Животните развиват нервна система и имат сложно поведение, което им позволява да оцелеят в много среди. Човекът, като върхът на еволюцията на животните, е достигнал способността да живее във всяка среда, включително извънземна.

поява

В хода на еволюцията често има рекомбинация на части от организми и гени, промяна във функцията на старите структури. Някои процеси и части от организми обаче възникват за първи път. Фотосинтеза в цианобактерии, протеини за репликация на ДНК, апарат за транслация, рибни люспи и други подобни.

двудомна

Първите животни са били хермафродити, а сред висшите хермафродити почти няма.

Секс и рекомбинация

При асексуалните организми гените се наследяват заедно (те ваксиниран)и не се смесват с гените на други индивиди по време на размножаване. Потомците на същите репродуктивни организми съдържат произволна смес от хромозоми на родителите си поради независимо сортиране. По време на свързания процес на хомоложна рекомбинация, половите организми обменят ДНК между две хомоложни хромозоми. Рекомбинацията и независимото сортиране не променят честотите на алелите, а променят тяхната асоциативност помежду си, произвеждайки потомство с нови комбинации от алели. Сексът като цяло увеличава генетичните вариации и може да увеличи скоростта на еволюция. Въпреки това, асексуалността може да има предимства при определени условия, тъй като е еволюирала отново в някои организми. Асексуалността може да позволи два набора алели на генома на дивергеувата и в резултат на това да доведе до появата на нови функции. Рекомбинацията позволява равни алели, които са заедно, да бъдат наследени независимо. Честотата на рекомбинациите обаче е ниска (около два случая на хромозома на поколение). В резултат на това гените, разположени един до друг в една и съща хромозома, не винаги се размесват от процеса на генетична рекомбинация и са склонни да се наследяват заедно. Това явление се нарича генна връзка. Генната връзка се оценява чрез измерване на честотата на два алела на една и съща хромозома (измерване на неравновесието на връзката). Наборът от алели, които обикновено намаляват заедно, се нарича хаплотип. Това е важно, когато един от алелите на определен хаплотип осигурява голямо предимство в борбата за съществуване: положителният естествен подбор ще доведе до селективно прочистване (Английски)Селективно размахване), което ще доведе до факта, че честотата на други алели от този хаплотип също ще се увеличи. Този ефект се нарича генетичен стоп. Когато алелите не могат да бъдат разделени чрез рекомбинация (например в Y хромозомата на бозайник), тогава се натрупват вредни мутации (см.тресчотка на Мюлер). Чрез промяна на комбинации от алели, половото размножаване води до премахване на вредните и разпространение на полезни мутации в популацията. В допълнение, рекомбинацията и сортирането на гени могат да осигурят на организмите нови полезни комбинации от гени. Но този положителен ефект се балансира от факта, че сексът намалява скоростта на размножаване. (см.Еволюцията на сексуалното размножаване) и може да причини унищожаване на полезни комбинации от гени. Причините за еволюцията на половото размножаване все още не са напълно ясни и този въпрос все още е активна област на изследвания в областта на еволюционната биология. Той стимулира нови идеи за механизмите на еволюцията, като хипотезата за Червената кралица.

Изчезване

В историята на Земята многократно са се случвали масови изчезвания на живи организми. Такива са били изчезванията на границата на вендския и камбрийския период, когато загива едиакарската биота, пермския и триаския период, креда и еоцен. След масовата смърт на стари групи организми започва разцветът на онези групи, които са оцелели след изчезването. По-малките изчезвания, като следледниковото изчезване на големи бозайници след последния ледников период, също водят до промени в групите организми. Човекът е довел до изчезването на видове, които са най-уязвими от неговите дейности, създадени от човека.

Нарастване на биоразнообразието

Палеонтологичните находки, въпреки тяхната непълнота и ограничения, показват наличието на увеличаване на биоразнообразието както в океана, така и на сушата.

Нива на еволюция

На различни нива на организация на живите свойства на еволюцията и нейните механизми играят различна роля.

• генетичен
• геномна
• население
• специфични
• таксон
• екосистема
• биосферен

Мутации

Генетичните вариации възникват от случайни мутации, възникващи в геномите на организмите. Мутациите са промени в нуклеотидната последователност на ДНК, причинени от радиация, вируси, транспозони, химически мутагени и грешки при копиране, които възникват по време на мейоза или репликация на ДНК. Тези мутагени произвеждат няколко различни типа промени в ДНК нуклеотидната последователност: те могат да не причинят ефект, да променят генния продукт или да спрат гена да функционира напълно. Проучванията върху плодови мухи показват, че ако мутациите причиняват промени в протеина, който е кодиран от определен ген, тогава последствията вероятно ще бъдат пагубни. Приблизително 70% от тези мутации водят до определени нарушения, останалите са неутрални или полезни. Тъй като мутациите често имат пагубен ефект върху клетките, организмите са развили механизми за възстановяване на ДНК, които премахват мутациите. По този начин оптималната скорост на мутация е компромис между цената на висока честота на вредни мутации и цената на метаболитните разходи (напр. синтез на възстановителни ензими) за намаляване на тази честота. Някои организми, като ретровирусите, имат толкова висока степен на мутация, че почти всяко от потомството им ще притежава мутирал ген. Тази висока степен на мутация може да бъде предимство, тъй като тези вируси се развиват много бързо, като по този начин се избягват реакциите на имунната система.

Мутациите могат да включват големи участъци от ДНК, като генни дупликации, което е суровината за еволюцията на нови гени. При животните се случват средно десетки до стотици генни дублации на всеки милион години. Повечето гени, които споделят общ ген на предците, принадлежат към едно и също генетично семейство. Новите гени се образуват по няколко начина, обикновено чрез дублиране на гени на предците или чрез рекомбинация на части от различни гени, което води до образуването на нови комбинации от нуклеотиди с нови функции. Нови гени образуват нови протеини с нови функции. Например, четири гена се използват за формиране на структурите на човешкото око, които са отговорни за възприемането на светлината: три за цветно виждане (конуси) и един за нощно виждане (пръчки), всички тези гени произлизат от един ген на предците . Друго предимство на дублирането на ген или дори на цял геном е, че увеличава излишъка (излишността) на генома; това позволява на един ген да поеме нови функции, докато копие на този ген изпълнява оригиналната функция. Промените в хромозомите могат да възникнат в резултат на големи мутации, когато сегменти от ДНК в рамките на хромозомата се откъснат и след това се прикрепят отново на друго място в хромозомата. Нариклад, две хромозоми от рода хомослети, за да образуват човешка хромозома 2. Това сливане не се е случило във филогенетичната серия на други маймуни, тоест тези хромозоми са разделени. Най-важната роля на такива хромозомни пренареждания в еволюцията е ускоряването на дивергенцията на популацията с образуването на нови видове поради факта, че се случват по-малко междупопулационни кръстосвания.

ДНК последователности, които могат да се движат около генома (мобилни генетични елементи), като транспозони, формират по-голямата част от генетичния материал на растителния и животинския генетичен материал и са важни в еволюцията на геномите. Например, над милион Alu последователности присъстват в човешкия геном и тези последователности сега служат за извършване на регулиране на генната експресия. Друг ефект на тези мобилни ДНК е, че те могат да мутират или дори да премахнат съществуващите гени, като по този начин увеличават генетичното разнообразие.

Проблемът за произхода на живота

Признаване на еволюцията от Католическата църква

Католическата църква призната в енцикликата на папа Пий XII лат. humanigeneris,че теорията на еволюцията може да обясни произхода на тялото на човека (но не и на душата му), като призовава обаче за предпазливост в преценката и нарича теорията на еволюцията хипотеза. През 1996 г. папа Йоан Павел II в писмо до Папската академия на науките потвърждава приемането на теистичния еволюционизъм като валидна позиция за католицизма, заявявайки, че теорията за еволюцията е нещо повече от хипотеза. Следователно сред католиците буквалният, младоземен, креационизмът е течен (Дж. Кийн е един от малкото примери). Склонен към теистичния еволюционизъм и теорията за „интелигентния дизайн“, католицизмът в лицето на своите висши йерарси, включително избрания папа Бенедикт XVI през 2005 г., въпреки това безусловно отхвърля материалистичния еволюционизъм.

Природата непрекъснато се подобрява. Но еволюционната промяна е изключително бавна. В сравнение с човешкия живот, разбира се. Само за милиардите години от съществуването на Земята природата успя да постигне такова съвършенство и разнообразие на живота, каквото виждаме сега.

Дарвин предполага, че движещите сили на еволюцията или фактори, влияещи върху развитието на дивата природа, са:

• наследственост и изменчивост на индивиди от един и същи вид;

Наследственост и вариабилност

Известно е, че индивидите от един и същи вид си приличат, но все още не са еднакви. Те леко се различават по признаци на външна и вътрешна структура, поведение. Тези различия могат да повлияят на възможността за оцеляване. По-склонни да оцелеят и да оставят потомство са тези индивиди, чиито отличителни черти съответстват на местообитанието. Тези промени могат да се предадат на потомството. В резултат на това броят на индивидите с такива черти в следващото поколение се увеличава.

Борба за съществуване

Естествен подбор

Борбата за съществуване води до естествен подбор – преобладаващо оцеляване и размножаване на по-приспособените индивиди от вида и смърт на по-малко адаптираните.

Действието на естествения подбор през живота на много поколения води до натрупване на малки полезни наследствени изменения и формиране на адаптации на организмите към околната среда.

Жител на европейските гори, таралежът има остри шипове, които служат за защита от хищници. Появата им е резултат от естествен подбор. Дори леко загрубяване на кожата би могло да помогне на далечните предци на таралежа да оцелеят. В продължение на много поколения в борбата за съществуване предимство имали индивиди с по-развити гръбначни стълбове. Именно те можеха да оставят потомство и да му предадат своите наследствени промени. Постепенно в рамките на вида се разпространяват нови полезни черти и всички индивиди на европейския таралеж стават собственици на бодли.

Действайки продължително време, движещите сили на еволюцията водят до формирането на адаптации на живите организми към различни условия на околната среда, до превръщането на едни видове в други, до появата на по-сложни форми на живот, базирани на по-прости.

Адаптация (фитнес)

Адаптациите са особеностите на живите организми, благодарение на които те съществуват в природата. Полезни знаци, възникващи в отделните организми в резултат на изменчивост, им помагат да оцелеят в борбата за съществуване. Тези особености се запазват в резултат на естествения подбор и се предават на потомци по наследство. И така, поколение след поколение, знаците на животните и растенията постепенно се променят към по-добро за тях. еволюционни промени.И затова всички живи организми са толкова добре приспособени към условията, в които живеят.

Спецификация

Специфирането е резултат от еволюцията. Една популация през живота на много поколения може да бъде изолирана от други популации на даден вид (например да бъде на голямо разстояние от тях). Действайки продължително време, естественият подбор води до натрупване на много различия между изолирани и други популации.

В резултат на това индивиди от различни популации губят възможността да се кръстосват и да произвеждат потомство. Появата на непреодолими биологични бариери за пресичане води до процес на видообразуване.

Видообразуването доведе до появата на два вида лисици - обикновената лисица и лисица корсак. На север естественият подбор допринесе за оцеляването на най-големите индивиди (колкото по-голям е размерът на тялото, толкова по-малко топлина губи тялото). В резултат на това се образува обикновеният вид лисица. В южните райони, напротив, естественият подбор е насочен към запазване на най-малките индивиди (колкото по-малък е размерът на тялото, толкова повече топлина отделя тялото, докато не се прегрява). В резултат на това се формира формата на лисицата Корсак.

Към днешна дата биологичната еволюция е напълно потвърдена въз основа на научни факти, натрупани в различни клонове на биологичната наука. Доказателствата за еволюцията се основават на сравнително изследване на външната и вътрешната структура, развитието и жизнените процеси на съвременните представители на древни изчезнали видове. За това има научно обосновани цитологични,

В статията ще разгледаме подробно видовете еволюция, а също и ще говорим за този процес като цяло, опитвайки се да разберем изчерпателно темата. Ще научим как се е родила доктрината за еволюцията, какви идеи е представена и каква роля играе видът в нея.

Въведение в темата

Еволюцията на органичния свят е доста сложен и продължителен процес, който протича едновременно на различни нива на организацията на живата материя. В същото време винаги засяга много области. Така се случи, че развитието на дивата природа се случва от по-ниски форми към по-високи. Всичко просто с времето става по-сложно и придобива по-интересна форма. Отделни групи организми развиват адаптивни умения, които позволяват на живите същества да съществуват по-добре в техните специфични условия. Например при някои водни животни в резултат на еволюцията се появяват мрежи между пръстите.

Три посоки

Преди да говорим за видовете еволюция, нека разгледаме три основни направления, идентифицирани от видни руски учени И. Шмалхаузен и А. Северцов. Според тях има ароморфоза, идиоадаптация, дегенерация.

Ароморфоза

Ароморфозата или арогенезата е сериозна еволюционна промяна, която обикновено води до усложнение на структурата и функциите на някои организми. Този процес ви позволява да промените фундаментално някои аспекти на живота, като местообитанията. Ароморфозата също допринася за повишаване на конкурентоспособността на специфични организми за оцеляване в околната среда. Основната същност на ароморфозите е завладяването на нови адаптивни зони. Ето защо подобни процеси се случват доста рядко, но ако се случат, те са от фундаментален характер и влияят на цялото по-нататъшно развитие.

В този случай е необходимо да се разбере такова понятие като ниво на адаптация. Това е специфична зона на местообитание с характерен климат и условия на околната среда, които са характерни за определена група организми. Например за птиците адаптивната зона е въздушното пространство, което ги предпазва от хищници и им позволява да научат нови начини за лов. Освен това движението във въздуха прави възможно преодоляването на големи препятствия и извършването на миграции на дълги разстояния. Ето защо полетът с право се счита за важна еволюционна ароморфоза.

Най-ярките ароморфози в природата са многоклетъчността и половото размножаване. Благодарение на многоклетъчността започна процесът на усложняване на анатомията и морфологията на почти всички организми. Благодарение на сексуалното размножаване адаптивните способности са значително разширени.

При животните подобни процеси са допринесли за създаването на по-ефективни начини за хранене и подобряване на метаболизма. В същото време топлокръвността се счита за най-значимата ароморфоза в животинския свят, поради което процентът на оцеляване при различни условия значително се е увеличил.

При растенията такива процеси се проявяват в появата на обща и проводяща система, която свързва всичките им части в едно цяло. Това повишава ефективността на опрашването.

За бактериите ароморфозата е автотрофен начин на хранене, благодарение на който те успяват да завладеят нова адаптационна зона, която може да бъде лишена от органични източници на храна и бактериите все още ще оцелеят върху нея.

Идиоадаптация

Без този процес е невъзможно да си представим еволюцията на биологичните видове. Това предполага специфични адаптации към специфични условия на околната среда. За да разберем по-добре какъв е този процес, нека помислим малко. Идиоадаптацията е малка промяна, която значително подобрява живота на организмите, но не ги извежда на ново ниво на организация. Помислете за тази информация на примера с птиците. Крилото е следствие от процеса на ароморфоза, но формата на крилата и методите на полет вече са идиоадаптации, които не променят анатомичната структура на птиците, но в същото време са отговорни за оцеляването им в определена среда. Цветът на животните също може да се припише на такива процеси. Поради факта, че засягат значително само група организми, те се считат за признаци на видове и подвидове.

Дегенерация или катагенеза

Макро- и микроеволюция

И сега нека да преминем директно към темата на нашата статия. Какви са видовете този процес? Това е микро и макро еволюция. Нека поговорим за тях по-подробно. Макроеволюцията е процесът на формиране на най-големите систематични единици: видове, нови семейства и т.н. Основните движещи сили на макроеволюцията се крият в микроеволюцията.

Първо, това е наследственост, естествен подбор, променливост и репродуктивна изолация. Дивергентната природа е характерна за микро- и макроеволюцията. В същото време тези понятия, за които говорим сега, са получили много различни интерпретации, но до момента не е постигнато окончателно разбиране. Една от най-популярните е, че макроеволюцията е системна промяна, която не изисква много време.

Но що се отнася до изследването на този процес, то отнема много време. Освен това макроеволюцията има глобален характер, така че е много трудно да се овладее цялото й разнообразие. Важен метод за изучаване на тази област е компютърното моделиране, което започва да се развива особено активно през 80-те години.

Видове доказателства за еволюцията

Сега нека поговорим за това какви доказателства съществуват за макроеволюцията. Първо, това е сравнителна анатомична система за изводи, която се основава на факта, че всички животни имат един тип структура. Това показва, че всички имаме общ произход. Тук се обръща голямо внимание на хомоложните органи, както и на атавизмите. Атавизмите на човек са появата на опашка, множество зърна и непрекъсната линия на косата. Важно доказателство за макроеволюцията е наличието на рудиментарни органи, които вече не са необходими на човека и постепенно изчезват. Остатъците са апендикс, линия на косата и остатъците от третия клепач.

Сега разгледайте ембриологичните доказателства, че всички гръбначни животни имат подобни ембриони в ранните си етапи на развитие. Разбира се, с течение на времето това сходство става все по-малко забележимо, тъй като характерните черти за определен вид започват да преобладават.

Палеонтологичните доказателства за процеса на еволюция на видовете се крият във факта, че останките на някои организми могат да бъдат използвани за изследване на преходните форми на други изчезнали същества. Благодарение на вкаменелостите учените могат да научат, че е имало преходни форми. Например, такава форма на живот е съществувала между влечуги и птици. Също така, благодарение на палеонтологията, учените успяха да изградят филогенетични серии, в които може ясно да се проследи последователността на последователните видове, които се развиват в процеса на еволюция.

Биохимичните доказателства се основават на факта, че всички живи организми на земята имат еднакъв химичен състав и генетичен код, което също трябва да се отбележи. Освен това всички сме сходни по отношение на енергийния и пластичен метаболизъм, както и ензимната природа на някои процеси.

Биогеографските доказателства се основават на факта, че процесът на еволюция е идеално отразен в естеството на разпространението на животните и растенията на повърхността на Земята. И така, учените условно разделиха масата на планетата на 6 географски зони. Тук няма да ги разглеждаме подробно, но ще отбележим, че съществува много тясна връзка между континентите и сродните видове живи организми.

Благодарение на макроеволюцията можем да разберем, че всички видове са еволюирали от предишни живи организми. Така се разкрива същността на самия процес на развитие.

Трансформации на вътревидово ниво

Микроеволюцията се отнася до малки промени в алелите в популацията през поколенията. Може също да се каже, че тези трансформации се случват на вътрешновидово ниво. Причините са в мутационни процеси, изкуствен и естествен дрейф и генен трансфер. Всички тези промени водят до видообразуване.

Разгледахме основните видове еволюция, но все още не знаем, че микроеволюцията е разделена на някои клонове. Първо, това е популационната генетика, благодарение на която се правят математическите изчисления, необходими за изследване на много процеси. На второ място, това е екологична генетика, която дава възможност да се наблюдават процесите на развитие в реалността. Тези 2 вида еволюция (микро- и макро-) са от голямо значение и имат категоричен принос за процесите на развитие като цяло. Струва си да се отбележи, че те често се противопоставят един на друг.

Еволюция на съвременните видове

Като начало отбелязваме, че това е непрекъснат процес. С други думи, никога не спира. Всички живи организми се развиват с различна скорост. Проблемът обаче е, че някои животни живеят много дълго, така че е много трудно да забележите някакви промени. За да ги проследим, трябва да минат стотици или дори хиляди години.

В съвременния свят има активна еволюция на африканските слонове. Вярно, с помощта на човек. Така че при тези животни дължината на бивника бързо намалява. Факт е, че ловците винаги са ловували слонове, които са имали масивни бивни. В същото време те се интересуваха много по-малко от други лица. Така те имаха повишен шанс за оцеляване, както и за предаване на гените си на други поколения. Ето защо в продължение на няколко десетилетия постепенно се забелязва намаляване на дължината на бивните.

Много е важно да се разбере, че липсата на външни признаци не означава край на процеса на еволюция. Например, много често различни изследователи грешат за рибата с кръстосани перки. Има мнение, че не е еволюирало от милиони години, но това не е така. Добавяме, че днес цялакантът е единственият жив представител на разред целакант. Ако сравним първите представители на този вид и съвременните индивиди, можем да открием много съществени разлики. Единствената подобна черта е във външните знаци. Ето защо е много важно еволюцията да се разглежда изчерпателно, а не да се съди само по външни признаци. Интересното е, че съвременният целакант има повече прилики с херинга, отколкото с предшественика си целакант.

Фактори

Както знаем, видовете са еволюирали, но какви фактори са допринесли за това? Първо, наследствена вариабилност. Факт е, че различни мутации и нови комбинации от гени създават основата за наследствено разнообразие. Забележка: колкото по-активен е процесът на мутация, толкова по-ефективен ще бъде естественият подбор.

Вторият фактор е произволното запазване на характеристиките. За да разберем същността на това явление, нека се занимаваме с такива понятия като генетичен дрейф и популационни вълни. Последните са флуктуации, които възникват в периоди и влияят върху размера на популацията. Например на всеки четири години има много зайци и веднага след това броят им рязко спада. Но какво е генетичен дрейф? Това предполага запазване или изчезване на всякакви знаци в произволен ред. Тоест, ако в резултат на някои събития населението е силно намалено, тогава някои характеристики ще бъдат запазени изцяло или частично по хаотичен начин.

Третият фактор, който ще разгледаме, е борбата за съществуване. Причината му се крие във факта, че се раждат много организми, но само малка част от тях са способни да оцелеят. Освен това няма да има достатъчно храна и територии за всички. Най-общо понятието за борба за съществуване може да се опише като особена връзка на организма с околната среда и други индивиди. В този случай има няколко форми на борба. Може да бъде вътревидово, което се среща между индивиди от един и същи вид. Втората форма е междувидова, когато представители на различни видове се борят за оцеляване. Третата форма е борбата с условията на околната среда, когато животните трябва да се адаптират към тях или да умрат. В същото време борбата в рамките на вида с право се счита за най-жестока.

Сега знаем, че ролята на вида в еволюцията е огромна. Именно от един представител може да започне мутация или дегенерация. Еволюционният процес обаче се регулира сам, тъй като действа законът за естествения подбор. Така че, ако новите признаци са неефективни, тогава хората с тях ще умрат рано или късно.

Нека разгледаме още една важна концепция, която е характерна за всички видове движеща еволюция. Това е изолация. Този термин предполага натрупване на определени различия между представители на една и съща популация, която е била изолирана един от друг за дълго време. В резултат на това това може да доведе до факта, че индивидите просто не могат да се кръстосват помежду си, така че ще се появят два напълно различни вида.

Антропогенеза

Сега нека поговорим за видовете хора. Еволюцията е процес, характерен за всички живи организми. Частта от биологичната еволюция, довела до появата на човека, се нарича антропогенеза. Благодарение на това се случи отделянето на човешкия вид от големите маймуни, бозайници и хоминиди. Какви хора познаваме? Еволюционната теория ги разделя на австралопитеци, неандерталци и пр. Характеристиките на всеки един от тези видове са ни познати от училище.

Така че се запознахме с основните видове еволюция. Биологията понякога може да разкаже много за миналото и настоящето. Ето защо си струва да се слуша. Забележка: някои учени смятат, че трябва да се разграничат 3 типа еволюция: макро-, микро- и човешката еволюция. Такива мнения обаче са изолирани и субективни. В този материал представихме на вниманието на читателя 2 основни типа еволюция, благодарение на които се развиват всички живи същества.

Обобщавайки статията, нека кажем, че еволюционният процес е истинско чудо на природата, което сама регулира и координира живота. В статията разгледахме основните теоретични концепции, но на практика всичко е много по-интересно. Всеки биологичен вид е уникална система, способна на саморегулация, адаптация и еволюция. Това е красотата на природата, която се погрижи не само за създадените видове, но и за тези, в които те могат да мутират.

Биологичната еволюция е историческото развитие на органичния свят. Думата "еволюция" е латински и в превод означава - "разгръщане", а в широк смисъл - всяка промяна, развитие, трансформация. В биологията думата „еволюция“ е използвана за първи път през 1762 г. от швейцарския натуралист и философ К. Боне.

Животът е възникнал на Земята преди около 3,5 милиарда години. Предшествениците на първите организми са сложни органични протеинови съединения, които образуват желатинови бучки, така наречените коацерватни капчици. Тези капчици, плаващи в първичния океан, са били в състояние да растат чрез усвояване на различни хранителни вещества от околната среда. Те се разделиха на детски капчици, от които по-съвършените съществуваха по-дълго. Структурата на коацерватите постепенно се усложнява, те образуват ядро ​​и други елементи на жива клетка. Така се появиха най-простите едноклетъчни организми.

Минаха хилядолетия и структурата на живите същества в резултат на естествения подбор се подобряваше все повече и повече. Някои от тези прости организми са придобили способността да абсорбират енергията на слънчевите лъчи и да изграждат органични вещества в телата си от въглероден диоксид и вода. Така възникват първите едноклетъчни растения, синьо-зелени водорасли.

Други живи същества запазиха стария начин на хранене, но първичните растения започнаха да им служат като храна. Това бяха първите животни.

По-късно, в резултат на еволюцията от едноклетъчни протозои, се появяват първите многоклетъчни организми - гъби, археоциати (изчезнали безгръбначни животни), кишечнополостни. Постепенно светът на растенията и животните става по-сложен и разнообразен, те населяват и земята.

Според техните фосилни останки – отпечатъци, вкаменени скелети – учените са установили, че колкото по-стари са организмите, толкова по-прости са те. Колкото по-близо до нашето време, организмите стават по-сложни и по-подобни на съвременните.

В резултат на развитието на органичния свят на Земята се появяват висши растения и високоорганизирани животни. От бозайници - изкопаеми маймуни - произлиза човекът.

Това е кратко описание на еволюцията на живота на нашата планета.

Еволюцията е една от формите на движение в природата. То непрекъснато и постепенно води до качествени и количествени промени в живите организми, които са обект на влияние както на неживата природа, така и на други организми.

Изучаването на причините и закономерностите на еволюцията в биологията се извършва от еволюционната доктрина, комплекс от знания за историческото развитие на живата природа. Основата на тази доктрина е еволюционната теория.

Дори философите от античния свят - Емпедокъл, Демокрит, Лукреций Кар и други - изказват блестящи догадки за развитието на живота. Но минаха още много векове, преди науката да натрупа достатъчно факти, които позволиха на учените да открият променливостта на видовете и след това да създадат теория, обясняваща еволюционния процес, протичащ в природата.

През втората половина на XVIII - първата половина на XIX век. Ж. Буфон и Е. Ж. Сент-Илер във Франция, Е. Дарвин в Англия, Й. В. Гьоте в Германия, М. В. Ломоносов, А. И. Радишчев, А. А. Каверзнев, К. Ф. Рули в Русия и др. създават учението за изменчивостта на животинските и растителните видове, което противоречи на учението на църквата за тяхното създаване от Бога и неизменност. Те обаче не са взели предвид причините, които водят до тези промени.

Първият опит за създаване на еволюционна теория е направен от френския натуралист Ж. Б. Ламарк (1744-1829). В своя труд „Философия на зоологията“ (1809) той очертава цялостна теория за произхода на видовете, но не може правилно да обясни кои са движещите сили за развитието на органичния свят.

Една наистина научна еволюционна теория е създадена от английския натуралист Чарлз Дарвин. Изложено е в книгата „Произходът на видовете чрез естествен подбор, или запазването на предпочитаните породи в борбата за живот“, 1859 г.). Дарвин успя да определи движещите сили - факторите на еволюционния процес. Това е неопределена променливост, борба за съществуване, естествен подбор.

В резултат на борбата за съществуване най-приспособените към условията на живот организми оцеляват, докато по-слабо адаптираните, слабите се елиминират от размножаване или умират. Благодарение на естествения подбор в растенията и животните се натрупват и обобщават полезни наследствени изменения, възникват и нови адаптации (адаптации).

Борбата за съществуване и естественият подбор са най-важните движещи фактори на еволюцията, те са взаимосвързани. Те определят по-нататъшното съществуване на организма. В процеса на биологичната еволюция се увеличава и броят на видовете живи организми. Образуването на нови видове в природата е най-важният етап в еволюционния процес.

В резултат на еволюционния процес се променя генетичният състав на популациите, трансформират се биоценозите и биосферата като цяло.

Еволюционната доктрина и нейното ядро ​​- биологична еволюционна теория - основата на съвременната прогресивна биология.

Днес ще говорим за това какво е еволюцията в биологията, какво значение има тя. Разбира се, говорейки по тази тема, не можем да пренебрегнем еволюционната теория на Чарлз Дарвин, който я предложи на света, която съществува и до днес.

И така, какво е еволюцията в биологията? Под тази концепция е обичайно да се разбират постепенни промени, които не са много поразителни. Но в резултат на този процес има и фундаментални промени. Еволюцията в биологията може дори да доведе до образуването на нови видове живи същества или до радикална промяна и адаптация на старите. Какво е значението на еволюцията в естествените науки? Със сигурност ключово. Ще разберете това до края на тази работа.

Еволюция

Сега нека поговорим малко за най-ключовата концепция на нашата статия. Какво представлява еволюцията в биологията? Важно е да се разбере, че това явление е необратимо и е пряко свързано с историческия процес, развитието на дивата природа. Може да се разгледа еволюцията на отделни части от биосферата или като цяло на целия живот на нашата планета. Не забравяйте, че само жив организъм може да се развива.

Преди това еволюцията се противопоставяше на такова нещо като "революция". Но в хода на усърдно изучаване на тези два процеса се оказа, че еволюцията и революцията са доста трудни за разграничаване една от друга. Защо? Еволюцията може да отнеме милиони години или да бъде бърза. Така че границите между тези два процеса станаха много размити.

Някои смятат, че човекът е резултат от еволюцията, тоест ние произлизаме от древните маймуни. Тази теория е изложена от известния учен Чарлз Дарвин. И теорията се нарича еволюционна. Вярвате или не, всеки решава сам, защото сега има много други възможни хипотези. Но тъй като в нашата работа говорим за еволюция, не можем да пренебрегнем теорията на Дарвин. Препоръчваме ви да започнете веднага.

Теорията на Дарвин

Чарлз Дарвин е първият, който обяснява на човечеството какво е еволюция в биологията. Споменаваме също, че неговата теория се основава на трудовете на Т. Малтус, който представя света през 1778 г. със своя Трактат за населението. Изучавайки тази работа, Чарлз Дарвин успява да формулира основните закони, силите, които движат еволюцията. За какво е работата на Т. Малтус? Той обясни какво би се случило с нас, ако прирастът на населението не се ограничава от никакви фактори.

Отбелязваме също, че Дарвин е прехвърлил теорията на Малтус върху други живи системи, основният му принос към науката е обяснението как се случва еволюцията. Той за първи път въвежда понятието "естествен подбор". Може да се спомене, че друг учен (A.R. Wallace) успя да стигне до същото заключение. Тогава Дарвин и Уолъс се обединиха и разговаряха заедно на среща през 1858 г. със съвместен доклад, а вече през 1859 г. Чарлз Дарвин представи на света своята работа „За произхода на видовете“.

Съвременна теория

И така, какво е еволюцията в биологията, ние вече дадохме определение според теорията на Чарлз Дарвин. Но има и съвременна (нарича се още синтетична) теория на еволюцията. Нека го разгледаме накратко.

Теорията на неодарвинизма е теория на Дарвин-Уолъс, актуализирана през 20-ти век. Това се случи в резултат на актуализиране и добавяне на нови данни в областите:

• генетика;
• палеонтология;
• молекулярна биология;
• екология;
• етология.

Защо тази теория се нарича синтетична? Именно защото е синтез на основните позиции, представени от Чарлз Дарвин.

Закони на еволюцията

• скоростта на еволюция не е еднаква;
• образуването на нови видове става в прости форми;
• отбелязват се случаи на регресивна еволюция;
• еволюцията се дължи на някои фактори (мутации, естествен подбор, генетичен дрейф).

Фактори на еволюцията

Научихме какво е еволюцията в биологията и нейната същност. Нека сега да поговорим за факторите. Те са получени в резултат на изучаване и систематизиране на всички натрупани знания относно еволюцията. Това е единственият начин да видите и разберете движещите сили, които позволяват на много видове (по-малко приспособени да оцелеят) да останат на нашата планета.

И така, има само три основни фактора:

• популационни вълни;
• групова изолация.

Формуляри за подбор

Говорейки за еволюцията, можем да различим няколко форми на естествен подбор:

• стабилизиращ;
• движещ се;
• разрушителен.

Първият тип е насочен към поддържане на стабилността на определен вид. Помислете за примера с врабчетата. По време на силна буря са открити 136 умиращи птици. 64 от тях загинаха, защото имаха къси или дълги крила. Оцелели хора със среден размер, тъй като били по-издръжливи.

Двигателят се проявява по следния начин: изчезване на крайници при змии или очи при пещерни животни, пръсти при копитни животни и т.н. Тоест органът (или част от него), от който животното не се нуждае, просто изчезва.

Пример за разрушителна селекция могат да бъдат охлювите (по-точно техният цвят). Ако почвата е кафява, тогава черупката има кафяв или жълт оттенък.