วิวัฒนาการทางชีวภาพ ทิศทางของวิวัฒนาการ

วิวัฒนาการทางชีวภาพคือการพัฒนาทางประวัติศาสตร์ของโลกอินทรีย์ คำว่า "วิวัฒนาการ" เป็นภาษาละตินและในการแปลหมายถึง - "การปรับใช้" และในความหมายกว้าง - การเปลี่ยนแปลงการพัฒนาการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในทางชีววิทยา คำว่า "วิวัฒนาการ" ถูกใช้ครั้งแรกในปี 1762 โดย C. Bonnet นักธรรมชาติวิทยาและนักปรัชญาชาวสวิส

ชีวิตเกิดขึ้นบนโลกเมื่อประมาณ 3.5 พันล้านปีก่อน บรรพบุรุษของสิ่งมีชีวิตแรกคือสารประกอบโปรตีนอินทรีย์ที่ซับซ้อนซึ่งก่อตัวเป็นก้อนเจลาตินซึ่งเรียกว่าหยด coacervate ละอองเหล่านี้ซึ่งลอยอยู่ในมหาสมุทรดึกดำบรรพ์สามารถเติบโตได้โดยการดูดซึมสารอาหารต่างๆ จากสิ่งแวดล้อม พวกเขาแตกออกเป็นหยดเล็ก ๆ ซึ่งที่สมบูรณ์แบบกว่านั้นมีอยู่นานกว่า โครงสร้างของ coacervates ค่อยๆ ซับซ้อนขึ้น พวกมันก่อตัวเป็นนิวเคลียสและองค์ประกอบอื่นๆ ของเซลล์ที่มีชีวิต นี่คือลักษณะที่ปรากฏของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่ง่ายที่สุด

สหัสวรรษผ่านไปและโครงสร้างของสิ่งมีชีวิตอันเป็นผลมาจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติก็ดีขึ้นเรื่อย ๆ สิ่งมีชีวิตที่เรียบง่ายเหล่านี้บางชนิดได้รับความสามารถในการดูดซับพลังงานจากแสงอาทิตย์ และสร้างสารอินทรีย์ในร่างกายจากคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ ดังนั้นพืชที่มีเซลล์เดียวตัวแรกคือสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน

สิ่งมีชีวิตอื่นๆ ยังคงวิถีการกินแบบเก่า แต่พืชหลักเริ่มทำหน้าที่เป็นอาหารสำหรับพวกมัน เหล่านี้เป็นสัตว์ตัวแรก

ต่อมาเป็นผลมาจากวิวัฒนาการของโปรโตซัวที่มีเซลล์เดียว สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ตัวแรกปรากฏขึ้น - ฟองน้ำ อาร์คีโอไซเอต (สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่สูญพันธุ์) โลกของพืชและสัตว์ค่อยๆ ซับซ้อนและมีความหลากหลายมากขึ้น พวกมันก็มีประชากรอาศัยอยู่ด้วย

ตามซากดึกดำบรรพ์ของพวกมัน - ภาพพิมพ์, โครงกระดูกที่เป็นฟอสซิล - นักวิทยาศาสตร์พบว่ายิ่งสิ่งมีชีวิตมีอายุมากเท่าไหร่พวกมันก็ยิ่งง่ายเท่านั้น ยิ่งใกล้เวลาของเรามากขึ้น สิ่งมีชีวิตก็มีความซับซ้อนและคล้ายคลึงกับสิ่งมีชีวิตสมัยใหม่มากขึ้น

อันเป็นผลมาจากการพัฒนาของโลกอินทรีย์ พืชชั้นสูงและสัตว์ที่มีการจัดการสูงจึงปรากฏขึ้นบนโลก จากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม - ลิงฟอสซิล - มนุษย์สืบเชื้อสายมา

นี่คือโครงร่างสั้น ๆ ของวิวัฒนาการของชีวิตบนโลกของเรา

วิวัฒนาการเป็นรูปแบบหนึ่งของการเคลื่อนไหวในธรรมชาติ อย่างต่อเนื่องและค่อยๆ นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณในสิ่งมีชีวิต ซึ่งขึ้นอยู่กับอิทธิพลของทั้งธรรมชาติที่ไม่มีชีวิตและสิ่งมีชีวิตอื่นๆ

การศึกษาสาเหตุและรูปแบบของวิวัฒนาการทางชีววิทยาดำเนินการโดยหลักคำสอนเชิงวิวัฒนาการ ซึ่งเป็นความรู้ที่ซับซ้อนเกี่ยวกับพัฒนาการทางประวัติศาสตร์ของธรรมชาติที่มีชีวิต พื้นฐานของหลักคำสอนนี้คือทฤษฎีวิวัฒนาการ

แม้แต่นักปรัชญาของโลกยุคโบราณ - Empedocles, Democritus, Lucretius Carus และคนอื่น ๆ - แสดงความคาดเดาที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับการพัฒนาชีวิต แต่อีกหลายศตวรรษผ่านไป ก่อนที่วิทยาศาสตร์จะรวบรวมข้อเท็จจริงมากพอที่จะทำให้นักวิทยาศาสตร์ค้นพบความแปรปรวนของสปีชีส์ จากนั้นจึงสร้างทฤษฎีที่อธิบายกระบวนการวิวัฒนาการที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ

ในช่วงครึ่งหลังของ XVIII - ครึ่งแรกของศตวรรษที่ XIX J. Buffon และ E. J. Saint-Hilaire ในฝรั่งเศส, E. Darwin ในอังกฤษ, J. V. Goethe ในเยอรมนี, M. V. Lomonosov, A. I. Radishchev, A. A. Kaverznev, K. F. Rulye ในรัสเซียและคนอื่น ๆ ได้สร้างหลักคำสอนเรื่องความแปรปรวนของสัตว์และพันธุ์พืชซึ่ง ขัดแย้งกับคำสอนของคริสตจักรเกี่ยวกับการสร้างของพวกเขาโดยพระเจ้าและความเปลี่ยนแปลงไม่ได้ อย่างไรก็ตาม พวกเขาไม่ได้พิจารณาถึงสาเหตุที่นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้

ความพยายามครั้งแรกในการสร้างทฤษฎีวิวัฒนาการเกิดขึ้นโดยนักธรรมชาติวิทยาชาวฝรั่งเศส เจ. บี. ลามาร์ค (ค.ศ. 1744-1829) ในงานของเขา "ปรัชญาของสัตววิทยา" (1809) เขาได้สรุปทฤษฎีองค์รวมของต้นกำเนิดของสายพันธุ์ แต่เขาไม่สามารถอธิบายได้อย่างถูกต้องว่าอะไรเป็นแรงผลักดันในการพัฒนาโลกอินทรีย์

ทฤษฎีวิวัฒนาการทางวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริงถูกสร้างขึ้นโดย Charles Darwin นักธรรมชาติวิทยาชาวอังกฤษ มันถูกระบุไว้ในหนังสือ The Origin of Species by Means of Natural Selection หรือ The Preservation of Favored Breeds in the Struggle for Life, 1859) ดาร์วินสามารถกำหนดแรงขับเคลื่อน - ปัจจัยของกระบวนการวิวัฒนาการได้ นี่คือความแปรปรวนไม่มีกำหนด การต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่ การคัดเลือกโดยธรรมชาติ

เป็นผลมาจากการต่อสู้เพื่อดำรงอยู่ สิ่งมีชีวิตที่ปรับให้เข้ากับสภาพชีวิตส่วนใหญ่อยู่รอด ในขณะที่สิ่งมีชีวิตที่ปรับตัวน้อยกว่าและอ่อนแอจะถูกกำจัดออกจากการสืบพันธุ์หรือตาย ด้วยการคัดเลือกโดยธรรมชาติ การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่เป็นประโยชน์จึงถูกรวบรวมและสรุปในพืชและสัตว์ และการปรับตัวใหม่ (การปรับตัว) ก็เกิดขึ้นเช่นกัน

การต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่และการคัดเลือกโดยธรรมชาติเป็นปัจจัยขับเคลื่อนที่สำคัญที่สุดของวิวัฒนาการซึ่งเชื่อมโยงถึงกัน พวกเขากำหนดความมีอยู่ต่อไปของสิ่งมีชีวิต ในกระบวนการวิวัฒนาการทางชีววิทยา จำนวนของสิ่งมีชีวิตก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน การก่อตัวของสายพันธุ์ใหม่ในธรรมชาติเป็นขั้นตอนที่สำคัญที่สุดในกระบวนการวิวัฒนาการ

อันเป็นผลมาจากกระบวนการวิวัฒนาการ องค์ประกอบทางพันธุกรรมของประชากรเปลี่ยนแปลงไป biocenoses และ biosphere ในภาพรวมจึงเปลี่ยนไป

หลักคำสอนวิวัฒนาการและแก่นของมัน - ทฤษฎีวิวัฒนาการทางชีววิทยา - พื้นฐานของชีววิทยาก้าวหน้าสมัยใหม่

ลัทธิวิวัฒนาการ

หลักคำสอนวิวัฒนาการ (ทฤษฎีวิวัฒนาการ)- ศาสตร์ที่ศึกษาพัฒนาการทางประวัติศาสตร์ของชีวิต สาเหตุ รูปแบบ และกลไก แยกแยะระหว่างวิวัฒนาการระดับไมโครและมาโคร

วิวัฒนาการระดับจุลภาค- กระบวนการวิวัฒนาการในระดับประชากรที่นำไปสู่การก่อตัวของสายพันธุ์ใหม่

วิวัฒนาการมหภาค- วิวัฒนาการของอนุกรมวิธานที่เหนือกว่าซึ่งเป็นผลมาจากการที่กลุ่มระบบใหญ่ขึ้น พวกเขาอยู่บนพื้นฐานของหลักการและกลไกเดียวกัน

การพัฒนาความคิดเชิงวิวัฒนาการ

Heraclitus, Empidocles, Democritus, Lucretius, Hippocrates, Aristotle และนักปรัชญาโบราณคนอื่น ๆ ได้กำหนดแนวคิดแรกเกี่ยวกับการพัฒนาสัตว์ป่า
คาร์ล ลินเนียสเชื่อในการสร้างธรรมชาติโดยพระเจ้าและความคงตัวของสายพันธุ์ แต่อนุญาตให้มีความเป็นไปได้ของการเกิดขึ้นของสายพันธุ์ใหม่โดยการข้ามหรือภายใต้อิทธิพลของสภาพแวดล้อม ในหนังสือ "The System of Nature" K. Linnaeus ได้ยืนยันสปีชีส์ว่าเป็นหน่วยสากลและรูปแบบหลักของการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต เขากำหนดชื่อสองครั้งให้กับสัตว์และพืชแต่ละชนิดโดยที่คำนามคือชื่อสกุลคำคุณศัพท์คือชื่อของสายพันธุ์ (เช่น Homo sapiens); พรรณนาถึงพืชและสัตว์จำนวนมาก พัฒนาหลักการพื้นฐานของอนุกรมวิธานของพืชและสัตว์และสร้างการจำแนกประเภทแรก
Jean Baptiste Lamarckสร้างหลักคำสอนวิวัฒนาการแบบองค์รวมครั้งแรก ในงาน "ปรัชญาของสัตววิทยา" (1809) เขาแยกแยะทิศทางหลักของกระบวนการวิวัฒนาการ - ความซับซ้อนขององค์กรทีละน้อยจากรูปแบบที่ต่ำกว่าถึงระดับสูง เขายังได้พัฒนาสมมติฐานเกี่ยวกับต้นกำเนิดตามธรรมชาติของมนุษย์จากบรรพบุรุษที่คล้ายลิงซึ่งเปลี่ยนมาใช้ชีวิตบนบก Lamarck ถือว่าการดิ้นรนเพื่อความสมบูรณ์แบบของสิ่งมีชีวิตเป็นแรงผลักดันเบื้องหลังวิวัฒนาการและอ้างว่าเป็นการสืบทอดลักษณะที่ได้มา กล่าวคือ อวัยวะที่จำเป็นในสภาวะใหม่พัฒนาจากการออกกำลังกาย (คอของยีราฟ) และอวัยวะที่ไม่จำเป็นฝ่อเนื่องจากขาดการออกกำลังกาย (ตาของไฝ) อย่างไรก็ตาม ลามาร์คไม่สามารถเปิดเผยกลไกของกระบวนการวิวัฒนาการได้ สมมติฐานของเขาเกี่ยวกับการสืบทอดของลักษณะที่ได้รับกลับกลายเป็นว่าไม่สามารถป้องกันได้ และคำกล่าวของเขาเกี่ยวกับความต้องการภายในของสิ่งมีชีวิตเพื่อการปรับปรุงนั้นไม่เป็นไปตามหลักวิทยาศาสตร์
Charles Darwinสร้างทฤษฎีวิวัฒนาการตามแนวคิดของการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่และการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการเกิดขึ้นของคำสอนของชาร์ลส์ ดาร์วินมีดังต่อไปนี้: การสะสมในช่วงเวลานั้นของเนื้อหาที่อุดมไปด้วยซากดึกดำบรรพ์ ภูมิศาสตร์ ธรณีวิทยา และชีววิทยา; การพัฒนาการคัดเลือก ความสำเร็จของระบบ การเกิดขึ้นของทฤษฎีเซลล์ ข้อสังเกตของนักวิทยาศาสตร์เองระหว่างการเดินทางรอบโลกบนเรือบีเกิ้ล Ch. Darwin สรุปแนวคิดเชิงวิวัฒนาการของเขาไว้ในผลงานจำนวนหนึ่ง: “ต้นกำเนิดของสายพันธุ์ผ่านการคัดเลือกโดยธรรมชาติ”, “การเปลี่ยนแปลงของสัตว์เลี้ยงในบ้านและพืชที่ปลูกภายใต้อิทธิพลของการเลี้ยง”, “ต้นกำเนิดของมนุษย์และการเลือกเพศ” ฯลฯ

คำสอนของดาร์วินสรุปได้ดังนี้:

• บุคคลแต่ละชนิดมีความเฉพาะตัว (ความแปรปรวน);
• ลักษณะบุคลิกภาพ (แม้ว่าจะไม่ใช่ทั้งหมด) สามารถสืบทอดได้ (พันธุกรรม);
• ปัจเจกบุคคลผลิตลูกหลานมากกว่าที่พวกเขาอยู่รอดสู่วัยแรกรุ่นและการเริ่มต้นของการสืบพันธุ์ นั่นคือ ในธรรมชาติมีการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่;
• ความได้เปรียบในการต่อสู้เพื่อดำรงอยู่ยังคงอยู่กับบุคคลที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งมีแนวโน้มที่จะทิ้งลูกหลานไว้เบื้องหลัง (การคัดเลือกโดยธรรมชาติ)
• อันเป็นผลมาจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ระดับของการจัดระเบียบชีวิตและการเกิดขึ้นของสายพันธุ์จะค่อยๆ ซับซ้อนขึ้น

ปัจจัยวิวัฒนาการตาม ช.ดาร์วิน- นี้

• กรรมพันธุ์
• ความแปรปรวน
• การต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่,
• การคัดเลือกโดยธรรมชาติ

กรรมพันธุ์ - ความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการถ่ายทอดลักษณะของพวกเขาจากรุ่นสู่รุ่น (คุณสมบัติของโครงสร้าง, การพัฒนา, หน้าที่)
ความแปรปรวน - ความสามารถของสิ่งมีชีวิตที่จะได้รับลักษณะใหม่
ดิ้นรนเพื่อการดำรงอยู่ - ความซับซ้อนทั้งหมดของความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตและสภาพแวดล้อม: กับธรรมชาติที่ไม่มีชีวิต (ปัจจัยที่ไม่มีชีวิต) และกับสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ (ปัจจัยทางชีวภาพ) การต่อสู้เพื่อดำรงอยู่ไม่ใช่ "การต่อสู้" ในความหมายที่แท้จริงของคำ แท้จริงแล้วมันคือกลยุทธ์การเอาชีวิตรอดและวิถีการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต แยกแยะระหว่างการต่อสู้ภายใน การต่อสู้ระหว่างกัน และการต่อสู้กับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่ไม่พึงประสงค์ การต่อสู้แบบเฉพาะเจาะจง- การต่อสู้ระหว่างบุคคลในประชากรเดียวกัน เป็นเรื่องที่เครียดอยู่เสมอ เนื่องจากบุคคลในเผ่าพันธุ์เดียวกันต้องการทรัพยากรเดียวกัน การต่อสู้ระหว่างเผ่าพันธุ์- การต่อสู้ระหว่างบุคคลของประชากรของสายพันธุ์ต่างๆ เกิดขึ้นเมื่อสปีชีส์แข่งขันกันเพื่อทรัพยากรเดียวกัน หรือเมื่อพวกมันเชื่อมโยงกันในความสัมพันธ์ระหว่างนักล่าและเหยื่อ ต่อสู้ ด้วยปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวยโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาวะแวดล้อมที่เสื่อมโทรม ช่วยเพิ่มการต่อสู้ภายใน ในการต่อสู้เพื่อดำรงอยู่ บุคคลที่ปรับตัวให้เข้ากับสภาพความเป็นอยู่ส่วนใหญ่จะถูกระบุ การต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่นำไปสู่การคัดเลือกโดยธรรมชาติ
การคัดเลือกโดยธรรมชาติ- กระบวนการซึ่งเป็นผลมาจากการที่บุคคลส่วนใหญ่มีการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่เป็นประโยชน์ภายใต้เงื่อนไขที่กำหนดอยู่รอดและทิ้งลูกหลานไว้เบื้องหลัง

วิทยาศาสตร์ชีวภาพและวิทยาศาสตร์ธรรมชาติอื่น ๆ ทั้งหมดถูกสร้างขึ้นใหม่บนพื้นฐานของลัทธิดาร์วิน
ปัจจุบันเป็นที่ยอมรับกันมากที่สุดคือ ทฤษฎีวิวัฒนาการสังเคราะห์ (STE). ลักษณะเปรียบเทียบของบทบัญญัติหลักของคำสอนวิวัฒนาการของ Charles Darwin และ STE แสดงไว้ในตาราง

ลักษณะเปรียบเทียบของบทบัญญัติหลักของคำสอนวิวัฒนาการของ Ch. Darwin และทฤษฎีสังเคราะห์วิวัฒนาการ (STE)

การเกิดขึ้นของอุปกรณ์การปรับตัวแต่ละครั้งได้รับการพัฒนาบนพื้นฐานของความแปรปรวนทางพันธุกรรมในกระบวนการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่และการคัดเลือกในหลายชั่วอายุคน การคัดเลือกโดยธรรมชาติสนับสนุนเฉพาะการดัดแปลงที่ช่วยให้สิ่งมีชีวิตอยู่รอดและขยายพันธุ์เท่านั้น
การปรับตัวของสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมนั้นไม่แน่นอน แต่สัมพันธ์กัน เนื่องจากสภาพแวดล้อมสามารถเปลี่ยนแปลงได้ ข้อเท็จจริงหลายอย่างเป็นเครื่องพิสูจน์เรื่องนี้ ตัวอย่างเช่น ปลาได้รับการปรับให้เข้ากับแหล่งที่อยู่อาศัยในน้ำได้อย่างสมบูรณ์แบบ แต่การดัดแปลงทั้งหมดเหล่านี้ไม่เหมาะกับแหล่งที่อยู่อาศัยอื่นเลย ผีเสื้อกลางคืนเก็บน้ำหวานจากดอกไม้สีอ่อน มองเห็นได้ชัดเจนในเวลากลางคืน แต่มักบินเข้าไปในกองไฟและตาย

ปัจจัยพื้นฐานของวิวัฒนาการ- ปัจจัยที่เปลี่ยนความถี่ของอัลลีลและจีโนไทป์ในประชากร (โครงสร้างทางพันธุกรรมของประชากร)

มีปัจจัยพื้นฐานหลายประการของวิวัฒนาการ:
กระบวนการกลายพันธุ์
คลื่นประชากรและการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม
ฉนวนกันความร้อน
การคัดเลือกโดยธรรมชาติ

ความแปรปรวนร่วมและแบบผสม

กระบวนการกลายพันธุ์นำไปสู่การเกิดขึ้นของอัลลีลใหม่ (หรือยีน) และการรวมกันของพวกมันอันเป็นผลมาจากการกลายพันธุ์ อันเป็นผลมาจากการกลายพันธุ์ ยีนสามารถย้ายจากสถานะอัลลีลหนึ่งไปยังอีกสถานะหนึ่ง (A → a) หรือเปลี่ยนยีนโดยทั่วไป (A → C) กระบวนการกลายพันธุ์เนื่องจากการสุ่มของการกลายพันธุ์นั้นไม่มีทิศทางและหากไม่มีปัจจัยวิวัฒนาการอื่น ๆ เข้ามาเกี่ยวข้อง ก็ไม่สามารถชี้นำการเปลี่ยนแปลงในประชากรตามธรรมชาติได้ มันจัดหาวัสดุวิวัฒนาการเบื้องต้นสำหรับการคัดเลือกโดยธรรมชาติเท่านั้น การกลายพันธุ์แบบถอยกลับในสถานะ heterozygous เป็นการสำรองความแปรปรวนที่ซ่อนอยู่ ซึ่งสามารถนำมาใช้โดยการคัดเลือกโดยธรรมชาติเมื่อเงื่อนไขของการดำรงอยู่เปลี่ยนแปลงไป
ความแปรปรวนร่วมเกิดขึ้นจากการก่อตัวในลูกหลานของการผสมผสานใหม่ของยีนที่มีอยู่แล้วซึ่งสืบทอดมาจากพ่อแม่ แหล่งที่มาของความแปรปรวนร่วมคือการผสมข้ามของโครโมโซม (การรวมตัวใหม่) การแยกแบบสุ่มของโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันระหว่างไมโอซิส และการรวมตัวของ gametes แบบสุ่มในระหว่างการปฏิสนธิ

คลื่นประชากรและการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม

คลื่นประชากร(คลื่นแห่งชีวิต) - ความผันผวนเป็นระยะและไม่เป็นระยะในขนาดประชากรทั้งขึ้นและลง สาเหตุของคลื่นประชากรสามารถเปลี่ยนแปลงเป็นระยะในปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม (ความผันผวนของอุณหภูมิ ความชื้น ฯลฯ ตามฤดูกาล) การเปลี่ยนแปลงที่ไม่เป็นระยะ (ภัยธรรมชาติ) การล่าอาณานิคมโดยสายพันธุ์ของดินแดนใหม่ (พร้อมกับการระบาดของตัวเลข) .
คลื่นประชากรทำหน้าที่เป็นปัจจัยวิวัฒนาการในประชากรกลุ่มเล็กๆ ที่ซึ่งการเคลื่อนตัวของยีนเป็นไปได้ ยีนดริฟท์- การเปลี่ยนแปลงแบบสุ่มแบบไม่มีทิศทางในความถี่ของอัลลีลและจีโนไทป์ในประชากร ในประชากรกลุ่มเล็กๆ การกระทำของกระบวนการสุ่มนำไปสู่ผลลัพธ์ที่เห็นได้ชัดเจน หากประชากรมีขนาดเล็ก เป็นผลมาจากเหตุการณ์สุ่ม บุคคลบางคนไม่ว่าจะมีโครงสร้างทางพันธุกรรมอย่างไร อาจปล่อยลูกหลานหรือไม่ก็ได้ อันเป็นผลมาจากความถี่ของอัลลีลบางตัวอาจเปลี่ยนแปลงอย่างมากในหนึ่งหรือหลายชั่วอายุคน . ดังนั้น ด้วยขนาดประชากรที่ลดลงอย่างรวดเร็ว (เช่น เนื่องจากความผันผวนตามฤดูกาล ทรัพยากรอาหารลดลง ไฟ ฯลฯ) ยีนที่หายากอาจเป็นหนึ่งในบุคคลเพียงไม่กี่กลุ่มที่เหลืออยู่ หากในอนาคตจำนวนดังกล่าวกลับคืนมาเนื่องจากบุคคลเหล่านี้ สิ่งนี้จะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงแบบสุ่มในความถี่ของอัลลีลในกลุ่มยีนของประชากร ดังนั้นคลื่นประชากรจึงเป็นซัพพลายเออร์ของวัสดุวิวัฒนาการ
ฉนวนกันความร้อนเนื่องจากการเกิดขึ้นของปัจจัยต่าง ๆ ที่ป้องกันการข้ามฟรี ระหว่างประชากรที่ก่อตัวขึ้น การแลกเปลี่ยนข้อมูลทางพันธุกรรมจะยุติลง อันเป็นผลมาจากความแตกต่างเริ่มต้นในกลุ่มยีนของประชากรเหล่านี้เพิ่มขึ้นและคงที่ ประชากรที่แยกจากกันสามารถรับการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการต่างๆ ได้ และค่อยๆ เปลี่ยนเป็นสายพันธุ์ต่างๆ
แยกแยะระหว่างการแยกเชิงพื้นที่และชีวภาพ การแยกตัวเชิงพื้นที่ (ทางภูมิศาสตร์)เกี่ยวข้องกับสิ่งกีดขวางทางภูมิศาสตร์ (อุปสรรคน้ำ ภูเขา ทะเลทราย ฯลฯ) และสำหรับประชากรที่อยู่ประจำและในระยะทางที่ดี การแยกตัวทางชีวภาพเนื่องจากความเป็นไปไม่ได้ของการผสมพันธุ์และการปฏิสนธิ (เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของระยะเวลาของการสืบพันธุ์ โครงสร้างหรือปัจจัยอื่น ๆ ที่ป้องกันการข้าม) การตายของไซโกต (เนื่องจากความแตกต่างทางชีวเคมีใน gametes) ความเป็นหมันของลูกหลาน (เป็นผลให้ ของการละเมิดการคอนจูเกตของโครโมโซมระหว่างการสร้างเซลล์สืบพันธุ์)
ความสำคัญเชิงวิวัฒนาการของการแยกตัวก็คือการคงอยู่และตอกย้ำความแตกต่างทางพันธุกรรมระหว่างประชากร
การคัดเลือกโดยธรรมชาติการเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีนและจีโนไทป์ที่เกิดจากปัจจัยของการวิวัฒนาการที่กล่าวถึงข้างต้น เป็นการสุ่มแบบไม่มีทิศทาง ปัจจัยชี้นำของวิวัฒนาการคือการคัดเลือกโดยธรรมชาติ

การคัดเลือกโดยธรรมชาติ- กระบวนการซึ่งเป็นผลมาจากการอยู่รอดและทิ้งลูกหลานไว้เบื้องหลังซึ่งส่วนใหญ่เป็นบุคคลที่มีคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ต่อประชากร

การคัดเลือกดำเนินการในประชากร วัตถุของมันคือฟีโนไทป์ของแต่ละบุคคล อย่างไรก็ตาม การคัดเลือกโดยฟีโนไทป์เป็นการคัดเลือกของจีโนไทป์ เนื่องจากไม่ใช่ลักษณะ แต่ยีนจะถูกส่งไปยังลูกหลาน เป็นผลให้ในประชากรมีจำนวนญาติเพิ่มขึ้นของบุคคลที่มีคุณสมบัติหรือคุณภาพที่แน่นอน ดังนั้นการคัดเลือกโดยธรรมชาติจึงเป็นกระบวนการของการทำซ้ำของจีโนไทป์ที่แตกต่างกัน (คัดเลือก)
การคัดเลือกไม่เพียง แต่คุณสมบัติที่เพิ่มโอกาสในการออกจากลูกหลานเท่านั้น แต่ยังต้องมีคุณสมบัติที่ไม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับการสืบพันธุ์ด้วย ในหลายกรณี การคัดเลือกอาจมีจุดมุ่งหมายเพื่อสร้างการดัดแปลงพันธุ์ซึ่งกันและกัน (ดอกไม้ของพืชและแมลงที่มาเยี่ยม) นอกจากนี้ยังสามารถสร้างสัญญาณที่เป็นอันตรายต่อแต่ละบุคคล แต่ให้แน่ใจว่าการอยู่รอดของสายพันธุ์โดยรวม (ผึ้งที่กัดตาย แต่การโจมตีศัตรูมันช่วยครอบครัว) โดยรวมแล้ว การคัดเลือกมีบทบาทอย่างสร้างสรรค์ในธรรมชาติ เนื่องจากจากการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่ไม่ได้กำหนดทิศทาง สิ่งเหล่านี้ได้รับการแก้ไขซึ่งสามารถนำไปสู่การก่อตัวของกลุ่มบุคคลใหม่ที่มีความสมบูรณ์แบบมากขึ้นในสภาพการดำรงอยู่ที่กำหนด
การคัดเลือกโดยธรรมชาติมีสามรูปแบบหลัก: การทำให้เสถียร การเคลื่อนย้าย และการฉีกขาด (ก่อกวน) (ตาราง)

รูปแบบของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ

ประวัติโดยย่อของวิวัฒนาการของโลกอินทรีย์

อายุของโลกประมาณ 4.6 พันล้านปี ชีวิตบนโลกมีต้นกำเนิดมาจากมหาสมุทรเมื่อกว่า 3.5 พันล้านปีก่อน
ประวัติโดยย่อของการพัฒนาโลกอินทรีย์ถูกนำเสนอในตาราง ลำดับสายเลือดของกลุ่มสิ่งมีชีวิตหลักแสดงอยู่ในรูป
ประวัติความเป็นมาของการพัฒนาชีวิตบนโลกได้รับการศึกษาโดยซากฟอสซิลของสิ่งมีชีวิตหรือร่องรอยของกิจกรรมที่สำคัญของพวกเขา พบได้ในหินที่มีอายุต่างกัน
มาตราส่วน geochronological ของประวัติศาสตร์โลกแบ่งออกเป็นยุคและช่วงเวลา

ขนาด geochronological และประวัติความเป็นมาของการพัฒนาสิ่งมีชีวิต

วิวัฒนาการทางชีวภาพถูกกำหนดให้เป็นการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในประชากรที่เกิดขึ้นในหลายชั่วอายุคน การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้อาจมีขนาดเล็กหรือใหญ่ สังเกตได้ชัดเจนมากหรือไม่มีนัยสำคัญ

เพื่อให้การพิจารณาเหตุการณ์เป็นตัวอย่างของการวิวัฒนาการ การเปลี่ยนแปลงต้องเกิดขึ้นที่ระดับพันธุกรรมของสายพันธุ์และส่งต่อจากรุ่นสู่รุ่น ซึ่งหมายความว่า หรือโดยเฉพาะอย่างยิ่ง อัลลีลในประชากรจะมีการเปลี่ยนแปลงและส่งต่อ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้มีบันทึกไว้ใน (ลักษณะทางกายภาพที่เด่นชัดซึ่งสามารถมองเห็นได้) ของประชากร

การเปลี่ยนแปลงในระดับพันธุกรรมของประชากรถูกกำหนดให้เป็นการเปลี่ยนแปลงขนาดเล็กและเรียกว่าวิวัฒนาการระดับจุลภาค วิวัฒนาการทางชีวภาพยังรวมถึงแนวคิดที่ว่าสิ่งมีชีวิตทั้งหมดมีความเกี่ยวข้องและสามารถสืบเชื้อสายมาจากบรรพบุรุษร่วมกันได้ สิ่งนี้เรียกว่าวิวัฒนาการมหภาค

อะไรไม่เกี่ยวข้องกับวิวัฒนาการทางชีววิทยา?

วิวัฒนาการทางชีวภาพไม่ได้กำหนดการเปลี่ยนแปลงที่เรียบง่ายของสิ่งมีชีวิตเมื่อเวลาผ่านไป สิ่งมีชีวิตจำนวนมากมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา เช่น การสูญเสียหรือการเพิ่มขนาด การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ไม่ถือเป็นตัวอย่างของวิวัฒนาการเนื่องจากไม่ใช่พันธุกรรมและไม่สามารถส่งต่อไปยังคนรุ่นต่อไปได้

ทฤษฎีวิวัฒนาการ

ความหลากหลายทางพันธุกรรมเกิดขึ้นในประชากรได้อย่างไร?

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศสามารถสร้างการผสมผสานที่ดีของยีนในกลุ่มประชากรหรือขจัดยีนที่ไม่เอื้ออำนวยออกไป

ประชากรที่มีการผสมผสานทางพันธุกรรมที่เอื้ออำนวยจะอยู่รอดในสภาพแวดล้อมของตนและให้กำเนิดลูกหลานมากกว่าบุคคลที่มีการผสมผสานทางพันธุกรรมที่ไม่เอื้ออำนวย

วิวัฒนาการทางชีวภาพและการทรงสร้าง

ทฤษฎีวิวัฒนาการทำให้เกิดความขัดแย้งตั้งแต่เริ่มก่อตั้ง ซึ่งยังคงดำเนินต่อไปจนถึงทุกวันนี้ วิวัฒนาการทางชีววิทยาขัดแย้งกับศาสนาในเรื่องความต้องการผู้สร้างอันศักดิ์สิทธิ์ นักวิวัฒนาการให้เหตุผลว่าวิวัฒนาการไม่ได้ตอบคำถามว่าพระเจ้ามีอยู่จริงหรือไม่ แต่พยายามอธิบายว่ากระบวนการทางธรรมชาติเกิดขึ้นได้อย่างไร

อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่ได้หลีกเลี่ยงความจริงที่ว่าวิวัฒนาการขัดต่อความเชื่อทางศาสนาบางแง่มุม ตัวอย่างเช่น เรื่องราววิวัฒนาการสำหรับการดำรงอยู่ของชีวิตและเรื่องราวในพระคัมภีร์เกี่ยวกับการทรงสร้างนั้นแตกต่างกันมาก

วิวัฒนาการถือว่าทุกชีวิตเชื่อมโยงกันและสามารถสืบย้อนไปถึงบรรพบุรุษร่วมกันได้ การตีความตามตัวอักษรของการสร้างสรรค์ในพระคัมภีร์แสดงให้เห็นว่าชีวิตถูกสร้างขึ้นโดยสิ่งมีชีวิตที่มีอำนาจเหนือธรรมชาติ (พระเจ้า)

อย่างไรก็ตาม คนอื่นๆ พยายามรวมทั้งสองเข้าด้วยกัน โดยอ้างว่าวิวัฒนาการไม่ได้ตัดขาดความเป็นไปได้ของพระเจ้า แต่เพียงอธิบายกระบวนการที่พระเจ้าสร้างชีวิตขึ้นมา อย่างไรก็ตาม มุมมองนี้ยังคงขัดแย้งกับการตีความตามตัวอักษรของความคิดสร้างสรรค์ที่นำเสนอในพระคัมภีร์

โดยส่วนใหญ่ นักวิวัฒนาการและนักสร้างสรรค์ต่างยอมรับว่าวิวัฒนาการระดับจุลภาคมีอยู่จริงและมองเห็นได้ในธรรมชาติ

อย่างไรก็ตาม วิวัฒนาการมหภาคหมายถึงกระบวนการวิวัฒนาการที่อยู่ในระดับสปีชีส์ และที่ซึ่งสปีชีส์หนึ่งวิวัฒนาการมาจากสปีชีส์อื่น สิ่งนี้แตกต่างอย่างมากกับทัศนะในพระคัมภีร์ที่ว่าพระเจ้ามีส่วนในการก่อตัวและการสร้างสิ่งมีชีวิต

จนถึงตอนนี้ การอภิปรายเกี่ยวกับวิวัฒนาการ/นักสร้างสรรค์ยังดำเนินอยู่ และดูเหมือนว่าความแตกต่างระหว่างมุมมองทั้งสองไม่น่าจะได้รับการแก้ไขในเร็วๆ นี้

หากคุณพบข้อผิดพลาด โปรดเน้นข้อความและคลิก Ctrl+Enter.

ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงของประชากร สปีชีส์ อนุกรมวิธานที่สูงขึ้น biocenoses พืชและสัตว์ ยีนและลักษณะตามช่วงเวลาในประวัติศาสตร์ของโลก

ทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ของวิวัฒนาการอธิบายว่าวิวัฒนาการเกิดขึ้นได้อย่างไร มีกลไกอย่างไร

ลักษณะทั่วไป

พูดอย่างเคร่งครัด วิวัฒนาการทางชีวภาพเป็นกระบวนการของการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาในลักษณะหรือพฤติกรรมทางพันธุกรรมของประชากรของสิ่งมีชีวิต เหตุการณ์สำคัญทางพันธุกรรมถูกเข้ารหัสในสารพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต (โดยปกติคือ DNA) วิวัฒนาการ ตามทฤษฎีสังเคราะห์วิวัฒนาการ เป็นหลักเป็นผลมาจากสามกระบวนการ: การกลายพันธุ์แบบสุ่มของสารพันธุกรรม การเบี่ยงเบนทางพันธุกรรมแบบสุ่ม (อังกฤษ. ดริฟท์ทางพันธุกรรม)และไม่สุ่มเลือกโดยธรรมชาติภายในกลุ่มและชนิด

การคัดเลือกโดยธรรมชาติ กระบวนการหนึ่งที่ควบคุมวิวัฒนาการ เป็นผลมาจากความแตกต่างในโอกาสของการสืบพันธุ์ระหว่างบุคคลในประชากร สิ่งนี้จำเป็นต้องติดตามจากข้อเท็จจริงต่อไปนี้:

• ความผันแปรทางกรรมพันธุ์ตามธรรมชาติมีอยู่ภายในกลุ่มและระหว่างสปีชีส์
• สิ่งมีชีวิตที่มีการผสมพันธุ์มากเกินไป (จำนวนลูกหลานเกินขีด จำกัด ของการอยู่รอดที่รับประกัน)
• สิ่งมีชีวิตที่มีความสามารถในการอยู่รอดและงอกใหม่ได้ดีเยี่ยม
• ในรุ่นใดรุ่นหนึ่ง ผู้ที่ทำซ้ำได้สำเร็จจะต้องส่งต่อ chichi ทางพันธุกรรมของพวกเขาไปยังคนรุ่นต่อไปในขณะที่ผู้ผลิตที่ไม่ประสบความสำเร็จจะไม่ส่งต่อ

หากคุณสมบัติเพิ่มสมรรถภาพทางวิวัฒนาการของบุคคลที่มีพวกมัน บุคคลเหล่านั้นก็มีแนวโน้มที่จะอยู่รอดและขยายพันธุ์มากกว่าสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ในประชากร ด้วยวิธีนี้พวกเขาจะส่งต่อสำเนาลักษณะทางพันธุกรรมที่ประสบความสำเร็จไปยังคนรุ่นต่อไป ความฟิตที่ลดลงที่สอดคล้องกันเนื่องจาก qichi ที่เป็นอันตรายนำไปสู่การสร้างของพวกเขา เมื่อเวลาผ่านไป สิ่งนี้สามารถนำไปสู่การปรับตัว นั่นคือ การสะสมสิ่งใหม่ๆ ทีละน้อย (และความคงอยู่ของสิ่งที่มีอยู่) ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะปรับจำนวนประชากรของสิ่งมีชีวิตให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมและช่องนิเวศวิทยาของพวกมัน

แม้ว่าการคัดเลือกโดยธรรมชาติไม่ได้สุ่มในโหมดการทำงาน แต่กองกำลังตามอำเภอใจอื่น ๆ ก็มีอิทธิพลอย่างมากต่อกระบวนการวิวัฒนาการ ในสิ่งมีชีวิตที่มีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ความแปรปรวนทางพันธุกรรมแบบสุ่มส่งผลให้เกิดการถ่ายทอดทางพันธุกรรมที่กลายเป็นเรื่องธรรมดาโดยบังเอิญและการผสมพันธุ์แบบสุ่ม กระบวนการที่ไร้จุดหมายนี้อาจได้รับอิทธิพลจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติในบางสถานการณ์ (โดยเฉพาะในกลุ่มย่อย)

ในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน การคัดเลือกโดยธรรมชาติ การแปรผันทางพันธุกรรมแบบสุ่ม และการสุ่มเล็กน้อยในการกลายพันธุ์ที่ปรากฏและจัดเก็บไว้ อาจทำให้กลุ่มต่างๆ (หรือบางส่วนของกลุ่ม) วิวัฒนาการไปในทิศทางที่ต่างกัน เมื่อมีความขัดแย้งมากพอ สิ่งมีชีวิตที่สามารถสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศได้สองกลุ่มก็มีความแตกต่างกันมากพอที่จะสร้างสายพันธุ์ที่แยกจากกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากความสามารถในการผสมข้ามสายพันธุ์ระหว่างทั้งสองกลุ่มหายไป

การทดลองแสดงให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกมีบรรพบุรุษร่วมกัน ข้อสรุปนี้จัดทำขึ้นโดยอาศัยการมีอยู่ทั่วไปของกรดแอล-อะมิโนในโปรตีน การมีอยู่ของรหัสพันธุกรรมทั่วไปในสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ความเป็นไปได้ในการจำแนกตามการสืบทอดเป็นหมวดหมู่ การทำรัง ความคล้ายคลึงกันของลำดับดีเอ็นเอและความคล้ายคลึงกันมากที่สุด กระบวนการทางชีววิทยาทั่วไป

แม้ว่าการกล่าวถึงแนวคิดเรื่องวิวัฒนาการครั้งแรกจะไปถึงสมัยโบราณ แต่ก็ได้รูปแบบใหม่ล่าสุดและทันสมัยในงานเขียนของ Alfred Wallace และ Charles Darwin ในบทความร่วมของพวกเขาใน Linnean Society ในลอนดอน (สมาคมลินเนียนแห่งลอนดอน)และต่อมาใน Darwin's On the Origin of Species (1859) ในช่วงทศวรรษที่ 1930 ทฤษฎีวิวัฒนาการสังเคราะห์ได้รวมทฤษฎีวิวัฒนาการเข้ากับพันธุกรรมของเกรเกอร์ เมนเดล

วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในลักษณะทางพันธุกรรม ตัวอย่างเช่น สีของดวงตาของบุคคลเป็นลักษณะทางพันธุกรรมที่บุคคลได้รับจากพ่อแม่ของเขา ลักษณะทางพันธุกรรมถูกควบคุมโดยยีน ผลรวมของยีนของสิ่งมีชีวิตหนึ่งคือจีโนไทป์ของมัน

จำนวนทั้งสิ้นของลักษณะทั้งหมดที่ก่อให้เกิดโครงสร้างและพฤติกรรมของสิ่งมีชีวิตเรียกว่าฟีโนไทป์ สัญญาณเหล่านี้เกิดขึ้นจากการทำงานร่วมกันของจีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตนี้กับสภาพแวดล้อม นั่นคือไม่ใช่ทุกลักษณะฟีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตที่สืบทอดมา ตัวอย่างเช่น การถูกแดดเผาเกิดจากการทำงานร่วมกันของยีนของมนุษย์กับแสงแดด ดังนั้นการถูกแดดเผาจึงไม่ลดลง โดยทั่วไปแล้ว คนเราจะมีผิวสีแทนในรูปแบบต่างๆ ซึ่งสืบเนื่องมาจากจีโนไทป์ของพวกเขา ตัวอย่างเช่น บางคนมีลักษณะทางพันธุกรรมเช่นอัลบิไซม์ เผือกไม่ทำให้ผิวเป็นสีแทนและไวต่อรังสีดวงอาทิตย์มาก - พวกมันถูกแดดเผาได้ง่าย

เหตุผลในการวิวัฒนาการ

การคัดลอกเมทริกซ์มีข้อผิดพลาด

ชีวิตบนโลกขึ้นอยู่กับกระบวนการคัดลอกโมเลกุลกรดนิวคลีอิก - DNA และ RNA กระบวนการคัดลอกดำเนินการโดยหลักการของเมทริกซ์ของความสมบูรณ์: โมเลกุลกรดนิวคลีอิกหนึ่งโมเลกุลสามารถสร้างโมเลกุลที่เป็นคู่สำหรับตัวมันเอง และอ่านโมเลกุลจากโมเลกุลคู่นี้ที่เหมือนกันกับโมเลกุลเดิม ดังนั้นโมเลกุล DNA และ RNA จึงสามารถสืบพันธุ์ได้ไม่จำกัด

เมื่อคัดลอก ข้อผิดพลาดจะเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้เนื่องจากความไม่สมบูรณ์ของระบบการจำลองแบบ จากข้อผิดพลาดเหล่านี้ สำเนา DNA และ RNA มีความแตกต่างเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม เพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป กระบวนการสร้างตนเองที่มีการเปลี่ยนแปลงนี้เรียกว่า การทำซ้ำแบบผันแปร

ระบบที่ไม่มีชีวิตบางอย่าง เช่น ผลึกหรือวัฏจักรเคมีบางอย่าง สามารถทำซ้ำได้ไม่จำกัดโดยมีข้อผิดพลาด แต่ความเป็นอยู่แตกต่างกันตรงที่สามารถส่งต่อข้อผิดพลาดเหล่านี้ให้คนรุ่นหลังได้ไม่เปลี่ยนแปลง ข้อผิดพลาดหรือการกลายพันธุ์เหล่านี้ในทางปฏิบัติไม่ได้เปลี่ยนคุณสมบัติทางเคมีกายภาพของโมเลกุลกรดนิวคลีอิก แต่ส่งผลกระทบต่อข้อมูลที่อ่านจากสิ่งมีชีวิต ดังนั้น สิ่งมีชีวิตจึงแสดงลักษณะทางพันธุกรรมและความแปรปรวนของลักษณะ ซึ่งเกิดจากการคัดลอกและการกลายพันธุ์ในโมเลกุลกรดนิวคลีอิกตามลำดับ

สภาวะสมดุลและความเสถียรของ ontogeny

การสืบพันธุ์ของ DNA อย่างต่อเนื่องโดยมีข้อผิดพลาดนำไปสู่ความจริงที่ว่าข้อมูลทางพันธุกรรมที่มีอยู่ในแต่ละโมเลกุลเปลี่ยนแปลงอย่างมากเมื่อเวลาผ่านไป สิ่งมีชีวิตสมัยใหม่มีระบบป้องกันการเปลี่ยนแปลงมากเกินไปในลำดับนิวคลีโอไทด์ของโมเลกุลดีเอ็นเอ ซึ่งรวมถึงเอนไซม์ซ่อมแซม ตัวยับยั้งองค์ประกอบเคลื่อนที่ของจีโนม กลไกการต่อต้านไวรัส ฯลฯ

อย่างไรก็ตาม ยีนยังคงส่งต่อไปยังคนรุ่นต่อไปโดยมีการเปลี่ยนแปลงบางอย่าง อันเป็นผลมาจากการที่ประชากรของสิ่งมีชีวิตในสปีชีส์เดียวกันมักจะไม่มีบุคคลที่ลำดับดีเอ็นเอทั้งหมดเหมือนกัน ในเวลาเดียวกัน ความแปรปรวนของฟีโนไทป์มักจะน้อยกว่าความแปรปรวนทางพันธุกรรม เนื่องจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างยีนที่แตกต่างกันในออนโทจีนียับยั้งอิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงในยีนแต่ละตัว ดังนั้นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์จึงบรรลุความเสถียรของการพัฒนาส่วนบุคคลซึ่งนำไปสู่การรักษาบรรทัดฐานของสปีชีส์

การอยู่รอดและการสืบพันธุ์แบบเลือกได้

อาร์เอ็นเอและโมเลกุลดีเอ็นเอ เช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิต ทวีคูณด้วยประสิทธิภาพที่แตกต่างกันไปตามคุณสมบัติและสภาพแวดล้อมของพวกมันเอง สิ่งมีชีวิตสามารถตายได้ก่อนที่จะถึงเวลาของการสืบพันธุ์ และสิ่งมีชีวิตที่รอดชีวิตจะมีลูกหลานจำนวนต่างกันไป สิ่งมีชีวิตเหล่านั้นที่รอดชีวิตและสืบพันธุ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพสามารถทำเช่นนี้ได้ด้วยเหตุผลสองกลุ่ม: ความสอดคล้องของยีนที่แปรผันตามสภาพแวดล้อมหรือการรวมกันของสถานการณ์ที่ไม่เกี่ยวข้องกับ "คุณภาพ" ของอัลลีล ตามอิทธิพลของกลุ่มแรกในการกระจายของอัลลีลในประชากรนั้นอธิบายโดยแนวคิดของการคัดเลือกโดยธรรมชาติและกลุ่มที่สอง - โดยแนวคิดของการเบี่ยงเบนทางพันธุกรรม

การคัดเลือกโดยธรรมชาติ

การคัดเลือกโดยธรรมชาติคือการอยู่รอดแบบเลือกสรร (การอยู่รอดในระยะยาว) และการสืบพันธุ์ของการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมในแต่ละประชากรมากที่สุด ยิ่งพืชหรือสัตว์ดัดแปลงมากเท่าไร ก็ยิ่งมีโอกาสอยู่รอดจนถึงช่วงการสืบพันธุ์ และลูกหลานก็จะยิ่งออกลูกมากขึ้นเท่านั้น ความฟิตขึ้นอยู่กับการมีอยู่ในจีโนไทป์ของอัลลีลแต่ละยีนที่ส่งเสริมการอยู่รอดและการสืบพันธุ์ เนื่องจากสิ่งมีชีวิตทั้งหมดในประชากรมีจีโนไทป์ที่แตกต่างกัน ภายใต้สภาวะที่เสถียร จำนวนพาหะของอัลลีลของยีนที่เป็นประโยชน์มากกว่าภายใต้สภาวะเหล่านี้จึงเพิ่มขึ้นในรุ่นต่อรุ่น

นอกจากนี้ สภาพแวดล้อมยังสร้างการแข่งขันเพื่อความอยู่รอดและการสืบพันธุ์ระหว่างสิ่งมีชีวิต ด้วยเหตุนี้ สิ่งมีชีวิตที่มีอัลลีลที่ทำให้พวกเขาได้เปรียบเหนือคู่แข่งจึงส่งต่ออัลลีลเหล่านั้นไปยังลูกหลานของพวกเขา อัลลีลที่ไม่ได้ให้ความได้เปรียบดังกล่าวจะไม่ส่งต่อไปยังคนรุ่นต่อไป

ถ่ายทอดทางพันธุกรรม

การเบี่ยงเบนทางพันธุกรรมเป็นกระบวนการของการเปลี่ยนแปลงความถี่อัลลีลที่เกิดจากสาเหตุที่ไม่เกี่ยวข้องกับอิทธิพลของอัลลีลที่มีต่อสมรรถภาพของบุคคล ดังนั้นการเบี่ยงเบนทางพันธุกรรมจึงเรียกว่ากลไกที่เป็นกลางสำหรับการวิวัฒนาการของยีนและประชากร ความสัมพันธ์ระหว่างอิทธิพลของการคัดเลือกโดยธรรมชาติและการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในประชากรจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับแรงในการคัดเลือกและขนาดที่มีประสิทธิผลของประชากร (จำนวนบุคคลที่สามารถสืบพันธุ์ได้) การคัดเลือกโดยธรรมชาติมักจะมีบทบาทอย่างมากในประชากรจำนวนมาก และการเบี่ยงเบนทางพันธุกรรมก็มีอยู่ในกลุ่มเล็ก ความโดดเด่นของความเหลื่อมล้ำทางพันธุกรรมในกลุ่มประชากรขนาดเล็กสามารถนำไปสู่การตรึงการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายได้ ด้วยเหตุนี้ การเปลี่ยนแปลงของขนาดประชากรจึงสามารถเปลี่ยนแปลงแนวทางการวิวัฒนาการได้อย่างมีนัยสำคัญ ผลกระทบจากคอขวด เมื่อขนาดของประชากรลดลงอย่างรวดเร็วและสูญเสียความหลากหลายทางพันธุกรรม ส่งผลให้ประชากรมีความเป็นเนื้อเดียวกันมากขึ้น

หลักสูตรวิวัฒนาการทั่วไป

ร่องรอยแรกของชีวิตบนโลกมีอายุ 3.5-3.8 พันล้านปีก่อน สิ่งเหล่านี้คือเศษของสิ่งมีชีวิตโปรคาริโอต - สโตรมาโทไลต์ เมื่อประมาณ 3 พันล้านปีก่อน การสังเคราะห์แสงครั้งแรกปรากฏขึ้น ซึ่งก็คือไซยาโนแบคทีเรีย ยูคาริโอตตัวแรกปรากฏขึ้นเมื่อประมาณ 1.6-1.8 พันล้านปีก่อน สิ่งนี้นำไปสู่ ​​"ภัยพิบัติออกซิเจน" - ความเข้มข้นของออกซิเจนในชั้นบรรยากาศของโลกเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ยูคาริโอตหลายเซลล์เกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำอีกในกลุ่มต่าง ๆ แต่ฟอสซิลที่เชื่อถือได้ครั้งแรกนั้นเมื่อประมาณ 750 ล้านปีก่อน (ช่วงเวลาแช่แข็ง) และการปรากฏตัวของสิ่งมีชีวิตในมหาสมุทรที่หลากหลายนั้นสัมพันธ์กับยุค Vendian (Ediacaran biota ประมาณ 600 ล้านปีก่อน) การปรากฏตัวของสัตว์โครงกระดูกและซากที่อุดมสมบูรณ์ของพวกมันเกิดขึ้นในยุคแคมเบรียนเมื่อประมาณ 550-520 ล้านปีก่อน จากนั้นสัตว์สมัยใหม่ส่วนใหญ่ก็ปรากฏตัวขึ้น

ในสมัยไซลูเรียน พืชเริ่มขึ้นบกเป็นครั้งแรก ในดีโวเนียน สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำและสัตว์ขาปล้องตัวแรกตั้งรกรากอยู่บนบก ในสมัยเปอร์เมียน สัตว์เลื้อยคลานปรากฏตัวขึ้นที่ครองโลกตลอดยุคมีโซโซอิก สัตว์เลื้อยคลาน therapsid หลายกลุ่มพัฒนาเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ในยุคครีเทเชียสมีนกปรากฏขึ้นและไม้ดอกก็เริ่มเบ่งบาน ในยุค Cenozoic สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีอำนาจเหนือและแมลงก็เจริญรุ่งเรืองเช่นกัน ในมานุษยวิทยา กลุ่มไพรเมตกลุ่มหนึ่ง คือ โฮมินิดส์ ก่อให้เกิดวิวัฒนาการของมนุษย์ ใน Pleistocene-Holocene มนุษย์กลายเป็นพลังทางธรณีวิทยาที่มีอิทธิพลต่อการวิวัฒนาการของชีวมณฑลทั้งหมด

คุณสมบัติของวิวัฒนาการ

เส้นทางวิวัฒนาการของชีวิตเผยให้เห็นรูปแบบจากต้นทางถึงปลายทางหลายแบบที่มีวัตถุประสงค์และมักจะอธิบายทางคณิตศาสตร์ ชีววิทยาเชิงวิวัฒนาการศึกษากลไกเพิ่มเติมของวิวัฒนาการหรือความเป็นไปได้ใหม่ๆ สำหรับการนำหลักการเบื้องต้นไปใช้ ซึ่งจะทำให้เราเข้าใจสาระสำคัญของรูปแบบเหล่านี้โดยพื้นฐาน คุณสมบัติหลักของวิวัฒนาการมีดังนี้: การเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตที่ปรับให้เข้ากับสิ่งแวดล้อม, ความก้าวหน้าทางสัณฐานวิทยาและการทำงาน, การเกิดขึ้นของอวัยวะและโครงสร้างใหม่ (การเกิดขึ้น), การเปลี่ยนไปสู่การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ, การสูญพันธุ์ของสายพันธุ์และการเติบโตของความหลากหลายทางชีวภาพ .

การปรับตัว

สายพันธุ์สมัยใหม่ดูเหมือนจะปรับให้เข้ากับสภาพสิ่งแวดล้อมที่มีอยู่ได้เป็นอย่างดี ในเวลาเดียวกัน การปรับตัวจะถูกจำกัดให้อยู่ในสภาพแวดล้อมที่มักใช้: เมื่อสิ่งมีชีวิตเคลื่อนที่ไปยังสภาพแวดล้อมใหม่ การปรับตัวมักจะไม่ได้รับการดัดแปลงอย่างสมบูรณ์ หรืออย่างน้อยก็ปรับตัวได้น้อยกว่า "ชนพื้นเมือง" ในสภาวะอื่นๆ ก่อนการเกิดขึ้นของภาพวิวัฒนาการของโลก การสอดคล้องกันอย่างชัดเจนของคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตกับสภาวะของสภาพแวดล้อม "พื้นเมือง" ทำให้นักวิจัยประหลาดใจมากจนพวกเขาคิดว่ามันเป็นผลมาจากการกระทำของพลังเหนือธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม การปรับตัวเกือบจะเป็นผลสืบเนื่องที่จำเป็นของวิวัฒนาการ เนื่องจากสิ่งมีชีวิตที่ได้รับการปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมน้อยลงมีส่วนทำให้เกิดความหลากหลายทางพันธุกรรมของประชากรน้อยลงเนื่องจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ในเวลาเดียวกัน ต้นกำเนิดของการปรับตัวไม่จำเป็นต้องขึ้นอยู่กับการคัดเลือก แต่อาจเป็นผลข้างเคียงของการดัดแปลงอื่น ๆ หรือการรวมกันของสถานการณ์โดยทั่วไป (ผลที่ตามมาของความเหลื่อมล้ำทางพันธุกรรม)

ความก้าวหน้าและเอกราช

ในกระบวนการวิวัฒนาการ เซลล์แบคทีเรียที่ปราศจากนิวเคลียสจะก่อให้เกิดเซลล์ยูคาริโอตที่ซับซ้อน ยูคาริโอตได้รับเซลล์หลายเซลล์ ก่อตัวเป็นเนื้อเยื่อและอวัยวะ สัตว์พัฒนาระบบประสาทและมีพฤติกรรมที่ซับซ้อนซึ่งทำให้พวกมันสามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมต่างๆ มนุษย์ในฐานะจุดสุดยอดของการวิวัฒนาการของสัตว์ ได้บรรลุความสามารถในการอยู่ในสภาพแวดล้อมใดๆ รวมทั้งมนุษย์ต่างดาว

ภาวะฉุกเฉิน

ในกระบวนการวิวัฒนาการ มักจะมีการรวมตัวกันของส่วนต่าง ๆ ของสิ่งมีชีวิตและยีน การเปลี่ยนแปลงในการทำงานของโครงสร้างเก่า อย่างไรก็ตาม กระบวนการและบางส่วนของสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นเป็นครั้งแรก การสังเคราะห์ด้วยแสงในไซยาโนแบคทีเรีย โปรตีนการจำลองดีเอ็นเอ เครื่องมือแปล เกล็ดปลา และอื่นๆ

ต่างหาก

สัตว์ชนิดแรกคือกระเทย และในหมู่กระเทยที่สูงกว่านั้นแทบไม่มีเลย

เพศและการรวมตัวใหม่

ในสิ่งมีชีวิตที่ไม่อาศัยเพศ ยีนจะสืบทอดร่วมกัน (พวกมัน ฉีดวัคซีนแล้ว)และไม่ปะปนกับยีนของบุคคลอื่นในระหว่างการสืบพันธุ์ ทายาทของสิ่งมีชีวิตสืบพันธุ์ชนิดเดียวกันมีโครโมโซมผสมแบบสุ่มของพ่อแม่เนื่องจากการคัดแยกอย่างอิสระ ในระหว่างกระบวนการที่เกี่ยวข้องของการรวมตัวใหม่ที่คล้ายคลึงกัน สิ่งมีชีวิตทางเพศจะแลกเปลี่ยน DNA ระหว่างโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันสองอัน การรวมตัวใหม่และการคัดแยกอย่างอิสระไม่ได้เปลี่ยนความถี่ของอัลลีล แต่เปลี่ยนความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ทำให้เกิดลูกหลานที่มีอัลลีลใหม่รวมกัน เพศมักเพิ่มความแปรปรวนทางพันธุกรรมและสามารถเพิ่มอัตราการวิวัฒนาการได้ อย่างไรก็ตาม การไม่มีเพศสัมพันธ์อาจมีข้อดีภายใต้เงื่อนไขบางประการ เนื่องจากมีการพัฒนาซ้ำในสิ่งมีชีวิตบางชนิด ความไม่ฝักใฝ่ทางเพศอาจทำให้อัลลีลสองชุดของจีโนมแตกต่างออกไปและด้วยเหตุนี้จึงนำไปสู่การเกิดขึ้นของฟังก์ชันใหม่ การรวมตัวกันใหม่ช่วยให้อัลลีลเท่ากันที่ร่วมกันได้รับการสืบทอดอย่างอิสระ อย่างไรก็ตาม ความถี่ของการรวมตัวใหม่นั้นต่ำ (ประมาณสองกรณีต่อโครโมโซมต่อรุ่น) ด้วยเหตุนี้ ยีนที่อยู่เคียงข้างกันบนโครโมโซมเดียวกันจึงไม่ถูกสับเปลี่ยนโดยกระบวนการของการรวมตัวของยีนเสมอไป และมีแนวโน้มที่จะสืบทอดร่วมกัน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการเชื่อมโยงยีน การเชื่อมโยงยีนได้รับการประเมินโดยการวัดความถี่ของอัลลีลสองอัลลีลบนโครโมโซมเดียวกัน (การวัดความไม่สมดุลของการเชื่อมโยง) เซตของอัลลีลที่ปกติแล้วจะยุบรวมกันเรียกว่า haplotype นี่เป็นสิ่งสำคัญเมื่อหนึ่งในอัลลีลของแฮพโลไทป์บางประเภทให้ข้อได้เปรียบอย่างมากในการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่: การคัดเลือกโดยธรรมชาติในเชิงบวกจะนำไปสู่การกำจัดแบบเลือก (ภาษาอังกฤษ) Selective Sweep) ซึ่งจะนำไปสู่ความจริงที่ว่าความถี่ของอัลลีลอื่นของ haplotype นี้จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน ผลกระทบนี้เรียกว่าการโบกรถตามพันธุกรรม เมื่ออัลลีลไม่สามารถแยกออกจากกันโดยการรวมตัวกันใหม่ (เช่น ในโครโมโซม Y ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม) การกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายจะสะสม (ซม.วงล้อมุลเลอร์) ด้วยการเปลี่ยนการรวมกันของอัลลีล การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศนำไปสู่การขจัดสิ่งที่เป็นอันตรายและการแพร่กระจายของการกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์ในประชากร นอกจากนี้ การรวมตัวใหม่และการคัดแยกยีนสามารถให้ยีนที่เป็นประโยชน์ใหม่ๆ แก่สิ่งมีชีวิตได้ แต่ผลในเชิงบวกนี้มีความสมดุลโดยข้อเท็จจริงที่ว่าเพศลดอัตราการสืบพันธุ์ (ซม.วิวัฒนาการของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ) และสามารถทำลายยีนที่เป็นประโยชน์ร่วมกันได้ สาเหตุของวิวัฒนาการของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศยังไม่ชัดเจนนัก และปัญหานี้ยังคงเป็นประเด็นสำคัญของการวิจัยในสาขาชีววิทยาวิวัฒนาการ มันกระตุ้นความคิดใหม่ๆ เกี่ยวกับกลไกการวิวัฒนาการ เช่น สมมติฐานของราชินีแดง

การสูญพันธุ์

ในประวัติศาสตร์ของโลก การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ของสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำเล่า นั่นคือการสูญพันธุ์ที่ชายแดนของยุค Vendian และ Cambrian เมื่อสิ่งมีชีวิต Ediacaran เสียชีวิต ยุค Permian และ Triassic ยุคครีเทเชียสและ Eocene หลังจากการตายจำนวนมากของสิ่งมีชีวิตกลุ่มเก่า การออกดอกของกลุ่มเหล่านั้นที่รอดตายได้เริ่มต้นขึ้น การสูญพันธุ์ที่มีขนาดเล็กกว่า เช่น การสูญพันธุ์หลังธารน้ำแข็งของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดใหญ่หลังยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้าย ก็เปลี่ยนกลุ่มสิ่งมีชีวิตด้วยเช่นกัน มนุษย์ได้นำไปสู่การสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตที่อ่อนแอที่สุดต่อกิจกรรมที่มนุษย์สร้างขึ้น

การเติบโตของความหลากหลายทางชีวภาพ

การค้นพบซากดึกดำบรรพ์แม้จะไม่สมบูรณ์และมีข้อ จำกัด แสดงให้เห็นถึงความหลากหลายทางชีวภาพที่เพิ่มขึ้นทั้งในมหาสมุทรและบนบก

ระดับวิวัฒนาการ

ในระดับต่าง ๆ ของการจัดระเบียบคุณสมบัติชีวิตของวิวัฒนาการและกลไกของมันมีบทบาทต่างกัน

• พันธุกรรม
• จีโนม
• ประชากร
• เฉพาะเจาะจง
• แท็กซอน
• ระบบนิเวศ
• biospheric

การกลายพันธุ์

ความแปรปรวนทางพันธุกรรมเกิดจากการกลายพันธุ์แบบสุ่มที่เกิดขึ้นในจีโนมของสิ่งมีชีวิต การกลายพันธุ์คือการเปลี่ยนแปลงในลำดับนิวคลีโอไทด์ของ DNA ที่เกิดจากการแผ่รังสี ไวรัส ทรานสโปซอน การกลายพันธุ์ทางเคมี และข้อผิดพลาดในการคัดลอกที่เกิดขึ้นระหว่างไมโอซิสหรือการจำลองดีเอ็นเอ สารก่อกลายพันธุ์เหล่านี้ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงหลายประเภทในลำดับดีเอ็นเอนิวคลีโอไทด์: พวกมันอาจไม่ก่อให้เกิดผลใดๆ เปลี่ยนแปลงผลิตภัณฑ์ยีน หรือหยุดการทำงานของยีนโดยสิ้นเชิง การศึกษาในแมลงวันผลไม้แสดงให้เห็นว่าหากการกลายพันธุ์ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในโปรตีนที่ถูกเข้ารหัสโดยยีนบางตัว ผลที่ตามมาก็มีแนวโน้มที่จะเป็นอันตราย การกลายพันธุ์ประมาณ 70% ทำให้เกิดความผิดปกติบางอย่าง ส่วนที่เหลือเป็นกลางหรือเป็นประโยชน์ เนื่องจากการกลายพันธุ์มักส่งผลเสียต่อเซลล์ สิ่งมีชีวิตจึงมีการพัฒนากลไกการซ่อมแซมดีเอ็นเอที่ขจัดการกลายพันธุ์ ดังนั้น อัตราการกลายพันธุ์ที่เหมาะสมจึงเป็นการประนีประนอมระหว่างราคาของความถี่สูงของการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายและราคาของต้นทุนการเผาผลาญ (เช่น การสังเคราะห์เอนไซม์ซ่อมแซม) เพื่อลดความถี่นี้ สิ่งมีชีวิตบางชนิด เช่น รีโทรไวรัส มีอัตราการกลายพันธุ์สูงจนลูกหลานเกือบทุกคนมียีนกลายพันธุ์ อัตราการกลายพันธุ์ที่สูงนี้สามารถเป็นประโยชน์ได้ เนื่องจากไวรัสเหล่านี้วิวัฒนาการเร็วมาก จึงหลีกเลี่ยงการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกัน

การกลายพันธุ์อาจเกี่ยวข้องกับ DNA จำนวนมาก เช่น การทำซ้ำของยีน ซึ่งเป็นวัตถุดิบสำหรับการวิวัฒนาการของยีนใหม่ ในสัตว์ โดยเฉลี่ยแล้ว มีการทำซ้ำยีนหลายสิบถึงร้อยครั้งเกิดขึ้นทุกล้านปี ยีนส่วนใหญ่ที่มียีนบรรพบุรุษร่วมกันอยู่ในตระกูลพันธุกรรมเดียวกัน ยีนใหม่ก่อตัวขึ้นในหลายวิธี โดยทั่วไปโดยการจำลองยีนของบรรพบุรุษ หรือโดยการรวมตัวกันใหม่ของส่วนต่างๆ ของยีนที่แตกต่างกัน ส่งผลให้เกิดการผสมผสานใหม่ของนิวคลีโอไทด์กับหน้าที่ใหม่ ยีนใหม่สร้างโปรตีนใหม่พร้อมหน้าที่ใหม่ ตัวอย่างเช่น ยีนสี่ตัวถูกใช้เพื่อสร้างโครงสร้างของดวงตามนุษย์ซึ่งมีหน้าที่ในการรับรู้แสง: สามยีนสำหรับการมองเห็นสี (โคน) และอีกหนึ่งยีนสำหรับการมองเห็นตอนกลางคืน (แท่ง) ยีนทั้งหมดเหล่านี้สืบเชื้อสายมาจากยีนของบรรพบุรุษตัวเดียว . ข้อดีอีกประการของการทำซ้ำยีน หรือแม้แต่จีโนมทั้งหมด คือการเพิ่มความซ้ำซ้อน (ความซ้ำซ้อน) ของจีโนม สิ่งนี้ทำให้ยีนตัวหนึ่งทำหน้าที่ใหม่ในขณะที่สำเนาของยีนนั้นทำหน้าที่ดั้งเดิม การเปลี่ยนแปลงในโครโมโซมอาจเกิดขึ้นจากการกลายพันธุ์ครั้งใหญ่ เมื่อส่วนของ DNA ภายในโครโมโซมถูกแยกออก แล้วสร้างใหม่ในส่วนอื่นของโครโมโซม นริกลัด โครโมโซม 2 สกุล ตุ๊ดหลอมรวมกันเป็นโครโมโซมของมนุษย์ 2 การหลอมรวมนี้ไม่ได้เกิดขึ้นในชุดสายวิวัฒนาการของลิงชนิดอื่น กล่าวคือ พวกมันมีโครโมโซมแยกจากกัน บทบาทที่สำคัญที่สุดของการจัดเรียงใหม่ของโครโมโซมดังกล่าวในวิวัฒนาการคือการเร่งการกระจายตัวของประชากรด้วยการก่อตัวของสายพันธุ์ใหม่อันเนื่องมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าการข้ามระหว่างประชากรน้อยลงเกิดขึ้น

ลำดับดีเอ็นเอที่สามารถเคลื่อนที่ไปรอบๆ จีโนม (องค์ประกอบทางพันธุกรรมเคลื่อนที่) เช่น ทรานสโปซอน ก่อให้เกิดสารพันธุกรรมส่วนใหญ่ของสารพันธุกรรมพืชและสัตว์ และมีความสำคัญในการวิวัฒนาการของจีโนม ตัวอย่างเช่น มีลำดับ Alu มากกว่าหนึ่งล้านรายการในจีโนมมนุษย์ และตอนนี้ลำดับเหล่านี้ใช้เพื่อดำเนินการควบคุมการแสดงออกของยีน ผลกระทบอีกประการหนึ่งของ DNA เคลื่อนที่เหล่านี้คือการที่พวกมันสามารถกลายพันธุ์หรือแม้กระทั่งกำจัดยีนที่มีอยู่ออกไป ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความหลากหลายทางพันธุกรรม

ปัญหาที่มาของชีวิต

การรับรู้วิวัฒนาการโดยคริสตจักรคาทอลิก

คริสตจักรคาทอลิกได้รับการยอมรับในสารานุกรมของ Pope Pius XII lat. มนุษยธรรม,ว่าทฤษฎีวิวัฒนาการสามารถอธิบายที่มาของร่างกายมนุษย์ได้ (แต่ไม่ใช่จิตวิญญาณของเขา) อย่างไรก็ตาม เรียกร้องให้ใช้ความระมัดระวังในการตัดสิน และเรียกทฤษฎีวิวัฒนาการว่าเป็นสมมติฐาน ในปี พ.ศ. 2539 สมเด็จพระสันตะปาปายอห์น ปอลที่ 2 ในจดหมายที่ส่งถึง Pontifical Academy of Sciences ได้ยืนยันการยอมรับทฤษฎีวิวัฒนาการเทวนิยมว่าเป็นตำแหน่งที่ถูกต้องสำหรับนิกายโรมันคาทอลิก โดยระบุว่าทฤษฎีวิวัฒนาการเป็นมากกว่าสมมติฐาน ดังนั้นในหมู่ชาวคาทอลิก แท้จริง เด็กหนุ่มโลก เนรมิตนิยมจึงเป็นของเหลว (เจ. คีนเป็นหนึ่งในไม่กี่ตัวอย่าง) ลัทธินิกายเทวนิยมและทฤษฎี "การออกแบบที่ชาญฉลาด" เอนเอียงไปทางเทวนิยมและทฤษฎี "การออกแบบที่ชาญฉลาด" นิกายโรมันคาทอลิกในฐานะบุคคลที่มีลำดับชั้นสูงสุด รวมถึงสมเด็จพระสันตะปาปาเบเนดิกต์ที่ 16 ที่มาจากการเลือกตั้งในปี 2548 กระนั้นก็ตาม ปฏิเสธลัทธิวิวัฒนาการทางวัตถุอย่างไม่มีเงื่อนไข

พัฒนาการทางประวัติศาสตร์ของสัตว์ป่าเกิดขึ้นตามกฎหมายบางข้อ และมีลักษณะเฉพาะที่ผสมผสานกันของลักษณะเฉพาะต่างๆ ความสำเร็จของชีววิทยาในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 19 เป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการสร้างวิทยาศาสตร์ใหม่ - ชีววิทยาวิวัฒนาการ เธอกลายเป็นที่นิยมในทันที และเธอได้พิสูจน์ว่าวิวัฒนาการทางชีววิทยาเป็นกระบวนการที่ถูกกำหนดและไม่สามารถย้อนกลับได้ของการพัฒนาของทั้งสปีชีส์แต่ละชนิดและในชุมชนทั้งหมด - ประชากร มันเกิดขึ้นในชีวมณฑลของโลก ส่งผลกระทบต่อเปลือกหอยทั้งหมด บทความนี้จะกล่าวถึงทั้งการศึกษาแนวคิดของสิ่งมีชีวิตและ

ประวัติความเป็นมาของการพัฒนามุมมองวิวัฒนาการ

วิทยาศาสตร์ได้ผ่านเส้นทางที่ยากลำบากในการสร้างแนวคิดเกี่ยวกับโลกทัศน์เกี่ยวกับกลไกที่สนับสนุนธรรมชาติของโลกของเรา เริ่มต้นด้วยแนวคิดเรื่องเนรมิตโดย C. Linnaeus, J. Cuvier, C. Lyell นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Lamarck เสนอสมมติฐานวิวัฒนาการข้อแรกในงาน "ปรัชญาสัตววิทยา" นักวิจัยชาวอังกฤษ Charles Darwin เป็นนักวิทยาศาสตร์คนแรกที่เสนอว่าวิวัฒนาการทางชีววิทยาเป็นกระบวนการที่อิงจากความแปรปรวนทางพันธุกรรมและการคัดเลือกโดยธรรมชาติ พื้นฐานของมันคือการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่

ดาร์วินเชื่อว่าการปรากฏตัวของการเปลี่ยนแปลงทางชีววิทยาอย่างต่อเนื่องเป็นผลมาจากการปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่นั้นเป็นการผสมผสานระหว่างความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตกับธรรมชาติโดยรอบ และเหตุผลของมันอยู่ที่ความปรารถนาของสิ่งมีชีวิตที่จะเพิ่มจำนวนและขยายที่อยู่อาศัยของพวกมัน ปัจจัยข้างต้นทั้งหมดและรวมถึงวิวัฒนาการ ชีววิทยาซึ่งศึกษาในห้องเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 9 พิจารณากระบวนการความแปรปรวนทางพันธุกรรมและการคัดเลือกโดยธรรมชาติในหัวข้อ "การสอนแบบวิวัฒนาการ"

สมมติฐานสังเคราะห์ของการพัฒนาโลกอินทรีย์

แม้แต่ในช่วงอายุของชาร์ลส์ ดาร์วิน ความคิดของเขาก็ยังถูกวิพากษ์วิจารณ์จากนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงหลายคน เช่น F. Jenkin และ G. Spencer ในศตวรรษที่ 20 ในการเชื่อมต่อกับการวิจัยทางพันธุกรรมอย่างรวดเร็วและการสันนิษฐานของกฎการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของเมนเดล จึงเป็นไปได้ที่จะสร้างสมมติฐานสังเคราะห์ของวิวัฒนาการ ในงานเขียนของพวกเขา มีผู้บรรยายเช่น S. Chetverikov, D. Haldane และ S. Ride พวกเขาแย้งว่าวิวัฒนาการทางชีววิทยาเป็นปรากฏการณ์ของความก้าวหน้าทางชีววิทยา ซึ่งมีรูปแบบของอะโรมอร์โฟส การปรับตัวที่ส่งผลต่อประชากรของสปีชีส์ต่างๆ

ตามสมมติฐานนี้ ปัจจัยวิวัฒนาการคือคลื่นแห่งชีวิต และความโดดเดี่ยว รูปแบบของการพัฒนาประวัติศาสตร์ของธรรมชาติปรากฏให้เห็นในกระบวนการต่าง ๆ เช่น speciation, microevolution และ macroevolution มุมมองทางวิทยาศาสตร์ข้างต้นสามารถแสดงเป็นผลรวมของความรู้เกี่ยวกับการกลายพันธุ์ซึ่งเป็นที่มาของความแปรปรวนทางพันธุกรรม เช่นเดียวกับแนวคิดเกี่ยวกับประชากรในฐานะหน่วยโครงสร้างของการพัฒนาทางประวัติศาสตร์ของสายพันธุ์ทางชีววิทยา

สภาพแวดล้อมวิวัฒนาการคืออะไร?

คำนี้เข้าใจว่าเป็น biogeocenotic กระบวนการวิวัฒนาการทางจุลภาคเกิดขึ้นในนั้นซึ่งส่งผลต่อประชากรของหนึ่งสปีชีส์ เป็นผลให้การเกิดขึ้นของชนิดย่อยและสายพันธุ์ใหม่ทางชีววิทยาเป็นไปได้ กระบวนการที่นำไปสู่การปรากฏตัวของแท็กซ่า - สกุล, ครอบครัว, ชั้นเรียน - ถูกสังเกตเช่นกันที่นี่ พวกเขาอยู่ในวิวัฒนาการมหภาค การวิจัยทางวิทยาศาสตร์โดย V. Vernadsky ซึ่งพิสูจน์การเชื่อมต่ออย่างใกล้ชิดของการจัดระเบียบสิ่งมีชีวิตทุกระดับในชีวมณฑล ยืนยันความจริงที่ว่า biogeocenosis เป็นสภาพแวดล้อมสำหรับกระบวนการวิวัฒนาการ

ในจุดไคลแม็กซ์ กล่าวคือ ระบบนิเวศที่มีเสถียรภาพ ซึ่งมีความหลากหลายมากของประชากรในหลายคลาส การเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นจากวิวัฒนาการที่สอดคล้องกัน ใน biogeocenoses ที่เสถียรดังกล่าวเรียกว่า coenophilic และในระบบที่มีสภาวะไม่เสถียร วิวัฒนาการที่ไม่พร้อมเพรียงกันเกิดขึ้นในหมู่พลาสติกในระบบนิเวศ ซึ่งเรียกว่าสายพันธุ์ซีโนโฟบิก การย้ายถิ่นของบุคคลที่มีประชากรต่างกันในสปีชีส์เดียวกันเปลี่ยนแหล่งรวมของยีน ขัดขวางความถี่ของการเกิดของยีนที่แตกต่างกัน ชีววิทยาสมัยใหม่กล่าวว่า วิวัฒนาการของโลกอินทรีย์ซึ่งเราจะพิจารณาด้านล่างยืนยันข้อเท็จจริงนี้

ขั้นตอนของการพัฒนาธรรมชาติ

นักวิทยาศาสตร์เช่น S. Razumovsky และ V. Krasilov ได้พิสูจน์ว่าวิวัฒนาการของวิวัฒนาการที่เป็นรากฐานของธรรมชาตินั้นไม่สม่ำเสมอ สิ่งเหล่านี้แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงที่ช้าและแทบจะมองไม่เห็นใน biogeocenoses ที่เสถียร พวกมันถูกเร่งอย่างรวดเร็วในช่วงวิกฤตสิ่งแวดล้อม: ภัยพิบัติที่มนุษย์สร้างขึ้น ธารน้ำแข็งที่กำลังละลาย ฯลฯ สิ่งมีชีวิตประมาณ 3 ล้านสปีชีส์อาศัยอยู่ในชีวมณฑลสมัยใหม่ ชีววิทยาที่สำคัญที่สุดสำหรับชีวิตมนุษย์คือการศึกษาทางชีววิทยา (เกรด 7) วิวัฒนาการของ Protozoa, Coelenterates, Arthropods, Chordates เป็นภาวะแทรกซ้อนที่ค่อยเป็นค่อยไปของระบบไหลเวียนโลหิตระบบทางเดินหายใจและระบบประสาทของสัตว์เหล่านี้

พบซากสิ่งมีชีวิตกลุ่มแรกในหินตะกอนอาร์เชียน อายุของพวกเขาประมาณ 2.5 พันล้านปี ยูคาริโอตแรกปรากฏขึ้นที่จุดเริ่มต้น ตัวแปรที่เป็นไปได้ของการกำเนิดของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์อธิบายสมมติฐานทางวิทยาศาสตร์ของ phagocytella ของ I. Mechnikov และกระเพาะของ E. Getell วิวัฒนาการทางชีววิทยาเป็นเส้นทางของการพัฒนาสัตว์ป่าตั้งแต่รูปแบบชีวิต Archean แรกไปจนถึงความหลากหลายของพืชและสัตว์ในยุค Cenozoic สมัยใหม่

แนวคิดสมัยใหม่เกี่ยวกับปัจจัยวิวัฒนาการ

เป็นเงื่อนไขที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการปรับตัวในสิ่งมีชีวิต จีโนไทป์ของพวกมันได้รับการปกป้องจากอิทธิพลภายนอกมากที่สุด (การอนุรักษ์กลุ่มยีนของสปีชีส์ทางชีววิทยา) ข้อมูลทางพันธุกรรมยังสามารถเปลี่ยนแปลงได้ภายใต้อิทธิพลของยีน ด้วยวิธีนี้ - โดยการได้รับสัญญาณและคุณสมบัติใหม่ - ที่วิวัฒนาการของสัตว์เกิดขึ้น ชีววิทยาศึกษาในส่วนต่างๆ เช่น กายวิภาคเปรียบเทียบ ชีวภูมิศาสตร์และพันธุศาสตร์ การสืบพันธุ์เป็นปัจจัยหนึ่งในวิวัฒนาการมีความสำคัญเป็นพิเศษ รับรองการเปลี่ยนแปลงของรุ่นและความต่อเนื่องของชีวิต

มนุษย์กับชีวมณฑล

ชีววิทยาศึกษากระบวนการของการก่อตัวของเปลือกโลกและกิจกรรมธรณีเคมีของสิ่งมีชีวิต วิวัฒนาการของชีวมณฑลของโลกของเรามีประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาอันยาวนาน ได้รับการพัฒนาโดย V. Vernadsky ในคำสอนของเขา เขายังแนะนำคำว่า "noosphere" ซึ่งหมายถึงอิทธิพลของกิจกรรมของมนุษย์ที่มีสติ (จิต) ต่อธรรมชาติ สิ่งมีชีวิตซึ่งเข้าสู่เปลือกโลกทั้งหมด เปลี่ยนแปลงพวกมันและกำหนดการไหลเวียนของสารและพลังงาน