Pokretačke snage evolucije. Pokretačke snage evolucije: nasljedna varijabilnost i prirodna selekcija Pokretačke snage evolucije su nasljedna varijabilnost

Živi organizmi su sposobni za "kompenzatorne fenotipske modifikacije", odnosno takve intravitalne promjene koje kompenziraju posljedice raznih ozljeda (tipičan primjer je regeneracija). Ova sposobnost, koja nastaje tokom evolucije, sama po sebi može uticati na dalju evoluciju, jer kompenzatorne modifikacije nastaju ne samo kao odgovor na povredu, već i kao odgovor na mutacije koje remete normalan tok razvoja organizma. Kompenzacijske modifikacije mogu doprinijeti konsolidaciji takvih mutacija, što dovodi do brzih evolucijskih transformacija.

Dvije vrste varijabilnosti. Biološka evolucija zasniva se na poznatoj „darvinističkoj trijadi“: nasljednost, varijabilnost i selekcija. Danas iza svakog od ova tri koncepta stoje dobro razvijene, složene i vrlo detaljne teorije, potkrijepljene bezbrojnim činjenicama, eksperimentima i zapažanjima. Daleko od toga da su statične, ove teorije nastavljaju da se brzo razvijaju kako se pojavljuju novi podaci (a stari se razumiju).

Što se tiče varijacije, fokus evolucijske biologije tradicionalno je bio na takozvanoj nasljednoj (tj. genetski determinisanoj) varijaciji. Nasljedna varijabilnost određena je razlikama u genotipu jedinki, prenosi se s roditelja na potomstvo i s tim direktno "radi" prirodna selekcija. Međutim, postoji i takozvana modifikaciona varijabilnost, koja nije nasljedna u strogom smislu riječi. Promjenjivost modifikacije je promjena strukture (fenotipa) koja se javlja kao odgovor na promjene u uvjetima u kojima se organizam razvija (za jedan od upečatljivih primjera vidi napomenu „Odgojena je gusjenica koja mijenja boju kada se zagrije.” „Elementi “, 02/9/06).

Promjenjivost modifikacije je jedan od onih prirodnih fenomena koji postoje kao namjerno da bi zbunili teoretičare. Pogrešno razumijevanje prirode modifikacijske varijabilnosti i njenih uzročno-posljedičnih veza s evolucijskim procesom u prošlosti često je dovodilo do različitih nesporazuma i neadekvatnih zaključaka. Trenutno su opšte prihvaćene sledeće ključne odredbe:

Genotip ne određuje fenotip kao takav, već normu reakcije: određeni raspon razvojnih mogućnosti. Koja od ovih mogućnosti će se ostvariti više ne zavisi od gena, već od uslova u kojima će se odvijati razvoj organizma. Varijacije fenotipa unutar norme reakcije su varijabilnost modifikacije.
Modifikacije se, međutim, ne nasljeđuju (nisu "zapisane" u genima). sposobnost oni su, naravno, naslijeđeni, tj. je genetski određena.
Modifikovanje varijabilnosti je često svrsishodno (prilagodljivo). Na primjer, sunčanje uzrokovano sunčevom svjetlošću štiti nas od štetnog djelovanja ultraljubičastog zračenja. Međutim, mogućnost adaptivnih modifikacija nije nam "pala s neba". U njemu nema ničeg mističnog, nije manifestacija neke neshvatljive „unutarnje svrhovitosti prirode“ ili rezultat intervencije natprirodnih sila. Sposobnost adaptivnih modifikacija razvija se pod uticajem selekcije, zasnovane na konsolidaciji određenih nasledna promjene (mutacije), kao i svaka druga adaptivna svojstva organizma.
Sposobnost varijabilnosti modifikacije, s jedne strane, rezultat je evolucije, s druge strane, ona sama može imati značajan utjecaj na evoluciju. U članku o kojem raspravlja N. N. Iordansky, govorimo o jednom od aspekata ovog utjecaja.

Evolucijska uloga varijabilnosti modifikacije. Već krajem 19. veka neki biolozi su počeli da misle da bi sposobnost modifikacione varijabilnosti koja nastaje tokom evolucije (u širem smislu, uključujući i sposobnost doživotnih promena u ponašanju, učenju, itd.) mogla imati obrnuti efekat na tok evolucijskog procesa, a priroda ovog uticaja može varirati.

S jedne strane, sposobnost adaptivnih modifikacija može usporiti evoluciju. Ako se organizam, bez promjene svog genotipa, može prilagoditi različitim životnim uvjetima tokom svog života, to može dovesti do slabljenja efekta selekcije kada se potonje promijeni.

S druge strane, ova sposobnost može dijelom predodrediti dalje puteve evolucijskih transformacija. Ako su se uslovi "ozbiljno i dugo vremena" promenili, tako da organizmi iz generacije u generaciju moraju da prolaze kroz iste modifikacione transformacije tokom svog razvoja, to može dovesti do toga da mutacije dovode do striktnog genetskog "fiksiranja" ovih transformacija. će biti podržan izbor, a onda će se modifikacija pretvoriti u nasljednu promjenu. U ovom slučaju može se pojaviti iluzija Lamarckovog „nasljeđivanja stečene karakteristike“. Ovaj fenomen je poznat kao “Baldwinov efekat” (vidi o tome u napomeni “Geni kontrolišu ponašanje, a ponašanje kontroliše gene.” “Elementi”, 11/12/08). Na taj način, na primjer, neka vještina koju je životinja stekla tokom svog života kao rezultat dresure može se na kraju pretvoriti u nasljedni instinkt. Osim toga, novi način ponašanja - nije važno da li je instinktivno ili "svjesno", glavna stvar je da se to ponašanje reproducira kroz mnoge generacije - stvara nove vektore selekcije i može dovesti do fiksacije mutacija koje "čini život lakši” upravo ovakvim ponašanjem. Na primjer, razvoj stočarstva doveo je do širenja specifične mutacije u populaciji "stoke" koja omogućava odraslima da probave mliječni šećer laktozu (u početku su ljudi imali tu sposobnost tek u djetinjstvu). Još jednom vidimo iluziju lamarkovskog naslijeđa: naši su preci proveli dugo vremena "trening" da piju mlijeko kao odrasli, a na kraju su "rezultati treninga" postali nasljedni. U stvari, naravno, mehanizam ove evolucijske promjene je potpuno drugačiji: promijenjeno ponašanje (pijenje mlijeka domaćih životinja) dovelo je do toga da se periodično javljaju mutacije koje onemogućuju mehanizam za isključivanje (u cilju očuvanja) sinteze enzim laktaze kod odraslih prestao je biti štetan i naprotiv, postao je koristan. Ljudi sa ovom mutacijom bolje su jeli i ostavljali više potomaka. Stoga su se ove mutacije počele širiti u populaciji u strogom skladu sa zakonima populacione genetike.

Još početkom 20. stoljeća ustanovljeno je da je za gotovo svaku modifikaciju moguće pronaći mutaciju koja će dovesti do sličnih fenotipskih posljedica, samo strogo određene, neovisne o vanjskim uvjetima. To se zove "genokopiranje modifikacija". Kako N.N. Iordansky primjećuje, to u suštini nije iznenađujuće. Genotip određuje „reakcionu normu“, tj. skup mogućih puteva individualnog razvoja. Ako postoje varijante vanjskih uvjeta koji dovode do izbora jednog od ovih puteva, onda mogu postojati i mutacije koje će ovaj put učiniti jedinim mogućim (ili najvjerovatnijim) bez obzira na vanjske uslove. U konačnici, modifikacije su uzrokovane promjenama aktivnosti (ekspresije) određenih gena u određenim stanicama tijela. Dobro je poznato da promjene u ekspresiji gena mogu biti uzrokovane i fluktuacijama vanjskih uvjeta i mutacijama. Evolucijski značaj "modifikacija genokopije" detaljno je razmotren u radovima Waddingtona, Kirpičnikova, Šiškina i drugih evolucionista; ove ideje se koriste u Schmalhausenovoj teoriji stabilizacije selekcije; čak se pokušalo i formulisati posebna „epigenetska teorija evolucije“ na ovoj osnovi.

Kompenzacijske modifikacije. N.N. Iordansky skreće pažnju na posebnu grupu adaptivnih modifikacija, odnosno na kompenzacijske reakcije organizama na različite poremećaje ontogenetskih procesa i traumatske ozljede odraslih organizama. Na primjer, opisani su mnogi slučajevi u kojima je vodozemac, gmaz, ptica ili sisar izgubio jedan od udova, ali je nadoknadio posljedice ozljede kroz promjene ponašanja i uspješno proizvodio potomstvo iz godine u godinu. Više puta su primijećene ribe koje su potpuno izgubile repnu peraju (ponekad i dio kičme), ali su u dobroj fizičkoj formi. Kod takvih riba često izrastu leđna i analna peraja, koja oko oštećenog područja formiraju nešto poput leđnog i trbušnog režnja repne peraje.

To sugerira da u prirodnim biocenozama borba za postojanje i selekcija nije uvijek tako okrutna. U svakom slučaju, selektivni „opstanak najjačih“ je statistički proces, a povrijeđeni pojedinci često imaju priliku preživjeti, pa čak i ostaviti potomstvo.

Glavna ideja članka N.N. Iordanskyja je da sposobnost kompenzacijskih modifikacija može dovesti do brzih evolucijskih transformacija zbog činjenice da se učinak mnogih štetnih mutacija može izgladiti zahvaljujući kompenzacijskim modifikacijama. Kao rezultat, takve mutacije ponekad mogu opstati, pa čak i proširiti se po cijeloj populaciji. Činjenica je da kompenzacijske modifikacije mogu nadoknaditi ne samo ozljede, već i posljedice štetnih mutacija.

Zamislimo da riba ima mutaciju, zbog čega ne razvija repnu peraju. Sasvim je moguće da će tijekom ontogeneze takve ribe “raditi” isti mehanizam kompenzacijske modifikacije koji se aktivira kada se rep izgubi kao posljedica ozljede. Drugim riječima, leđna i analna peraja će početi rasti i formirati neku vrstu izgubljene repne peraje. Naravno, to će dovesti do ozbiljne promjene u strukturi ribe. Ali ova promjena neće nužno biti potpuno nespojiva sa životom, jer se temelji na „svrsishodnoj“ kompenzatornoj modifikaciji, za koju je sposobnost izbrusila selekcijom u milijunima prethodnih generacija riba.

Možda je tako nastala riba sunca i njeni rođaci, čija je struktura peraja vrlo slična onoj dobivenoj kod drugih riba kao rezultat traumatskog gubitka repne peraje.

Dakle, sposobnost podvrgavanja kompenzacijskim modifikacijama povećava vjerovatnoću fiksacije velikih mutacija, čiji se evolucijski značaj obično smatra izuzetno beznačajnim (jer je vjerovatnoća da će velika mutacija biti korisna ili čak ne baš štetna) izuzetno mala. . Međutim, uzimanje u obzir kompenzacionih modifikacija primorava nas da preispitamo ovu procenu verovatnoće.

N.N. Iordansky naglašava da ideja koju predlaže nije argument u korist tzv. saltacionistički model evolucije. Saltacionisti vide salate (nagle promjene u strukturi) kao glavni mehanizam evolucije, koji osigurava pojavu evolucijskih inovacija bez sudjelovanja selekcije. Nasuprot tome, N.N. Iordansky sugerira da velike promjene u organizmu koje su nastale mutacijama „zajedno s češćim malim varijacijama mogu poslužiti kao elementarni evolucijski materijal iz kojeg se, pod utjecajem selekcije, formiraju nove adaptacije i novi tipovi organizacije. ”

Treba napomenuti da se evolucijska uloga kompenzacijskih mehanizama (uključujući sve vrste negativnih povratnih informacija) jasno manifestira na molekularnom genetičkom nivou. Ovo se ogleda u konceptu „evolucionog zamaha“, koji su razvili N.A. Kolčanov i njegove kolege sa Novosibirskog instituta za citologiju i genetiku (vidi: N.A. Kolčanov, V.V. Suslov, K.V. Gunbin. Modeliranje biološke evolucije: Regulatorni genetski sistemi i kodiranje složenost biološke organizacije). Prema istraživačima, u mrežama međugenskih interakcija, kao rezultat djelovanja stabilizacijske selekcije u relativno konstantnim uvjetima, dolazi do razvoja kompenzacijskih mehanizama zasnovanih na principu negativne povratne sprege. U suštini, ovi mehanizmi pružaju mogućnost kompenzacijskih modifikacija na molekularnom nivou. Oni čine sistem stabilnijim, sposobnijim da kompenzira fluktuacije u vanjskim uvjetima. Ali razvoj kompenzacijskih mehanizama dovodi i do toga da mnoge mutacije koje bi mogle biti štetne i izbaciti sistem iz ravnoteže zapravo ne uzrokuju štetu, jer se njihovi efekti kompenzuju na isti način kao i vanjski utjecaji. Kao rezultat, takve mutacije se ne eliminišu selekcijom i mogu se akumulirati. To se nastavlja sve dok neke vrlo velike promjene (na primjer, prijelaz u novo stanište) ne onesposobe kompenzacijske mehanizme - a onda se iznenada mogu pojaviti "latentne" mutacije, što dovodi do eksplozivnog povećanja varijabilnosti organizama.

Dakle, sposobnost kompenzacijskih modifikacija koja nastaje tokom evolucije je važan faktor koji usmjerava (ograničava, “kanale”) moguće puteve dalje evolucije.

Nasljedna varijabilnost

Nasumično (neusmjereno) pohranjivanje karakteristika

Populacioni talasi- periodične fluktuacije u veličini populacije. Na primjer: broj zečeva nije konstantan, svake 4 godine ih ima puno, zatim slijedi pad broja. Značenje: Tokom opadanja dolazi do genetskog drifta.

Genetski drift: ako je populacija vrlo mala (zbog katastrofe, bolesti, opadanja popularnog talasa), onda osobine opstaju ili nestaju bez obzira na njihovu korisnost, slučajno.

Borba za egzistenciju

Uzrok: Rađa se mnogo više organizama nego što ih može preživjeti, tako da nema dovoljno hrane i teritorije za sve njih.

definicija: ukupnost odnosa organizma sa drugim organizmima i sa okolinom.

Oblici:

intraspecifične (između jedinki iste vrste),
interspecifični (između jedinki različitih vrsta),
sa uslovima životne sredine.

Intraspecifični se smatra najžešćim.

Posljedica: prirodna selekcija

Prirodna selekcija

Ovo je glavni, vodeći, usmjeravajući faktor evolucije, koji vodi do prilagodljivosti, do pojave novih vrsta.

Izolacija

Postepeno gomilanje razlika između populacija izoliranih jedna od druge može dovesti do činjenice da se neće moći križati - bit će biološko zadržavanje, pojavit će se dva različita pogleda.

Vrste izolacije/speciacije:

Geografski - ako postoji nepremostiva barijera između populacija - planina, rijeka ili vrlo velika udaljenost (javlja se sa brzim širenjem raspona). Na primjer, sibirski ariš (u Sibiru) i daurski ariš (na Dalekom istoku).
Ekološki - ako dvije populacije žive na istoj teritoriji (unutar istog područja), ali se ne mogu križati. Na primjer, različite populacije pastrmke žive u jezeru Sevan, ali one odlaze u različite rijeke koje se ulivaju u ovo jezero da se mrijeste.

U tekst „Fluktuacije u broju pojedinaca“ uneti termine koji nedostaju sa predložene liste, koristeći za to digitalne oznake. Broj jedinki u populacijama nije konstantan. Njegove periodične oscilacije nazivaju se (A). Njihov značaj za evoluciju leži u činjenici da kako populacija raste, broj mutantnih jedinki raste onoliko puta koliko se povećava broj jedinki. Ako se broj jedinki u populaciji smanji, tada ona (B) postaje manje raznolika. U ovom slučaju, kao rezultat (B), pojedinci sa određenim (D) mogu nestati iz njega.
1) populacijski talas
2) borba za egzistenciju
3) varijabilnost
4) genski fond
5) prirodna selekcija
6) genotip
7) fenotip
8) nasledstvo

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Kombinativna varijabilnost se naziva
1) pokretačke snage evolucije
2) pravci evolucije
3) rezultati evolucije
4) faze evolucije

Odgovori

1. Utvrditi redoslijed formiranja adaptacija u biljnoj populaciji tokom procesa evolucije. Zapišite odgovarajući niz brojeva.
1) konsolidacija nove osobine stabilizacijom selekcije
2) djelovanje pokretačkog oblika selekcije na jedinke u populaciji
3) promena genotipova jedinki u populaciji u novim uslovima
4) promjena stanišnih uslova populacije

Odgovori

2. Utvrditi redoslijed formiranja fitnesa biljaka u procesu evolucije. Zapišite odgovarajući niz brojeva.
1) reprodukcija jedinki sa korisnim promenama
2) pojava raznih mutacija u populaciji
3) borba za egzistenciju
4) očuvanje jedinki sa naslednim promenama korisnim za date uslove sredine

Odgovori

3. Uspostaviti slijed procesa mikroevolucije. Zapišite odgovarajući niz brojeva.
1) akcija odabira vožnje
2) pojava korisnih mutacija
3) reproduktivna izolacija populacija
4) borba za egzistenciju
5) formiranje podvrste

Odgovori

4. Uspostaviti redoslijed djelovanja pokretačkih snaga evolucije. Zapišite brojeve pod kojima su označeni.
1) borba za egzistenciju
2) reprodukcija jedinki sa korisnim promenama
3) pojava raznih naslednih promena u populaciji
4) očuvanje pretežno jedinki sa naslednim promenama korisnim u datim uslovima sredine
5) formiranje adaptacije na životnu sredinu

Odgovori

5. Utvrditi redoslijed formiranja populacije tamnobojnog brezovog moljca u zagađenim industrijskim područjima.
1) pojava leptira različite boje u potomstvu
2) povećanje broja leptira tamnijih boja
3) očuvanje kao rezultat prirodne selekcije leptira tamnih boja i uginuća sa svijetlim bojama
4) pojava populacije tamno obojenih leptira

Odgovori

6n. Uspostaviti redoslijed procesa tokom specijacije. Zapišite odgovarajući niz brojeva.
1) distribucija korisnih svojstava u izolovanim populacijama
2) prirodna selekcija jedinki sa korisnim osobinama u izolovanim populacijama
3) puknuće rasprostranjenja vrste usled promene reljefa
4) pojava novih osobina u izolovanim populacijama
5) formiranje novih podvrsta

Odgovori

1. Navedite redoslijed procesa geografske specijacije. Zapišite odgovarajući niz brojeva
1) distribucija osobine u populaciji
2) pojava mutacija u novim uslovima života
3) prostorna izolacija populacija
4) odabir pojedinaca sa korisnim promjenama
5) formiranje nove vrste

Odgovori

2. Odrediti slijed procesa karakterističnih za geografsku speciaciju
1) formiranje populacije sa novim genskim fondom
2) pojava geografske barijere između populacija
3) prirodna selekcija jedinki sa karakteristikama prilagođenim datim uslovima
4) pojava jedinki sa novim karakteristikama u izolovanoj populaciji

Odgovori

3. Navedite slijed procesa tokom geografske specijacije
1) gomilanje mutacija u novim uslovima
2) teritorijalna izolacija stanovništva
3) reproduktivna izolacija
4) formiranje nove vrste

Odgovori

4. Navedite redoslijed faza geografske specijacije
1) divergencija osobina u izolovanim populacijama
2) reproduktivna izolacija populacija
3) pojavu fizičkih barijera u areni izvorne vrste
4) pojava novih vrsta
5) formiranje izolovanih populacija

Odgovori

5. Uspostaviti redoslijed faza geografske specijacije. Zapišite odgovarajući niz brojeva.
1) pojava novih slučajnih mutacija u populacijama
2) teritorijalna izolacija jedne populacije vrste
3) promjena genofonda populacije
4) očuvanje prirodnom selekcijom jedinki sa novim karakteristikama
5) reproduktivna izolacija populacija i formiranje nove vrste

Odgovori

Uspostaviti redoslijed faza ekološke specijacije. Zapišite odgovarajući niz brojeva.
1) ekološka izolacija između populacija
2) biološka (reproduktivna) izolacija
3) prirodna selekcija u novim uslovima sredine
4) pojava ekoloških rasa (ekotipova)
5) pojava novih vrsta
6) razvoj novih ekoloških niša

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. U ekološkoj specijaciji, za razliku od geografske, nastaje nova vrsta
1) kao rezultat urušavanja prvobitnog područja
2) unutar starog opsega
3) kao rezultat proširenja originalnog opsega
4) zbog genetskog drifta

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Evolucijski faktor koji doprinosi akumulaciji različitih mutacija u populaciji je
1) intraspecifična borba
2) međuvrstna borba
3) geografska izolacija
4) ograničavajući faktor

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Nasljedna varijabilnost u procesu evolucije
1) popravlja kreirani atribut
2) je rezultat prirodne selekcije
3) snabdeva materijalom za prirodnu selekciju
4) odabira prilagođene organizme

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Primjer ekološke specijacije
1) Sibirski i Daurski ariš
2) zec bijeli i mrki zec
3) evropska i altajska vjeverica
4) populacije sevanske pastrmke

Odgovori

Odaberite tri tačna odgovora od šest i zapišite brojeve pod kojima su označeni. Navedite karakteristike koje karakterišu prirodnu selekciju kao pokretačku snagu evolucije
1) Izvor evolucijskog materijala
2) Obezbeđuje rezervu nasledne varijabilnosti
3) Predmet je fenotip pojedinca
4) Omogućava odabir genotipova
5) Faktor usmjerenja
6) Slučajni faktor

Odgovori

1. Uspostavite korespondenciju između procesa koji se odvija u prirodi i oblika borbe za egzistenciju: 1) unutarvrste, 2) međuvrste
A) nadmetanje između pojedinaca jedne populacije za teritoriju
B) korištenje jedne vrste drugom
B) nadmetanje između jedinki za ženu
D) premještanje crnog štakora sivim štakorom
D) grabežljivac

Odgovori

2. Uspostavite korespondenciju između primjera borbe za egzistenciju i oblika kojem ova borba pripada: 1) intraspecific, 2) interspecific. Napišite brojeve 1 i 2 ispravnim redoslijedom.
A) identifikacija mjesta gniježđenja u šumi pomoću križokljuna
B) goveđa trakavica koristi goveda kao stanište
B) nadmetanje između muškaraca za dominaciju
D) premještanje crnog štakora sivim štakorom
D) lov lisica na voluharice

Odgovori

3. Uspostavite korespondenciju između primjera i tipova borbe za egzistenciju: 1) unutarvrsne, 2) međuvrste. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) pomjeranje crnog štakora sivim štakorom
B) ponašanje mužjaka losa tokom sezone parenja
B) miševe koji love lisice
D) rast rasada repe iste starosti u jednoj gredici
D) ponašanje kukavice u gnijezdu druge ptice
E) rivalstvo između lavova u istom ponosu

Odgovori

4. Uspostaviti korespondenciju između procesa koji se dešavaju u prirodi i oblika borbe za egzistenciju: 1) međuvrste, 2) unutarvrste. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) označavanje teritorije mužjakom poljskog miša
B) parenje mužjaka divljaka u šumi
C) inhibicija sadnica kultivisanih biljaka korovima
D) takmičenje za svjetlo između stabala smrče u šumi
D) grabežljivac
E) pomjeranje crnog žohara crvenim

Odgovori

1. Uspostavite korespondenciju između uzroka specijacije i njenog metoda: 1) geografskog, 2) ekološkog. Napišite brojeve 1 i 2 ispravnim redoslijedom.
A) proširenje raspona izvornih vrsta
B) stabilnost raspona izvorne vrste
C) podjela raspona vrste raznim barijerama
D) raznolikost varijabilnosti jedinki unutar raspona
D) raznolikost staništa unutar stabilnog raspona

Odgovori

2. Uspostaviti korespondenciju između karakteristika specijacije i njihovih metoda: 1) geografskog, 2) ekološkog. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) izolacija populacija zbog vodene barijere
B) izolacija populacija zbog različitog vremena reprodukcije
B) izolacija populacija zbog pojave planina
D) izolacija populacija zbog velikih udaljenosti
D) izolacija populacija unutar raspona

Odgovori

3. Uspostaviti korespondenciju između mehanizama (primjera) i metoda specijacije: 1) geografskog, 2) ekološkog. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) proširenje raspona izvornih vrsta
B) očuvanje jednog originalnog raspona vrste
C) pojava dvije vrste galebova u Sjevernom i Baltičkom moru
D) formiranje novih staništa unutar prvobitnog raspona
E) prisustvo populacija sevanske pastrmke koje se razlikuju po periodima mrijesta

Odgovori

4. Uspostaviti korespondenciju između karakteristika i metoda specijacije: 1) geografske, 2) ekološke. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) dugotrajna opstojnost postojanja raspona izvorne vrste
B) podjela raspona izvorne vrste nepremostivom barijerom
C) različite specijalizacije hrane unutar originalnog asortimana
D) podjela područja na nekoliko izoliranih dijelova
D) razvoj različitih staništa unutar izvornog područja
E) izolacija populacija zbog različitog vremena reprodukcije

Odgovori

5. Uspostaviti korespondenciju između karakteristika i metoda specijacije: 1) geografske, 2) ekološke. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) stabilnost staništa
B) pojava fizičkih barijera
C) pojava populacija sa različitim periodima reprodukcije
D) izolacija populacija u šumi putem
D) proširenje opsega

Odgovori

1. Odaberite tri rečenice iz teksta koje opisuju ekološku metodu specijacije u evoluciji organskog svijeta. Zapišite brojeve pod kojima su označeni. (1) Reproduktivna izolacija uzrokuje mikroevoluciju. (2) Slobodno ukrštanje omogućava razmjenu gena između populacija. (3) Reproduktivna izolacija populacija može se desiti unutar istog raspona iz različitih razloga. (4) Izolovane populacije sa različitim mutacijama prilagođavaju se uslovima različitih ekoloških niša unutar prethodnog područja. (5) Primjer takve specijacije je formiranje vrsta ljutika koje su se prilagodile životu u polju, na livadi i u šumi. (6) Vrsta služi kao najmanji genetski stabilan supraorganizmski sistem u živoj prirodi.

Odgovori

2. Pročitajte tekst. Odaberite tri rečenice koje opisuju procese ekološke specijacije. Zapišite brojeve pod kojima su označeni. (1) Tokom specijacije, raspon vrste se dijeli na fragmente. (2) U jezeru Sevan postoji nekoliko populacija koje se razlikuju po periodima mrijesta. (3) Specijacija može biti povezana s promjenom ekološke niše vrste. (4) Ako su poliploidni oblici održiviji od diploidnih oblika, mogu dovesti do nove vrste. (5) Nekoliko vrsta sisa živi u Moskvi i Moskovskoj oblasti, koje se razlikuju po načinu dobijanja hrane.

Odgovori

3. Pročitajte tekst. Odaberite tri rečenice koje opisuju ekološku speciaciju. Zapišite brojeve pod kojima su označeni. (1) Vrste u prirodi postoje u obliku zasebnih populacija. (2) Zbog gomilanja mutacija može se formirati populacija u promijenjenim uslovima na izvornom području. (3) Ponekad je mikroevolucija povezana sa postepenim širenjem opsega. (4) Prirodna selekcija konsoliduje trajne razlike između biljaka različitih populacija iste vrste, koje zauzimaju isto stanište, ali rastu na suvoj livadi ili u poplavnoj ravnici rijeke. (5) Na primjer, na taj način su formirane vrste ljutika koje rastu u šumama, livadama i uz obale rijeka. (6) Prostorna izolacija uzrokovana izgradnjom planina može biti faktor specijacije.

Odgovori

4. Pročitajte tekst. Odaberite tri rečenice koje opisuju ekološku speciaciju. Zapišite brojeve pod kojima su označeni. (1) Specijacija se može dogoditi unutar jednog susjednog područja ako organizmi naseljavaju različite ekološke niše. (2) Uzroci specijacije su neslaganja u vremenu razmnožavanja organizama, prelazak na novu hranu bez promjene staništa. (3) Primjer specijacije je formiranje dvije podvrste velike zvečke koja raste na istoj livadi. (4) Prostorna izolacija grupa organizama može nastati kada se rasprostranjenje proširi i populacija uđe u nove uslove. (5) Kao rezultat adaptacija formirane su južnoazijske i evroazijske podvrste velike sjenice. (6) Kao rezultat izolacije nastale su endemske otočne vrste životinja.

Odgovori

5. Pročitajte tekst. Odaberite tri rečenice koje odgovaraju opisu ekološke specijacije. Zapišite brojeve pod kojima su označeni. (1) Rezultat djelovanja pokretačkih snaga evolucije je širenje vrste u nova područja. (2) Specijacija može biti povezana s proširenjem raspona izvorne vrste. (3) Ponekad se javlja kao rezultat prekida izvornog područja rasprostranjenja vrste fizičkim barijerama (planine, rijeke, itd.) (4) Nove vrste mogu ovladati specifičnim životnim uslovima. (5) Kao rezultat prehrambene specijalizacije nastalo je nekoliko vrsta sisa. (6) Na primjer, velika sjenica se hrani velikim insektima, a čupava sjenica jede sjemenke četinara.

Odgovori

1. Pročitajte tekst. Odaberite tri rečenice koje opisuju karakteristike geografske specijacije. Zapišite brojeve pod kojima su označeni odabrani iskazi. (1) Povezan sa prostornom izolacijom zbog proširenja ili fragmentacije dometa, kao i ljudske aktivnosti. (2) Nastaje u slučaju naglog povećanja hromozomskog seta jedinki pod uticajem mutagenih faktora ili grešaka u procesu deobe ćelije. (3) Češće se javlja kod biljaka nego kod životinja. (4) Nastaje raseljavanjem pojedinaca na nove teritorije. (5) U različitim životnim uslovima formiraju se ekološke rase koje postaju preci novih vrsta. (6) Poliploidne održive forme mogu dovesti do nove vrste i potpuno istisnuti diploidnu vrstu iz njenog raspona.

Odgovori

2. Odaberite tri rečenice iz teksta koje karakteriziraju geografsku metodu specijacije u evoluciji organskog svijeta. Zapišite brojeve pod kojima su označeni. (1) Razmjena gena između populacija tokom reprodukcije jedinki čuva integritet vrste. (2) Ako dođe do reproduktivne izolacije, ukrštanje postaje nemoguće i populacija kreće putem mikroevolucije. (3) Reproduktivna izolacija populacija nastaje kada se pojave fizičke barijere. (4) Izolovane populacije proširuju svoj raspon održavanjem prilagođavanja novim životnim uslovima. (5) Primjer takve specijacije je formiranje tri podvrste velike sjenice, koje su kolonizirale teritorije istočne, južne i zapadne Azije. (6) Vrsta služi kao najmanji genetski stabilan supraorganizmski sistem u živoj prirodi.

Odgovori

3. Pročitajte tekst. Odaberite tri rečenice koje opisuju geografsku speciaciju. Zapišite brojeve pod kojima su označeni. (1) Specijacija je rezultat prirodne selekcije. (2) Jedan od razloga specijacije je neslaganje u vremenu reprodukcije organizama i pojava reproduktivne izolacije. (3) Primjer specijacije je formiranje dvije podvrste velike zvečke koja raste na istoj livadi. (4) Prostorna izolacija grupa organizama može biti praćena širenjem areala, u kojem se populacije nalaze u novim uslovima. (5) Kao rezultat adaptacija formirane su južnoazijske i evroazijske podvrste velike sjenice. (6) Kao rezultat izolacije nastale su endemske otočne vrste životinja.

Odgovori

4. Pročitajte tekst. Odaberite tri rečenice koje opisuju geografsku speciaciju. Zapišite brojeve pod kojima su označeni. (1) Vrsta u prirodi zauzima određeno područje i postoji u obliku zasebnih populacija. (2) Zbog gomilanja mutacija, unutar izvornog područja može se formirati populacija s novim genskim fondom. (3) Proširenje raspona vrste dovodi do pojave izolovanih novih populacija na njenim granicama. (4) Unutar novih granica raspona, prirodna selekcija konsoliduje stalne razlike između prostorno odvojenih populacija. (5) Slobodno ukrštanje jedinki iste vrste narušeno je pojavom planinskih barijera. (6) Specifikacija je postepena.

Odgovori

Odaberite tri tačna odgovora od šest i zapišite brojeve pod kojima su označeni. Procesi koji dovode do stvaranja novih vrsta u prirodi uključuju
1) mitotička podjela ćelija
2) spazmodični mutacijski proces

4) geografska izolacija
5) aseksualno razmnožavanje jedinki
6) prirodna selekcija

Odgovori

Uspostavite korespondenciju između primjera i metode specijacije koju ovaj primjer ilustruje: 1) geografsku, 2) ekološku. Napišite brojeve 1 i 2 ispravnim redoslijedom.
A) stanište dvije populacije smuđa u priobalnom pojasu i na velikim dubinama jezera
B) stanište različitih populacija kosova u gustim šumama i u blizini ljudskih staništa
C) raspad lanca majskog đurđevka na izolirana područja uslijed glacijacije
D) formiranje različitih tipova sisa na osnovu prehrambene specijalizacije
D) formiranje dahurskog ariša kao rezultat širenja spektra sibirskog ariša na istok

Odgovori

Odaberite tri opcije. Pod uticajem kojih evolucionih faktora nastaje proces ekološke specijacije?
1) varijabilnost modifikacije
2) fitnes
3) prirodna selekcija
4) mutaciona varijabilnost
5) borba za egzistenciju
6) konvergencija

Odgovori

Odaberite tri opcije. Koji faktori su pokretačke snage evolucije?
1) varijabilnost modifikacije
2) proces mutacije
3) prirodna selekcija
4) prilagodljivost organizama njihovom okruženju
5) populacijski talasi
6) abiotski faktori životne sredine

Odgovori

1) prelazak
2) proces mutacije
3) varijabilnost modifikacije
4) izolacija
5) raznolikost vrsta
6) prirodna selekcija

Odgovori

Odaberite tri opcije. Pokretačke snage evolucije uključuju
1) izolacija pojedinaca
2) prilagodljivost organizama na životnu sredinu
3) raznolikost vrsta
4) mutaciona varijabilnost
5) prirodna selekcija
6) biološki napredak

Odgovori

Pročitaj tekst. Odaberite tri rečenice koje ukazuju na pokretačke snage evolucije. Zapišite brojeve pod kojima su označeni. (1) Sintetička teorija evolucije kaže da vrste žive u populacijama u kojima počinju evolucijski procesi. (2) U populacijama se uočava najintenzivnija borba za egzistenciju. (3) Kao rezultat mutacijske varijabilnosti, postepeno nastaju nove karakteristike. Uključujući prilagođavanja na uslove okoline - idioadaptacije. (4) Ovaj proces postepenog nastajanja i zadržavanja novih karaktera pod uticajem prirodne selekcije, koji dovodi do stvaranja novih vrsta, naziva se divergencija. (5) Formiranje novih velikih taksona odvija se aromorfozom i degeneracijom. Ovo posljednje također dovodi do biološkog napretka organizama. (6) Dakle, populacija je početna jedinica u kojoj se odvijaju glavni evolucijski procesi – promjene u genskom fondu, pojava novih karakteristika, pojava adaptacija.

Odgovori

Uspostaviti korespondenciju između faktora specijacije i njenog metoda: 1) geografskog, 2) ekološkog, 3) hibridnog. Napišite brojeve 1-3 ispravnim redoslijedom.
A) poliploidizacija hibrida iz inbridinga
B) razlike u staništima
B) podjela područja na fragmente
D) stanište različitih vrsta đurđevka u Evropi i na Dalekom istoku
D) prehrambena specijalizacija

Odgovori

Analizirajte tabelu “Borba za postojanje”. Za svaku ćeliju označenu slovima odaberite odgovarajući termin sa ponuđene liste. Zapišite odabrane brojeve redoslijedom koji odgovara slovima.
1) suzbijanje uslova životne sredine
2) ograničeni prirodni resursi
3) suzbijanje nepovoljnih uslova
4) različiti ekološki kriterijumi vrste
5) galebovi u kolonijama
6) mužjaci tokom sezone parenja
7) breza i tinder
8) potreba za izborom seksualnog partnera

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Razdvajanje populacija iste vrste prema vremenu reprodukcije može dovesti do
1) populacijski talasi
2) konvergencija karakteristika
3) intenziviranje borbe među vrstama
4) ekološka specijacija

Odgovori

Odaberite dvije rečenice koje označavaju procese koji NISU povezani sa unutarspecifičnom borbom za postojanje. Zapišite brojeve pod kojima su označeni.
1) Takmičenje između vukova iste populacije za plijen
2) Borba za hranu između sivih i crnih pacova
3) Uništavanje mladih životinja sa viškom populacije
4) Borba za dominaciju u čoporu vukova
5) Smanjenje listova kod nekih pustinjskih biljaka

Odgovori

Darwin je smatrao da je umjetna selekcija glavni mehanizam odgovoran za nastanak i raznolikost kultiviranih biljaka i domaćih životinja. U procesu proučavanja vještačke selekcije, naučnik je došao do ideje da sličan fenomen postoji u prirodi. Koje su pokretačke snage iza evolucije vrsta? Darwin je odgovor na ovo pitanje vidio u dvije komponente.

Najprije je ukazao na prisutnost neizvjesne (individualne) varijabilnosti organizama u njihovom prirodnom staništu.

Darwin je utvrdio prisustvo individualne varijabilnosti u prirodi na osnovu brojnih činjenica. Na primjer, pčele razlikuju pčele od svojih i susjednih košnica. Biljke uzgojene iz žira jednog hrasta razlikuju se po mnogim sitnim vanjskim karakteristikama itd.

Drugo, Darwin je došao do zaključka da je sposobnost divljih vrsta, kao i kultiviranih oblika, rezultat selekcije. Ali ovu selekciju ne vrši čovjek, već okolina. Individualna varijabilnost u prirodi je materijal za selekciju. Baš kao što su životinjske pasmine i biljne sorte na odgovarajući način prilagođene ljudskim potrebama, vrste se prilagođavaju životu u određenim uvjetima okoline.

Kao što je već spomenuto, organizmi imaju tendenciju da se razmnožavaju eksponencijalno. Međutim, ne prežive sve rođene jedinke do spolne zrelosti. Razlozi za to su različiti. Smrt organizama može se posmatrati zbog nedostatka prehrambenih resursa, nepovoljnih faktora životne sredine, bolesti, neprijatelja itd. Na osnovu toga Darvin je došao do zaključka da postoji stalna borba za postojanje između organizama u prirodi.

Borba za egzistenciju je skup raznolikih i složenih interakcija organizama jedni s drugima i sa okolišnim uvjetima koji ih okružuju.

Darwin je identifikovao tri oblika borbe za egzistenciju: intraspecifičnu, interspecifičnu i borbu protiv nepovoljnih uslova sredine.

Intraspecifična borba- odnosi između jedinki iste vrste. Darwin je smatrao da je intraspecifična borba najintenzivnija. Naravno, organizmi koji pripadaju istoj vrsti imaju slične potrebe za hranom, uslovima razmnožavanja, skloništima itd. Takva borba je najakutnija sa značajnim povećanjem broja jedinki vrste i pogoršanjem životnih uslova. To dovodi do smrti nekih jedinki ili do njihove eliminacije iz reprodukcije. Na primjer, intraspecifična borba se manifestira u obliku nadmetanja za gniježđenje kod ptica ili za seksualnog partnera kod životinja iste vrste. Proklijalo sjeme biljaka, poput breze, često ugine jer je tlo već gusto obraslo sadnicama iste vrste. Mlade sadnice doživljavaju nedostatak svjetla, ishrane itd. Kod brašnaste bube prekoračenje dozvoljenog broja jedinki po jedinici supstrata za hranu dovodi do poremećaja polnih ciklusa i kanibalizma.

Borba protiv nepovoljnih uslova životne sredine- opstanak najprilagođenijih jedinki, populacija i vrsta u promijenjenim uvjetima nežive prirode. Ovaj oblik kontrole je akutniji kada je bilo koji od abiotskih faktora okoline u nedostatku ili višku. Takve situacije nastaju za vrijeme velikih suša, poplava, mrazova, požara, vulkanskih erupcija itd. Na primjer, u pustinjama borba za postojanje među biljkama je usmjerena na ekonomičnu potrošnju vlage. Kao rezultat toga, neke biljke su razvile adaptacije u obliku mesnatih listova ili stabljika za skladištenje vode. Druge imaju bodljikave listove za smanjenje isparavanja, duboko penetrirajuće korijenje za korištenje podzemnih voda, itd. Još jedan primjer borbe protiv nepovoljnih ekoloških uslova je migracija ptica selica u tople zemlje kada nastupi hladno vrijeme.

Prirodni rezultat svih oblika borbe je smanjenje broja najmanje prilagođenih pojedinaca iz generacije u generaciju. To je zbog njihove trenutne smrti i manjeg broja potomaka. S druge strane, prilagođeniji pojedinci povećavaju svoj broj. Istovremeno, u svakoj sljedećoj generaciji oduzimaju od manje prilagođenih sve više resursa potrebnih za život. To postupno dovodi do potpunog izmještanja potonjeg iz biotopa. Darwin je ovaj proces, koji se stalno dešava u prirodi, nazvao prirodnom selekcijom.

Prema Darwinu, prirodna selekcija je proces preživljavanja i reprodukcije jedinki koje su najprilagođenije uslovima života i smrti onih manje prilagođenih.

Selekcija se odvija kontinuirano kroz niz generacija i čuva pretežno one oblike koji su najprilagođeniji datim uslovima sredine. Prirodna selekcija i borba za postojanje su neraskidivo povezani i pokretačka su snaga evolucije vrsta. Ove pokretačke snage doprinose poboljšanju organizama, što rezultira njihovom prilagodljivošću svom okruženju i raznovrsnosti vrsta u prirodi.

Glavni rezultati evolucije

Prema Darwinu, rezultati evolucije su prilagodljivost organizama njihovom okruženju i raznolikost vrsta u prirodi. Fitness- skup adaptacija (karakteristike spoljašnje i unutrašnje strukture i ponašanja organizama) koje datoj vrsti daju prednost u preživljavanju i ostavljanju potomstva u određenim uslovima sredine.

Raznolikost vrsta- drugi važan rezultat evolucije. Prvo, neodređena varijabilnost i prirodna selekcija koja se odvija na njenoj osnovi dovode do različitih odnosa između organizama. Drugo, našu planetu karakteriziraju mnogi biotopi koji se razlikuju po snazi okolišnih faktora. Na osnovu navedenog formira se raznolikost vrsta u prirodi. U ovom slučaju prednost dobijaju najorganizovaniji i najprilagođeniji uslovima sredine. Darwin je naglasio da se istovremeno postojanje vrsta živih organizama sa različitim nivoima organizacije objašnjava činjenicom da se njihova evolucija odvijala istovremeno u nekoliko pravaca.

Borba za egzistenciju je skup raznolikih i složenih interakcija organizama jedni s drugima i sa okolišnim uvjetima koji ih okružuju. Posljedica borbe za postojanje je prirodna selekcija. Kao rezultat djelovanja prirodne selekcije, postižu se glavni rezultati evolucije: sposobnost organizama i raznolikost vrsta u prirodi.

pitanje 1

Glavne pokretačke snage (faktori) evolucijskog procesa, prema Charlesu Darwinu, su nasljedna varijabilnost jedinki, borba za postojanje i prirodna selekcija. Trenutno, istraživanja u oblasti evolucione biologije su potvrdila validnost ove tvrdnje i identifikovala niz drugih faktora koji igraju važnu ulogu u procesu evolucije.

Nekoliko engleskih prirodnjaka došlo je do ideje o postojanju prirodne selekcije nezavisno jedan od drugog i gotovo istovremeno: V.

Wells (1813), P. Matthew (1831), E. Blythe (1835, 1837), A. Wallace (1858), C. Darwin (1858, 1859); ali samo je Darwin uspio otkriti značaj ovog fenomena kao glavnog faktora evolucije i stvorio teoriju prirodne selekcije. Za razliku od umjetne selekcije koju sprovode ljudi, prirodna selekcija je određena utjecajem okoline na organizme.

Prema Darwinu, prirodna selekcija je “opstanak najsposobnijih” organizama, zbog čega se evolucija odvija na osnovu neizvjesne nasljedne varijabilnosti tokom niza generacija.

Prirodna selekcija je glavna pokretačka snaga evolucije, a bilo koja vrsta živog organizma koja je ikada živjela na Zemlji je, na ovaj ili onaj način, nastala pod utjecajem prirodne selekcije.

Evolucijska teorija kaže da se svaka vrsta namjerno razvija i mijenja kako bi se najbolje prilagodila svom okruženju.

U procesu evolucije mnoge vrste insekata i riba dobile su zaštitne boje, jež je postao neranjiv zahvaljujući svojim iglicama, a čovjek je postao vlasnik vrlo složenog nervnog sistema.

Možemo reći da je evolucija proces optimizacije svih živih organizama i da je glavni mehanizam evolucije prirodna selekcija. Njegova suština je u tome da prilagođenije jedinke imaju više mogućnosti za preživljavanje i reprodukciju i, stoga, proizvode više potomaka od slabo prilagođenih jedinki.

Štaviše, zahvaljujući transferu genetskih informacija ( genetsko naslijeđe) potomci svoje osnovne kvalitete nasljeđuju od roditelja. Tako će i potomci jakih pojedinaca biti relativno dobro prilagođeni, a njihov udio u ukupnoj masi jedinki će se povećati.

Nakon promjene od nekoliko desetina ili stotina generacija, prosječna kondicija jedinki date vrste značajno raste.

Prirodna selekcija se dešava automatski. Iz generacije u generaciju, svi živi organizmi prolaze rigorozno testiranje u svim najsitnijim detaljima svoje strukture i funkcioniranja svih njihovih sistema u različitim uvjetima.

Samo oni koji polože ovaj test bivaju odabrani i daju povod za sljedeću generaciju. Darwin je napisao: „Prirodna selekcija svakodnevno i svaki sat ispituje u cijelom svijetu najmanje varijacije, odbacujući loše, čuvajući i zbrajajući dobro, radeći tiho i neprimjetno, gdje god i kad god se ukaže prilika, da poboljša svako organsko biće u odnosu na uvjete. njegov život, organski i neorganski.

Ne primjećujemo ništa od ovih sporih promjena u razvoju sve dok kazaljka vremena ne obilježi protekla stoljeća.”

Dakle, prirodna selekcija je jedini faktor koji osigurava adaptaciju svih živih organizama na stalno promjenjive uvjete okoline i reguliše harmonične interakcije između gena unutar svakog organizma.

Pitanje 2

Svaka ćelija, kao i svaki živi sistem, uprkos kontinuiranim procesima raspadanja i sinteze, unosa i oslobađanja različitih hemijskih jedinjenja, ima svojstvenu sposobnost da održava svoj sastav i sva svojstva na relativno konstantnom nivou.

Ova postojanost se čuva samo u živim ćelijama, a kada one umru, vrlo brzo se naruši.

Visoka stabilnost živih sistema ne može se objasniti svojstvima materijala od kojih su izgrađeni, jer proteini, masti i ugljikohidrati imaju malu stabilnost.

Stabilnost ćelija (kao i drugih živih sistema) se aktivno održava kao rezultat složenih procesa samoregulacije ili autoregulacije.

Osnova za regulaciju aktivnosti ćelije su informacioni procesi, odnosno procesi u kojima se putem signala ostvaruje komunikacija između pojedinih karika sistema. Signal je promjena koja se javlja u nekom linku sistema.

Kao odgovor na signal, pokreće se proces, uslijed kojeg se eliminira nastala promjena. Kada se vrati normalno stanje sistema, to služi kao novi signal za zaustavljanje procesa.

Kako funkcionira ćelijski signalni sistem, kako osigurava procese autoregulacije u njemu? Prijem signala unutar ćelije obavljaju njeni enzimi. Enzimi, kao i većina proteina, imaju nestabilnu strukturu. Pod uticajem niza faktora, uključujući i mnoge hemijske agense, struktura enzima se narušava i gubi njegova katalitička aktivnost.

Ova promjena je obično reverzibilna, odnosno, nakon eliminacije aktivnog faktora, struktura enzima se vraća u normalu i obnavlja se njegova katalitička funkcija.

Kao rezultat ove interakcije, struktura enzima je deformisana i njegova katalitička aktivnost se gubi.

Pitanje 3

Umjetna mutageneza je novi važan izvor stvaranja polaznog materijala u oplemenjivanju biljaka. Umjetno izazvane mutacije su polazni materijal za dobivanje novih sorti biljaka, mikroorganizama i, rjeđe, životinja.

Mutacije dovode do pojave novih nasljednih osobina, od kojih uzgajivači odabiru ona svojstva koja su korisna za ljude.

U prirodi se mutacije primjećuju relativno rijetko, tako da uzgajivači naširoko koriste umjetne mutacije. Utjecaji koji povećavaju učestalost mutacija nazivaju se mutageni. Učestalost mutacija povećavaju ultraljubičasto i rendgensko zračenje, kao i kemikalije koje djeluju na DNK ili aparat koji osigurava diobu.

Značaj eksperimentalne mutageneze za oplemenjivanje biljaka nije odmah shvaćen.

L. Stadler, koji je 1928. godine prvi dobio vještačke mutacije u kultivisanim biljkama pod uticajem rendgenskih zraka, smatrao je da one neće imati nikakvog značaja za praktičnu selekciju.

Zaključio je da je vjerojatnost eksperimentalnog dobivanja promjena mutagenezom koje bi bile superiorne u odnosu na forme pronađene u prirodi zanemarljiva. Mnogi drugi naučnici su takođe imali negativan stav prema mutagenezi.

A. A. Sapegin i L. N. Delaunay bili su prvi istraživači koji su pokazali važnost umjetnih mutacija za oplemenjivanje biljaka.

U svojim eksperimentima provedenim 1928-1932. u Odesi i Harkovu, u pšenici je dobijen niz ekonomski korisnih mutantnih oblika. Godine 1934. A. A. Sapegin je objavio članak “Rentgenska mutacija kao izvor novih oblika poljoprivrednih biljaka” u kojem je ukazao na nove načine stvaranja izvornog materijala u oplemenjivanju biljaka na temelju upotrebe jonizujućeg zračenja.

Ali čak i nakon toga, korištenje eksperimentalne mutageneze u oplemenjivanju biljaka nastavilo se dugo vremena negativno gledati.

Tek krajem 50-ih godina došlo je do povećanog interesa za problem korištenja eksperimentalne mutageneze u uzgoju. Povezivalo se, prvo, s velikim uspjesima u nuklearnoj fizici i hemiji, što je omogućilo korištenje različitih izvora jonizujućeg zračenja (nuklearni reaktori, akceleratori čestica, radioaktivni izotopi itd.) i visokoreaktivnih kemikalija za dobivanje mutacija i, drugo, ovim metodama se dobijaju praktički vrijedne nasljedne promjene na širokom spektru usjeva.

Rad na eksperimentalnoj mutagenezi u oplemenjivanju biljaka posebno se razvio posljednjih godina.

Vrlo intenzivno se sprovode u Švedskoj, Rusiji, Japanu, SAD-u, Indiji, Čehoslovačkoj, Francuskoj i nekim drugim zemljama.

Veliku vrijednost imaju mutacije koje su otporne na gljivične (rđe, pepelnica, sklerotinija) i druge bolesti. Stvaranje imunih sorti jedan je od glavnih zadataka oplemenjivanja, a u njegovom uspješnom rješavanju veliku ulogu trebaju imati metode radijacijske i kemijske mutageneze.

Uz pomoć jonizujućeg zračenja i hemijskih mutagena moguće je otkloniti određene nedostatke u sortama useva i stvoriti oblike sa ekonomski korisnim osobinama: nepolegavi, otporni na mraz, hladno otporni, rano sazrevaju, sa visokim sadržajem proteina i gluten.

Postoje dva glavna načina oplemenjivanja korišćenjem veštačkih mutacija: 1) direktna upotreba mutacija dobijenih od najbolje oslobođenih sorti; 2) upotreba mutacija u procesu hibridizacije.

U prvom slučaju, zadatak je poboljšati postojeće sorte prema nekim ekonomskim i biološkim karakteristikama i ispraviti njihove individualne nedostatke.

Ova metoda se smatra obećavajućom u uzgoju za otpornost na bolesti. Pretpostavlja se da se mutacije otpornosti mogu brzo dobiti od bilo koje vrijedne sorte i da se njene druge ekonomske i biološke karakteristike mogu sačuvati netaknute.

Metoda direktne upotrebe mutacija je dizajnirana za brzo stvaranje polaznog materijala sa željenim karakteristikama i svojstvima.

Međutim, direktna i brza upotreba mutacija, s obzirom na visoke zahtjeve koji se postavljaju pred moderne oplemenjivačke sorte, ne daje uvijek pozitivne rezultate.

Do danas je u svijetu stvoreno više od 300 mutiranih sorti poljoprivrednih biljaka.

Neki od njih imaju značajne prednosti u odnosu na originalne sorte. Vrijedne mutantne forme pšenice, kukuruza, soje i drugih ratarskih i povrtarskih kultura dobijaju se posljednjih godina u istraživačkim institucijama naše zemlje.

Razvoj evolucijskih koncepata. Dokaz evolucije.

Evolucija je proces istorijskog razvoja organskog svijeta.

Suština ovog procesa je kontinuirano prilagođavanje živih bića raznolikim i stalno promjenjivim uvjetima okoline, te sve veća složenost organizacije živih bića tokom vremena. U toku evolucije dolazi do transformacije nekih vrsta u druge.

Glavni u teoriji evolucije– ideja istorijskog razvoja od relativno jednostavnih oblika života do više organizovanih oblika života.

Osnove naučne materijalističke teorije evolucije postavio je veliki engleski prirodnjak Charles Darwin. Prije Darwina, biologijom je uglavnom dominirao netačan koncept povijesne nepromjenjivosti vrsta, da ih ima onoliko koliko ih je stvorio Bog. Međutim, i prije Darwina, najpronicljiviji biolozi razumjeli su nedosljednost religioznih pogleda na prirodu, a neki od njih su spekulativno došli do evolucijskih ideja.

Najistaknutiji prirodnjak, prethodnik Ch.

Darwin je bio poznati francuski naučnik Jean Baptiste Lamarck. U svojoj poznatoj knjizi “Filozofija zoologije” dokazao je varijabilnost vrsta. Lamarck je naglasio da je postojanost vrsta samo prividan fenomen; povezana je s kratkim trajanjem promatranja vrsta. Viši oblici života, prema Lamarku, evoluirali su od nižih u procesu evolucije.

Lamarckova evolucijska doktrina nije bila dovoljno konačna i nije dobila široko priznanje među njegovim savremenicima. Tek nakon izvanrednih djela Charlesa Darwina, evolucijska ideja je postala općeprihvaćena.

Moderna nauka ima mnogo činjenica koje dokazuju postojanje evolucijskog procesa.

To su podaci iz biohemije, genetike, embriologije, anatomije, sistematike, biografije, paleontologije i mnogih drugih disciplina.

Embriološki dokazi– sličnost početnih faza embrionalnog razvoja životinja. Proučavajući embrionalni period razvoja različitih grupa kralježnjaka, K. M. Baer je otkrio sličnost ovih procesa u različitim grupama organizama, posebno u ranim fazama razvoja. Kasnije, na osnovu ovih nalaza, E.

Hekel izražava ideju da ova sličnost ima evolucioni značaj i na njenoj osnovi se formuliše “biogenetski zakon” – ontogeneza je kratak odraz filogeneze. Svaka jedinka u svom individualnom razvoju (ontogenezi) prolazi kroz embrionalne faze predačkih oblika. Proučavanje samo ranih faza razvoja embrija bilo kojeg kralježnjaka ne dopušta nam da s preciznošću utvrdimo kojoj grupi pripadaju. Razlike se formiraju u kasnijim fazama razvoja.

Što su bliže grupe kojima pripadaju proučavani organizmi, duže će se zajedničke karakteristike očuvati u embriogenezi.?

Morfološki– mnogi oblici kombinuju karakteristike nekoliko velikih sistematskih jedinica. Kada se proučavaju različite grupe organizama, postaje očito da su u nizu svojstava u osnovi slični.

Na primjer, struktura udova kod svih četveronožnih životinja temelji se na udu s pet prstiju. Ova osnovna struktura kod različitih vrsta se transformiše u vezi sa različitim životnim uslovima: ovo je ud kopitara, koji se pri hodu oslanja na samo jedan prst, i peraje morskog sisara, i ud krtice za kopanja, i krilo slepog miša.

Organi izgrađeni prema jednom planu i koji se razvijaju iz pojedinačnih rudimenata nazivaju se homologni.

Homologni organi sami po sebi ne mogu poslužiti kao dokaz evolucije, ali njihovo prisustvo ukazuje na porijeklo sličnih grupa organizama od zajedničkog pretka. Upečatljiv primjer evolucije je prisustvo vestigijalnih organa i atavizama. Organi koji su izgubili svoju prvobitnu funkciju, ali su ostali u tijelu, nazivaju se vestigijalni. Primjeri rudimenata uključuju: slijepo crijevo kod ljudi, koje obavlja probavnu funkciju kod sisara preživara; karlične kosti zmija i kitova, koje za njih ne obavljaju nikakvu funkciju; kokcigealni pršljenovi kod ljudi, koji se smatraju rudimentima repa koje su imali naši daleki preci.

Atavizmi su manifestacija u organizmima struktura i organa karakterističnih za forme predaka. Klasični primjeri atavizma su više bradavica i repa kod ljudi.

Paleontološki– fosilni ostaci mnogih životinja mogu se međusobno uporediti i otkriti sličnosti. Na osnovu proučavanja fosilnih ostataka organizama i poređenja sa živim oblicima. Oni imaju svoje prednosti i mane. Prednosti uključuju mogućnost da se iz prve ruke vidi kako se određena grupa organizama mijenjala u različitim periodima.

Nedostaci uključuju to što su paleontološki podaci vrlo nepotpuni iz više razloga. To uključuje brzo razmnožavanje mrtvih organizama od strane životinja koje se hrane strvinom; organizmi mekog tijela su izuzetno slabo očuvani; i konačno, da se samo mali dio fosilnih ostataka otkriva.

S obzirom na to, postoje mnoge praznine u paleontološkim podacima, koji su glavni predmet kritike protivnika teorije evolucije.

Biogeographic– rasprostranjenost životinja i biljaka po površini naše planete. Poređenje flore i faune različitih kontinenata, koje pokazuje da su razlike između njihove flore i faune veće, što je starija i jača njihova izolacija jedna od druge.

Kao što je poznato, stanje zemljine kore stalno se mijenja, a trenutni položaj kontinenata formiran je u novije (geološko) vrijeme.

Prije toga su se svi kontinenti zbližili i ujedinili u jedan kontinent.

Razdvajanje kontinenata odvijalo se postepeno, neki su se odvajali ranije, drugi kasnije. Svaka nova visokoorganizovana vrsta nastojala je da se proširi na što veću teritoriju. Nepostojanje više organiziranih formi na bilo kojoj teritoriji ukazuje na to da se ova teritorija odvojila prije nego što su se neke vrste formirale ili su imale vremena da se šire na nju. Ovo samo po sebi ne objašnjava mehanizam po kojem su se vrste pojavile, ali ukazuje da su se različite vrste formirale u različitim područjima iu različito vrijeme.

Modernu klasifikaciju organizama predložio je Linnaeus mnogo prije teorije evolucije koju je predložio Darwin.

Naravno, može se pretpostaviti da je sva raznolikost biljnih i životinjskih vrsta nastala istovremeno, a svaka od njih nastala je nezavisno jedna od druge.

Međutim, taksonomija, zasnovana na morfološkim sličnostima organizama, ujedinjuje ih u grupe. Postojanje takvih grupa (rodova, familija, redova) sugeriše da je svaka taksonomska grupa rezultat prilagođavanja različitih vrsta specifičnim uslovima sredine.

Evolucijska doktrina Charlesa Darwina.

Njegove glavne odredbe i značenje.
Tip, kriterijum tipa. Populacije.

Preduslovi evolucije sami po sebi ne mogu dovesti do evolucije. Da bi se dogodio evolucijski proces, koji vodi do pojave adaptacija i formiranja novih vrsta i drugih svojti, neophodne su pokretačke snage evolucije.

Trenutno je doktrina koju je Darwin stvorio o pokretačkim snagama evolucije (borba za postojanje i prirodna selekcija) dopunjena novim činjenicama zahvaljujući dostignućima moderne genetike i ekologije.

Borba za postojanje i njeni oblici

Prema konceptima moderne ekologije, jedinke iste vrste su ujedinjene u populacije, a populacije različitih vrsta postoje u određenim ekosistemima.

Odnosi pojedinaca unutar populacija i sa jedinkama populacija drugih vrsta, kao i sa uslovima životne sredine u ekosistemima, smatraju se kao borbu za egzistenciju.

Darwin je vjerovao da je borba za egzistenciju rezultat eksponencijalnog množenja vrsta i pojave suvišnog broja jedinki s ograničenim resursima hrane.

Odnosno, riječ "borba" je u suštini značila nadmetanje za hranu u uslovima prenaseljenosti.

Prema modernim idejama, elementi borbe za postojanje mogu biti bilo koji odnos - i konkurentski i obostrano korisni (briga za potomstvo, uzajamna pomoć). Prenaseljenost nije neophodan uslov za borbu za egzistenciju. Shodno tome, trenutno se borba za egzistenciju shvaća šire nego po Darwinu, i ne svodi se na konkurentsku borbu u doslovnom smislu te riječi.

Postoje dva glavna oblika borbe za postojanje: direktna borba i indirektna borba.

Direktna borba- svaki odnos u kojem postoji fizički kontakt u ovoj ili drugoj mjeri između jedinki iste ili različitih vrsta unutar njihovih populacija.

Posledice ove borbe mogu biti veoma različite za strane u interakciji. Direktna borba može biti intraspecifična ili interspecifična.

Primjeri direktne intraspecifične borbe mogu biti: nadmetanje između porodica lopova za mjesta gniježđenja, između vukova za plijen i između mužjaka za teritoriju.

To je i hranjenje mladunaca mlijekom kod sisara, međusobna pomoć u izgradnji gnijezda kod ptica, zaštita od neprijatelja itd.

Indirektna borba- svaki odnos između jedinki različitih populacija koje koriste zajedničke prehrambene resurse, teritoriju, uslove životne sredine bez direktnog međusobnog kontakta.

Indirektna kontrola može biti intraspecifična, interspecifična i sa abiotičkim faktorima sredine.

Primjeri indirektne borbe mogu biti odnosi između pojedinačnih stabala breze u gustom šumarku breze (unutarspecifična borba), između polarnih medvjeda i arktičkih lisica, lavova i hijena za plijen, te biljaka koje vole svjetlost i sjenu (međuspecifična borba).

Takođe, indirektna kontrola je različita otpornost biljaka na snabdijevanje tla vlagom i mineralima, a životinja na temperaturne uslove (borba protiv abiotskih faktora sredine).

Rezultat borbe za egzistenciju je uspjeh ili neuspjeh ovih jedinki u preživljavanju i ostavljanju potomstva, odnosno prirodna selekcija, kao i promjene teritorija, promjene ekoloških potreba itd.

Prirodna selekcija i njeni oblici

Prema Darwinu, prirodna selekcija se izražava u preferencijalnom preživljavanju i ostavljanju potomstva od strane najsposobnijih pojedinaca i smrti manje sposobnih.

Moderna genetika je proširila ovu ideju. Raznolikost genotipova u populacijama, koja nastaje kao rezultat preduvjeta evolucije, dovodi do pojave fenotipskih razlika među jedinkama. Kao rezultat borbe za egzistenciju u svakoj populaciji, jedinke sa fenotipovima i genotipovima korisnim u datoj sredini opstaju i ostavljaju potomstvo.

Shodno tome, akcija selekcije je diferencijacija (selektivno očuvanje) fenotipova i reprodukcija adaptivnih genotipova. Pošto se selekcija odvija prema fenotipovima, to određuje značaj fenotipske (modifikacione) varijabilnosti u evoluciji.

Raznolikost modifikacija utiče na stepen raznolikosti fenotipova analiziranih prirodnom selekcijom i omogućava vrstama da prežive u promenljivim uslovima životne sredine. Međutim, varijabilnost modifikacije ne može biti preduvjet za evoluciju, jer ne utječe na genetski fond populacije.

Prirodna selekcija je usmjeren istorijski proces diferencijacije (selektivnog očuvanja) fenotipova i reprodukcije adaptivnih genotipova u populacijama.

U zavisnosti od uslova životne sredine populacija u prirodi, mogu se uočiti dva glavna oblika prirodne selekcije: pogonska i stabilizacijska.

Odabir vožnje djeluje u uvjetima okoline koji se postepeno mijenjaju u određenom smjeru.

Očuva korisne devijantne fenotipove i uklanja stare i beskorisne devijantne fenotipove. U ovom slučaju dolazi do pomaka prosječne vrijednosti reakcione norme karakteristika i pomaka krivulje njihove varijacije u određenom smjeru bez promjene njenih granica.

Ako selekcija djeluje na ovaj način u nizu generacija (F1 → F2 → F3), onda to dovodi do formiranja nove norme reakcije za osobine.

Ne preklapa se sa prethodnom normom reakcije. Kao rezultat, u populaciji se formiraju novi adaptivni genotipovi. To je razlog postepene transformacije populacije u novu vrstu. Darwin je ovaj oblik selekcije smatrao pokretačkom snagom evolucije.

Kao rezultat akcije selekcije vožnje, neke karakteristike mogu nestati u novim uslovima, dok se druge mogu razviti i poboljšati.

Jednosmjerno djelovanje prirodne selekcije dovodi do izduživanja korijena kod sklerofita, povećane oštrine vida, sluha i mirisa kod predatora i njihovog plijena.

Stabilizirajuća selekcija radi u stalnim i optimalnim uslovima životne sredine za stanovništvo.

Održava isti fenotip i uklanja sve fenotipove koji odstupaju od njega. U ovom slučaju, prosječna vrijednost norme reakcije osobina se ne mijenja, ali su granice njihove krivulje varijacije sužene. Posljedično, genotipska i fenotipska raznolikost koja nastaje kao rezultat preduvjeta evolucije je smanjena.

Ovo pomaže u konsolidaciji prethodnih genotipova i očuvanju postojećih vrsta. Rezultat ovog oblika selekcije je postojeće postojanje drevnih (reliktnih) organizama.

Relic(od latinskog relictum - ostatak) vrste- živi organizmi sačuvani u savremenoj flori i fauni ili na određenom području kao ostatak grupe predaka. U prošlim geološkim erama bili su široko rasprostranjeni i igrali su veliku ulogu u ekosistemima.

Pokretačke snage evolucije su prirodna selekcija i borba za postojanje.

Postoje dva oblika borbe za postojanje: direktna i indirektna borba. Postoje dva glavna oblika prirodne selekcije u prirodi: pogonski i stabilizirajući.

Vodeći faktor evolucije prema Darwinu

Svo naše dostojanstvo leži u mislima. Nije prostor ili vrijeme koje ne možemo ispuniti, ono što nas uzdiže, već je ona, naša misao.

Naučimo dobro razmišljati: ovo je osnovni princip morala.

Čarls Darvin je rođen hladne zime 1809. godine u Engleskoj. Otac mu je bio Robert Waring, sin poznatog naučnika i talentovanog pjesnika Erasmusa Darwina.

Majka malog Čarlsa umrla je kada nije imao ni 8 godina.

Ubrzo je Čarls poslat da uči u osnovnu školu, a nakon godinu dana prebačen je kod dr Betlera, direktora gimnazije. C. Darwin je studirao vrlo osrednje, iako se njegova ljubav prema prirodi “probudila” vrlo rano, kao i “živo” interesovanje za floru i faunu. Vodeći faktor evolucije prema Darwinu Uživao je u sakupljanju insekata, raznih minerala, cvijeća i školjki.

Nakon što je 1825. završio srednju školu, mladi Darwin je briljantno upisao Univerzitet u Edinburgu. Tamo je studirao samo dvije godine. Nakon neuspješnog pokušaja da postane doktor, Darwin odlučuje da se okuša kao svećenik. Zbog toga mladić ulazi u Cambridge. Završio je studije ne izdvajajući se nimalo od ostalih studenata. Privlačilo ga je nešto sasvim drugo: društva prirodnjaka i botaničara, ekskurzije posvećene prirodnim naukama. Tokom ovih godina izašao je prvi naučnikov rad koji je sadržao njegove beleške i zapažanja o svetu prirode.

Godine 1831. Darwin je započeo putovanje oko svijeta, tokom kojeg se 5 godina upoznao s prirodom najrazličitijih dijelova planete. Kao rezultat opservacija koje je vršio tokom svojih putovanja, napisao je nekoliko radova posvećenih geološkim posmatranjima vulkanskih ostrva i koralnih grebena.

Doneli su Darvinu slavu u naučnim krugovima.

Darwin se 1839. oženio, zbog čega je ostao u Londonu. Charlesovo loše zdravlje dovodi do preseljenja u Doane, gdje Darwin ostaje do kraja života. Tamo razvija pitanje porijekla vrsta i formulira ideju prirodne selekcije. Vodeći faktor evolucije prema Darwinu Objavljen je esej „Porijeklo vrsta prirodnom selekcijom“ u kojem je njegova teorija temeljno dokazana i dati neosporni dokazi.

Njegovo ime je steklo priznanje i slavu širom svijeta. Sva naredna Darvinova dela predstavljaju dalji razvoj njegovog učenja. Na primjer, neka objašnjenja porijekla čovjeka od majmuna.

Nakon širenja svoje teorije, C. Darwin dobio je niz nagrada za svoj rad, postavši počasni član brojnih naučnih društava.

Naučnik je umro 1882. godine, doživjevši 74 godine. Darwinovo učenje je vekovima veličalo njegovo ime, označavajući novi pristup doktrini o poreklu čovečanstva.

Da bi odgoj djece bio uspješan, potrebno je da se ljudi koji ih odgajaju kontinuirano obrazuju.

Elementarni faktori evolucije- faktori koji mijenjaju učestalost alela i genotipova u populaciji (genetska struktura populacije). Postoji nekoliko osnovnih elementarnih faktora evolucije: proces mutacije, kombinativna varijabilnost, talasi populacije i genetski drift, izolacija, prirodna selekcija.

Proces mutacije dovodi do pojave novih alela (ili gena) i njihovih kombinacija kao rezultat mutacija.

Kao rezultat mutacije, moguća je tranzicija gena iz jednog alelnog stanja u drugo (A→a) ili promjena gena općenito (A→C). Proces mutacije, zbog slučajnosti mutacija, nema smjera i, bez učešća drugih evolucijskih faktora, ne može usmjeravati promjene u prirodnoj populaciji.

On daje samo elementarni evolucijski materijal za prirodnu selekciju. Recesivne mutacije u heterozigotnom stanju predstavljaju skrivenu rezervu varijabilnosti koju može iskoristiti prirodna selekcija kada se uslovi postojanja promene.

Kombinativna varijabilnost nastaje kao rezultat formiranja kod potomaka novih kombinacija već postojećih gena naslijeđenih od roditelja.

Uzroci kombinovane varijabilnosti su: ukrštanje hromozoma (rekombinacija); nasumična segregacija homolognih hromozoma u mejozi; nasumična kombinacija gameta tokom oplodnje.

Talasi života- periodične i neperiodične fluktuacije u veličini populacije, kako naviše tako i naniže.

Uzroci populacijskih talasa mogu biti:

periodične promjene faktora okoline (sezonske fluktuacije temperature, vlažnosti itd.);
neperiodične promjene (prirodne katastrofe);
kolonizacija novih teritorija od strane vrsta (praćena naglim porastom brojnosti).

Populacijski valovi djeluju kao evolucijski faktor u malim populacijama gdje može doći do genetskog odstupanja.

Genetski drift- slučajne neusmjerene promjene u učestalosti alela i genotipa u populacijama. U malim populacijama djelovanje nasumičnih procesa dovodi do primjetnih posljedica. Ako je populacija mala, onda kao rezultat slučajnih događaja, neke jedinke, bez obzira na njihovu genetsku konstituciju, mogu, ali i ne moraju ostaviti potomstvo, zbog čega se frekvencije nekih alela mogu značajno promijeniti tijekom jedne ili nekoliko generacija. .

Dakle, uz naglo smanjenje veličine populacije (na primjer, zbog sezonskih fluktuacija, smanjenja resursa hrane, požara, itd.), među rijetkim preživjelim jedinkama mogu biti rijetki genotipovi.

Ako se u budućnosti veličina populacije obnovi zbog ovih individua, to će dovesti do nasumične promjene frekvencija alela u genskom fondu populacije. Dakle, populacijski valovi služe kao dobavljač evolucijskog materijala.

Izolacija je uzrokovano pojavom raznih faktora koji onemogućavaju slobodno prelaženje.

Razmjena genetskih informacija između nastalih populacija prestaje, uslijed čega se početne razlike u genskim fondovima ovih populacija povećavaju i fiksiraju. Izolovane populacije mogu proći kroz razne evolucijske promjene i postupno se pretvoriti u različite vrste.

Postoje prostorna i biološka izolacija. Prostorna (geografska) izolacija je povezana sa geografskim preprekama (vodene barijere, planine, pustinje, itd.), a za sjedilačke populacije jednostavno sa velikim udaljenostima.

Biološka izolacija je uzrokovana nemogućnošću parenja i oplodnje (zbog promjena u vremenu reprodukcije, strukture ili drugih faktora koji sprječavaju ukrštanje), smrću zigota (zbog biohemijskih razlika u gametama) i sterilnošću potomstva (npr. rezultat poremećene konjugacije hromozoma tokom gametogeneze).

Evolucijski značaj izolacije je u tome što održava i pojačava genetske razlike među populacijama.

Promjene u učestalosti gena i genotipova uzrokovane evolucijskim faktorima o kojima smo gore govorili su nasumične i neusmjerene.

Vodeći faktor evolucije je prirodna selekcija.

Prirodna selekcija- proces u kojemu pretežno jedinke sa osobinama korisnim za populaciju preživljavaju i ostavljaju potomstvo. Selekcija djeluje u populacijama, njeni objekti su fenotipovi pojedinačnih jedinki. Međutim, selekcija zasnovana na fenotipovima je selekcija genotipova, jer se potomcima ne prenose osobine, već geni.

Kao rezultat toga, u populaciji se povećava relativni broj jedinki koje posjeduju određeno svojstvo ili kvalitet. Dakle, prirodna selekcija je proces diferencijalne (selektivne) reprodukcije genotipova.

Ne samo svojstva koja povećavaju vjerovatnoću ostavljanja potomstva podliježu selekciji, već i osobine koje nisu direktno povezane s reprodukcijom. U nekim slučajevima, selekcija može biti usmjerena na stvaranje međusobne adaptacije vrsta jedna na drugu (biljno cvijeće i insekti koji ih posjećuju).

Mogu se pojaviti i znakovi koji su štetni za pojedinca, ali osiguravaju opstanak vrste u cjelini (pčela koja ubode umire, ali napadom na neprijatelja spašava porodicu). Općenito, selekcija igra stvaralačku ulogu u prirodi, jer se iz neusmjerenih nasljednih promjena fiksiraju one koje mogu dovesti do formiranja novih grupa jedinki koje su savršenije u datim uvjetima postojanja.

Postoje tri glavna oblika prirodne selekcije: stabilizirajući, pokretački i disruptivni.

Stabilizirajuća selekcija ima za cilj očuvanje mutacija koje dovode do manje varijabilnosti u prosječnoj vrijednosti osobine.

Radi u relativno konstantnim uslovima okoline, tj. dok uslovi koji su doveli do formiranja jednog ili drugog znaka (svojstva) traju.

Na primjer, očuvanje veličine i oblika cvijeta u biljkama koje oprašuju insekti, budući da cvjetovi moraju odgovarati veličini tijela insekta oprašivača.

Očuvanje reliktnih vrsta.

Pokretačka selekcija ima za cilj očuvanje mutacija koje mijenjaju prosječnu vrijednost osobine. Javlja se kada se uslovi životne sredine promene. Jedinke populacije imaju određene razlike u genotipu i fenotipu, a dugotrajnim promjenama u vanjskoj sredini neke jedinke vrste uz određena odstupanja od norme mogu dobiti prednost u životnoj aktivnosti i reprodukciji.

Kriva varijacije se pomera u pravcu prilagođavanja novim uslovima postojanja. Na primjer, pojava rezistencije na pesticide kod insekata i glodara i otpornost na antibiotike kod mikroorganizama.

Ili industrijski melanizam, na primjer, potamnjenje boje leptira brezovog moljca u razvijenim industrijskim područjima Engleske. Na tim područjima kora drveća postaje tamna zbog nestanka lišajeva osjetljivih na zagađenje zraka, a tamno obojeni leptiri su manje vidljivi na stablima drveća.

Disruptivna selekcija ima za cilj očuvanje mutacija koje dovode do najvećeg odstupanja od prosječne vrijednosti osobine.

Diskontinuirana selekcija nastaje kada se uslovi okoline promijene na takav način da pojedinci s ekstremnim odstupanjima od norme dobijaju prednost. Kao rezultat diskontinuirane selekcije nastaje polimorfizam populacije, tj. prisustvo nekoliko grupa koje se na neki način razlikuju. Na primjer, uz česte jake vjetrove na okeanskim ostrvima, čuvaju se insekti ili s dobro razvijenim krilima ili sa tragovima.

Vrsta, njeni kriterijumi. Populacija je strukturna jedinica vrste i elementarna jedinica evolucije. Mikroevolucija. Formiranje novih vrsta. Metode specijacije. Očuvanje raznovrsnosti vrsta kao osnova održivosti biosfere

Vrsta, njeni kriterijumi

Osnivač moderne taksonomije, C. Linnaeus, smatrao je vrstu grupom organizama sličnih po morfološkim karakteristikama koji se slobodno križaju. Kako se biologija razvijala, dobijali su se dokazi da su razlike među vrstama mnogo dublje i da utiču na hemijski sastav i koncentraciju supstanci u tkivima, smer i brzinu hemijskih reakcija, prirodu i intenzitet vitalnih procesa, broj i oblik hromozoma, tj. vrsta je najmanja grupa organizama koja odražava njihov bliski odnos. Osim toga, vrste ne postoje zauvijek - one nastaju, razvijaju se, stvaraju nove vrste i nestaju.

Pogled- ovo je skup jedinki koje su slične po strukturi i karakteristikama životnih procesa, imaju zajedničko porijeklo, slobodno se međusobno ukrštaju u prirodi i daju plodno potomstvo.

Sve jedinke iste vrste imaju isti kariotip i zauzimaju određeno geografsko područje u prirodi - području

Znakovi sličnosti između jedinki iste vrste nazivaju se kriterijume tipa. Kako nijedan od kriterija nije apsolutan, za pravilno određivanje vrste potrebno je koristiti skup kriterija.

Glavni kriteriji vrste su morfološki, fiziološki, biohemijski, ekološki, geografski, etološki (bihejvioralni) i genetski.

Morfološki- skup spoljašnjih i unutrašnjih karakteristika organizama iste vrste. Iako neke vrste imaju jedinstvene karakteristike, često je vrlo teško razlikovati blisko srodne vrste koristeći samo morfološke osobine. Tako je nedavno otkriven niz vrsta blizanaca koji žive na istoj teritoriji, na primjer, kućni miš i miš Kurganchik, pa je neprihvatljivo koristiti isključivo morfološke kriterije za određivanje vrste.
fiziološki- sličnost životnih procesa u organizmima, prvenstveno reprodukcije. Također nije univerzalan, jer se neke vrste križaju u prirodi i daju plodno potomstvo.
Biohemijski- sličnost hemijskog sastava i metaboličkih procesa. Unatoč činjenici da se ovi pokazatelji mogu značajno razlikovati među različitim jedinkama iste vrste, trenutno im se posvećuje velika pažnja, budući da strukturne karakteristike i sastav biopolimera pomažu u identifikaciji vrsta čak i na molekularnom nivou i utvrđivanju stupnja njihove povezanosti.
Ekološki- razlikovanje vrsta prema njihovoj pripadnosti određenim ekosistemima i ekološkim nišama koje zauzimaju. Međutim, mnoge nepovezane vrste zauzimaju slične ekološke niše, pa se ovaj kriterij može koristiti za razlikovanje vrste samo u kombinaciji s drugim karakteristikama.
Geografski- postojanje populacije svake vrste u određenom dijelu biosfere - području koje se razlikuje od područja svih ostalih vrsta. S obzirom na to da se za mnoge vrste poklapaju granice njihova rasprostranjenja, a postoji i niz kosmopolitskih vrsta čiji raspon pokriva ogromne prostore, geografski kriterij također ne može poslužiti kao marker obilježja „vrste“.
Genetski- postojanost karakteristika hromozomskog seta - kariotipa - i nukleotidnog sastava DNK kod jedinki iste vrste. Zbog činjenice da se nehomologni hromozomi ne mogu konjugirati tijekom mejoze, potomci ukrštanja jedinki različitih vrsta s nejednakim skupom kromosoma ili se uopće ne pojavljuju ili nisu plodni. To stvara reproduktivnu izolaciju vrste, održava njen integritet i osigurava realnost postojanja u prirodi. Ovo pravilo može biti povrijeđeno u slučaju ukrštanja vrsta sličnog porijekla sa istim kariotipom ili pojave različitih mutacija, ali izuzetak samo potvrđuje opšte pravilo, a vrste treba smatrati stabilnim genetskim sistemima. Genetski kriterijum je glavni u sistemu kriterijuma vrste, ali nije i iscrpan.

Unatoč složenosti sistema kriterija, vrsta se ne može predstaviti kao grupa organizama koji su apsolutno identični u svakom pogledu, odnosno klonovi. Naprotiv, mnoge vrste karakterizira značajna raznolikost čak i u vanjskim karakteristikama, kao, na primjer, neke populacije bubamare karakterizira prevlast crvene boje, dok druge karakterizira prevlast crne boje.

Populacija je strukturna jedinica vrste i elementarna jedinica evolucije

Teško je zamisliti da bi u stvarnosti jedinke jedne vrste bile ravnomjerno raspoređene po površini zemlje unutar raspona, budući da, na primjer, jezerska žaba živi uglavnom u prilično rijetkim stajaćim slatkim vodenim tijelima i malo je vjerovatno da će se naći u poljima i šumama. Vrste u prirodi najčešće se svrstavaju u posebne grupe, u zavisnosti od kombinacije uslova pogodnih za njihova staništa – populacije.

Populacija- grupa jedinki iste vrste, koja zauzima dio njenog područja, slobodno se međusobno križaju i relativno izolovana od drugih grupa jedinki iste vrste duže ili manje dugo vremena.

Populacije mogu biti odvojene ne samo prostorno; mogu čak i živjeti na istoj teritoriji, ali imaju razlike u preferencijama za hranu, vremenu reprodukcije itd.

Dakle, vrsta je skup populacija jedinki koje imaju niz zajedničkih morfoloških, fizioloških, biohemijskih karakteristika i tipova odnosa sa okolinom, koje nastanjuju određeno područje, a također su sposobne da se međusobno ukrštaju kako bi formirale plodno potomstvo, ali skoro ili nikako ne križajući se s drugim grupama jedinki iste vrste.

Unutar vrsta sa velikim rasponom koji pokrivaju teritorije sa različitim životnim uslovima, ponekad se razlikuju podvrste- velike populacije ili grupe susjednih populacija koje imaju trajne morfološke razlike od drugih populacija.

Populacije nisu nasumično raspoređene po površini zemlje, već su vezane za određena područja. Zove se ukupnost svih faktora nežive prirode neophodnih za boravak jedinki date vrste stanište. Međutim, ovi faktori sami po sebi možda neće biti dovoljni da populacija zauzme ovo područje, jer ipak mora biti uključena u blisku interakciju sa populacijama drugih vrsta, odnosno zauzimati određeno mjesto u zajednici živih organizama - ekološka niša. Dakle, australski torbarski medvjed koala, pod svim ostalim jednakim uvjetima, ne može postojati bez svog glavnog izvora hrane - eukaliptusa.

Populacije različitih vrsta koje čine neraskidivo jedinstvo u istim staništima obično obezbeđuju manje ili više zatvoreni ciklus supstanci i predstavljaju elementarne ekološke sisteme (ekosisteme) - biogeocenozama.

Uz sve svoje zahtjeve za okolišnim uvjetima, populacije iste vrste su heterogene po površini, broju, gustini i prostornoj distribuciji jedinki, često formirajući manje grupe (porodice, jata, stada, itd.), spolu, starosti, genskom fondu itd. Dakle, razlikuju se njihova veličina, starost, pol, prostorna, genetska, etološka i druga struktura, kao i dinamika.

Važne karakteristike populacije su genski fond- skup gena karakterističnih za jedinke date populacije ili vrste, kao i učestalost određenih alela i genotipova. Različite populacije iste vrste u početku imaju različite genske fondove, budući da nove teritorije koloniziraju pojedinci sa nasumično odabranim genima, a ne posebno. Pod uticajem unutrašnjih i spoljašnjih faktora, genofond doživljava još značajnije promene: obogaćuje se pojavom mutacija i novom kombinacijom osobina i iscrpljuje usled gubitka pojedinačnih alela tokom smrti ili migracije. određeni broj pojedinaca.

Nove osobine i njihove kombinacije mogu biti korisne, neutralne ili štetne, stoga u populaciji preživljavaju i uspješno se razmnožavaju samo jedinke prilagođene datim uvjetima okoline. Međutim, na dvije različite točke na zemljinoj površini uvjeti okoline nikada nisu potpuno identični, pa smjer promjena čak i u dvije susjedne populacije može biti potpuno suprotan ili će se odvijati različitim brzinama. Rezultat promjena u genskom fondu je divergencija populacija prema morfološkim, fiziološkim, biohemijskim i drugim karakteristikama. Ako su populacije također izolovane jedna od druge, onda mogu dovesti do novih vrsta.

Dakle, pojava bilo kakvih prepreka u križanju jedinki različitih populacija iste vrste, na primjer, zbog formiranja planinskih lanaca, promjena riječnih korita, razlika u vremenu reprodukcije itd., dovodi do činjenice da populacije postepeno stiču sve više i više razlika i na kraju postaju različite vrste. Neko vrijeme na granicama ovih populacija dolazi do ukrštanja jedinki i nastaju hibridi, ali s vremenom ti kontakti nestaju, odnosno zatvaraju se populacije iz otvorenih genetskih sistema.

Uprkos činjenici da su pojedinci prvenstveno izloženi faktorima okoline, promjene u genetskom sastavu jednog organizma su beznačajne i u najboljem slučaju će se pojaviti samo kod njegovih potomaka. Podvrste, vrste i veće taksone također nisu pogodne za ulogu elementarnih jedinica evolucije, jer se ne razlikuju po morfološkom, fiziološkom, biohemijskom, ekološkom, geografskom i genetskom jedinstvu, dok su populacije najmanje strukturne jedinice vrste koje se akumuliraju. razne nasumične promjene, od kojih će najgore biti eliminirane, odgovaraju ovom stanju i elementarne su jedinice evolucije.

Mikroevolucija

Promjena genetičke strukture populacija ne dovodi uvijek do formiranja nove vrste, već samo može poboljšati adaptaciju populacije na specifične uvjete okoline; međutim, vrste nisu vječne i nepromjenjive – one su sposobne za razvoj. Ovaj proces nepovratnih istorijskih promena u živim bićima naziva se evolucija. Primarne evolucijske transformacije dešavaju se unutar vrste na nivou populacije. One se, prije svega, zasnivaju na procesu mutacije i prirodnoj selekciji, što dovodi do promjena u genskom fondu populacija i vrste u cjelini, ili čak do stvaranja novih vrsta. Skup ovih elementarnih evolucijskih događaja naziva se mikroevolucija.

Populacije karakteriše ogromna genetska raznolikost, koja često nije fenotipski izražena. Genetska raznolikost nastaje zbog spontane mutageneze, koja se odvija kontinuirano. Većina mutacija je nepovoljna za organizam i smanjuje održivost populacije u cjelini, ali ako su recesivne, mogu dugo opstati u heterozigotima. Neke mutacije koje nemaju adaptivnu vrijednost u datim uslovima postojanja sposobne su da dobiju takvu vrijednost u budućnosti ili kada se razviju nove ekološke niše, stvarajući tako rezervu nasljedne varijabilnosti.

Na mikroevolucione procese značajno utiču fluktuacije broja jedinki u populacijama, migracije i katastrofe, kao i izolacija populacija i vrsta.

Nova vrsta je međurezultat evolucije, ali ni na koji način njen rezultat, budući da se mikroevolucija tu ne zaustavlja - nastavlja se dalje. Nove vrste u nastajanju, u slučaju uspješne kombinacije karakteristika, naseljavaju nova staništa, a zauzvrat stvaraju nove vrste. Takve grupe blisko srodnih vrsta ujedinjuju se u rodove, porodice itd. Evolucijski procesi koji se odvijaju u supraspecifičnim grupama već se nazivaju makroevolucijom. Za razliku od makroevolucija, mikroevolucija se odvija u mnogo kraćem vremenskom periodu, dok su za prvu potrebne desetine i stotine hiljada i milioni godina, kao što je ljudska evolucija.

Kao rezultat mikroevolucije formira se cjelokupna raznolikost vrsta živih organizama koji su ikada postojali i sada žive na Zemlji.

Istovremeno, evolucija je nepovratna, a vrste koje su već nestale više nikada ne nastaju. Vrste u nastajanju objedinjuju sve postignuto u procesu evolucije, ali to ne garantuje da se u budućnosti neće pojaviti nove vrste koje će imati naprednije adaptacije na uslove sredine.

Formiranje novih vrsta

U širem smislu, formiranje nove vrste se ne shvata samo kao odvajanje nove vrste od glavnog debla ili dezintegracija roditeljske vrste na nekoliko ćerki vrsta, već i kao opšti razvoj vrste kao integralnog sistema. , što dovodi do značajnih promjena u njegovoj morfostrukturnoj organizaciji. Međutim, češće nego ne specijacija smatra se procesom formiranja novih vrsta kroz grananje „porodičnog stabla“ vrste.

Osnovno rješenje za problem specijacije predložio je Charles Darwin. Prema njegovoj teoriji, širenje jedinki iste vrste dovodi do formiranja populacija koje su zbog razlika u uvjetima okoline prisiljene da im se prilagode. To, pak, povlači intenziviranje unutarspecifične borbe za postojanje, vođenu prirodnom selekcijom. Trenutno se vjeruje da borba za egzistenciju uopće nije obavezan faktor u specijaciji, naprotiv, pritisak selekcije u određenom broju populacija može se smanjiti. Razlike u životnim uslovima doprinose nastanku nejednakih adaptivnih promena u populacijama vrste, čija je posledica divergencija karakteristika i svojstava populacija - divergenciju.

Međutim, gomilanje razlika, čak i na genetskom nivou, nikako nije dovoljno za nastanak nove vrste. Sve dok populacije koje se razlikuju po nekim karakteristikama ne samo da su u kontaktu, već su i sposobne za ukrštanje sa stvaranjem plodnog potomstva, one pripadaju istoj vrsti. Samo nemogućnost protoka gena iz jedne grupe jedinki u drugu, čak i u slučaju uništenja barijera koje ih razdvajaju, odnosno ukrštanja, znači završetak najsloženijeg evolucijskog procesa formiranja nove vrste.

Specijacija je nastavak mikroevolucionih procesa. Postoji stajalište da se specijacija ne može svesti na mikroevoluciju; ona predstavlja kvalitativnu fazu evolucije i odvija se zahvaljujući drugim mehanizmima.

Metode specijacije

Postoje dvije glavne metode specijacije: alopatrijska i simpatrijska.

Allopatric, ili geografska speciacija je posljedica prostornog razdvajanja populacija fizičkim barijerama (planinski lanci, mora i rijeke) zbog njihovog nastajanja ili raspršivanja u nova staništa (geografska izolacija). Budući da se u ovom slučaju genofond izdvojene populacije značajno razlikuje od majčinske, a uvjeti u njenom staništu neće se podudarati s izvornim, to će vremenom dovesti do divergencije i formiranja nove vrste. Upečatljiv primjer geografske specijacije je raznolikost vrsta zeba koje je otkrio Charles Darwin tokom svog putovanja na brodu Beagle na otocima Galapagos kod obale Ekvadora. Navodno su pojedine jedinke jedine zebe koje naseljavaju južnoamerički kontinent nekako završile na otocima, te su zbog razlika u uvjetima (prije svega dostupnosti hrane) i geografske izolacije postupno evoluirale, formirajući grupu srodnih vrsta.

U srži sympatric, ili biološka specijacija leži neki oblik reproduktivne izolacije, s novim vrstama koje nastaju unutar raspona izvornih vrsta. Preduvjet za simpatrijsku specijaciju je brza izolacija rezultirajućih oblika. Ovo je brži proces od alopatrijske specijacije, a novi oblici su slični originalnim precima.

Simpatrijska specijacija može biti uzrokovana brzim promjenama u sastavu hromozoma (poliploidizacija) ili kromosomskim preuređenjem. Ponekad nove vrste nastaju kao rezultat hibridizacije dvije izvorne vrste, kao što je, na primjer, domaća šljiva, koja je hibrid trnine i trešnje. U nekim slučajevima, simpatična specijacija je povezana s podjelom ekoloških niša u populacijama iste vrste unutar jednog raspona ili sezonskom izolacijom - divergencijom u vremenu reprodukcije u biljkama (različite vrste bora u Kaliforniji proizvode prašinu u veljači i travnju) i u vremenu reprodukcije kod životinja.

Od cjelokupne raznolikosti novonastalih vrsta, samo nekoliko, najprilagođenijih, mogu postojati dugo vremena i dovesti do novih vrsta. Razlozi smrti većine vrsta su još uvijek nepoznati, najvjerovatnije zbog naglih klimatskih promjena, geoloških procesa i njihovog izmještanja prilagođenijim organizmima. Trenutno je jedan od razloga uginuća značajnog broja vrsta čovjek, koji istrebljuje najveće životinje i najljepše biljke, a ako je u 17. stoljeću ovaj proces započeo tek istrebljenjem posljednjeg kruga, onda je u 21. vek više od 10 vrsta nestaje svakog sata.

Očuvanje raznovrsnosti vrsta kao osnova održivosti biosfere

Unatoč činjenici da je, prema različitim procjenama, planeta dom za 5-10 miliona vrsta organizama koji još nisu opisani, za većinu njih nikada nećemo saznati, jer oko 50 vrsta nestaje s lica zemlje. Zemlje svakog sata. Nestanak živih organizama u današnje vrijeme nije nužno povezan s njihovim fizičkim istrebljenjem, češće je to zbog uništavanja njihovih prirodnih staništa kao rezultat ljudske aktivnosti. Malo je vjerovatno da će smrt pojedine vrste dovesti do fatalnih posljedica za biosferu, ali je odavno utvrđeno da izumiranje jedne biljne vrste povlači smrt 10-12 životinjskih vrsta, a to već predstavlja prijetnju i za postojanje. pojedinačnih biogeocenoza i na globalni ekosistem uopšte.

Tužne činjenice akumulirane u prethodnim decenijama primorale su Međunarodnu uniju za očuvanje prirode i prirodnih resursa (IUCN) da 1949. godine počne prikupljati informacije o rijetkim i ugroženim vrstama biljaka i životinja. Godine 1966. IUCN je objavio prvu Crvenu knjigu činjenica.

Crvena knjiga je službeni dokument koji sadrži redovno ažurirane podatke o stanju i rasprostranjenosti rijetkih i ugroženih vrsta biljaka, životinja i gljiva.

Ovim dokumentom usvojena je petostepena skala statusa zaštićene vrste, pri čemu prvi stepen zaštite obuhvata vrste čiji je spas nemoguć bez posebnih mjera, a peti - obnovljene vrste čije stanje, zahvaljujući poduzetim mjerama, zadovoljava ne izazivaju zabrinutost, ali još nisu predmet industrijske upotrebe. Razvoj takve ljestvice omogućuje usmjeravanje prioritetnih napora za očuvanje posebno na najrjeđe vrste, poput amurskih tigrova.

Pored međunarodne verzije Crvene knjige, postoje i nacionalne i regionalne verzije. U SSSR-u, Crvena knjiga je osnovana 1974. godine, au Ruskoj Federaciji postupak njenog održavanja reguliran je saveznim zakonima „O zaštiti okoliša“, „O divljini“ i Uredbom Vlade Ruske Federacije „ U Crvenoj knjizi Ruske Federacije”. Danas je 610 vrsta biljaka, 247 vrsta životinja, 42 vrste lišajeva i 24 vrste gljiva navedene u Crvenoj knjizi Ruske Federacije. Populacije nekih od njih, nekada ugrožene (evropski dabar, bizon), već su prilično uspješno obnovljene.

Sljedeće životinjske vrste su zaštićene u Rusiji: ruski muskrat, tarbagan (mongolski svizac), polarni medvjed, kavkaska evropska kuna, morska vidra, manul, amurski tigar, leopard, snježni leopard, morski lav, morž, foke, delfini, kitovi, prževalski konj, divlji magarac, ružičasti pelikan, obični flamingo, crna roda, mali labud, stepski orao, suri orao, crni ždral, sibirski ždral, droplja, orao sova, bijeli galeb, mediteranska kornjača, japanska zmija, poskok, krastača iz džungle, kaspijska lampuga , sve vrste jesetra, jezerski losos, jeleni, izvanredni bumbar, obični apolon, rak bogomoljka, obična bisernica itd.

Biljke Crvene knjige Ruske Federacije uključuju 7 vrsta pahuljica, neke vrste pelina, pravi ginseng, 7 vrsta zvončića, nazubljeni hrast, scila, 11 vrsta irisa, ruskog tetrijeba, Šrenkov tulipan, orašasti plod lotos, damska papuča, tankolisni božur, perjanica, Julijin jaglac, livadski lumbago (trava za spavanje), belladonna belladonna, bor Pitsunda, tisa, kineski štitasta trava, jezerska trava, meki sphagnum, filalohorachar, filalohora, itd.

Rijetke gljive predstavljaju ljetni tartuf, ili ruski crni tartuf, lakirana tinder gljiva itd.

Zaštita rijetkih vrsta u većini slučajeva povezana je sa zabranom njihovog uništavanja, očuvanjem u umjetno stvorenim staništima (zoološkim vrtovima), zaštitom njihovih staništa i stvaranjem niskotemperaturnih genetskih banaka.

Najefikasnija mjera zaštite rijetkih vrsta je očuvanje njihovih staništa, što se postiže organizovanjem mreže posebno zaštićenih područja koja, u skladu sa Saveznim zakonom “O posebno zaštićenim prirodnim područjima” (1995.), imaju međunarodne , saveznog, regionalnog ili lokalnog značaja. Tu spadaju državni rezervati prirode, nacionalni parkovi, parkovi prirode, državni rezervati prirode, spomenici prirode, dendrološki parkovi, botaničke bašte itd.

Državni rezervat prirode- ovo je posebno zaštićeni prirodni kompleks (zemljište, vodna tijela, podzemlje, flora i fauna) potpuno povučen iz ekonomske upotrebe, koji ima ekološki, naučni, ekološki i obrazovni značaj kao primjer prirodnog okruženja, tipičnih ili rijetkih krajolika, mjesta gdje je očuvan genetski fond biljaka i životinjskog svijeta.

Status imaju rezervati koji su dio međunarodnog sistema rezervata biosfere koji sprovode globalni monitoring životne sredine državnim prirodnim rezervatima biosfere. Rezervat je ekološka, istraživačka i ekološko-obrazovna ustanova čiji je cilj očuvanje i proučavanje prirodnog toka prirodnih procesa i pojava, genetskog fonda flore i faune, pojedinih vrsta i zajednica biljaka i životinja, tipičnih i jedinstvenih ekoloških sistema.

Trenutno u Rusiji postoji oko 100 državnih rezervata prirode, od kojih 19 ima status biosfere, uključujući Bajkalski, Barguzinski, Kavkaski, Kedrovaya Pad, Kronotski, Prioksko-Terrasny, itd.

Za razliku od prirodnih rezervata, teritorije (vodna područja) nacionalni parkovi obuhvataju prirodne komplekse i objekte koji imaju posebne ekološke, istorijske i estetske vrijednosti, a namijenjeni su za korištenje u ekološke, obrazovne, naučne i kulturne svrhe i za regulirani turizam. Ovaj status ima 39 posebno zaštićenih prirodnih područja, uključujući nacionalne parkove Zabajkal i Soči, kao i nacionalne parkove „Kurska pljuga“, „Ruski sever“, „Šušenski Bor“ itd.

Prirodni parkovi su ekološke rekreativne ustanove u nadležnosti konstitutivnih entiteta Ruske Federacije, čije teritorije (vodna područja) uključuju prirodne komplekse i objekte koji imaju značajne ekološke i estetske vrijednosti, a namijenjeni su za korištenje u ekološke, obrazovne i rekreativne svrhe.

Državni rezervati prirode su teritorije (vodne površine) koje su od posebnog značaja za očuvanje ili obnovu prirodnih kompleksa ili njihovih komponenti i održavanje ekološke ravnoteže.

Razvoj evolutivnih ideja. Značenje evolucijske teorije Charlesa Darwina. Međusobni odnos pokretačkih snaga evolucije. Oblici prirodne selekcije, vrste borbe za egzistenciju. Sintetička teorija evolucije. Elementarni faktori evolucije. Istraživanje S. S. Četverikova. Uloga evolucijske teorije u formiranju savremene prirodnonaučne slike svijeta

Razvoj evolutivnih ideja

Sve teorije o nastanku i razvoju organskog svijeta mogu se svesti na tri glavna pravca: kreacionizam, transformizam i evolucionizam. Kreacionizam je koncept trajnosti vrsta, s obzirom na raznolikost organskog svijeta kao rezultat njegovog stvaranja od Boga. Ovaj pravac je formiran kao rezultat uspostavljanja dominacije hrišćanske crkve u Evropi, zasnovane na biblijskim tekstovima. Istaknuti predstavnici kreacionizma bili su C. Linnaeus i J. Cuvier.

“Princ botaničara” C. Linnaeus, koji je otkrio i opisao stotine novih biljnih vrsta i stvorio njihov prvi harmonični sistem, ipak je tvrdio da je ukupan broj vrsta organizama ostao nepromijenjen od stvaranja Zemlje, tj. ne samo da se više ne pojavljuju, nego i ne nestaju. Tek pred kraj života došao je do zaključka da su rodovi Božje djelo, a da se vrste mogu razvijati zbog prilagođavanja lokalnim uvjetima.

Doprinos istaknutog francuskog zoologa J. Cuviera (1769–1832) biologiji zasnivao se na brojnim podacima iz paleontologije, komparativne anatomije i fiziologije doktrina korelacija- odnosi između delova tela. Zahvaljujući tome, postalo je moguće rekonstruirati vanjski izgled životinje u pojedinim dijelovima. Međutim, u procesu paleontoloških istraživanja J. Cuvier nije mogao a da ne obrati pažnju kako na očito obilje fosilnih oblika tako i na oštre promjene životinjskih grupa tokom geološke povijesti. Ovi podaci su poslužili kao polazna tačka za formulisanje teorijama katastrofa, prema kojem su svi ili gotovo svi organizmi na Zemlji više puta stradali kao posljedica periodičnih prirodnih katastrofa, a zatim je planeta ponovno naseljena vrstama koje su preživjele katastrofu. Sledbenici J. Cuviera izbrojali su do 27 takvih katastrofa u istoriji Zemlje. J. Cuvieru se činilo da su razmatranja o evoluciji odvojena od stvarnosti.

Kontradikcije u početnim pretpostavkama kreacionizma, koje su postajale sve očiglednije kako su se naučne činjenice gomilale, poslužile su kao polazna tačka za formiranje drugog sistema gledišta - transformizam, priznajući stvarno postojanje vrsta i njihov istorijski razvoj. Predstavnici ovog trenda - J. Buffon, I. Goethe, E. Darwin i E. Geoffroy Saint-Hilaire, budući da nisu mogli otkriti prave uzroke evolucije, sveli su ih na prilagođavanje uvjetima okoline i nasljeđivanje stečenih karakteristika. Korijeni transformizma mogu se pronaći u djelima starogrčkih i srednjovjekovnih filozofa koji su prepoznali istorijske promjene u organskom svijetu. Tako je Aristotel izrazio ideju o jedinstvu prirode i postepenom prijelazu s tijela nežive prirode na biljke, a s njih na životinje - "ljestve prirode". Glavnim razlogom promjena u živim organizmima smatrao je njihovu unutrašnju želju za savršenstvom.

Francuski prirodnjak J. Buffon (1707–1788), čije je glavno životno djelo bila Prirodna istorija od 36 tomova, suprotno stavovima kreacionista, proširio je obim istorije Zemlje na 80–90 hiljada godina. Istovremeno je ukazao na jedinstvo flore i faune, kao i na mogućnost promjene srodnih organizama pod utjecajem okolišnih faktora kao rezultat pripitomljavanja i hibridizacije.

Engleski liječnik, filozof i pjesnik E. Darwin (1731–1802), djed Charlesa Darwina, vjerovao je da povijest organskog svijeta seže milionima godina unazad, a da je raznolikost životinjskog svijeta rezultat miješanja nekoliko “ prirodne” grupe, uticaj spoljašnje sredine, vežbanje i nedostatak organa za vežbanje i drugi faktori.

E. Geoffroy Saint-Hilaire (1772–1844) smatrao je jedinstvo strukturnog plana grupa životinja jednim od glavnih dokaza razvoja živog svijeta. Međutim, za razliku od svojih prethodnika, bio je sklon vjerovanju da su promjene u vrstama uzrokovane utjecajem okolišnih faktora ne na odrasle jedinke, već na embrije.

Unatoč činjenici da je u raspravi koja se rasplamsala 1831. između J. Cuviera i E. Geoffroya Saint-Hilairea u obliku serije izvještaja na Akademiji nauka, jasna prednost ostala na strani prvih, to je transformizam koji je postao preteča evolucionizma. Evolucionizam(teorija evolucije, evoluciona doktrina) je sistem gledišta koji priznaje razvoj prirode prema određenim zakonima. To je teorijski vrhunac biologije, koji nam omogućava da objasnimo raznolikost i složenost živih sistema koje posmatramo. Međutim, zbog činjenice da evolucijsko učenje opisuje pojave koje je teško uočiti, ono se suočava sa značajnim poteškoćama. Ponekad se teorija evolucije naziva “darvinizam” i poistovjećuje se s učenjem Charlesa Darwina, što je u osnovi netačno, jer, iako je teorija Charlesa Darwina dala neprocjenjiv doprinos razvoju ne samo doktrine evolucije, već i biologije u općenito (kao i mnoge druge nauke), temelje evolucijske teorije postavili su drugi naučnici, ona se razvija do danas, a „darvinizam“ u mnogim aspektima ima samo istorijski značaj.

Tvorac prve evolucijske teorije - lamarkizma - bio je francuski prirodnjak J. B. Lamarck (1744–1829). Smatrao je da je pokretačka snaga evolucije unutrašnja želja organizama za savršenstvom ( zakon gradacije), međutim, prilagođavanje uvjetima okoline tjera ih da skrenu sa ove glavne linije. Istovremeno se razvijaju organi koje životinja intenzivno koristi u procesu života, a oni koji su joj nepotrebni, naprotiv, oslabe su i mogu čak nestati ( zakon o vršenju i neizvršavanju organa). Osobine stečene tokom života se fiksiraju i prenose na potomke. Tako je prisustvo membrana između nožnih prstiju ptica vodarica objasnio pokušajima njihovih predaka da se kreću u vodenom okruženju, a dugi vrat žirafa, prema Lamarcku, posljedica je činjenice da su njihovi preci pokušavali dobiti lišće. sa vrhova drveća.

Nedostaci lamarkizma bili su teorijska priroda mnogih konstrukcija, kao i pretpostavka o intervenciji Stvoritelja u evoluciji. U procesu razvoja biologije postalo je jasno da pojedinačne promjene koje su organizmi stekli tokom života uglavnom spadaju u granice fenotipske varijabilnosti, a njihov prijenos je praktički nemoguć. Na primjer, njemački zoolog i teoretičar evolucije A. Weismann (1834–1914) odsijecao je repove miševima mnogim generacijama i uvijek je u svoje potomstvo dobivao samo repne glodare. Teoriju J. B. Lamarka njegovi savremenici nisu prihvatili, ali je na prijelazu stoljeća ona činila osnovu tzv. neolamarkizam.

Značenje evolucione teorije Charlesa Darwina

Preduvjeti za stvaranje najpoznatije evolucijske teorije Charlesa Darwina, odnosno darvinizma, bili su objavljivanje 1778. rada engleskog ekonomiste T. Malthusa “Treatise on Population”, rada geologa Charlesa Lyella, formulacije ćelijska teorija, uspeh selekcije u Engleskoj i Čarlsova sopstvena zapažanja Darwin (1809–1882), snimljena tokom studija na Kembridžu, tokom ekspedicije kao prirodnjak na Beagle-u i na njenom završetku.

Tako je T. Malthus tvrdio da se populacija Zemlje eksponencijalno povećava, što znatno premašuje sposobnost planete da joj obezbijedi hranu i dovodi do smrti dijela potomaka. Paralele koje su povukli Charles Darwin i njegov koautor A. Wallace (1823–1913) pokazuju da se u prirodi jedinke razmnožavaju vrlo velikom brzinom, ali veličina populacije ostaje relativno konstantna. Istraživanje engleskog geologa C. Lyella omogućilo je da se utvrdi da površina Zemlje nije uvijek bila ista kao sada, a njene promjene uzrokovane su utjecajem vode, vjetra, vulkanskih erupcija i aktivnošću života. organizmi. I sam Charles Darwin je još u studentskim godinama bio zapanjen ekstremnim stepenom varijabilnosti buba, a tokom svojih putovanja sličnošću flore i faune kontinentalne Južne Amerike i obližnjih ostrva Galapagos, a istovremeno i značajnim raznolikost vrsta, kao što su zebe i kornjače. Osim toga, na ekspediciji je mogao promatrati kosture džinovskih izumrlih sisara, nalik modernim oklopnicima i ljenjivcima, što je značajno poljuljalo njegovo vjerovanje u stvaranje vrsta.

Osnovne principe teorije evolucije izrazio je Charles Darwin 1859. na sastanku Kraljevskog društva u Londonu, a potom ih je razvio u knjigama „Porijeklo vrsta prirodnom selekcijom, ili očuvanje omiljenih rasa u borbi za Život” (1859), “Promjene domaćih životinja i kultiviranih biljaka” (1868), “Porijeklo čovjeka i seksualna selekcija” (1871), “Izražavanje emocija kod čovjeka i životinja” (1872) itd.

Suština koju je razvio Charles Darwin koncepti evolucije mogu se svesti na niz odredbi koje proizilaze jedna iz druge, imajući odgovarajuće dokaz:

Jedinke koje čine bilo koju populaciju proizvode mnogo više potomaka nego što je potrebno za održavanje veličine populacije.
Zbog činjenice da su životni resursi za bilo koju vrstu živih organizama ograničeni, između njih neminovno nastaje borbu za egzistenciju. Charles Darwin je razlikovao intraspecifičnu i interspecifičnu borbu, kao i borbu sa faktorima okoline. Istovremeno je istakao da se ne radi samo o borbi određene individue za egzistenciju, već i za ostavljanje potomstva.
Posljedica borbe za egzistenciju je prirodna selekcija- preovlađujući opstanak i razmnožavanje organizama koji su se slučajno pokazali najprilagođenijim datim uslovima postojanja. Prirodna selekcija je po mnogo čemu slična umjetnoj selekciji, koju su ljudi od davnina koristili za uzgoj novih sorti biljaka i pasmina domaćih životinja. Odabirom jedinki koje imaju neku poželjnu osobinu, čovjek čuva te osobine kroz vještački uzgoj kroz selektivni uzgoj ili oprašivanje. Poseban oblik prirodne selekcije je seksualna selekcija za osobine koje obično nemaju direktan adaptivni značaj (dugo perje, ogromni rogovi, itd.), ali doprinose reproduktivnom uspjehu jer čine jedinku privlačnijom suprotnom spolu ili strašnijom za rivali istog pola.
Materijal za evoluciju su razlike između organizama koje nastaju kao rezultat njihove varijabilnosti. Charles Darwin je razlikovao neodređenu i određenu varijabilnost. Sigurno(grupna) varijabilnost se manifestuje kod svih jedinki vrste podjednako pod uticajem određenog faktora i nestaje kod potomaka kada prestane dejstvo ovog faktora. Nesiguran(individualna) varijabilnost su promjene koje se javljaju kod svakog pojedinca, bez obzira na fluktuacije vrijednosti faktora okoline, a prenose se na potomke. Takva varijabilnost nema adaptivnu prirodu. Nakon toga se pokazalo da je određena varijabilnost nenasljedna, a neodređena varijabilnost nasljedna.
Prirodna selekcija na kraju dovodi do divergencije u karakteristikama pojedinačnih izolovanih varijeteta – divergencije i, na kraju, do stvaranja novih vrsta.

Teorija evolucije Charlesa Darwina nije samo postulirala proces nastanka i razvoja vrsta, već je otkrila i mehanizam same evolucije, koji se temelji na principu prirodne selekcije. Darvinizam je također negirao programiranu prirodu evolucije i postulirao njenu kontinuiranu prirodu.

U isto vrijeme, evolucijska teorija Charlesa Darwina nije mogla odgovoriti na brojna pitanja, na primjer, o prirodi genetskog materijala i njegovim svojstvima, suštini nasljedne i nenasljedne varijabilnosti i njihovoj evolucijskoj ulozi. To je dovelo do krize darvinizma i pojave novih teorija: neolamarkizma, saltacionizma, koncepta nomogeneze itd. Neolamarkizam zasniva se na stavu J. B. Lamarckove teorije o nasljeđivanju stečenih karakteristika. Saltationism je sistem pogleda na proces evolucije kao nagle promjene koje dovode do brzog nastajanja novih vrsta, rodova i većih sistematskih grupa. Koncept nomogeneza postulira programirani pravac evolucije i razvoj različitih karakteristika zasnovanih na unutrašnjim zakonima. Samo je sinteza darvinizma i genetike 20-30-ih godina dvadesetog vijeka bila u stanju da prevaziđe kontradikcije koje su se neizbježno javljale prilikom objašnjavanja niza činjenica.

Međusobni odnos pokretačkih snaga evolucije

Evolucija se ne može povezati s djelovanjem bilo kojeg faktora, jer su same mutacije slučajne i neusmjerene promjene i ne mogu osigurati adaptaciju jedinki na faktore okoline, dok prirodna selekcija već sortira te promjene. Isto tako, selekcija sama po sebi ne može biti jedini faktor u evoluciji, jer selekcija zahtijeva odgovarajući materijal dobiven mutacijama.

Međutim, može se primijetiti da proces mutacije i tok gena stvaraju varijacije, dok prirodna selekcija i genetski drift rješavaju ovu varijaciju. To znači da faktori koji stvaraju varijabilnost pokreću proces mikroevolucije, a oni koji sortiraju varijabilnost ga nastavljaju, dovodeći do uspostavljanja novih frekvencija varijanti. Stoga se evolucijska promjena unutar populacije može posmatrati kao rezultat suprotstavljenih sila koje stvaraju i sortiraju genotipske varijacije.

Primjer interakcije između procesa mutacije i selekcije je hemofilija kod ljudi. Hemofilija je bolest uzrokovana smanjenim zgrušavanjem krvi. Ranije je dovodio do smrti u predreproduktivnom periodu, jer svako oštećenje mekog tkiva može potencijalno dovesti do značajnog gubitka krvi. Ova bolest je uzrokovana recesivnom mutacijom spolno vezanog gena H (Xh). Žene izuzetno rijetko boluju od hemofilije, češće su heterozigotni nosioci, ali njihovi sinovi mogu naslijediti ovu bolest. Teoretski, tokom nekoliko generacija takvi muškarci umiru prije puberteta i postepeno bi ovaj alel trebao nestati iz populacije, ali se učestalost pojave ove bolesti ne smanjuje zbog ponovljenih mutacija na ovom lokusu, kao što se dogodilo kraljici Viktoriji, koja prenio je bolest na tri generacije kraljevskih kuća Evrope. Konstantna učestalost ove bolesti ukazuje na ravnotežu između procesa mutacije i selekcijskog pritiska.

Oblici prirodne selekcije, vrste borbe za egzistenciju

Prirodna selekcija Oni nazivaju selektivni opstanak i ostavljanje potomstva od strane najsposobnijih pojedinaca i smrt najmanje sposobnih.

Suština prirodne selekcije u teoriji evolucije leži u diferenciranom (nesumičnom) očuvanju određenih genotipova u populaciji i njihovom selektivnom učešću u prenošenju gena na sljedeću generaciju. Štoviše, ne utječe na jednu osobinu (ili gen), već na cijeli fenotip, koji nastaje kao rezultat interakcije genotipa s faktorima okoline. Prirodna selekcija će biti drugačije prirode u različitim uslovima sredine. Trenutno postoji nekoliko oblika prirodne selekcije: stabilizacija, vožnja i kidanje.

Stabilizirajuća selekcija ima za cilj konsolidaciju uske norme reakcije, koja se pokazala najpovoljnijom u datim uslovima postojanja. To je tipično za one slučajeve kada su fenotipske karakteristike optimalne za nepromjenjive uvjete okoline. Upečatljiv primjer djelovanja stabilizacijske selekcije je očuvanje relativno stalne tjelesne temperature toplokrvnih životinja. Ovaj oblik selekcije detaljno je proučavao istaknuti ruski zoolog I. I. Shmalgauzen.

Odabir vožnje nastaje kao odgovor na promjene uslova okoline, zbog čega se mutacije koje odstupaju od prosječne vrijednosti osobine čuvaju, dok se dotadašnji dominantni oblik uništava jer ne zadovoljava u dovoljnoj mjeri nove uslove postojanja. Na primjer, u Engleskoj, kao posljedica zagađenja zraka industrijskim emisijama, rasprostranjeni su leptiri brezovog moljca, dotad neviđeni na mnogim mjestima, s krilima tamne boje, koja su pticama bila manje vidljiva na pozadini čađavih debla breze. Vozačka selekcija ne doprinosi potpunom uništenju forme protiv koje djeluje, budući da se, kao rezultat mjera koje su preduzele vlade i ekoloških organizacija, situacija sa zagađenjem zraka naglo poboljšala, a boja krila leptira se vratila u svoju originalnu verziju.

Tearing, ili disruptivna selekcija favorizira očuvanje ekstremnih varijanti osobine i uklanja srednje, jer se, na primjer, kao rezultat upotrebe pesticida pojavljuju grupe insekata otpornih na njega. Po svom mehanizmu, disruptivna selekcija je suprotna stabilizaciji selekcije. Kroz ovaj oblik selekcije, u populaciji nastaje nekoliko oštro razgraničenih fenotipova. Ovaj fenomen se zove polimorfizam. Pojava reproduktivne izolacije između različitih oblika može dovesti do specijacije.

Ponekad se razmatraju i odvojeno destabilizirajuća selekcija, koji čuva mutacije koje dovode do širokog spektra bilo kojih karakteristika, na primjer, boje i strukture školjki nekih mekušaca koji žive u heterogenim mikrouvjetima stjenovitih morskih valova. Ovaj oblik selekcije otkrio je D.K. Belyaev proučavajući pripitomljavanje životinja.

U prirodi nijedan od oblika prirodne selekcije ne postoji u čistom obliku, već naprotiv, postoje različite njihove kombinacije, a kako se uvjeti okoline mijenjaju, prvo dolazi do izražaja jedan ili drugi. Tako se, po završetku promjena u okruženju, pokretačka selekcija zamjenjuje stabilizirajućom selekcijom, koja optimizira grupu jedinki u novim uvjetima postojanja.

Prirodna selekcija se dešava na različitim nivoima, pa se stoga razlikuju i individualna, grupna i seksualna selekcija. Pojedinac selekcija eliminiše manje prilagođene jedinke iz učešća u reprodukciji, dok grupna selekcija ima za cilj očuvanje osobine koja nije korisna za pojedinca, već za grupu u celini. Pod pritiskom grupa selekcija može potpuno izbrisati cijele populacije, vrste i veće grupe organizama bez ostavljanja potomstva. Za razliku od individualne selekcije, grupna selekcija smanjuje raznolikost oblika u prirodi.

Seksualna selekcija sprovedeno unutar jednog pola. Promoviše razvoj osobina koje osiguravaju uspjeh u ostavljanju najvećeg potomstva. Zahvaljujući ovom obliku prirodne selekcije razvio se polni dimorfizam, izražen u veličini i boji paunovog repa, rogova jelena itd.

Rezultat je prirodna selekcija borbu za egzistenciju na osnovu nasledne varijabilnosti. Borba za egzistenciju shvata se kao čitav niz odnosa između jedinki svoje i drugih vrsta, kao i sa abiotičkim faktorima sredine. Ovi odnosi određuju uspjeh ili neuspjeh određene individue u preživljavanju i stvaranju potomstva. Razlog borbe za egzistenciju je pojava viška jedinki u odnosu na raspoložive resurse. Osim konkurencije, ovi odnosi bi trebali uključivati i međusobnu pomoć, što povećava šanse za opstanak pojedinaca.

Interakcija sa faktorima okoline također može dovesti do smrti velike većine jedinki, na primjer, kod insekata, od kojih samo mali dio preživi zimu.

Sintetička teorija evolucije

Uspjesi genetike na početku dvadesetog stoljeća, na primjer, otkriće mutacija, sugeriraju da se nasljedne promjene u fenotipu organizama događaju iznenada i da se ne formiraju tokom dugog vremenskog perioda, kao što je pretpostavljeno evolucijskom teorijom Charles Darwin. Međutim, dalja istraživanja u oblasti populacione genetike dovela su do formulisanja 20-50-ih godina dvadesetog veka novog sistema evolucionih pogleda - sintetička teorija evolucije. Značajan doprinos njegovom stvaranju dali su naučnici iz različitih zemalja: sovjetski naučnici S. S. Chetverikov, I. I. Shmalgauzen i A. N. Severtsov, engleski biohemičar i genetičar D. Haldane, američki genetičar S. Wright i F. Dobzhansky, evolucionista D. Huxley, paleontolog. Simpson i zoolog E. Mayr.

Osnovne odredbe sintetičke teorije evolucije:

Osnovni materijal evolucije je nasledna varijabilnost (mutaciona i kombinativna) kod jedinki jedne populacije.
Osnovna jedinica evolucije je populacija u kojoj se događaju sve evolucijske promjene.
Elementarni evolucijski fenomen je promjena u genetskoj strukturi populacije.
Elementarni faktori evolucije - genetski drift, talasi života, protok gena - su neusmjereni, nasumične prirode.
Jedini faktor usmjeravanja u evoluciji je prirodna selekcija, koja je kreativne prirode. Prirodna selekcija može biti stabilizirajuća, pokretačka i remetilačka.
Evolucija je divergentne prirode, odnosno jedna taksona može dovesti do nekoliko novih svojti, dok svaka vrsta ima samo jednog pretka (vrstu, populaciju).
Evolucija je postepena i kontinuirana. Specijacija kao faza evolucijskog procesa je uzastopna zamjena jedne populacije nizom drugih privremenih populacija.
Postoje dvije vrste evolucijskih procesa: mikroevolucija i makroevolucija. Makroevolucija nema svoje posebne mehanizme i provodi se samo zahvaljujući mikroevolucionim mehanizmima.
Svaka sistematska grupa može ili procvjetati (biološki napredak) ili izumrijeti (biološka regresija). Biološki napredak se postiže promjenama u strukturi organizama: aromorfozama, idioadaptacijama ili općom degeneracijom.
Glavni zakoni evolucije su njena nepovratna priroda, progresivno usložnjavanje životnih oblika i razvoj prilagodljivosti vrsta na njihovu okolinu. Istovremeno, evolucija nema krajnji cilj, odnosno proces je neusmjeren.

Unatoč činjenici da je teorija evolucije posljednjih decenija obogaćena podacima iz srodnih nauka – genetike, selekcije itd., ona još uvijek ne uzima u obzir niz aspekata, na primjer, usmjerene promjene u nasljednom materijalu, dakle u U budućnosti je moguće stvoriti novi koncept evolucije koji će zamijeniti sintetičku teoriju.

Elementarni faktori evolucije

Prema sintetičkoj teoriji evolucije, elementarni evolucijski fenomen sastoji se od promjene genetskog sastava populacije, a događaji i procesi koji dovode do promjena u genskim fondovima nazivaju se elementarnih faktora evolucije. To uključuje proces mutacije, talase populacije, genetski drift, izolaciju i prirodnu selekciju. Zbog izuzetnog značaja prirodne selekcije u evoluciji, ona će se posebno razmatrati.

Proces mutacije koja je kontinuirana kao i sama evolucija, održava genetsku heterogenost populacije zbog pojave sve više i više novih varijanti gena. Mutacije koje nastaju pod uticajem spoljašnjih i unutrašnjih faktora klasifikuju se na genske, hromozomske i genomske.

Genske mutacije javljaju se sa učestalošću od 10 –4 –10 –7 po gameti, međutim, zbog činjenice da kod ljudi i većine viših organizama ukupan broj gena može doseći nekoliko desetina hiljada, nemoguće je zamisliti da su dva organizma apsolutno identičan. Većina mutacija koje nastaju su recesivne, pogotovo zato što su dominantne mutacije odmah podložne prirodnoj selekciji. Recesivne mutacije stvaraju upravo tu rezervu nasljedne varijabilnosti, ali prije nego što se manifestiraju u fenotipu, moraju se uspostaviti kod mnogih jedinki u heterozigotnom stanju zbog slobodnog križanja u populaciji.

Hromozomske mutacije povezani s gubitkom ili prijenosom dijela hromozoma (cijelog kromosoma) na drugi, također su prilično česti u različitim organizmima, na primjer, razlika između nekih vrsta štakora leži u jednom paru hromozoma, što otežava da ih pređe.

Genomske mutacije, povezane s poliploidizacijom, također dovode do reproduktivne izolacije novonastale populacije zbog poremećaja u mitozi prve diobe zigota. Ipak, prilično su rasprostranjene u biljkama i takve biljke mogu rasti na arktičkim i alpskim livadama zbog veće otpornosti na okolišne faktore.

Kombinativna varijabilnost, koja osigurava pojavu novih varijanti kombiniranja gena u genotipu i, shodno tome, povećava vjerojatnost pojave novih fenotipova, također doprinosi evolucijskim procesima, jer je samo kod ljudi broj varijanti kombinacija hromozoma 2 23, odnosno pojava organizma sličnog već postojećem, gotovo je nemoguća.

Populacioni talasi. Suprotan rezultat (smanjenje sastava gena) često je uzrokovan fluktuacijama u broju organizama u prirodnim populacijama, koje se kod nekih vrsta (insekti, ribe, itd.) mogu promijeniti desetine ili stotine puta - talasi stanovništva, ili "talasi života". Povećanje ili smanjenje broja jedinki u populaciji može biti bilo periodično, dakle neperiodični. Prve su sezonske ili višegodišnje, kao što su migracije kod ptica selica, ili razmnožavanje u dafnija, koje u proljeće i ljeto imaju samo ženke, a do jeseni se pojavljuju mužjaci, neophodni za spolno razmnožavanje. Neperiodične fluktuacije u brojnosti često su uzrokovane naglim povećanjem količine hrane u povoljnoj godini, narušavanjem uslova staništa i proliferacijom štetočina ili grabežljivaca.

Budući da se obnova populacije događa zbog malog broja jedinki koje nemaju cijeli skup alela, nove i originalne populacije će imati različite genetske strukture. Promena u učestalosti gena u populaciji pod uticajem slučajnih faktora naziva se genetski drift, ili genetsko-automatski procesi. Javlja se i prilikom razvoja novih teritorija, jer na njih dolazi izuzetno ograničen broj jedinki date vrste, što može dovesti do nove populacije. Dakle, genotipovi ovih jedinki ( osnivački efekat). Kao rezultat genetskog drifta, često se pojavljuju novi homozigotni oblici (za mutantne alele), koji se mogu pokazati kao adaptivno vrijedni i kasnije će biti pokupljeni prirodnom selekcijom.

Tako je među indijanskom populacijom američkog kontinenta i Laplanđanima udio ljudi s krvnom grupom I (0) vrlo visok, dok su grupe III i IV izuzetno rijetke. Vjerovatno su u prvom slučaju osnivači populacije bili pojedinci koji nisu imali alel IB, ili je on izgubljen u procesu selekcije.

Do određene tačke dolazi do razmene alela između susednih populacija kao rezultat ukrštanja jedinki različitih populacija - protok gena, što smanjuje divergenciju između pojedinih populacija, ali s pojavom izolacije prestaje. U suštini, protok gena je proces odgođene mutacije.

Izolacija. Svaka promjena u genetskoj strukturi populacije mora biti fiksirana, što se i događa zahvaljujući izolacija- pojava bilo kakvih barijera (geografskih, ekoloških, bihevioralnih, reproduktivnih itd.) koje otežavaju i onemogućavaju ukrštanje jedinki različitih populacija. Iako sama izolacija ne stvara nove oblike, ona ipak čuva genetske razlike među populacijama koje su podložne djelovanju prirodne selekcije. Postoje dva oblika izolacije: geografska i biološka.

Geografska izolacija nastaje kao rezultat podjele područja fizičkim barijerama (vodene prepreke za kopnene organizme, kopnene površine za vodene vrste, izmjena uzvišenja i ravnica); To je olakšano sjedilačkim ili vezanim (kod biljaka) načinom života. Ponekad geografska izolacija može biti uzrokovana proširenjem raspona vrste s naknadnim izumiranjem njenih populacija u srednjim teritorijama.

Biološka izolacija je posljedica određenih divergencija organizama unutar iste vrste koje na neki način sprječavaju slobodno ukrštanje. Postoji nekoliko vrsta biološke izolacije: ekološka, sezonska, etološka, morfološka i genetska. Ekološka izolacija postignuto podjelom ekoloških niša (na primjer, sklonost određenim staništima ili vrstama hrane, kao kod smreke i borova krstokljuna). Sezonski(privremena) izolacija se uočava u slučaju razmnožavanja jedinki iste vrste u različito vrijeme (različite zalihe haringe). Etološka izolacija zavisi od karakteristika ponašanja (osobine rituala udvaranja, boja, „pevanja“ ženki i mužjaka iz različitih populacija). At morfološka izolacija Prepreka križanju je neslaganje u strukturi reproduktivnih organa ili čak i veličina tijela (pekinezer i doga). Genetska izolacija ima najveći uticaj i manifestuje se u nekompatibilnosti zametnih ćelija (smrt zigote nakon oplodnje), sterilitetu ili smanjenoj vitalnosti hibrida. Razlozi za to su osobitosti broja i oblika kromosoma, zbog čega je nemoguća puna dioba stanica (mitoza i mejoza).

Ometajući slobodno ukrštanje između populacija, izolacija u njima pojačava one razlike koje su nastale na genotipskom nivou zbog mutacija i fluktuacija u broju. U ovom slučaju, svaka populacija je podložna djelovanju prirodne selekcije odvojeno od druge, a to u konačnici dovodi do divergencije.

Kreativna uloga prirodne selekcije u evoluciji

Prirodna selekcija funkcionira kao svojevrsno "sito" koje sortira genotipove prema stepenu njihove sposobnosti. Međutim, Charles Darwin je naglasio da selekcija nije samo i ne toliko usmjerena na očuvanje isključivo najboljeg, već na uklanjanje najgoreg, odnosno omogućava vam da očuvate multivarijantnost. Funkcija prirodne selekcije nije ograničena na to, jer osigurava reprodukciju prilagođenih genotipova, a samim tim i određuje smjer evolucije, dosljedno zbrajajući slučajna i brojna odstupanja. Prirodna selekcija nema određeni cilj: na osnovu istog materijala (nasljedne varijabilnosti) pod različitim uvjetima mogu se dobiti različiti rezultati.

U tom smislu, faktor evolucije koji se razmatra ne može se porediti sa radom kipara koji teče blok od mramora, već se ponaša kao daleki predak čoveka koji pravi oruđe od kamenog fragmenta, a da ne zamišlja konačan rezultat, što ne zavisi samo od prirode kamena i njegovog oblika, već i od jačine, smera udarca itd. Međutim, u slučaju neuspeha, selekcija, poput humanoidnog stvorenja, odbacuje „pogrešnu“ formu.

Cijena odabira je pojava genetsko opterećenje, odnosno gomilanje mutacija u populaciji, koje vremenom mogu postati dominantne zbog iznenadne smrti većine jedinki ili migracije malog broja njih.

Pod pritiskom prirodne selekcije ne samo da se formira raznovrsnost vrsta, već se povećava i njihov nivo organizacije, uključujući i njihovu komplikaciju ili specijalizaciju. Međutim, za razliku od umjetne selekcije koju ljudi sprovode samo zbog ekonomski vrijednih svojstava, često na štetu adaptivnih svojstava, prirodna selekcija tome ne može doprinijeti, jer nikakva adaptacija u prirodi ne može nadoknaditi štetu od smanjenja održivosti stanovništva.

Istraživanje S. S. Četverikova

Jedan od važnih koraka ka pomirenju darvinizma i genetike napravio je moskovski zoolog S. S. Četverikov (1880–1959). Na osnovu rezultata istraživanja genetskog sastava prirodnih populacija voćne mušice Drosophila, dokazao je da one nose mnoge recesivne mutacije u heterozigotnom obliku koje ne narušavaju fenotipsku uniformnost. Većina ovih mutacija je nepovoljna za organizam i stvara tzv genetsko opterećenje, smanjujući prilagodljivost stanovništva u cjelini njegovoj okolini. Neke mutacije koje nemaju adaptivni značaj u datom trenutku razvoja vrste mogu kasnije dobiti određenu vrijednost, pa su rezerva nasledne varijabilnosti.Širenje takvih mutacija među pojedincima populacije kao rezultat uzastopnih slobodnih križanja može u konačnici dovesti do njihovog prijelaza u homozigotno stanje i ispoljavanja u fenotipu. Ako je ovo stanje znaka fen- je adaptivan, onda će nakon nekoliko generacija potpuno istisnuti dominantni fen, zajedno sa njegovim nosiocima, iz populacije koja je manje primjerena datim uslovima. Tako se zbog ovakvih evolucijskih promjena zadržava samo recesivni mutantni alel, a njegov dominantni alel nestaje.

Pokušajmo to dokazati konkretnim primjerom. Kada proučavate bilo koju određenu populaciju, možete otkriti da ne samo njena fenotipska, već i genotipska struktura može ostati nepromijenjena dugo vremena, zbog slobodnog križanja ili panmiksija diploidnih organizama.

Ovaj fenomen je opisan zakonom Hardy–Weinberg, prema kojem u idealnoj populaciji neograničene veličine u odsustvu mutacija, migracija, populacijskih valova, genetskog drifta, prirodne selekcije i podložne slobodnom ukrštanju, učestalost alela i genotipova diploidnih organizama neće se mijenjati tokom niza generacija .

Na primjer, u populaciji određenu osobinu kodiraju dva alela istog gena - dominantna ( A) i recesivno ( A). Učestalost dominantnog alela je označena kao R, i recesivno - q. Zbir frekvencija ovih alela je 1: str + q= 1. Dakle, ako znamo frekvenciju dominantnog alela, onda možemo odrediti frekvenciju recesivnog alela: q = 1 – str. U stvari, frekvencije alela su jednake vjerovatnoći formiranja odgovarajućih gameta. Zatim, nakon formiranja zigota, frekvencije genotipa u prvoj generaciji će biti:

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

Gdje str 2 AA.- učestalost dominantnih homozigota;

2pqAa- učestalost heterozigota;

q 2 aa- učestalost recesivnih homozigota.

Lako je izračunati da će u narednim generacijama učestalost genotipova ostati ista, održavajući genetsku raznolikost populacije. Ali u prirodi ne postoje idealne populacije, pa stoga u njima mutantni aleli ne samo da mogu opstati, već se i širiti, pa čak i zamijeniti ranije uobičajene alele.

S. S. Chetverikov je jasno shvatio da prirodna selekcija ne samo da eliminira pojedinačne manje uspješne osobine, a samim tim i alele koji ih kodiraju, već djeluje i na cijeli kompleks gena koji utiču na ispoljavanje određenog gena u fenotipu, tj. genotipsko okruženje. Kao genotipsko okruženje, cijeli genotip se trenutno smatra skupom gena koji mogu poboljšati ili oslabiti manifestaciju specifičnih alela.

Ništa manje važne u razvoju evolucijske nastave nisu studije S. S. Četverikova u oblasti dinamike stanovništva, posebno „talasa života“, odnosno talasa populacije. Još kao student, 1905. godine objavio je članak o mogućnosti izbijanja masovnog razmnožavanja insekata i jednako brzom opadanju njihovog broja.

Uloga evolucijske teorije u formiranju savremene prirodnonaučne slike svijeta

Važnost evolucijske teorije u razvoju biologije i drugih prirodnih nauka teško se može precijeniti, jer je prva objasnila uslove, uzroke, mehanizme i rezultate istorijskog razvoja života na našoj planeti, odnosno dala materijalističko objašnjenje razvoja organskog svijeta. Osim toga, teorija prirodne selekcije bila je prva istinski naučna teorija biološke evolucije, budući da se Charles Darwin, kada je stvoren, nije oslanjao na spekulativne konstrukcije, već je polazio od vlastitih zapažanja i oslanjao se na stvarna svojstva živih organizama. Istovremeno, obogatila je biološke alate istorijskom metodom.

Formulacija evolucijske teorije ne samo da je izazvala burnu naučnu raspravu, već je dala poticaj razvoju takvih znanosti kao što su opća biologija, genetika, selekcija, antropologija i niz drugih. S tim u vezi, ne može se ne složiti sa tvrdnjom da je teorija evolucije krunisala sljedeću fazu u razvoju biologije i postala polazna tačka njenog napretka u dvadesetom stoljeću.

Dokaz o evoluciji žive prirode. Rezultati evolucije: prilagodljivost organizama njihovom okruženju, raznolikost vrsta

Dokazi o evoluciji divljih životinja

U raznim oblastima biologije, čak i prije Charlesa Darwina i nakon objavljivanja njegove teorije evolucije, prikupljen je cijeli niz dokaza koji to potvrđuju. Ovaj dokaz se zove dokaz evolucije. Najčešće citirani su paleontološki, biogeografski, uporedni embriološki, uporedni anatomski i uporedno biohemijski dokazi evolucije, iako se taksonomski podaci, kao i selekcija biljaka i životinja, ne mogu odbaciti.

Paleontološki dokazi na osnovu proučavanja fosilnih ostataka organizama. To uključuje ne samo dobro očuvane organizme zamrznute u ledu ili umotane u ćilibar, već i „mumije“ otkrivene u kiselim tresetnim močvarama, kao i ostatke organizama i fosila sačuvane u sedimentnim stijenama. Prisutnost u drevnim stijenama jednostavnijih organizama nego u kasnijim slojevima, te činjenica da vrste pronađene na jednom nivou nestaju na drugom, smatra se jednim od najznačajnijih dokaza evolucije i objašnjava se pojavom i izumiranjem vrsta u odgovarajućim epohama zbog na promene uslova životne sredine.

Unatoč činjenici da je do sada otkriveno malo fosilnih ostataka i da mnogi fragmenti nedostaju u fosilnom zapisu zbog male vjerovatnoće očuvanja organskih ostataka, ipak su pronađeni oblici organizama koji imaju znakove i evolucijski starijih i mlađih grupa. organizama. Takvi oblici organizama se nazivaju prelazne forme. Istaknuti predstavnici prijelaznih oblika, koji ilustruju prijelaz od riba do kopnenih kralježnjaka, su režnjevaste ribe i stegocefali, a arheopteriks zauzima određeno mjesto između gmazova i ptica.

Redovi fosilnih oblika koji su međusobno dosledno povezani u procesu evolucije ne samo opštim već i posebnim strukturnim karakteristikama nazivaju se filogenetske serije. Oni mogu biti predstavljeni fosilnim ostacima sa različitih kontinenata, i tvrde da su manje-više potpuni, ali njihovo proučavanje je nemoguće bez poređenja sa živim oblicima kako bi se demonstrirao napredak evolucijskog procesa. Klasičan primjer filogenetskog niza je evolucija predaka konja, koju je proučavao osnivač evolucijske paleontologije V. O. Kovalevsky.

Biogeografski dokazi. Biogeografija kako nauka proučava obrasce distribucije i distribucije vrsta, rodova i drugih grupa živih organizama, kao i njihovih zajednica, na površini naše planete.

Odsutnost na bilo kojem dijelu zemljine površine vrsta organizama koji su prilagođeni takvom staništu i koji se dobro ukorijenjuju pri umjetnom uvozu, poput zečeva u Australiji, kao i prisutnost sličnih oblika organizama u dijelovima kopna koji se nalaze na znatne udaljenosti jedna od druge ukazuju, prije svega, da izgled Zemlje nije uvijek bio takav, a geološke transformacije, posebno pomicanje kontinenata, formiranje planina, porast i pad nivoa Svjetskog okeana utiču na evolucija organizama. Na primjer, četiri slične vrste plućnjaka žive u tropskim regijama Južne Amerike, Južne Afrike i Australije, dok se staništa deva i lama koje pripadaju istom redu nalaze u Sjevernoj Africi, većem dijelu Azije i Južne Amerike. Paleontološke studije su pokazale da deve i lame potječu od zajedničkog pretka koji je nekada živio u Sjevernoj Americi, a zatim se proširio u Aziju kroz već postojeću prevlaku na mjestu Beringovog moreuza, te također kroz Panamsku prevlaku do Južne Amerike. Nakon toga, svi predstavnici ove porodice u srednjim regijama su izumrli, a u regionalnim regijama su se u procesu evolucije formirale nove vrste. Ranije odvajanje Australije od drugih kopnenih masa omogućilo je formiranje potpuno posebne flore i faune tamo, u kojoj su se sačuvali takvi oblici sisara kao što su monotremes - platipus i echidna.

Sa stajališta biogeografije, može se objasniti i raznolikost Darwinovih zeba na otocima Galapagos, koji su 1200 km od obale Južne Amerike i vulkanskog su porijekla. Očigledno su predstavnici jedine vrste zeba u Ekvadoru jednom doletjeli ili su se upoznali s njima, a zatim su se, kako su se razmnožavale, neke od jedinki naselile na preostalim otocima. Na središnjim velikim ostrvima borba za egzistenciju (hrana, gnijezdišta i sl.) bila je najoštrija, zbog čega su se formirale vrste koje su se međusobno malo razlikovale po vanjskim karakteristikama koje su konzumirale različitu hranu (sjemenke, voće, nektar, insekte, itd.). itd.) .).

Oni su uticali na rasprostranjenost različitih grupa organizama i promene klimatskih uslova na Zemlji, što je doprinelo prosperitetu jednih grupa i izumiranju drugih. Pojedinačne vrste ili grupe organizama koji su preživjeli od ranije rasprostranjene flore i faune nazivaju se relikvije. To uključuje ginko, sekvoju, stablo tulipana, režnjevitu ribu celakantu itd. U širem smislu, vrste biljaka i životinja koje žive na ograničenim područjima teritorije ili vodenog područja nazivaju se endemski, ili endemski. Na primjer, svi predstavnici autohtone flore i faune Australije su endemični, a u flori i fauni Bajkalskog jezera do 75% ih je endemsko.

Uporedni anatomski dokazi. Proučavanje anatomije srodnih grupa životinja i biljaka pruža uvjerljive dokaze o sličnosti u građi njihovih organa. Unatoč činjenici da faktori okoliša svakako ostavljaju trag na strukturi organa, kod kritosjemenjača, uz svu njihovu zadivljujuću raznolikost, cvjetovi imaju sepale, latice, prašnike i tučke, a kod kopnenih kralježnjaka ud je građen prema petoprstijem plan. Organi koji imaju sličnu građu, zauzimaju isti položaj u tijelu i razvijaju se iz istih rudimenata u srodnim organizmima, ali obavljaju različite funkcije, nazivaju se homologno. Tako su slušne koščice (čekić, inkus i stremen) homologne škržnim lukovima riba, otrovne žlijezde zmija su pljuvačne žlijezde drugih kičmenjaka, mliječne žlijezde sisara su znojne žlijezde, peraja tuljana i kitova. su krila ptica, udovi konja i krtica.

Najvjerovatnije se pretvaraju organi koji dugo ne funkcionišu ostaci (rudimenti)- strukture koje su nedovoljno razvijene u odnosu na pradavne oblike i izgubile su svoje osnovno značenje. Tu spadaju fibule kod ptica, oči kod krtica i krtica, dlaka, trtica i slijepo crijevo kod ljudi, itd.

Pojedine jedinke, međutim, mogu pokazivati karakteristike koje su odsutne u datoj vrsti, ali su bile prisutne kod dalekih predaka - atavizme, na primjer, troprsti kod modernih konja, razvoj dodatnih parova mliječnih žlijezda, repa i dlake na cijelom ljudskom tijelu.

Ako su homologni organi dokaz u prilog srodnosti organizama i divergencije u procesu evolucije, onda sličnih tijela- slične strukture u organizmima različitih grupa koje obavljaju iste funkcije, naprotiv, su primjeri konvergencija(konvergencija je generalno nezavisan razvoj sličnih karakteristika u različitim grupama organizama koji postoje u istim uslovima) i potvrđuju činjenicu da okolina ostavlja značajan pečat na organizam. Analogi su krila insekata i ptica, oči kralježnjaka i glavonožaca (lignje, hobotnice), te zglobni udovi artropoda i kopnenih kralježnjaka.

Uporedni embriološki dokazi. Proučavajući embrionalni razvoj kod predstavnika različitih grupa kralježnjaka, K. Baer je otkrio njihovo zapanjujuće strukturno jedinstvo, posebno u ranim fazama razvoja ( zakon germinativne sličnosti). Kasnije je E. Haeckel formulisao biogenetski zakon, prema kojoj je ontogeneza kratko ponavljanje filogenije, odnosno faze kroz koje organizam prolazi u procesu svog individualnog razvoja ponavljaju istorijski razvoj grupe kojoj pripada.

Tako, u prvim fazama razvoja, embrij kralježnjaka poprima strukturne karakteristike karakteristične za ribe, a zatim i za vodozemce i, na kraju, za grupu kojoj pripada. Ova transformacija se objašnjava činjenicom da svaka od navedenih klasa ima zajedničke pretke sa modernim gmazovima, pticama i sisarima.

Međutim, biogenetski zakon ima niz ograničenja, pa je stoga ruski naučnik A. N. Severtsov značajno ograničio opseg njegove primjene ponavljajući u ontogenezi isključivo karakteristike embrionalnih faza razvoja predačkih oblika.

Uporedni biohemijski dokazi. Razvoj preciznijih metoda biohemijske analize dao je evolucionim naučnicima novu grupu podataka u prilog istorijskom razvoju organskog sveta, jer prisustvo istih supstanci u svim organizmima ukazuje na moguću biohemijsku homologiju, sličnu onoj u nivo organa i tkiva. Komparativne biohemijske studije primarne strukture tako rasprostranjenih proteina kao što je citokrom With i hemoglobin, kao i nukleinske kiseline, posebno rRNA, pokazali su da mnoge od njih imaju gotovo istu strukturu i obavljaju iste funkcije kod predstavnika različitih vrsta, a što je bliži odnos, to je veća sličnost u strukturi supstance koje se proučavaju.

Dakle, teoriju evolucije potvrđuje značajna količina podataka iz različitih izvora, što još jednom ukazuje na njenu pouzdanost, ali će se ona i dalje mijenjati i usavršavati, budući da mnogi aspekti života organizama ostaju izvan vidnog polja istraživača. .

Rezultati evolucije: prilagodljivost organizama njihovom okruženju, raznolikost vrsta

Pored općih karakteristika karakterističnih za predstavnike određenog kraljevstva, vrste živih organizama karakteriziraju zadivljujuća raznolikost karakteristika vanjske i unutrašnje strukture, životne aktivnosti, pa čak i ponašanja koje su se pojavile i odabrane u procesu evolucije i osiguravaju prilagodbu. na uslove života. Međutim, ne treba pretpostaviti da, budući da ptice i insekti imaju krila, to je posljedica direktnog djelovanja zraka, jer beskrilnih insekata i ptica ima dosta. Gore navedene adaptacije odabrane su procesom prirodne selekcije iz čitavog spektra dostupnih mutacija.

Epifitske biljke, koje ne žive na tlu, već na drveću, prilagodile su se upijanju atmosferske vlage uz pomoć korijena bez korijenskih dlačica, ali sa posebnim higroskopnim tkivom - velamen. Neke bromelije mogu apsorbirati vodenu paru u vlažnoj atmosferi tropskih krajeva pomoću dlačica na lišću.

Biljke insektojeda (rose, venerine muholovke) koje žive na tlima na kojima je dušik iz ovih ili onih razloga nedostupan razvile su mehanizam za privlačenje i apsorpciju malih životinja, najčešće insekata, koji su izvor potrebnog elementa za njih.

Da bi se zaštitile od jedenja biljojeda, mnoge biljke koje vode vezan način života razvile su pasivna sredstva odbrane, kao što su trnje (glog), trnje (ruža), dlake koje peku (kopriva), nakupljanje kristala kalcijum oksalata (kislica) , biološki aktivne materije u tkivima (kafa, glog) i dr. Kod nekih od njih su i semenke u nezrelim plodovima okružene kamenim ćelijama koje sprečavaju štetočine da dođu do njih, a tek u jesen dolazi do procesa dedrevljenja, što omogućava sjemenu da uđe u tlo i proklija (kruška).

Životna sredina također ima formativni utjecaj na životinje. Dakle, mnoge ribe i vodeni sisari imaju aerodinamičan oblik tijela, što im olakšava kretanje kroz njegovu debljinu. Međutim, ne treba pretpostaviti da voda direktno utječe na oblik tijela, jednostavno je u procesu evolucije one životinje koje su posjedovale ovu osobinu pokazale da su joj najprilagođenije.

Tijelo kitova i delfina nije prekriveno dlakom, dok srodna grupa perestonožaca ima manje-više smanjenu dlaku, jer, za razliku od prvih, dio vremena provode na kopnu, gdje bi bez vune njihova koža odmah postati ledena.

Tijelo većine riba prekriveno je ljuskama koje su s donje strane svjetlije nego na vrhu, zbog čega su ove životinje jedva primjetne odozgo prema prirodnim neprijateljima na pozadini dna, a odozdo - na pozadini pozadina neba. Zove se boje koje životinje čine nevidljivim za njihove neprijatelje ili plijen pokroviteljski. U prirodi je rasprostranjen. Upečatljiv primjer takvog bojanja je bojanje donje strane krila leptira callima, koji, nakon što je sjeo na granu i sklopio krila, izgleda kao suhi list. Drugi insekti, kao što su kukci štapići, kamufliraju se kao grančice biljaka.

Pjegasta ili prugasta obojenost također ima adaptivni značaj, jer na pozadini tla ptice poput prepelica ili jega nisu vidljive čak ni iz blizine. Nevidljiva su i pegava jaja ptica koje se gnezde na tlu.

Boja životinja nije uvijek tako konstantna kao kod zebre; na primjer, iverak i kameleon mogu je mijenjati ovisno o prirodi mjesta na kojem se nalaze. Kukavice, polažući jaja u gnijezda raznih ptica, mogu mijenjati boju ljuske na način da „vlasnici“ gnijezda ne primjećuju razliku između njega i vlastitih jaja.

Boja životinja ih ne čini uvijek nevidljivima - mnoge od njih jednostavno upadaju u oči, što bi trebalo upozoriti na opasnost. Većina ovih insekata i gmizavaca je u jednom ili drugom stepenu otrovna, poput bubamare ili ose, pa ga grabežljivac, koji je nekoliko puta doživio neugodne senzacije nakon što pojede takav predmet, izbjegava. ipak, upozoravajuće bojenje nije univerzalna, jer su se neke ptice prilagodile da se hrane njima (zujalica).

Povećane šanse za preživljavanje kod jedinki upozoravajuće obojene pridonijele su njenom pojavljivanju kod predstavnika drugih vrsta bez opravdanih razloga. Ovaj fenomen se zove mimikrija. Tako neotrovne gusjenice nekih vrsta leptira imitiraju otrovne, a bubamare imitiraju jednu od vrsta žohara. Međutim, ptice mogu brzo naučiti razlikovati otrovne organizme od neotrovnih i konzumirati potonje, izbjegavajući jedinke koje su služile kao uzor.

U nekim slučajevima može se primijetiti i suprotan fenomen - grabežljive životinje imitiraju bezopasne životinje u boji, što im omogućava da priđu žrtvi na blisku udaljenost, a zatim napadnu (sabljozubi bleni).

Zaštitu za mnoge vrste pruža i adaptivno ponašanje, koje je povezano sa skladištenjem hrane za zimu, brigom o potomstvu, smrzavanjem na mjestu ili, obrnuto, zauzimanjem prijeteće poze. Tako riječni dabrovi za zimu spremaju nekoliko kubika grana, dijelova debla i druge biljne hrane, plaveći je u vodi u blizini „koliba“.

Briga o potomstvu karakteristična je uglavnom za sisare i ptice, međutim, nalazi se i kod predstavnika drugih klasa hordata. Na primjer, poznato je agresivno ponašanje mužjaka štapića, koji tjera sve neprijatelje iz gnijezda u kojem se nalaze jaja. Mužjaci kandžastih žaba omotaju jaja oko nogu i nose ih dok se punoglavci ne izlegu.

Čak su i neki insekti u stanju da svom potomstvu obezbede povoljnije stanište. Na primjer, pčele hrane svoje ličinke, a mlade pčele u početku "rade" samo u košnici. Mravi pomiču svoje lutke gore-dolje u mravinjak, ovisno o temperaturi i vlažnosti, a kada prijeti poplava, uglavnom ih ponesu sa sobom. Karabej bube pripremaju posebne kuglice od životinjskog otpada za svoje ličinke.

Kada im prijeti napad, mnogi insekti se smrznu na mjestu i poprimaju oblik suhih štapića, grančica i lišća. Zmije se, naprotiv, podižu i napuhuju svoju kapuljaču, dok zvečarka ispušta poseban zvuk zvečkom koji se nalazi na kraju repa.

Adaptacije ponašanja dopunjuju se fiziološkim vezanim za karakteristike staništa. Dakle, osoba može ostati pod vodom bez ronilačke opreme samo nekoliko minuta, nakon čega može izgubiti svijest i umrijeti zbog nedostatka kisika, a kitovi ne izlaze na površinu još dugo. Njihov volumen pluća nije prevelik, ali postoje i druge fiziološke adaptacije, na primjer, u mišićima postoji visoka koncentracija respiratornog pigmenta - mioglobina, koji, takoreći, pohranjuje kisik i oslobađa ga tijekom uranjanja. Osim toga, kitovi imaju posebnu formaciju - "divnu mrežu", koja omogućava korištenje kisika čak i iz venske krvi.

Životinje u vrućim staništima, kao što su pustinje, stalno su izložene riziku od pregrijavanja i gubitka viška vlage. Stoga lisica feneka ima izuzetno velike uši koje joj omogućavaju da zrači toplinu. Vodozemci pustinjskih krajeva, kako bi izbjegli gubitak vlage kroz kožu, prisiljeni su preći na noćni način života, kada raste vlažnost i pojavljuje se rosa.

Ptice koje su ovladale vazdušnim staništem, pored anatomskih i morfoloških adaptacija za let, imaju i važne fiziološke karakteristike. Na primjer, zbog činjenice da kretanje u zraku zahtijeva izuzetno veliki utrošak energije, ova grupa kralježnjaka se odlikuje velikom brzinom metabolizma, a izlučeni produkti metabolizma se odmah eliminišu, što pomaže u smanjenju specifične gustine tijela.

Prilagođavanja okolini su, uprkos svom savršenstvu, relativna. Dakle, neke vrste mlječika proizvode alkaloide koji su otrovni za većinu životinja, ali gusjenice jedne vrste leptira - danaida - ne samo da se hrane tkivom mlječike, već i akumuliraju ove alkaloide, postajući nejestive za ptice.

Osim toga, adaptacije su korisne samo u određenom okruženju i beskorisne su u drugom okruženju. Na primjer, rijedak i veliki grabežljivac, Ussuri tigar, kao i sve mačke, ima mekane jastučiće na šapama i uvlačive oštre kandže, oštre zube, odličan vid čak i u mraku, oštar sluh i jake mišiće, što mu omogućava da otkrije svoje plijen, neprimijećeno mu se prišunjati i napraviti zasjedu. Međutim, njegova prugasta boja ga kamuflira samo u proljeće, ljeto i jesen, dok na snijegu postaje jasno vidljiv i tigar može računati samo na munjevit napad.

Cvatovi smokava, koji daju vrijedne plodove, imaju tako specifičnu strukturu da ih oprašuju samo blastofagne ose, te stoga, kada su uvedene u kulturu, dugo nisu dale plodove. Samo razvoj partenokarpnih sorti smokava (formiranje plodova bez oplodnje) mogao bi spasiti situaciju.

Unatoč činjenici da su opisani primjeri specijacije u vrlo kratkim vremenskim periodima, kao u slučaju zvečke na kavkaskim livadama, koja se zbog redovnog košenja najprije podijelila na dvije populacije - ranocvatuće i plodonosne i kasnocvjetajuće, u stvari mikroevolucija najvjerovatnije zahtijeva mnogo duže periode - mnogo stoljeća, jer čovječanstvo, čije su različite grupe bile odvojene jedna od druge milenijumima, ipak, nikada nije podijeljeno na različite vrste. Međutim, budući da evolucija ima praktički neograničeno vrijeme, tokom stotina miliona i milijardi godina, na Zemlji je već živjelo nekoliko milijardi vrsta, od kojih je većina izumrla, a one koje su došle do nas su kvalitativne faze ovog procesa.

Prema savremenim podacima, na Zemlji postoji preko 2 miliona vrsta živih organizama, od kojih većina (oko 1,5 miliona vrsta) pripada životinjskom carstvu, oko 400 hiljada biljnom carstvu, preko 100 hiljada carstvu gljiva, a odmor - bakterijama. Ovakva nevjerovatna raznolikost rezultat je divergencije (divergencije) vrsta prema različitim morfološkim, fiziološko-biohemijskim, ekološkim, genetskim i reproduktivnim karakteristikama. Na primjer, jedan od najvećih rodova biljaka iz porodice Orchidaceae, dendrobium, uključuje preko 1.400 vrsta, a rod buba uključuje preko 1.600 vrsta.

Klasifikacija organizama je zadatak taksonomije, koja već 2 hiljade godina pokušava da izgradi ne samo harmoničnu hijerarhiju, već „prirodni“ sistem koji odražava stepen srodnosti organizama. Međutim, svi pokušaji da se to učini još uvijek nisu okrunjeni uspjehom, jer je u nizu slučajeva u procesu evolucije uočeno ne samo divergencija karaktera, već i konvergencija (konvergencija), uslijed čega je u vrlo U udaljenim grupama organi su stekli sličnosti, kao što su oči glavonožaca i oči sisara.

Makroevolucija. Pravci i putevi evolucije (A. N. Severtsov, I. I. Shmalgauzen). Biološki napredak i regresija, aromorfoza, idioadaptacija, degeneracija. Uzroci biološkog napretka i regresije. Hipoteze o nastanku života na Zemlji. Osnovne aromorfoze u evoluciji biljaka i životinja. Komplikacije živih organizama u procesu evolucije

Makroevolucija

Formiranje vrste označava novi krug evolucijskog procesa, budući da se jedinke ove vrste, koje su prilagođenije uvjetima okoline od jedinki roditeljske vrste, postupno naseljavaju na nove teritorije, a mutageneza, populacijski valovi, izolacija i prirodna selekcija igraju se njihovu kreativnu ulogu u svojim populacijama. S vremenom iz ovih populacija nastaju nove vrste, koje zbog genetske izolacije imaju mnogo više sličnosti jedna s drugom nego s vrstama roda od kojeg se matična vrsta odvojila, pa tako nastaje novi rod, zatim novi rod. porodica, red (red), klasa, itd. Skup evolucijskih procesa koji dovode do pojave nadspecifičnih svojti (rodova, familija, redova, klasa, itd.) naziva se makroevolucija. Makroevolucijski procesi, takoreći, generaliziraju mikroevolucijske promjene koje se dešavaju u dužem vremenskom periodu, dok identifikuju glavne trendove, pravce i obrasce evolucije organskog svijeta, koji se ne mogu uočiti na nižem nivou. Do sada nisu identificirani konkretni mehanizmi makroevolucije, pa se smatra da se ona odvija samo kroz mikroevolucijske procese, međutim, ova pozicija je stalno podložna osnovanoj kritici.

Pojava složenog hijerarhijskog sistema organskog svijeta u velikoj je mjeri rezultat nejednake stope evolucije različitih grupa organizama. Tako je već pomenuti ginkgo biloba, takoreći, „očuvan“ hiljadama godina, dok su se borovi koji su joj sasvim blizu za to vreme značajno promenili.

Pravci i putevi evolucije (A. N. Severtsov, I. I. Shmalgauzen). Biološki napredak i regresija, aromorfoza, idioadaptacija, degeneracija

Analizirajući historiju organskog svijeta može se uočiti da su u određenim vremenskim periodima dominirale određene grupe organizama, koje su potom opadale ili potpuno nestajale. Dakle, mogu se razlikovati tri glavne linije pravci evolucije: biološki napredak, biološka regresija i biološka stabilizacija. Značajan doprinos razvoju doktrine o pravcima i putevima evolucije dali su ruski evolucionisti A. N. Severtsov i I. I. Shmalgauzen.

Biološki napredak povezuje se s biološkim prosperitetom grupe u cjelini i karakterizira njen evolucijski uspjeh. Ona odražava prirodni razvoj žive prirode od jednostavnog do složenog, od nižeg stepena organizovanosti do višeg. Prema A. N. Severtsovu, kriterijumi biološkog napretka su povećanje broja jedinki date grupe, proširenje njenog raspona, kao i nastanak i razvoj grupa nižeg ranga unutar njenog sastava (transformacija vrste u rod, rod u porodicu, itd.). Trenutno se biološki napredak uočava kod kritosjemenjača, insekata, koštanih riba i sisara.

Prema A. N. Severtsovu, biološki napredak može se postići kao rezultat određenih morfofizioloških transformacija organizama, a on je identificirao tri glavna načina postizanja: arogenezu, alogenezu i katagenezu.

Arogeneza, odnosno morfofiziološki napredak, povezan je sa značajnim proširenjem raspona ove grupe organizama zbog stjecanja velikih strukturnih promjena - aromorfoza.

Aromorfoza naziva se evolucijska transformacija strukture i funkcija organizma, koja povećava njegov nivo organizacije i otvara nove mogućnosti prilagođavanja različitim uvjetima postojanja.

Primjeri aromorfoza su nastanak eukariotske stanice, višećelijska pojava, pojava srca kod riba i njegova podjela potpunim septumom kod ptica i sisara, formiranje cvijeta kod kritosjemenjača itd.

Alogeneza, za razliku od arogeneze, nije praćeno proširenjem raspona, međutim, unutar starog nastaje značajna raznolikost oblika koji imaju posebne adaptacije na okolinu - idioadaptacije.

Idiomatska adaptacija- ovo je manja morfofiziološka adaptacija na posebne uslove sredine, korisna u borbi za egzistenciju, ali ne menja nivo organizacije. Ove promjene ilustruju zaštitna obojenost životinja, raznolikost usnih organa kod insekata, bodlji biljaka itd. Jednako uspješan primjer su Darwinove zebe, specijalizirane za razne vrste hrane, u kojima su transformacije prvo zahvatile kljun, a potom ostali dijelovi tijela - perje, rep i tako dalje.

Koliko god paradoksalno izgledalo, pojednostavljenje organizacije može dovesti do biološkog napretka. Ova staza se zove katageneza.

Degeneracija- ovo je pojednostavljivanje organizama u procesu evolucije, koje je praćeno gubitkom određenih funkcija ili organa.

Fazu biološkog napretka zamjenjuje faza biološka stabilizacija, čija je suština očuvanje karakteristika date vrste kao najpovoljnije u datoj mikrosredini. Prema I. I. Shmalhausenu, to "ne znači prestanak evolucije, naprotiv, znači maksimalnu konzistentnost organizma s promjenama u okolini." “Živi fosili” koelakanta, ginka itd. su u fazi biološke stabilizacije.

Antipod biološkog napretka je biološka regresija- evolucijski pad date grupe zbog nemogućnosti prilagođavanja promjenama okoline. Očituje se smanjenjem broja populacija, sužavanjem raspona i smanjenjem broja nižerangiranih grupa unutar više taksona. Grupi organizama koja je u stanju biološke regresije prijeti izumiranje. U istoriji organskog svijeta može se vidjeti mnogo primjera ovog fenomena, a trenutno je regresija karakteristična za neke paprati, vodozemce i gmizavce. Sa pojavom čovjeka, biološka regresija je često uzrokovana njegovim ekonomskim aktivnostima.

Pravci i putevi evolucije organskog svijeta se međusobno ne isključuju, odnosno pojava aromorfoze ne znači da više ne može doći do idioadaptacije ili degeneracije. Naprotiv, prema onome što su razvili A. N. Severtsov i I. I. Shmalgauzen pravilo promene faze, različiti pravci evolucijskog procesa i načini za postizanje biološkog napretka prirodno se međusobno zamjenjuju. U toku evolucije ovi se putevi kombiniraju: prilično rijetke aromorfoze prenose grupu organizama na kvalitativno novi nivo organizacije, a daljnji povijesni razvoj slijedi put idioadaptacije ili degeneracije, osiguravajući prilagodbu specifičnim uvjetima okoline.

Uzroci biološkog napretka i regresije

U procesu evolucije prevladava se granica prirodne selekcije i, shodno tome, napreduju samo one grupe organizama u kojima nasljedna varijabilnost stvara dovoljan broj kombinacija koje mogu osigurati opstanak grupe u cjelini.

One grupe koje iz nekog razloga nemaju takvu rezervu su, u većini slučajeva, osuđene na izumiranje. To je često zbog niskog pritiska selekcije u prethodnim fazama evolucijskog procesa, što je dovelo do uske specijalizacije grupe ili čak do degenerativnih pojava. Posljedica toga je nemogućnost prilagođavanja novim uvjetima okoline kada dođe do naglih promjena. Upečatljiv primjer toga je iznenadna smrt dinosaurusa uslijed pada džinovskog nebeskog tijela na Zemlju prije 65 miliona godina, što je rezultiralo zemljotresom, podizanjem miliona tona prašine u zrak, naglim zahlađenjem, i smrt većine biljaka i biljojeda. U isto vrijeme, preci modernih sisara, koji nisu imali uske sklonosti prema izvorima hrane i bili su toplokrvni, uspjeli su preživjeti ove uvjete i zauzeti dominantnu poziciju na planeti.

Hipoteze o nastanku života na Zemlji

Od čitavog niza hipoteza o nastanku Zemlje, najveći broj činjenica svjedoči u prilog teoriji “Velikog praska”. Zbog činjenice da se ova naučna pretpostavka zasniva uglavnom na teorijskim proračunima, Veliki hadronski sudarač, izgrađen u Evropskom centru za nuklearna istraživanja u blizini Ženeve (Švajcarska), pozvan je da to eksperimentalno potvrdi. Prema teoriji Velikog praska, Zemlja je nastala prije više od 4,5 milijardi godina zajedno sa Suncem i drugim planetama Sunčevog sistema kao rezultat kondenzacije oblaka plina i prašine. Smanjenje temperature planete i migracija hemijskih elemenata na nju doprineli su njenoj stratifikaciji u jezgro, plašt i koru, a kasniji geološki procesi (pomeranje tektonskih ploča, vulkanska aktivnost itd.) uslovili su formiranje planete. atmosfere i hidrosfere.

Život na Zemlji također postoji jako dugo, o čemu svjedoče fosilni ostaci raznih organizama u stijenama, ali fizičke teorije ne mogu odgovoriti na pitanje vremena i razloga njegovog nastanka. Postoje dvije suprotne tačke gledišta o poreklu života na Zemlji: teorije abiogeneze i biogeneze. Teorije abiogeneze potvrđuju mogućnost nastanka živih bića od neživih stvari. To uključuje kreacionizam, hipotezu spontane generacije i teoriju biohemijske evolucije A. I. Oparina.

Fundamentalni položaj kreacionizam stvaranje svijeta je bilo određeno natprirodno biće (Stvoritelj), što se ogleda u mitovima naroda svijeta i vjerskim kultovima, ali starost planete i života na njoj daleko premašuje datume naznačene u ovim izvorima, a ima dosta nedoslednosti u njima.

Osnivač teorije spontane generaciježivotom se smatra starogrčki naučnik Aristotel, koji je tvrdio da je moguće da se nova stvorenja pojavljuju više puta, na primjer, gliste iz lokve, te crvi i muhe iz pokvarenog mesa. Međutim, ova gledišta su u 17.–19. veku opovrgnuta hrabrim eksperimentima F. Redija i L. Pasteura.

Italijanski ljekar Francesco Redi 1688. godine stavio je komade mesa u lonce i dobro ih zatvorio, ali se u njima nisu pojavili crvi, dok su se pojavili u otvorenim loncima. Kako bi opovrgao preovlađujuće uvjerenje da je životni princip sadržan u zraku, ponovio je svoje eksperimente, ali nije zatvorio lonce, već ih je prekrio s nekoliko slojeva muslina, i opet se život nije pojavio. Uprkos uvjerljivim podacima do kojih je došao F. Redi, istraživanje A. van Leeuwenhoeka dalo je novu hranu za diskusiju o „vitalnom principu“, koja se nastavila tokom sljedećeg stoljeća.

Drugi talijanski istraživač, Lazzaro Spallanzani, modificirao je eksperimente F. Redija 1765. kuhanjem nekoliko sati od mesa i povrća i zatvaranjem. Nakon nekoliko dana, ni on tamo nije našao nikakve znakove života i zaključio je da živa bića mogu nastati samo iz živih bića.

Konačni udarac teoriji spontanog nastajanja zadao je veliki francuski mikrobiolog Louis Pasteur 1860. godine, kada je stavio prokuhanu juhu u tikvicu sa S-grlicom i nije uspio dobiti nikakve klice. Čini se da je to svjedočilo u prilog teorijama biogeneze, ali je ostalo otvoreno pitanje kako je nastao prvi, prvi organizam.

Na to je pokušao odgovoriti sovjetski biohemičar A.I. Oparin, došavši do zaključka da je sastav Zemljine atmosfere u prvim fazama njenog postojanja bio potpuno drugačiji od onoga što je u naše vrijeme. Najvjerovatnije se sastojao od amonijaka, metana, ugljičnog dioksida i vodene pare, ali nije sadržavao slobodni kisik. Pod uticajem električnih pražnjenja velike snage i na visokim temperaturama, u njemu su se mogla sintetisati najjednostavnija organska jedinjenja, što su potvrdili eksperimenti S. Millera i G. Ureyja 1953. godine, koji su iz navedenih jedinjenja dobili nekoliko aminokiseline, jednostavni ugljikohidrati, adenin, urea, kao i jednostavne masne kiseline, mravlje i octene kiseline.

Ipak, sinteza organskih supstanci još ne znači nastanak života, stoga je A.I. Oparin iznio hipoteza biohemijske evolucije, prema kojem su različite organske supstance nastale i spojile se u veće molekule u plitkim vodama mora i okeana, gde su uslovi za hemijsku sintezu i polimerizaciju najpovoljniji. Molekuli RNK trenutno se smatraju prvim nosiocima života.

Neke od ovih supstanci su postepeno formirale stabilne komplekse u vodi - koacervate, ili koacervatne kapi, nalik kapima masti u bujonu. Ovi koacervati su primali različite supstance iz okolnog rastvora, koje su pretrpele hemijske transformacije koje se dešavaju u kapima. Poput organskih tvari, sami koacervati nisu bili živa bića, već su bili sljedeći korak u njihovom nastanku.

Oni koacervati koji su u svom sastavu imali povoljan odnos supstanci, posebno proteina i nukleinskih kiselina, zahvaljujući katalitičkim svojstvima proteina enzima, vremenom su stekli sposobnost reprodukcije svoje vrste i izvođenja metaboličkih reakcija, dok je struktura proteina bila kodirane nukleinskim kiselinama.

Međutim, pored reprodukcije, žive sisteme karakteriše zavisnost od snabdijevanja energijom izvana. Ovaj problem je u početku riješen razgradnjom organskih tvari iz okoliša bez kisika (u to vrijeme u atmosferi nije bilo kisika), tj.

heterotrofnu ishranu. Ispostavilo se da neke od apsorbiranih organskih tvari mogu akumulirati energiju sunčeve svjetlosti, kao što je hlorofil, što je omogućilo brojnim organizmima da pređu na autotrofnu ishranu. Oslobađanje kiseonika u atmosferu tokom fotosinteze dovelo je do pojave efikasnijeg disanja kiseonika, formiranja ozonskog omotača i, na kraju, do pojave organizama na kopnu.

Dakle, rezultat hemijske evolucije bio je izgled protobiontima- primarni živi organizmi, od kojih su, kao rezultat biološke evolucije, nastale sve postojeće vrste.

Teorija biokemijske evolucije u naše vrijeme je najpotvrđenija, ali se promijenila ideja o specifičnim mehanizmima nastanka života. Na primjer, pokazalo se da formiranje organskih tvari počinje u svemiru, a organske tvari igraju važnu ulogu čak i u samom formiranju planeta, osiguravajući prianjanje malih dijelova. Formiranje organskih tvari također se događa u utrobi planete: tokom jedne erupcije vulkan oslobađa do 15 tona organske tvari. Postoje i druge hipoteze o mehanizmima koncentracije organskih supstanci: smrzavanje rastvora, apsorpcija (vezivanje) na površini određenih mineralnih jedinjenja, delovanje prirodnih katalizatora itd. Pojava života na Zemlji trenutno je nemoguća, budući da bi sve organske tvari spontano nastale u bilo kojoj tački planeta odmah oksidirale slobodni kisik iz atmosfere ili bi ih iskoristili heterotrofni organizmi. To je još 1871. godine shvatio Charles Darwin.

Teorije biogeneze poriču spontano poreklo života. Glavne su hipoteza stabilnog stanja i hipoteza panspermije. Prvi od njih temelji se na činjenici da život postoji zauvijek, međutim, na našoj planeti postoje vrlo drevne stijene u kojima nema tragova aktivnosti organskog svijeta.

Hipoteza panspermije tvrdi da su embrione života na Zemlju iz svemira donijeli neki vanzemaljci ili božansko proviđenje. Ovu hipotezu potkrepljuju dvije činjenice: potreba za svim živim bićima, što je prilično rijetko na planeti, ali se često nalazi u meteoritima, za molibdenom, kao i otkriće organizama sličnih bakterijama na meteoritima sa Marsa. Međutim, ostaje nejasno kako je nastao život na drugim planetama.

Osnovne aromorfoze u evoluciji biljaka i životinja

Biljni i životinjski organizmi, koji predstavljaju različite grane evolucije organskog svijeta, u procesu historijskog razvoja samostalno su stekli određene strukturne karakteristike, koje će biti opisane dalje.

Kod biljaka su najvažniji prelazak iz haploidnog u diploidni, nezavisnost od vode tokom procesa oplodnje, prelazak sa spoljašnje na unutrašnju oplodnju i pojava dvostruke oplodnje, podela tela na organe, razvoj provodni sistem, usložnjavanje i poboljšanje tkiva, kao i specijalizacija oprašivanja uz pomoć insekata i distribucije sjemena i plodova.

Prijelaz sa haploidije na diploidiju učinio je biljke otpornijima na faktore okoline zbog smanjenog rizika od recesivnih mutacija. Očigledno je ova transformacija utjecala na pretke vaskularnih biljaka, koji ne uključuju briofite, koje karakterizira prevlast gametofita u životnom ciklusu.

Glavne aromorfoze u evoluciji životinja povezuju se sa pojavom višećeličnosti i sve većim rasparčavanjem svih organskih sistema, pojavom snažnog skeleta, razvojem centralnog nervnog sistema, kao i društvenim ponašanjem u različitim grupama visokoorganizovanih. životinja, koje su dale podsticaj ljudskom napretku.

Komplikacije živih organizama u procesu evolucije

Na osnovu sačuvanih ostataka, otisaka i drugih tragova vitalne aktivnosti živih organizama proučava se istorija organskog svijeta na Zemlji. Ona je predmet nauke paleontologija. Na osnovu činjenice da se ostaci različitih organizama nalaze u različitim slojevima stijena, stvorena je geohronološka skala prema kojoj je povijest Zemlje podijeljena na određene vremenske periode: eone, ere, periode i stoljeća.

Eon naziva se veliki vremenski period u geološkoj istoriji, koji kombinuje nekoliko era. Trenutno se razlikuju samo dva eona: kriptozoik (skriveni život) i fanerozoik (očigledni život). Era- ovo je vremenski period u geološkoj istoriji, koji je podjela eona, koji, pak, ujedinjuje periode. U kriptozoiku postoje dvije ere (arhejska i proterozojska), dok u fanerozoiku postoje tri (paleozoik, mezozoik i kenozoik).

Važnu ulogu u kreiranju geohronološke skale odigrali su vodeći fosili- ostaci organizama koji su u određenim periodima bili brojni i dobro su očuvani.

Razvoj života u kriptozoiku. Arhej i proterozoik čine većinu istorije života (period pre 4,6 milijardi godina - pre 0,6 milijardi godina), ali ima malo podataka o životu tokom tog perioda. Prvi ostaci organskih supstanci biogenog porijekla stari su oko 3,8 milijardi godina, a prokariotski organizmi postojali su već prije 3,5 milijardi godina. Prvi prokarioti bili su dio specifičnih ekosistema - cijanobakterijskih prostirki, zahvaljujući čijoj aktivnosti su nastali specifični sedimentni kameni stromatoliti („kameni tepisi“).

Razumijevanje života drevnih prokariotskih ekosistema pomoglo je otkrićem njihovih modernih analoga - stromatolita u zaljevu Shark Bay u Australiji i specifičnih filmova na površini tla u zaljevu Syvash u Ukrajini. Na površini cijanobakterijskih prostirki nalaze se fotosintetske cijanobakterije, a ispod njihovog sloja nalaze se izuzetno raznolike bakterije drugih grupa i arheje. Mineralne tvari koje se talože na površini prostirke i nastaju zbog njene vitalne aktivnosti talože se u slojevima (otprilike 0,3 mm godišnje). Ovakvi primitivni ekosistemi mogu postojati samo na mjestima nenastanjivim za druge organizme, i zaista, oba gore navedena staništa karakterizira izuzetno visok salinitet.

Brojni podaci ukazuju da je Zemlja u početku imala obnovljivu atmosferu, koja je uključivala: ugljični dioksid, vodenu paru, sumporov oksid, kao i ugljični monoksid, vodonik, sumporovodik, amonijak, metan itd. Prvi organizmi Zemlje bili su anaerobi , međutim, zahvaljujući fotosintezi cijanobakterija, u okolinu se oslobađao slobodni kiseonik koji se u početku brzo povezao sa redukcionim agensima u okolini, a tek nakon vezivanja svih redukcionih agenasa sredina je počela da dobija oksidaciona svojstva. O ovoj tranziciji svjedoči taloženje oksidiranih oblika željeza - hematita i magnetita.

Prije otprilike 2 milijarde godina, kao rezultat geofizičkih procesa, gotovo svo željezo nevezano u sedimentnim stijenama preselilo se u jezgro planete, a kisik se počeo akumulirati u atmosferi zbog odsustva ovog elementa - "revolucije kisika" dogodio. Bila je to prekretnica u istoriji Zemlje, koja je za sobom povukla ne samo promjenu sastava atmosfere i formiranje ozonskog zaslona u atmosferi - glavnog preduvjeta za naseljavanje kopna, već i sastava atmosfere. stijene nastale na površini Zemlje.

Još jedan važan događaj dogodio se u proterozoiku - pojava eukariota. Posljednjih godina bilo je moguće prikupiti uvjerljive dokaze za teoriju o endosimbionetskom porijeklu eukariotske ćelije - kroz simbiozu nekoliko prokariotskih ćelija. Vjerovatno su "glavni" predak eukariota bile arheje, koje su fagocitozom prešle na apsorpciju čestica hrane. Nasljedni aparat se preselio duboko u ćeliju, ali je ipak zadržao svoju vezu s membranom zbog prijelaza vanjske membrane nuklearne membrane u nastajanju u membrane endoplazmatskog retikuluma.

Geohronološka istorija Zemlje Eon Era Period Početak, prije milion godina Trajanje, milioni godina Razvoj života Fanerozojski kenozojski antropogen 1,5 1,5 Četiri ledena doba, praćena poplavama, dovela su do formiranja hladno otporne flore i faune (mamuti, mošusni volovi, sobovi, lemingi). Razmjena životinja i biljaka između kontinenata zbog pojave kopnenih mostova. Dominacija placentnih sisara. Istrebljenje mnogih velikih sisara. Formiranje čovjeka kao biološke vrste i njegovo naseljavanje. Pripitomljavanje životinja i uzgoj biljaka. Nestanak mnogih vrsta živih organizama usled ljudske ekonomske aktivnosti Neogen 25 23.5 Rasprostranjenost žitarica. Formiranje svih modernih redova sisara. Pojava majmuna Paleogen 65 40 Dominacija cvjetnica, sisara i ptica. Pojava kopitara, mesoždera, peronožaca, primata, itd. Mezozoik Kreda 135 70 Pojava kritosjemenjača, sisara i ptica postaje brojna Jura 195 60 Era gmizavaca i glavonožaca. Pojava torbara i placentnih sisara. Dominacija golosemenjača Trijas 225 30 Prvi sisari i ptice. Reptili su brojni. Rasprostranjenost zeljastih spora Paleozoik Perm 280 55 Pojava modernih insekata. Razvoj gmizavaca. Istrebljenje niza grupa beskičmenjaka. Rasprostranjenost četinara Ugljik 345 65 Prvi gmizavci. Pojava krilatih insekata. Prevladavaju paprati i preslice. Devon 395 50 Ribe su brojne. Prvi vodozemci. Pojava glavnih skupina spora, prvih golosjemenjača i gljiva Silurian 430 35 Alge su u izobilju. Prve kopnene biljke i životinje (pauci). Ribe duhovi i škorpioni rakovi su uobičajeni u ordoviciju 500 70 Koralji i trilobiti su u izobilju. Cvjetanje zelenih, smeđih i crvenih algi. Pojava prvih hordata Kambrij 570 70 Brojni riblji fosili. Morski ježevi i trilobiti su česti. Pojava višećelijskih algi Kriptoza Proterozoik 2600 2000 Pojava eukariota. Uglavnom su česte jednostanične zelene alge. Pojava multicelularnosti. Izbijanje raznovrsnosti višećelijskih životinja (pojava svih vrsta beskičmenjaka) Archaea 3500 1500 Prvi tragovi života na Zemlji su bakterije i cijanobakterije. Pojava fotosinteze

Bakterije koje je apsorbirala stanica nisu se mogle probaviti, već su ostale žive i nastavile funkcionisati. Vjeruje se da mitohondrije potječu od ljubičastih bakterija koje su izgubile sposobnost fotosinteze i prešle na oksidaciju organskih tvari. Simbioza s drugim fotosintetskim stanicama dovela je do pojave plastida u biljnim stanicama. Vjerojatno su flagele eukariotskih stanica nastale kao rezultat simbioze s bakterijama, koje su, poput modernih spiroheta, bile sposobne za uvijanje. U početku je nasljedni aparat eukariotskih stanica bio strukturiran otprilike na isti način kao i kod prokariota, a tek kasnije, zbog potrebe kontrole velike i složene stanice, nastali su hromozomi. Genomi intracelularnih simbionta (mitohondrija, plastida i flagela) uglavnom su zadržali prokariotsku organizaciju, ali je većina njihovih funkcija prenesena na nuklearni genom.

Eukariotske ćelije nastajale su više puta i nezavisno jedna od druge. Na primjer, crvene alge nastale su kao rezultat simbiogeneze s cijanobakterijama, a zelene alge s proklorofitnim bakterijama.

Preostale jednomembranske organele i jezgro eukariotske ćelije, prema teoriji endomembrane, nastale su invaginacijama membrane prokariotske ćelije.

Tačno vrijeme pojave eukariota nije poznato, jer se već u sedimentima starim oko 3 milijarde godina nalaze otisci ćelija sličnih veličina. Eukarioti su definitivno zabilježeni u stijenama starim oko 1,5-2 milijarde godina, ali tek nakon revolucije kisika (prije oko 1 milijardu godina) nastaju povoljni uslovi za njih.

Na kraju proterozojske ere (prije najmanje 1,5 milijardi godina) već su postojali višećelijski eukariotski organizmi. Višećelijska struktura, poput eukariotske ćelije, nastajala je više puta u različitim grupama organizama.

Postoje različiti pogledi na porijeklo višećelijskih životinja. Prema nekim podacima, njihovi preci su bile multinuklearne ćelije nalik trepavicama, koje su se potom raspale u zasebne mononuklearne ćelije.

Druge hipoteze povezuju porijeklo višećelijskih životinja s diferencijacijom kolonijalnih jednoćelijskih stanica. Razlike među njima se tiču porijekla staničnih slojeva u izvornoj višećelijskoj životinji. Prema hipotezi o gastrei E. Haeckel-a, to se događa invaginacijom jednog od zidova jednoslojnog višećelijskog organizma, kao kod koelenterata. Nasuprot tome, I. I. Mechnikov je formulirao hipotezu o fagociteli, smatrajući pretke višećelijskih organizama jednoslojnim sfernim kolonijama poput Volvoxa, koji je apsorbirao čestice hrane fagocitozom. Ćelija koja je uhvatila česticu izgubila je flagelum i krenula dublje u tijelo, gdje je vršila probavu, a na kraju procesa se vratila na površinu. S vremenom su stanice podijeljene u dva sloja sa specifičnim funkcijama - vanjski je osiguravao kretanje, a unutrašnji je obezbjeđivao fagocitozu. I. I. Mechnikov nazvao je takav organizam fagocitelom.

Dugo su višećelijski eukarioti gubili u konkurenciji s prokariotskim organizmima, ali na kraju proterozoika (prije 800-600 miliona godina) zbog nagle promjene uslova na Zemlji - smanjenje nivoa mora, povećanje koncentracije kisika , smanjenje koncentracije karbonata u morskoj vodi, redovni ciklusi hlađenja - višećelijski eukarioti su dobili prednost u odnosu na prokariote. Ako su do ovog vremena pronađene samo pojedinačne višećelijske biljke i, moguće, gljive, tada su od ove točke u povijesti Zemlje bile poznate i životinje. Od fauna koje su nastale na kraju proterozoika, najbolje su proučeni edijakarski i vendijski. Životinje iz vendskog perioda obično se ubrajaju u posebnu grupu organizama ili se svrstavaju u takve tipove kao što su koelenterati, plosnati crvi, člankonošci, itd. Međutim, nijedna od ovih grupa nema kostur, što može ukazivati na odsustvo grabežljivaca.

Razvoj života u paleozojskoj eri. Paleozojska era, koja je trajala više od 300 miliona godina, podijeljena je na šest perioda: kambrij, ordovicij, silur, devon, karbon (karbon) i perm.

IN Kambrijski period Zemlja se sastojala od nekoliko kontinenata, uglavnom na južnoj hemisferi. Najzastupljeniji fotosintetski organizmi u ovom periodu bile su cijanobakterije i crvene alge. Foraminifere i radiolarije su živjele u vodenom stupcu. U kambriju se pojavljuje ogroman broj skeletnih životinjskih organizama, o čemu svjedoče brojni fosilni ostaci. Ovi organizmi pripadali su oko 100 vrsta višećelijskih životinja, kako modernih (spužve, čokonošci, crvi, člankonošci, mekušci) tako i izumrlih, na primjer: ogromni grabežljivac Anomalocaris i kolonijalni graptoliti koji su plutali u vodenom stupcu ili su bili pričvršćeni za dno. Zemljište je ostalo gotovo nenaseljeno kroz kambrij, ali je proces formiranja tla već započeo bakterijama, gljivama i, moguće, lišajevima, a na kraju perioda na kopnu su se pojavili crvi oligoheti i stonoge.

IN Ordovician period Vodostaj Svjetskog okeana je porastao, što je dovelo do plavljenja kontinentalnih nizina. Glavni proizvođači u ovom periodu bile su zelene, smeđe i crvene alge. Za razliku od kambrija, u kojem su grebene gradile spužve, u ordoviciju su ih zamijenili koralni polipi. Gastropodi i glavonošci su cvjetali, kao i trilobiti (sada izumrli rođaci pauka). U ovom periodu prvi put su zabilježeni i hordati, posebno oni bez čeljusti. Krajem ordovicija došlo je do velikog izumiranja koje je uništilo oko 35% porodica i više od 50% rodova morskih životinja.

Silurian karakteriše povećana izgradnja planina, što je dovelo do isušivanja kontinentalnih platformi. Vodeću ulogu u fauni beskičmenjaka Silura imali su glavonošci, bodljikaši i džinovski rakovi, dok je među kralježnjacima ostala velika raznolikost životinja bez čeljusti i pojavile su se ribe. Krajem perioda na kopno su stigle prve vaskularne biljke - rinofiti i likofiti, koje su počele da naseljavaju plitke vode i plimu i oseku obala. Na zemlju su došli i prvi predstavnici klase arahnida.

IN Devonski period Kao rezultat izdizanja kopna, nastale su velike plitke vode koje su se presušile, pa čak i smrznule, jer je klima postala još kontinentalnija nego u siluru. U morima dominiraju koralji i bodljikaši, dok su glavonošci predstavljeni spiralno uvijenim amonitima. Među kralježnjacima devona, riba je procvjetala, a hrskavice i koštane ribe, kao i plućnjaci i režnjeve peraje, zamijenile su oklopne. Na kraju perioda pojavljuju se prvi vodozemci, koji su prvi živjeli u vodi.

U srednjem devonu na kopnu su se pojavile prve šume paprati, mahovina i preslice, koje su naseljavali crvi i brojni člankonošci (stonoge, pauci, škorpioni, insekti bez krila). Krajem devona pojavile su se prve golosemenke. Razvoj zemljišta biljkama doveo je do smanjenja vremenskih uslova i povećanog formiranja tla. Učvršćivanje tla dovelo je do formiranja riječnih kanala.

IN Karbonski period kopno su predstavljala dva kontinenta odvojena okeanom, a klima je postala primjetno toplija i vlažnija. Do kraja perioda došlo je do blagog izdizanja kopna, a klima je prešla u više kontinentalnu. U morima su dominirale foraminifere, koralji, bodljikaši, hrskavičaste i koštane ribe, a slatkovodna tijela su bila naseljena školjkama, rakovima i raznim vodozemcima. Sredinom karbona nastali su mali insektojedi gmazovi, a među insektima su se pojavili krilati (žohari, vilini konjici).

Trope su karakterizirale močvarne šume u kojima su dominirali džinovski repovi, mahovine i paprati, čiji su mrtvi ostaci kasnije formirali naslage uglja. Sredinom perioda u umjerenom pojasu, zahvaljujući njihovoj nezavisnosti od vode tokom procesa oplodnje i prisustvu sjemena, počelo je širenje golosjemenjača.

Permski period odlikovalo se spajanjem svih kontinenata u jedan superkontinent Pangea, povlačenjem mora i jačanjem kontinentalne klime do te mjere da su se u unutrašnjosti Pangee formirale pustinje. Do kraja perioda, paprati, preslice i mahovine gotovo su nestale na kopnu, a golosemenke otporne na sušu zauzele su dominantnu poziciju. Unatoč činjenici da su veliki vodozemci i dalje postojali, nastale su različite grupe gmazova, uključujući velike biljojede i grabežljivce. Krajem perma dogodio se najveći događaj izumiranja u istoriji života, jer su nestale mnoge grupe koralja, trilobita, većina glavonožaca, riba (prvenstveno hrskavičastih i režnjevitih peraja) i vodozemaca. Morska fauna je izgubila 40-50% porodica i oko 70% rodova.

Razvoj života u mezozoiku. Mezozojska era trajala je oko 165 miliona godina i bila je okarakterisana izdizanjem zemljišta, intenzivnom izgradnjom planina i smanjenjem vlažnosti klime. Podijeljen je na tri perioda: trijas, jura i kreda.

Kao prvo Trijaski period Klima je bila sušna, ali je kasnije, zbog porasta nivoa mora, postala vlažnija. Među biljkama su prevladavale golosjemenke, paprati i preslice, ali su drvenasti oblici spora gotovo potpuno izumrli. Pojedini koralji, amoniti, nove grupe foraminifera, školjkaša i bodljokožaca dostigle su visok razvoj, dok se raznolikost hrskavičnih riba smanjila, a promijenile su se i grupe koštanih riba. Gmizavci koji su dominirali kopnom počeli su da ovladavaju vodenim okruženjem, poput ihtiosaura i plesiosaura. Od gmizavaca iz trijasa do danas su preživjeli krokodili, tuatarije i kornjače. Krajem trijasa pojavili su se dinosaurusi, sisari i ptice.

IN Jurski period Superkontinent Pangea se podijelio na nekoliko manjih. Veći dio jure bio je vrlo vlažan, a pred kraj klima je postala suša. Dominantna grupa biljaka bile su golosemenke, od kojih su sekvoje preživele iz tog vremena. U morima su cvjetali mekušci (amoniti i belemniti, školjkaši i puževi), spužve, ježinci, hrskavice i koštane ribe. Veliki vodozemci su gotovo potpuno izumrli u jurskom periodu, ali su se pojavile moderne grupe vodozemaca (repi i bezrepi) i ljuskara (gušteri i zmije), a raznolikost sisavaca se povećala. Do kraja perioda pojavili su se i mogući preci prvih ptica - Archeopteryx. Međutim, svim ekosistemima dominirali su gmazovi - ihtiosauri i plesiosauri, dinosauri i leteći gušteri - pterosauri.

Period krede dobila je ime zbog stvaranja krede u sedimentnim stijenama tog vremena. Širom Zemlje, osim polarnih područja, vladala je trajna topla i vlažna klima. U tom su periodu nastali i postali široko rasprostranjeni angiospermi, istiskujući golosjemenke, što je dovelo do naglog povećanja raznolikosti insekata. U morima se, osim mekušaca, koštanih riba i plesiosaura, ponovo pojavio ogroman broj foraminifera, čije su školjke formirale naslage krede, a dinosauri su prevladavali na kopnu. Ptice bolje prilagođene zraku počele su postepeno istiskivati leteće dinosauruse.

Na kraju perioda došlo je do globalnog izumiranja koje je rezultiralo nestankom amonita, belemnita, dinosaurusa, pterosaura i morskih guštera, drevnih grupa ptica, kao i nekih golosjemenjača. Generalno, oko 16% porodica i 50% životinjskih rodova nestalo je sa lica Zemlje. Kriza kasne krede pripisana je udaru velikog meteorita u Meksičkom zaljevu, ali najvjerovatnije nije bila jedini uzrok globalnih promjena. Tokom naknadnog hlađenja, preživjeli su samo mali gmizavci i toplokrvni sisari.

Razvoj života u kenozoiku. Kenozojska era započela je prije oko 66 miliona godina i traje do danas. Karakterizira ga dominacija insekata, ptica, sisara i kritosjemenjača. Kenozoik je podeljen na tri perioda - Paleogen, neogen i antropocen - od kojih je potonji najkraći u istoriji Zemlje.

U ranom i srednjem paleogenu klima je ostala topla i vlažna, a krajem perioda postaje hladnija i suša. Kritosjemenjače su postale dominantna skupina biljaka, međutim, ako su na početku razdoblja prevladavale zimzelene šume, onda su se na kraju pojavile mnoge listopadne šume, a stepe su se formirale u sušnim zonama.

Među ribama dominantnu poziciju zauzimaju koštane ribe, a broj hrskavičnih vrsta, unatoč njihovoj primjetnoj ulozi u slanim vodama, je neznatan. Na kopnu su preživjeli samo ljuskavi reptili, krokodili i kornjače, dok su sisari zauzeli većinu njihovih ekoloških niša. Sredinom perioda pojavili su se glavni redovi sisara, uključujući insektojede, mesoždere, peronošce, kitove, kopitare i primate. Izolacija kontinenata učinila je faunu i floru geografski raznolikijom: Južna Amerika i Australija postale su centri za razvoj tobolčara, a drugi kontinenti - za placentalne sisare.

Neogenski period. U neogenu je površina Zemlje dobila svoj savremeni izgled. Klima je postala hladnija i suša. U neogenu su se već formirali svi redovi modernih sisara, a u afričkim pokrovima nastala je porodica Hominida i ljudski rod. Do kraja perioda četinarske šume su se proširile u polarnim područjima kontinenata, pojavile su se tundre, a žitarice su zauzele umjerene stepe.

Kvartarni period(antropocen) karakteriziraju periodične promjene glacijacija i zatopljenja. Tokom glacijacije, visoke geografske širine su bile prekrivene glečerima, nivoi okeana su naglo opali, a tropske i suptropske zone su se suzile. U područjima blizu glečera uspostavljena je hladna i suva klima, što je doprinijelo formiranju hladno otpornih grupa životinja - mamuta, divovskih jelena, pećinskih lavova itd. Smanjenje nivoa Svjetskog okeana koje je pratilo proces glacijacije doveo je do formiranja kopnenih mostova između Azije i Sjeverne Amerike, Evrope i Britanskih ostrva itd. Migracije životinja, s jedne strane, dovele su do međusobnog obogaćivanja flore i faune, as druge, do raseljavanja relikti vanzemaljaca, na primjer, torbara i kopitara u Južnoj Americi. Ovi procesi, međutim, nisu uticali na Australiju, koja je ostala izolovana.

Općenito, periodične klimatske promjene dovele su do formiranja izuzetno bogatog diverziteta vrsta, karakterističnog za sadašnju fazu evolucije biosfere, a utjecale su i na evoluciju čovjeka. Tokom antropocena, nekoliko vrsta iz roda Human proširilo se od Afrike do Evroazije. Prije oko 200 hiljada godina u Africi je nastala vrsta Homo sapiens, koja je, nakon dugog perioda postojanja u Africi, prije oko 70 tisuća godina ušla u Euroaziju i prije oko 35-40 hiljada godina - u Ameriku. Nakon perioda koegzistencije sa blisko srodnim vrstama, istisnula ih je i proširila po cijelom svijetu. Prije oko 10 hiljada godina, ljudska ekonomska aktivnost u umjereno toplim krajevima svijeta počela je utjecati kako na izgled planete (oranje zemljišta, paljenje šuma, prekomjerna ispaša, dezertifikacija, itd.) tako i na životinjski i biljni svijet zbog do smanjenja staništa njihovog staništa i istrebljenja, a u igru je došao i antropogeni faktor.

Human Origins. Čovjek kao vrsta, njegovo mjesto u sistemu organskog svijeta. Hipoteze o ljudskom porijeklu. Pokretačke snage i faze ljudske evolucije. Ljudske rase, njihova genetska povezanost. Biosocijalna priroda čovjeka. Društveno i prirodno okruženje, prilagođavanje čovjeka na njega

Human Origins

Prije samo 100 godina, ogromna većina ljudi na planeti nije ni pomišljala da bi ljudi mogli poticati od tako „nisko-respektabilnih” životinja kao što su majmuni. U raspravi s jednim od branilaca Darwinove teorije evolucije, profesorom Thomasom Huxleyem, njegov vatreni protivnik, biskup Oksforda Samuel Wilberforce, koji se oslanjao na vjerske dogme, čak ga je pitao da li se smatra srodnim precima majmuna preko svog djeda ili bake .

Međutim, razmišljanja o evolucionom poreklu izneli su antički filozofi, a veliki švedski taksonomista C. Linnaeus je u 18. veku, na osnovu skupa karakteristika, dao ime vrste čoveku Homo sapiens L.(Homo sapiens) i svrstao ga, zajedno sa majmunima, u isti red - primate. J. B. Lamarck je podržavao C. Linnaeusa i vjerovao da je čovjek čak imao zajedničke pretke sa modernim majmunima, ali je u nekom trenutku svoje povijesti sišao sa drveta, što je bio jedan od razloga za pojavu čovjeka kao vrste.

Čarls Darvin takođe nije ignorisao ovo pitanje i 70-ih godina 19. veka objavio je dela „Poreklo čoveka i seksualna selekcija” i „O izražavanju emocija kod životinja i čoveka”, u kojima je dao podjednako uverljive dokaze o zajedničkog porijekla ljudi i majmuna, nego njemački istraživač E. Haeckel („Prirodna istorija stvaranja“, 1868; „Antropogeneza, ili istorija porijekla čovjeka“, 1874), koji je čak sastavio i genealogiju životinjskog carstva . Međutim, ove studije su se ticale samo biološke strane formiranja čovjeka kao vrste, dok je društvene aspekte razotkrio klasik istorijskog materijalizma - njemački filozof F. Engels.

Nauka trenutno proučava porijeklo i razvoj čovjeka kao biološke vrste, kao i raznolikost modernih ljudskih populacija i obrasce njihove interakcije. antropologija.

Čovjek kao vrsta, njegovo mjesto u sistemu organskog svijeta

homo sapiens ( Homo sapiens) kao biološka vrsta pripada životinjskom carstvu, potcarstvu višećelijskih organizama. Prisutnost notohorda, škržnih proreza u ždrijelu, neuralne cijevi i bilateralna simetrija tokom embrionalnog razvoja omogućava da se klasifikuje kao hordat, dok razvoj kralježnice, prisustvo dva para udova i lokacija srca na trbušnoj strani tijela ukazuju na njegov odnos s drugim predstavnicima podtipa kralježnjaka.

Ishrana mladih mlijekom koje luče mliječne žlijezde, toplokrvnost, četvorokomorno srce, prisustvo dlaka na površini tijela, sedam pršljenova u vratnoj kičmi, predvorje usta, alveolarni zubi i nadomjestak mliječnih zuba sa trajnim su znakovi klase sisara, a intrauterini razvoj embriona i njegova veza sa majčinim tijelom preko placente - podklase placente.

Specifičnije osobine, kao što su hvatanje udova sa suprotnim palcem i noktima, razvoj klavikula, oči usmjerene naprijed, povećanje veličine lubanje i mozga, kao i prisustvo svih grupa zuba (sjekutića, očnjaka i kutnjaci) ne ostavlja sumnju da mu je mjesto u redu primata.

Značajan razvoj mozga i mišića lica, kao i strukturne karakteristike zuba, omogućavaju svrstavanje ljudi u članove podreda viših primata, odnosno majmuna.

Odsustvo repa, prisutnost zakrivljenosti kralježnice, razvoj moždanih hemisfera prednjeg mozga, prekrivenih korteksom s brojnim žljebovima i zavojima, prisutnost gornje usne i rijetka linija kose daju osnovu da se svrsta među predstavnici porodice velikih majmuna, ili velikih majmuna.

Međutim, čak i od najorganiziranijih majmuna, ljudi se razlikuju po oštrom povećanju volumena mozga, uspravnom držanju, širokoj karlici, izbočenoj bradi, artikuliranom govoru i prisutnosti 46 kromosoma u kariotipu i određuju njegovu pripadnost rodu ljudi.

Upotreba gornjih udova za rad, izrada oruđa, apstraktno mišljenje, kolektivna aktivnost i razvoj zasnovan na više socijalnim nego biološkim zakonima su specifične karakteristike Homo sapiensa.

Svi savremeni ljudi pripadaju jednoj vrsti - Homo sapiens ( Homo sapiens), i podvrste H. sapiens sapiens. Ova vrsta je skup populacija koje pri ukrštanju daju plodno potomstvo. Uprkos prilično značajnoj raznolikosti morfofizioloških karakteristika, one nisu dokaz višeg ili nižeg stepena organizovanosti pojedinih grupa ljudi – svi su na istom stepenu razvoja.

U naše vrijeme već je prikupljen dovoljan broj naučnih činjenica u interesu formiranja čovjeka kao vrste u procesu evolucije - antropogeneza. Specifičan tok antropogeneze još nije u potpunosti shvaćen, ali zahvaljujući novim paleontološkim nalazima i modernim istraživačkim metodama, možemo se nadati da će se uskoro pojaviti jasna slika.

Hipoteze o ljudskom porijeklu

Ako ne uzmemo u obzir hipoteze o božanskom stvaranju čovjeka i njegovom prodoru sa drugih planeta koje nisu vezane za područje biologije, onda sve manje-više konzistentne hipoteze o porijeklu čovjeka vode ga do zajedničkih predaka sa savremeni primati.

dakle, hipoteza ljudskog porijekla od drevnog tropskog primata tarsier, ili tarzijalnu hipotezu, koji je formulirao engleski biolog F. Wood Jones 1929. godine, zasniva se na sličnosti proporcija tijela ljudi i tarsera, crtama kose, skraćivanju facijalnog dijela lobanje potonjeg, itd. , razlike u strukturi i vitalnoj aktivnosti ovih organizama su toliko velike da nije steklo univerzalno priznanje.

Ljudi čak imaju previše sličnosti sa majmunima. Stoga, pored već navedenih anatomskih i morfoloških karakteristika, treba obratiti pažnju na njihov postembrionalni razvoj. Na primjer, male čimpanze imaju mnogo rjeđu dlaku, omjer volumena mozga i volumena tijela je mnogo veći, a sposobnost kretanja na zadnjim udovima je nešto šira nego kod odraslih. Čak se i pubertet kod viših primata javlja mnogo kasnije nego kod predstavnika drugih redova sisara sličnih veličina tijela.

Citogenetske studije su otkrile da je jedan od ljudskih hromozoma nastao kao rezultat fuzije hromozoma dva različita para prisutna u kariotipu velikih majmuna, i to objašnjava razliku u broju njihovih hromozoma (kod ljudi 2n = 46, a kod velikih majmuna 2n = 48), a to je također još jedan dokaz o odnosu ovih organizama.

Sličnost između čovjeka i majmuna je također vrlo velika prema molekularno-biohemijskim podacima, budući da ljudi i čimpanze imaju iste proteine krvne grupe AB0 i Rh, mnoge enzime, a aminokiselinske sekvence lanaca hemoglobina imaju samo 1,6% razlike, dok kod ostalih majmuna ovo je nešto više odstupanje. A na genetskom nivou, razlike u nukleotidnim sekvencama u DNK između ova dva organizma su manje od 1%. Ako uzmemo u obzir prosječnu brzinu evolucije takvih proteina u srodnim grupama organizama, možemo utvrditi da su se ljudski preci odvojili od drugih grupa primata prije oko 6-8 miliona godina.

Ponašanje majmuna po mnogo čemu podsjeća na ljudsko ponašanje, jer žive u grupama u kojima su društvene uloge jasno raspoređene. Zajednička odbrana, uzajamna pomoć i lov nisu jedini ciljevi stvaranja grupe, jer u njoj majmuni doživljavaju naklonost jedni prema drugima, izražavaju je na sve moguće načine i emocionalno reaguju na različite podražaje. Osim toga, u grupama postoji razmjena iskustava između pojedinaca.

Dakle, sličnosti između ljudi i drugih primata, posebno velikih majmuna, nalaze se na različitim nivoima biološke organizacije, a razlike između ljudi kao vrste su u velikoj mjeri određene karakteristikama ove grupe sisara.

Grupa hipoteza koje ne dovode u pitanje porijeklo ljudi od zajedničkih predaka sa modernim majmunima uključuje hipoteze policentrizma i monocentrizma.

Početna pozicija hipoteze policentrizma je nastanak i paralelna evolucija moderne ljudske vrste u nekoliko regiona zemaljske kugle od različitih oblika drevnog ili čak drevnog čoveka, ali to je u suprotnosti sa osnovnim odredbama sintetičke teorije evolucije.

Hipoteze o jedinstvenom porijeklu modernog čovjeka, naprotiv, postuliraju nastanak čovjeka na jednom mjestu, ali se razilaze o tome gdje se to dogodilo. dakle, hipoteza o ekstratropskom porijeklu ljudi zasniva se na činjenici da samo surovi klimatski uslovi visokih geografskih širina Evroazije mogu doprineti „humanizaciji“ majmuna. To je potkrijepljeno otkrićem na teritoriji Jakutije lokaliteta koji datiraju iz drevnog paleolita - kulture Diringa, ali je naknadno utvrđeno da starost ovih nalaza nije 1,8–3,2 miliona godina, već 260–370 hiljada godina. Dakle, ni ova hipoteza nije dovoljno potvrđena.

Trenutno je prikupljeno najviše dokaza u korist hipoteze o afričkom poreklu ljudi, ali nije bez nedostataka, koji su sveobuhvatni široka hipoteza monocentrizma, kombinujući argumente hipoteza policentrizma i monocentrizma.

Pokretačke snage i faze u ljudskoj evoluciji

Za razliku od drugih predstavnika životinjskog svijeta, čovjek je u procesu svoje evolucije bio izložen ne samo biološkim čimbenicima evolucije, već i društvenim, što je doprinijelo nastanku vrste kvalitativno novih stvorenja s biosocijalnim svojstvima. Društveni faktori odredili su proboj u fundamentalno novo adaptivno okruženje, koje je pružilo ogromne prednosti za opstanak ljudske populacije i naglo ubrzalo tempo njene evolucije.

Biološki faktori evolucije koji do danas igraju određenu ulogu u antropogenezi su nasledna varijabilnost, kao i protok gena koji snabdevaju primarni materijal za prirodnu selekciju. Istovremeno, izolacija, populacijski talasi i genetski drift su skoro potpuno izgubili smisao kao rezultat naučnog i tehnološkog napretka. To daje razloga nekim naučnicima da vjeruju da će u budućnosti zbog njihovog miješanja nestati čak i minimalne razlike između predstavnika različitih rasa.

Kako su promjenjivi uvjeti okoline prisilili ljudske pretke da se spuste sa drveća na otvoreni prostor i kreću se na dva kraka, oslobođene gornje udove koristili su za nošenje hrane i djece, kao i za izradu i korištenje alata. Međutim, takav alat se može napraviti samo ako postoji jasna ideja o konačnom rezultatu - slici predmeta, zbog čega se razvilo i apstraktno mišljenje. Poznato je da su složeni pokreti i proces mišljenja neophodni za razvoj određenih područja moždane kore, što se dogodilo u procesu evolucije. Međutim, takva znanja i vještine nemoguće je naslijediti, oni se mogu prenijeti sa jednog pojedinca na drugog samo tokom života potonjeg, što je rezultiralo stvaranjem posebnog oblika komunikacije - artikuliranog govora.

Dakle, društveni faktori evolucije uključuju ljudsku radnu aktivnost, apstraktno mišljenje i artikulirani govor. Ne treba odbaciti manifestacije altruizma primitivnog čovjeka, koji je brinuo o djeci, ženama i starcima.

Čovjekova radna aktivnost ne samo da je utjecala na njegov izgled, već je i omogućila da se u početku djelomično olakšaju uvjeti života korištenjem vatre, proizvodnje odjeće, izgradnje stambenih objekata, a kasnije ih aktivno mijenja kroz krčenje šuma, oranica, itd. U naše vrijeme, nekontrolisana ekonomska aktivnost dovela je čovječanstvo pod prijetnju globalne katastrofe kao rezultat erozije tla, isušivanja slatkovodnih tijela i uništavanja ozonskog zaslona, što se zauzvrat može povećati pritisak bioloških faktora evolucije.

Dryopithecus, koji je živio prije oko 24 miliona godina, najvjerovatnije je bio zajednički predak ljudi i majmuna. Uprkos činjenici da se penjao na drveće i trčao na sva četiri kraka, mogao se kretati na dvije noge i nositi hranu u rukama. Potpuno razdvajanje velikih majmuna i linije koja vodi do ljudi dogodilo se prije otprilike 5-8 miliona godina.

Australopithecus. Rod očigledno potiče od Dryopithecusa Ardipithecus, koji je nastao prije više od 4 miliona godina u savanama Afrike kao rezultat zahlađenja i povlačenja šuma, što je natjeralo ove majmune da pređu na hodanje na zadnjim udovima. Ova mala životinja očito je dovela do prilično velikog roda Australopithecus(„južni majmun”).

Australopithecus se pojavio prije oko 4 miliona godina i živio je u afričkim savanama i suhim šumama, gdje su se u potpunosti osjetile prednosti dvonožnog kretanja. Od Australopithecusa su proizašle dvije grane - veliki biljojedi sa snažnim čeljustima Paranthropus i manji i manje specijalizovani Ljudi. U određenom vremenskom periodu, ova dva roda su se razvijala paralelno, što se posebno očitovalo povećanjem volumena mozga i usložnjavanjem korišćenih alata. Karakteristike našeg roda su izrada kamenih oruđa (parantropi su koristili samo kost) i relativno veliki mozak.

Prvi predstavnici ljudskog roda pojavili su se prije oko 2,4 miliona godina. Pripadali su vrsti vještih ljudi (Homo habilis) i bili su niska stvorenja (oko 1,5 m) sa zapreminom mozga od približno 670 cm 3. Koristili su sirovo šljunčano oruđe. Očigledno su predstavnici ove vrste imali dobro razvijene izraze lica i rudimentan govor. Homo habilis napustio je istorijsku scenu prije otprilike 1,5 miliona godina, dajući početak sljedeće vrste - strejt covek.

Čovjek uspravan (H. erectus) kao biološka vrsta nastala u Africi prije oko 1,6 miliona godina i postojala 1,5 miliona godina, brzo se nastanila na ogromnim teritorijama u Aziji i Evropi. Predstavnik ove vrste sa ostrva Java svojevremeno je opisan kao Pithecanthropus(“čovjek-majmun”), otkriven u Kini, dobio je ime Sinanthropa, dok je njihov evropski “kolega”. Heidelberg man.

Svi ovi oblici se takođe nazivaju arhantropi(od drevnih ljudi). Uspravnog muškarca odlikovalo je nisko čelo, veliki obrvi i brada koja je nagnuta unatrag; volumen mozga mu je bio 900-1200 cm 3. Torzo i udovi ispravljenog čovjeka ličili su na one modernog čovjeka. Bez sumnje, predstavnici ovog roda koristili su vatru i pravili dvosjekle sjekire. Kako su nedavna otkrića pokazala, ova vrsta je čak savladala i navigaciju, jer su njeni potomci pronađeni na udaljenim otocima.

Paleoantropist. Prije oko 200 hiljada godina nastao je Hajdelberški čovjek Neandertalac (H. neandertalensis), na koju se poziva paleoantropisti(drevni ljudi) koji su živjeli u Evropi i zapadnoj Aziji prije između 200 i 28 hiljada godina, uključujući i periode glacijacije. Bili su to jaki, fizički prilično jaki i otporni ljudi sa velikim kapacitetom mozga (čak i većim od onog u modernih ljudi). Imali su artikuliran govor, izrađivali složene alate i odjeću, sahranjivali svoje mrtve, a možda su čak imali i neke rudimente umjetnosti. Neandertalci nisu bili preci Homo sapiensa; ova grupa se razvijala paralelno. Njihovo izumiranje povezano je s nestankom faune mamuta nakon posljednje glacijacije, a možda je i rezultat kompetitivnog raseljavanja naše vrste.

Najstariji nalaz predstavnika homo sapiens (homo sapiens) Stara je 195 hiljada godina i dolazi iz Afrike. Najvjerovatnije, preci modernih ljudi nisu neandertalci, već neki oblik arhantropa, poput Hajdelberškog čovjeka.

Neoantrop. Prije oko 60 hiljada godina, kao posljedica nepoznatih događaja, naša vrsta je skoro izumrla, tako da su svi sljedeći ljudi potomci male grupe koja je brojala svega nekoliko desetina jedinki. Nakon što je prevladala ovu krizu, naša vrsta je počela da se širi po Africi i Evroaziji. Razlikuje se od ostalih vrsta po vitkijoj građi, većoj stopi reprodukcije, agresivnosti i, naravno, najkompleksnijem i najfleksibilnijem ponašanju. Zovu se moderni ljudi koji su naselili Evropu prije 40 hiljada godina Kromanjonci i upućuju na neoantropi(savremenim ljudima). Biološki se nisu razlikovali od modernih ljudi: visina 170-180 cm, zapremina mozga oko 1600 cm 3. Kromanjonci su razvili umjetnost i religiju, pripitomili su mnoge vrste divljih životinja i uzgajali mnoge vrste biljaka. Moderni ljudi potječu od Kromanjonaca.

Ljudske rase, njihova genetska povezanost

Kako se čovječanstvo naseljavalo po planeti, pojavile su se određene razlike između različitih grupa ljudi u pogledu boje kože, crta lica, tipa kose, kao i učestalosti pojavljivanja određenih biohemijskih karakteristika. Skup takvih nasljednih karakteristika karakterizira grupu jedinki iste vrste, među kojima su razlike manje značajne od podvrsta - rase.

Proučavanje i klasifikacija rasa je komplikovana nedostatkom jasnih granica između njih. Cijelo moderno čovječanstvo pripada jednoj vrsti, unutar koje se razlikuju tri velike rase: australo-negroid (crna), kavkaska (bijela) i mongoloidna (žuta). Svaka od njih podijeljena je na male rase. Razlike između rasa svode se na karakteristike boje kože, kose, oblika nosa, usana itd.

Aussie-Negroid, ili ekvatorijalna rasa odlikuje se tamnom bojom kože, valovitom ili kovrdžavom kosom, širokim i blago izbočenim nosom, poprečnim nozdrvama, debelim usnama i nizom kranijalnih karakteristika. Kavkaski, ili Evroazijska rasa karakterizira svijetla ili tamna koža, ravna ili valovita meka kosa, dobar razvoj muške dlake na licu (brada i brkovi), uski izbočeni nos, tanke usne i niz kranijalnih karakteristika. Mongoloid(azijsko-američki) rase karakteriše ga tamna ili svetla koža, često gruba dlaka, prosečna širina nosa i usana, spljošteno lice, jaka izbočina jagodičnih kostiju, relativno velika veličina lica, primetan razvoj „trećeg kapka“.

Ove tri rase se razlikuju i po svom naselju. Prije ere evropske kolonizacije, australo-negroidna rasa bila je rasprostranjena u Starom svijetu južno od Tropika Raka; Kavkaska rasa - u Evropi, sjevernoj Africi, zapadnoj Aziji i sjevernoj Indiji; Mongoloidna rasa - u jugoistočnoj, sjevernoj, centralnoj i istočnoj Aziji, Indoneziji, Sjevernoj i Južnoj Americi.

Međutim, razlike između rasa odnose se samo na manje karakteristike koje imaju adaptivni značaj. Dakle, koža Negroida opeče se desetostruko većom dozom ultraljubičastog zračenja nego koža bijelaca, ali bijelci manje pate od rahitisa u visokim geografskim širinama, gdje može doći do nedostatka ultraljubičastog zračenja potrebnog za stvaranje vitamina D.

Ranije su neki ljudi pokušavali dokazati superiornost jedne od rasa kako bi stekli moralnu superiornost nad drugima. Sada je jasno da rasne karakteristike odražavaju samo različite istorijske puteve grupa ljudi, ali nisu ni na koji način povezane s prednošću ili biološkom zaostalošću jedne ili druge grupe. Ljudske rase su manje jasno definirane od podvrsta i rasa drugih životinja i ni na koji način se ne mogu porediti, na primjer, s rasama domaćih životinja (koje su rezultat namjerne selekcije). Kao što pokazuju biomedicinska istraživanja, posljedice međurasnih brakova zavise od individualnih karakteristika muškarca i žene, a ne od njihove rase. Stoga su bilo kakve zabrane međurasnih brakova ili određena praznovjerja nenaučne i nehumane.

Konkretnije od rasa, grupe ljudi su nacionalnosti- istorijski formirane jezičke, teritorijalne, ekonomske i kulturne zajednice ljudi. Stanovništvo određene zemlje čini njen narod. Uz interakciju mnogih nacionalnosti, nacija se može pojaviti unutar nacije. Sada na Zemlji ne postoje "čiste" rase, a svaku dovoljno veliku naciju predstavljaju ljudi koji pripadaju različitim rasama.

Biosocijalna priroda čovjeka

Bez sumnje, ljudi kao biološka vrsta moraju iskusiti pritisak evolucijskih faktora kao što su mutageneza, populacijski valovi i izolacija. Međutim, kako se ljudsko društvo razvija, neki od njih slabe, dok drugi, naprotiv, jačaju, budući da na planeti, zahvaćenoj procesima globalizacije, gotovo da i nema izolovanih ljudskih populacija u kojima se odvija inbreeding, a broj same populacije nisu podložne oštrim fluktuacijama. Shodno tome, pokretački faktor evolucije – prirodna selekcija – zahvaljujući uspjesima medicine, više ne igra istu ulogu u ljudskim populacijama kao u populacijama drugih organizama.

Nažalost, slabljenje selekcijskog pritiska dovodi do povećanja učestalosti nasljednih bolesti u populacijama. Na primjer, u industrijaliziranim zemljama do 5% stanovništva pati od daltonizma, dok u manje razvijenim zemljama ta brojka iznosi i do 2%. Negativne posljedice ovog fenomena mogu se prevazići zahvaljujući preventivnim mjerama i napretku u oblastima nauke kao što je genska terapija.

Međutim, to ne znači da je ljudska evolucija završila, jer prirodna selekcija nastavlja djelovati, eliminirajući, na primjer, gamete i jedinke sa nepovoljnim kombinacijama gena čak iu proembrionalnom i embrionalnom periodu ontogeneze, kao i otpornost na patogene raznih vrsta. bolesti. Osim toga, materijal za prirodnu selekciju ne daje se samo procesom mutacije, već i akumulacijom znanja, sposobnošću učenja, percepcijom kulture i drugim karakteristikama koje se mogu prenijeti s osobe na osobu. Za razliku od genetskih informacija, iskustvo stečeno tokom procesa individualnog razvoja prenosi se i sa roditelja na potomstvo iu suprotnom smjeru. A konkurencija se već javlja između zajednica koje se kulturno razlikuju. Ovaj oblik evolucije, jedinstven za ljude, zove se kulturnim, ili društvena evolucija.

Međutim, kulturna evolucija ne isključuje biološku evoluciju, budući da je ona postala moguća samo zbog formiranja ljudskog mozga, a sama ljudska biologija trenutno je određena kulturnom evolucijom, budući da u odsustvu društva i raznolikosti kretanja, određene zone ne postoje. formiraju u mozgu.

Dakle, osoba ima biosocijalnu prirodu, što ostavlja pečat na ispoljavanje bioloških, uključujući genetske, zakona koji upravljaju njegovim individualnim i evolucijskim razvojem.

Društveno i prirodno okruženje, prilagođavanje čovjeka na njega

Ispod društvenom okruženju razumjeti, prije svega, društvene, materijalne i duhovne uslove njegovog postojanja i djelovanja koji okružuju osobu. Osim ekonomskog sistema, društvenih odnosa, društvene svijesti i kulture, uključuje i neposredno okruženje čovjeka – porodicu, radne i studentske grupe, kao i druge grupe. Okolina, s jedne strane, presudno utiče na formiranje i razvoj ličnosti, as druge, sama se mijenja pod uticajem osobe, što povlači za sobom nove promjene u ljudima itd.

Prilagođavanje pojedinaca ili njihovih grupa društvenoj sredini radi ostvarivanja sopstvenih potreba, interesovanja, životnih ciljeva i obuhvata prilagođavanje uslovima i prirodi studija, rada, međuljudskih odnosa, ekološkog i kulturnog okruženja, uslova slobodnog vremena i svakodnevnog života, kao i kao njihova aktivna promjena za zadovoljenje vaših potreba. U tome veliku ulogu igra i promjena sebe, svojih motiva, vrijednosti, potreba, ponašanja itd.

Informacijska opterećenja i emocionalna iskustva u modernom društvu često su glavni uzrok stresa, koji se može prevladati uz pomoć jasne samoorganizacije, fizičkog treninga i autotreninga. U nekim posebno teškim slučajevima potrebna je posjeta psihoterapeutu. Pokušaj da se prekomjerno jedenje, pušenje, pijenje alkohola i druge loše navike pronađu zaborav na ove probleme ne dovodi do željenog rezultata, već samo pogoršava stanje organizma.

Prirodno okruženje nema ništa manji uticaj na čoveka, uprkos činjenici da ljudi pokušavaju da stvore udobno veštačko okruženje za sebe već oko 10 hiljada godina. Tako izlazak na značajnu nadmorsku visinu zbog smanjenja koncentracije kisika u zraku dovodi do povećanja broja crvenih krvnih stanica u krvi, pojačanog disanja i otkucaja srca, a produženo izlaganje otvorenom suncu doprinosi povećanju pigmentacije kože. - sunčanje. Međutim, navedene promjene se uklapaju u normu reakcije i nisu naslijeđene. Međutim, narodi koji su dugo živjeli u takvim uslovima mogu imati određene adaptacije. Tako kod sjevernih naroda nazalni sinusi imaju mnogo veći volumen za zagrijavanje zraka, a veličina izbočenih dijelova tijela se smanjuje kako bi se smanjio gubitak topline. Afrikanci imaju tamniju boju kože i kovrčavu kosu jer pigment melanin štiti tjelesne organe od prodiranja štetnih ultraljubičastih zraka, a kapa za kosu ima termoizolacijska svojstva. Svijetle oči Evropljana su prilagodba oštrijoj percepciji vizualnih informacija u sumrak i u magli, a mongoloidni oblik očiju rezultat je prirodne selekcije za djelovanje vjetrova i prašnih oluja.

Ove promjene zahtijevaju vijekove i milenijume, ali život u civilizovanom društvu sa sobom nosi i neke promjene. Dakle, smanjenje fizičke aktivnosti dovodi do lakšeg skeleta, smanjenja njegove snage i smanjenja mišićne mase. Slaba pokretljivost, višak kalorične hrane, stres dovode do povećanja broja ljudi sa prekomjernom težinom, a adekvatna proteinska prehrana i nastavak dnevnog svjetla uz pomoć umjetnog osvjetljenja doprinose ubrzanju - ubrzanom rastu i pubertetu, te povećanju tjelesne veličine. .

1. Nasljednost je svojstvo organizama da prenose strukturne karakteristike i

životna aktivnost s generacije na generaciju.

2. Materijalna osnova naslijeđa su hromozomi i geni koji čuvaju informacije o karakteristikama organizma. Prijenos gena i hromozoma s generacije na generaciju

zahvaljujući reprodukciji. Razvoj ćerkog organizma iz jedne ćelije - zigota

ili grupa ćelija majčinog tela u procesu razmnožavanja. Lokalizacija u

jezgra ćelija uključenih u reprodukciju, geni i hromozomi koji određuju

sličnost organizma kćeri sa majkom.

3. Nasljednost je faktor evolucije, osnova za sličnost roditelja i potomstva, jedinki iste vrste.

4. Varijabilnost je zajedničko svojstvo svih organizama da u procesu individualnog razvoja dobijaju nove karakteristike.

5. Vrste varijabilnosti: nenasljedna (modifikacija) i nasljedna (kombinativna, mutacijska).

6. Nenasljedne promjene nisu povezane s promjenama

geni i hromozomi, nisu naslijeđeni, nastaju pod utjecajem faktora

spoljašnje okruženje, vremenom nestaju. Manifestacija sličnih modifikacija

promjene kod svih jedinki vrste (na primjer, na hladnoći, krzno konja postaje

deblji). Nestanak modifikacionih promena po prestanku faktora,

uzrokujući ovu promjenu (tamnjenje nestaje zimi, kako se uslovi pogoršavaju

varijabilnost modifikacije: sunčanje ljeti, debljanje

životinje uz dobru ishranu i održavanje, razvoj određenih mišićnih grupa

kada se bavite sportom.

7. Nasljedne promjene su uzrokovane promjenama

geni i hromozomi, naslijeđeni su, variraju među pojedincima unutar njih

jedne vrste održavaju se tokom života jedinke.

8. Kombinativna varijabilnost. Manifestacija

kombinativna varijabilnost tokom ukrštanja, njena zavisnost od pojave novih

kombinacije (kombinacije) gena u potomstvu. Izvori kombinativnosti

varijabilnost: razmjena sekcija između homolognih hromozoma, nasumična

kombinacija zametnih ćelija tokom oplodnje i formiranja zigota. Varied

kombinacije gena - uzrok rekombinacije (nove kombinacije) roditelja

znakova u potomstvu.

9. Mutacije su iznenadne, uporne promjene.

gena ili hromozoma. Rezultat mutacija je pojava novih karakteristika kod djeteta

organizmi koji su bili odsutni u njegovim roditeljima, na primjer, kratke noge

ovce, nedostatak perja kod pilića, albinizam (nedostatak pigmenta). Korisno,

štetne i neutralne mutacije. Većina mutacija je štetna za tijelo

zbog pojave novih znakova koji ne odgovaraju njegovom staništu.

10. Nasljedna varijabilnost je faktor u evoluciji.

Materijalna je pojava novih likova u organizmima i njihova raznolikost

akcije prirodne selekcije, očuvanje jedinki sa promenama,

odgovara staništu, formiranje prilagodljivosti organizama na

promjenjivi uslovi okoline.

2. Prirodni i vještački ekosistemi, njihove karakteristike.

1. Ekosistem - skup živih organizama različitih vrsta međusobno povezanih

i sa komponentama nežive prirode, metabolizmom i pretvorbom energije

određeno područje biosfere.

2. Struktura ekosistema:

Vrste - broj vrsta koje žive u ekosistemu i

odnos njihovog broja. Primjer: oko 30 vrsta koje rastu u crnogoričnoj šumi

biljke, u hrastovoj šumi - 40-50 vrsta, na livadi - 30-50 vrsta, u vlažnom

tropska šuma - preko 100 vrsta;

Prostorno - smještaj organizama u

vertikalni (slojeviti) i horizontalni (mozaik) smjer. primjeri:

prisustvo 5-6 slojeva u širokolisnoj šumi; razlike u sastavu biljaka

rubu i u šikari šume, u suhim i vlažnim područjima.

3. Komponente zajednice: abiotičke i biotičke.

Abiotičke komponente nežive prirode - svjetlost, pritisak, vlaga, vjetar,

reljef, sastav tla i dr. Biotičke komponente: organizmi – proizvođači,

potrošača i razarača.

4. Proizvođači - biljke i neke bakterije,

stvaranje organskih supstanci od neorganskih koristeći energiju

sunčeva svetlost.

5. Potrošači - životinje, neke biljke i

bakterije koje se hrane pripremljenim organskim tvarima i koriste

6. Razarači su gljivice i neke bakterije,

uništavanje organske materije do neorganske, hranjenje leševima,

biljnih ostataka.

7. Kruženje supstanci i transformacije energije -

neophodan uslov za postojanje bilo kog ekosistema. Prijenos tvari i energije u

lanci ishrane u ekosistemu.

8. Održivost ekosistema. Zavisnost o stabilnosti

ekosistema o broju vrsta koje žive u njima i dužini lanaca ishrane: što više

vrstama, lancima ishrane, to je ekosistem stabilniji od ciklusa supstanci.

9. Vještački ekosistem - stvoren kao rezultat

ljudska aktivnost. Primjeri umjetnih ekosistema: park, polje, vrt,

10. Razlike između vještačkog ekosistema i prirodnog:

Mali broj vrsta (na primjer, pšenica i neke

vrste korova u polju pšenice i pridružene životinje)

Dominacija organizama jedne ili više vrsta

(pšenica u polju);

Kratki lanci ishrane zbog malog broja vrsta;

Nezatvorena cirkulacija tvari zbog

značajno uklanjanje organskih materija i njihovo uklanjanje iz ciklusa u obliku

Niska stabilnost i nemogućnost da

samostalno postojanje bez ljudske podrške.

TICKET#12