Движечки сили на еволуцијата. Движечките сили на еволуцијата: наследна варијабилност и природна селекција Движечките сили на еволуцијата се наследна варијабилност
Живите организми се способни за „компензаторни фенотипски модификации“, односно такви интравитални промени кои ги компензираат ефектите од разни повреди (типичен пример е регенерацијата). Оваа способност, која се јавува за време на еволуцијата, може сама по себе да влијае на понатамошната еволуција, бидејќи компензаторните модификации се јавуваат не само како одговор на повреда, туку и како одговор на мутации кои го нарушуваат нормалниот тек на развојот на организмот. Компензаторните модификации можат да придонесат за консолидација на таквите мутации, што доведува до брзи еволутивни трансформации.
Два типа на варијабилност.Биолошката еволуција се заснова на познатата „дарвинова тријада“: наследност, варијабилност и селекција. Денес, зад секој од овие три концепти стојат добро развиени, сложени и многу детални теории, поткрепени со безброј факти, експерименти и набљудувања. Далеку од статични, овие теории продолжуваат да се развиваат брзо како што се појавуваат нови податоци (и старите се разбираат).
Во однос на варијациите, фокусот на еволутивната биологија традиционално беше на таканаречената наследна (т.е. генетски определена) варијација. Наследната варијабилност се определува со разлики во генотипот на поединците, се пренесува од родителите на потомството и со тоа директно „работи“ природната селекција. Сепак, постои и таканаречена варијабилност на модификација, која не е наследна во строга смисла на зборот. Варијабилноста на модификацијата е промена во структурата (фенотипот) што се јавува како одговор на промените во условите во кои се развива организмот (за еден од впечатливите примери, видете ја белешката „Одгледана е гасеница која ја менува бојата кога се загрева.“ „Елементи “, 09.02.06).
Варијабилноста на модификацијата е еден од оние природни феномени кои постојат како намерно за да ги збунат теоретичарите. Погрешното разбирање на природата на варијабилноста на модификацијата и нејзините причинско-последични односи со еволутивниот процес во минатото често доведувале до различни недоразбирања и несоодветни заклучоци. Следниве клучни одредби во моментов се општо прифатени:
- Генотипот не го одредува фенотипот како таков, туку нормата на реакција: одреден опсег на можности за развој. Која од овие можности ќе се реализира веќе не зависи од гените, туку од условите во кои ќе дојде до развојот на организмот. Варијациите на фенотипот во рамките на нормата на реакцијата се варијабилност на модификација.
- Модификациите не се наследни (тие не се „напишани“ во гените). способносттие, секако, се наследени, т.е. е генетски детерминиран.
- Модифицирањето на варијабилноста често е целисходно (адаптивно). На пример, сончањето предизвикано од сончевата светлина не штити од штетното влијание на ултравиолетовото зрачење. Сепак, способноста за адаптивни модификации не „падна од небо“ кај нас. Нема ништо мистично во него, тоа не е манифестација на некоја неразбирлива „внатрешна цел на природата“ или резултат на интервенција на натприродни сили. Способноста за адаптивни модификации се развива под влијание на селекција, врз основа на консолидација на одредени наследнапромени (мутации), исто како и сите други адаптивни својства на организмот.
- Способноста за модифицирана варијабилност, од една страна, е резултат на еволуцијата, од друга страна, самата може да има значително влијание врз еволуцијата. Во написот што го дискутира Н.Н. Јордански, зборуваме за еден од аспектите на ова влијание.
Еволутивната улога на варијабилноста на модификацијата.Веќе на крајот на 19 век, некои биолози почнаа да мислат дека способноста за модификација на варијабилноста што произлегува во текот на еволуцијата (во широка смисла, вклучувајќи ја способноста за доживотни промени во однесувањето, учењето итн.) може да има обратен ефект врз текот на еволутивниот процес, а природата на ова влијание може да варира.
Од една страна, способноста за адаптивни модификации може да ја забави еволуцијата. Ако еден организам, без да го промени својот генотип, може да се прилагоди на различни услови за живот во текот на неговиот живот, тоа може да доведе до слабеење на ефектот на селекција кога се менуваат последните.
Од друга страна, оваа способност делумно може да ги предодреди понатамошните патишта на еволутивните трансформации. Ако условите се промениле „сериозно и долго време“, така што организмите од генерација на генерација треба да ги претрпат истите модифицирачки трансформации за време на нивниот развој, тоа може да доведе до фактот дека мутациите што водат до строга генетска „фиксација“ на овие трансформации ќе биде поддржана селекција, а потоа модификацијата ќе се претвори во наследна промена. Во овој случај, може да се појави илузијата за „наследството на стекната карактеристика“ на Ламарк. Овој феномен е познат како „Болдвин ефект“ (види за него во белешката „Гените го контролираат однесувањето, а однесувањето ги контролира гените“. „Елементи“, 12.11.08). На овој начин, на пример, некоја вештина стекната од животното во текот на неговиот живот како резултат на тренирање на крајот може да се претвори во наследен инстинкт. Дополнително, нов начин на однесување - не е важно дали е инстинктивен или „свесен“, главната работа е што ова однесување се репродуцира во текот на многу генерации - создава нови вектори на селекција и може да доведе до фиксација на мутации што „прават животот полесен“ токму со ова однесување. На пример, развојот на сточарството доведе до ширење на специфична мутација во човечката популација „добиток“ што им овозможува на возрасните да го сварат млечниот шеќер лактоза (првично, луѓето ја имале оваа способност само во детството). Уште еднаш ја гледаме илузијата на Ламарковото наследство: нашите предци долго време „тренираа“ да пијат млеко како возрасни, и на крајот „резултатите од обуката“ станаа наследни. Всушност, се разбира, механизмот на оваа еволутивна промена е сосема поинаков: променетото однесување (пиење млеко од домашни животни) доведе до фактот дека периодично се појавуваат мутации кои го оневозможуваат механизмот за исклучување (со цел да се спаси) синтезата на ензимот лактаза кај возрасните престана да биде штетен и напротив, тие станаа корисни. Луѓето со оваа мутација се хранеле подобро и оставиле повеќе потомци. Затоа, овие мутации почнаа да се шират во популацијата во строга согласност со законите на популациската генетика.
Уште на почетокот на 20 век, беше утврдено дека за речиси секоја модификација е можно да се најде мутација што ќе доведе до слични фенотипски последици, само строго определени, независно од надворешните услови. Ова се нарекува „генокопирање модификации“. Како што забележува Н.Н. Јордански, ова во суштина не е изненадувачки. Генотипот ја одредува „нормата на реакција“, т.е. збир на можни патишта на индивидуален развој. Ако постојат варијанти на надворешни услови кои водат до избор на една од овие патеки, тогаш може да има и мутации кои ќе ја направат оваа патека единствена можна (или најверојатна) без оглед на надворешните услови. На крајот на краиштата, модификациите се предизвикани од промените во активноста (изразувањето) на одредени гени во одредени клетки на телото. Добро е познато дека промените во генската експресија можат да бидат предизвикани и од флуктуации во надворешните услови и од мутации. За еволутивното значење на „генокопските модификации“ детално се зборува во делата на Вадингтон, Кирпичников, Шишкин и други еволуционисти; овие идеи се користат во теоријата на Шмалхаузен за стабилизирање на селекцијата; дури беше направен обид да се формулира посебна „епигенетска теорија на еволуцијата“ врз оваа основа.
Компензаторни модификации.Н.Н. Јордански привлекува внимание на посебна група адаптивни модификации, имено, компензаторни реакции на организмите на различни нарушувања на онтогенетските процеси и трауматски повреди на возрасни организми. На пример, опишани се многу случаи во кои водоземец, рептил, птица или цицач изгубил еден од своите екстремитети, но ги компензирал ефектите од повредата преку промени во однесувањето и успешно создавал потомство од година во година. Постојано се забележани риби кои целосно ја изгубиле опашката перка (понекогаш заедно со дел од 'рбетот), но се во добра физичка форма. Кај таквите риби, дорзалните и аналните перки често повторно растат, кои се формираат околу оштетената област нешто како грбните и вентралните лобуси на опашката перка.
Ова сугерира дека во природните биоценози борбата за постоење и селекција не се секогаш толку сурови. Во секој случај, селективното „преживување на најсилните“ е статистички процес, а повредените поединци често имаат шанса да преживеат, па дури и да остават потомство.
Главната идеја на написот на Н.Н. Јордански е дека способноста за компензаторни модификации може да доведе до брзи еволутивни трансформации поради фактот што ефектот на многу штетни мутации може да се измазне благодарение на компензаторните модификации. Како резултат на тоа, таквите мутации понекогаш може да опстојуваат, па дури и да се шират низ целата популација. Факт е дека компензаторните модификации можат да компензираат не само за повредите, туку и за последиците од штетните мутации.
Да замислиме дека рибата има мутација, како резултат на која не развива опашка перка. Сосема е можно за време на онтогенезата на таква риба, истиот механизам на компензаторна модификација што се активира кога опашката ќе се изгуби како резултат на повреда да „работи“. Со други зборови, грбната и аналната перка ќе почнат повторно да растат и да формираат еден вид изгубена каудална перка. Се разбира, ова ќе доведе до сериозна промена во структурата на рибата. Но, оваа промена нема нужно да биде целосно некомпатибилна со животот, бидејќи се заснова на „целисходна“ компензаторна модификација, чија способност е усовршена со селекција во милиони претходни генерации риби.
Можеби така настанале сончевите риби и нејзините роднини, чија структура на перка е многу слична со онаа што се добива кај другите риби како резултат на трауматичното губење на опашката перка.
Така, способноста да се подложат на компензаторни модификации ја зголемуваат веројатноста за фиксирање на големи мутации, чие еволутивно значење обично се смета за крајно незначително (бидејќи веројатноста дека голема мутација ќе биде корисна или дури и не многу штетна) е исклучително мала . Меѓутоа, земајќи ги предвид компензаторните модификации нè принудува да ја преиспитаме оваа проценка на веројатностите.
Н.Н.Јордански нагласува дека идејата што ја предлага не е аргумент во корист на т.н. салтационистички модел на еволуција. Салтационистите гледаат солтации (нагли промени во структурата) како главен механизам на еволуцијата, обезбедувајќи појава на еволутивни иновации без учество на селекција. Спротивно на тоа, Н.Н. Јордански сугерира дека големите промени во организмот кои настанале преку мутации „заедно со почестите мали варијации можат да послужат како елементарен еволутивен материјал од кој, под влијание на селекцијата, се формираат нови адаптации и нови видови на организација. ”
Треба да се забележи дека еволутивната улога на компензационите механизми (вклучувајќи ги и сите видови негативни повратни информации) јасно се манифестира на молекуларно генетско ниво. Ова се рефлектира во концептот на „еволутивен замав“, развиен од Н.А. Колчанов и неговите колеги од Новосибирскиот институт за цитологија и генетика (види: Н.А. Колчанов, В.В. Суслов, К.В. Гунбин. сложеност на биолошката организација). Според истражувачите, во мрежите на меѓугенски интеракции, како резултат на дејството на стабилизирачка селекција во релативно константни услови, се јавува развој на компензаторни механизми засновани на принципот на негативна повратна информација. Во суштина, овие механизми обезбедуваат можност за компензаторни модификации на молекуларно ниво. Тие го прават системот постабилен, подобро способен да ги компензира флуктуациите во надворешните услови. Но, развојот на компензаторните механизми води и до фактот дека многу мутации кои би можеле да бидат штетни и да го исфрлат системот од рамнотежа всушност не предизвикуваат штета, бидејќи нивните ефекти се компензираат на ист начин како и надворешните влијанија. Како резултат на тоа, таквите мутации не се елиминираат со селекција и можат да се акумулираат. Ова продолжува додека некои многу големи промени (на пример, транзиција кон ново живеалиште) не ги оневозможат механизмите за компензација - а потоа одеднаш може да се појават „латентни“ мутации, што ќе доведе до експлозивно зголемување на варијабилноста на организмите.
Така, способноста за компензаторни модификации што се јавуваат во текот на еволуцијата е важен фактор што ги насочува (ограничува, „канали“) можните патеки на понатамошна еволуција.
Наследна варијабилност
Случајно (ненасочено) складирање на функции
Бранови на населението- периодични флуктуации во големината на населението. На пример: бројот на зајаци не е константен, на секои 4 години ги има многу, потоа следи пад на бројот. Значење: за време на опаѓање, се јавува генетски дрифт.
Генетски нанос:ако популацијата е многу мала (поради катастрофа, болест, опаѓање на поп бранот), тогаш особините опстојуваат или исчезнуваат без оглед на нивната корисност, случајно.
Борба за егзистенција
Причина:Се раѓаат многу повеќе организми отколку што можат да преживеат, така што нема доволно храна и територија за сите нив.
Дефиниција:севкупноста на односите на еден организам со другите организми и со околината.
Форми:
- интраспецифичен (помеѓу индивидуи од ист вид),
- меѓуспецифични (меѓу индивидуи од различни видови),
- со еколошки услови.
Последица:природна селекција
Природна селекција
Ова е главниот, водечки, насочувачки фактор на еволуцијата, што доведува до приспособливост, до појава на нови видови.
Изолација
Постепено акумулација на разликипомеѓу популации изолирани едни од други може да доведе до фактот дека тие нема да можат да се вкрстуваат - ќе има биолошко задржување, ќе се појават два различни прикази.
Видови изолација/специјација:
- Географски - ако постои непремостлива бариера помеѓу популациите - планина, река или многу големо растојание (се јавува со брзо проширување на опсегот). На пример, сибирски ариш (во Сибир) и Дауриски ариш (на Далечниот исток).
- Еколошки - ако две популации живеат на иста територија (во иста област), но не можат да се вкрстуваат. На пример, во Севанското Езеро живеат различни популации на пастрмка, но тие одат во различни реки кои се влеваат во ова езеро за да се мрестат.
Внесете ги во текстот „Флуктуации на бројот на поединци“ термините што недостасуваат од предложената листа, користејќи дигитални ознаки за ова. Бројот на поединци во популациите не е константен. Неговите периодични осцилации се нарекуваат (А). Нивното значење за еволуцијата лежи во фактот дека како што расте популацијата, бројот на мутанти се зголемува онолку пати колку што се зголемува бројот на единки. Ако бројот на поединци во популацијата се намали, тогаш таа (Б) станува помалку разновидна. Во овој случај, како резултат на (Б), поединци со одредено (Д) може да исчезнат од него.
1) популациски бран
2) борба за егзистенција
3) варијабилност
4) генски базен
5) природна селекција
6) генотип
7) фенотип
8) наследноста
Одговори
Изберете една, најточната опција. Комбинираната варијабилност се нарекува
1) движечките сили на еволуцијата
2) насоки на еволуција
3) резултатите од еволуцијата
4) фази на еволуција
Одговори
1. Воспоставете ја низата на формирање на адаптации кај растителна популација за време на процесот на еволуција. Запишете ја соодветната низа од броеви.
1) консолидација на нова особина со стабилизирање на селекцијата
2) дејството на движечката форма на селекција врз поединци во популацијата
3) промена на генотиповите на поединците во популацијата при нови услови
4) промена на условите за живеалишта на населението
Одговори
2. Воспоставете секвенца на формирање на фитнес на растенијата во процесот на еволуција. Запишете ја соодветната низа од броеви.
1) репродукција на поединци со корисни промени
2) појава на различни мутации кај популацијата
3) борба за егзистенција
4) зачувување на индивидуи со наследни промени корисни за дадени услови на животната средина
Одговори
3. Воспоставете ја низата на процесите на микроеволуција. Запишете ја соодветната низа од броеви.
1) дејството на избор на возење
2) појава на корисни мутации
3) репродуктивна изолација на популациите
4) борба за егзистенција
5) формирање на подвид
Одговори
4. Утврдете ја низата на дејствување на движечките сили на еволуцијата. Запишете ги броевите под кои се означени.
1) борба за егзистенција
2) репродукција на поединци со корисни промени
3) појава на различни наследни промени кај населението
4) зачувување на претежно индивидуи со наследни промени корисни во дадени услови на животната средина
5) формирање на адаптација кон животната средина
Одговори
5. Воспоставување на редоследот на формирање на популацијата на темна боја на пеперутка бреза молец во загадени индустриски области.
1) појава на различно обоени пеперутки кај потомството
2) зголемување на бројот на пеперутки со потемни бои
3) зачувување како резултат на природна селекција на пеперутки со темни бои и смрт со светли бои
4) појава на популација на пеперутки со темна боја
Одговори
6n. Воспоставете ја низата на процеси за време на спецификацијата. Запишете ја соодветната низа од броеви.
1) дистрибуција на корисни својства во изолирани популации
2) природна селекција на индивидуи со корисни особини во изолирани популации
3) прекин на опсегот на видот поради промени во релјефот
4) појавата на нови особини кај изолираните популации
5) формирање на нови подвидови
Одговори
1. Наведете ја низата процеси на географска спецификација. Запишете ја соодветната низа од броеви
1) распределба на особина во популација
2) појава на мутации во нови услови за живот
3) просторна изолација на популациите
4) избор на поединци со корисни промени
5) формирање на нов вид
Одговори
2. Определи ја низата на процеси карактеристични за географската спецификација
1) формирање на популација со нов генски базен
2) појавата на географска бариера меѓу популациите
3) природна селекција на индивидуи со карактеристики приспособливи на дадени услови
4) појава на индивидуи со нови карактеристики во изолирана популација
Одговори
3. Наведете ја низата процеси за време на географската спецификација
1) акумулација на мутации во нови услови
2) територијална изолација на населението
3) репродуктивна изолација
4) формирање на нов вид
Одговори
4. Наведете ја низата фази на географската спецификација
1) дивергенција на особини во изолирани популации
2) репродуктивна изолација на популациите
3) појавата на физички бариери во опсегот на оригиналниот вид
4) појавата на нови видови
5) формирање на изолирани популации
Одговори
5. Утврдете ја низата фази на географска спецификација. Запишете ја соодветната низа од броеви.
1) појава на нови случајни мутации кај популациите
2) територијална изолација на една популација од еден вид
3) промена на генскиот базен на популацијата
4) зачувување со природна селекција на индивидуи со нови карактеристики
5) репродуктивна изолација на популациите и формирање на нов вид
Одговори
Утврдете ја низата фази на еколошка специјација. Запишете ја соодветната низа од броеви.
1) еколошка изолација меѓу популациите
2) биолошка (репродуктивна) изолација
3) природна селекција во нови услови на животната средина
4) појавата на еколошки раси (екотипови)
5) појавата на нови видови
6) развој на нови еколошки ниши
Одговори
Изберете една, најточната опција. Во еколошката специјација, наспроти географската спецификација, се појавува нов вид
1) како резултат на колапсот на првобитната област
2) внатре во стариот опсег
3) како резултат на проширување на оригиналниот опсег
4) поради генетски дрифт
Одговори
Изберете една, најточната опција. Еволутивен фактор кој придонесува за акумулација на различни мутации во популацијата е
1) интраспецифична борба
2) меѓуспецифична борба
3) географска изолација
4) ограничувачки фактор
Одговори
Изберете една, најточната опција. Наследна варијабилност во процесот на еволуција
1) го поправа креираниот атрибут
2) е резултат на природна селекција
3) обезбедува материјал за природна селекција
4) избира прилагодени организми
Одговори
Изберете една, најточната опција. Пример за еколошка спецификација
1) Сибирски и Дауриски ариш
2) бел зајак и кафеав зајак
3) Европска и Алтајска верверица
4) популации на севанска пастрмка
Одговори
Изберете три точни одговори од шест и запишете ги броевите под кои се наведени. Наведете ги карактеристиките што ја карактеризираат природната селекција како движечка сила на еволуцијата
1) Извор на еволутивен материјал
2) Обезбедува резерва на наследна варијабилност
3) Објектот е фенотип на поединец
4) Обезбедува избор на генотипови
5) Фактор на насока
6) Случаен фактор
Одговори
1. Воспоставете кореспонденција помеѓу процесот што се случува во природата и формата на борба за егзистенција: 1) интраспецифична, 2) меѓуспецифична
А) конкуренција помеѓу поединци на население за територија
Б) употреба на еден вид од друг
Б) конкуренција меѓу поединци за женскиот
Г) поместување на црн стаорец со сив стаорец
Г) предација
Одговори
2. Воспоставете кореспонденција помеѓу примерот на борбата за постоење и формата на која припаѓа оваа борба: 1) интраспецифична, 2) меѓуспецифична. Запишете ги броевите 1 и 2 по правилен редослед.
А) идентификација на местата за гнездење во шумата со вкрстени сметки
Б) говедата тенија користи говеда како живеалиште
Б) конкуренција меѓу мажјаците за доминација
Г) поместување на црн стаорец со сив стаорец
Г) лов на лисици за волчиња
Одговори
3. Воспоставете кореспонденција помеѓу примерите и видовите на борба за егзистенција: 1) интраспецифична, 2) меѓуспецифична. Запишете ги броевите 1 и 2 по редослед што одговара на буквите.
А) поместување на црн стаорец со сив стаорец
Б) однесување на машкиот лос за време на сезоната на парење
Б) глувци кои ловат лисици
Г) растење на расад на репка со иста возраст во едно креветче
Г) однесувањето на кукавицата во гнездото на друга птица
Д) ривалство меѓу лавовите во истата гордост
Одговори
4. Воспоставете кореспонденција помеѓу процесите што се случуваат во природата и формите на борба за егзистенција: 1) меѓуспецифична, 2) интраспецифична. Запишете ги броевите 1 и 2 по редослед што одговара на буквите.
А) означување на територија со машки полски глушец
Б) парење на машки капаркал во шумата
В) инхибиција на садници од култивирани растенија со плевел
Г) натпревар за светлина помеѓу смрека во шумата
Г) предација
Д) поместување на црната бубашваба со црвената
Одговори
1. Воспоставете кореспонденција помеѓу причината за специјацијата и нејзиниот метод: 1) географска, 2) еколошка. Запишете ги броевите 1 и 2 по правилен редослед.
А) проширување на опсегот на оригиналниот вид
Б) стабилност на опсегот на оригиналниот вид
В) поделба на опсегот на видовите со различни бариери
Г) разновидност на варијабилност на поединци во опсегот
Г) разновидност на живеалишта во стабилен опсег
Одговори
2. Воспоставете кореспонденција помеѓу карактеристиките на спецификацијата и нивните методи: 1) географски, 2) еколошки. Запишете ги броевите 1 и 2 по редослед што одговара на буквите.
А) изолација на популации поради водена бариера
Б) изолација на популации поради различно време на репродукција
Б) изолација на населението поради појавата на планини
Г) изолација на популации поради големи растојанија
Г) изолација на популации во опсегот
Одговори
3. Воспоставете кореспонденција помеѓу механизмите (примери) и методите на специјација: 1) географска, 2) еколошка. Запишете ги броевите 1 и 2 по редослед што одговара на буквите.
А) проширување на опсегот на оригиналниот вид
Б) зачувување на единствен оригинален опсег на видот
В) појава на два вида галеби во Северното и Балтичкото Море
Г) формирање на нови живеалишта во оригиналниот опсег
Д) присуство на популации на севанска пастрмка кои се разликуваат во периодите на мрестење
Одговори
4. Воспоставете кореспонденција помеѓу карактеристиките и методите на специјација: 1) географска, 2) еколошка. Запишете ги броевите 1 и 2 по редослед што одговара на буквите.
А) долгорочно опстојување на постоењето на опсегот на оригиналниот вид
Б) поделба на опсегот на оригиналниот вид со непремостлива бариера
В) различни специјализации за храна во оригиналниот опсег
Г) поделба на областа на неколку изолирани делови
Г) развој на различни живеалишта во оригиналниот опсег
Д) изолација на популации поради различното време на репродукција
Одговори
5. Воспоставете кореспонденција помеѓу карактеристиките и методите на специјација: 1) географска, 2) еколошка. Запишете ги броевите 1 и 2 по редослед што одговара на буквите.
А) стабилност на живеалиштето
Б) појавата на физички бариери
В) појавата на популации со различни периоди на репродукција
Г) изолација на популациите во шумата по пат
Г) проширување на опсегот
Одговори
1. Изберете три реченици од текстот кои го опишуваат еколошкиот метод на специјација во еволуцијата на органскиот свет. Запишете ги броевите под кои се означени. (1) Репродуктивната изолација предизвикува микроеволуција. (2) Слободното вкрстување овозможува размена на гени меѓу популациите. (3) Репродуктивната изолација на популациите може да се случи во истиот опсег од различни причини. (4) Изолираните популации со различни мутации се прилагодуваат на условите на различни еколошки ниши во рамките на претходниот опсег. (5) Пример за таква специјација е формирањето на видовите лутиња кои се приспособиле на животот во полињата, ливадите и шумите. (6) Видот служи како најмал генетски стабилен надорганистички систем во живата природа.
Одговори
2. Прочитајте го текстот. Изберете три реченици кои ги опишуваат процесите на еколошка специјација. Запишете ги броевите под кои се означени. (1) За време на спецификацијата, опсегот на еден вид се дели на фрагменти. (2) Во Севанското Езеро има неколку популации, кои се разликуваат во периодите на мрестење. (3) Специјацијата може да биде поврзана со промена на еколошката ниша на еден вид. (4) Ако полиплоидните форми се поодржливи од диплоидните форми, тие можат да доведат до појава на нов вид. (5) Неколку видови цицки живеат во Москва и Московскиот регион, кои се разликуваат во нивните методи за добивање храна.
Одговори
3. Прочитајте го текстот. Изберете три реченици што ја опишуваат еколошката специјација. Запишете ги броевите под кои се означени. (1) Видовите во природата постојат во форма на посебни популации. (2) Поради акумулација на мутации, може да се формира популација под променети услови во првобитната област. (3) Понекогаш микроеволуцијата е поврзана со постепено проширување на опсегот. (4) Природната селекција ги консолидира постојаните разлики помеѓу растенијата од различни популации од ист вид, кои зафаќаат исто живеалиште, но растат на сува ливада или во поплави на река. (5) На пример, на овој начин се формирале видовите метеници кои растат во шумите, ливадите и покрај бреговите на реките. (6) Просторната изолација предизвикана од планинско градење може да биде фактор во специјацијата.
Одговори
4. Прочитајте го текстот. Изберете три реченици што ја опишуваат еколошката специјација. Запишете ги броевите под кои се означени. (1) Специјацијата може да се појави во еден соседен опсег ако организмите населуваат различни еколошки ниши. (2) Причините за специјацијата се неусогласеност во времето на размножување кај организмите, преминот кон нова храна без промена на живеалиштето. (3) Пример за специјација е формирањето на два подвида на поголем штракаат кои растат на иста ливада. (4) Просторна изолација на групи организми може да се случи кога опсегот се шири и населението влегува во нови услови. (5) Како резултат на адаптациите, беа формирани јужноазиски и евроазиски подвидови на големата цицка. (6) Како резултат на изолацијата се формирани ендемични островски видови на животни.
Одговори
5. Прочитајте го текстот. Изберете три реченици што одговараат на описот на еколошката специјација. Запишете ги броевите под кои се означени. (1) Резултатот од дејството на движечките сили на еволуцијата е ширењето на видот во нови области. (2) Специјацијата може да биде поврзана со проширување на опсегот на оригиналниот вид. (3) Понекогаш се јавува како резултат на прекин на оригиналниот опсег на еден вид од физички бариери (планини, реки, итн.) (4) Новите видови можат да совладаат специфични услови за живот. (5) Како резултат на специјализацијата за храна, настанале неколку видови цицки. (6) На пример, големата цицка се храни со големи инсекти, а тафтуваната цицка јаде семе од иглолисни дрвја.
Одговори
1. Прочитајте го текстот. Изберете три реченици кои ги опишуваат карактеристиките на географската спецификација. Запишете ги броевите под кои се означени избраните изјави. (1) Поврзан со просторна изолација поради проширување или фрагментација на опсегот, како и човечка активност. (2) Се јавува во случај на брзо зголемување на хромозомскиот сет на поединци под влијание на мутагени фактори или грешки во процесот на клеточната делба. (3) Почесто се јавува кај растенијата отколку кај животните. (4) Се јавува преку растурање на поединци на нови територии. (5) Во различни услови на живот се формираат еколошки раси кои стануваат предци на нови видови. (6) Полиплоидните одржливи форми можат да доведат до појава на нов вид и целосно да го изместат диплоиден вид од неговиот опсег.
Одговори
2. Изберете три реченици од текстот што го карактеризираат географскиот метод на специјација во еволуцијата на органскиот свет. Запишете ги броевите под кои се означени. (1) Размената на гени меѓу популациите за време на репродукцијата на поединците го зачувува интегритетот на видот. (2) Ако дојде до репродуктивна изолација, преминувањето станува невозможно и населението го тргнува патот на микроеволуцијата. (3) Репродуктивната изолација на популациите се јавува кога се појавуваат физички бариери. (4) Изолираните популации го прошируваат својот опсег со одржување на прилагодувањата на новите услови за живот. (5) Пример за таква спецификација е формирањето на три подвидови на големата цицка, кои ги колонизирале териториите на источна, јужна и западна Азија. (6) Видот служи како најмал генетски стабилен надорганистички систем во живата природа.
Одговори
3. Прочитајте го текстот. Изберете три реченици што ја опишуваат географската спецификација. Запишете ги броевите под кои се означени. (1) Специјацијата е резултат на природна селекција. (2) Една од причините за спецификацијата е неусогласеноста во времето на размножување на организмите и појавата на репродуктивна изолација. (3) Пример за специјација е формирањето на два подвида на поголем штракаат кои растат на иста ливада. (4) Просторната изолација на групи организми може да биде придружена со проширување на опсегот, при што популациите се наоѓаат во нови услови. (5) Како резултат на адаптациите, беа формирани јужноазиски и евроазиски подвидови на големата цицка. (6) Како резултат на изолацијата се формирани ендемични островски видови на животни.
Одговори
4. Прочитајте го текстот. Изберете три реченици што ја опишуваат географската спецификација. Запишете ги броевите под кои се означени. (1) Еден вид во природата зафаќа одредена површина и постои во вид на посебни популации. (2) Поради акумулација на мутации, во првобитната област може да се формира популација со нов генски базен. (3) Проширувањето на опсегот на видовите доведува до појава на изолирани нови популации на нејзините граници. (4) Во рамките на новите граници на опсегот, природната селекција ги консолидира постојаните разлики помеѓу просторно одвоените популации. (5) Слободното вкрстување помеѓу единки од ист вид е нарушено како резултат на појавата на планински бариери. (6) Специјацијата е постепена.
Одговори
Изберете три точни одговори од шест и запишете ги броевите под кои се наведени. Процесите што водат до формирање на нови видови во природата вклучуваат
1) митотична клеточна делба
2) спазматичен процес на мутација
4) географска изолација
5) бесполово размножување на поединци
6) природна селекција
Одговори
Воспоставете кореспонденција помеѓу примерот и методот на спецификација што овој пример ја илустрира: 1) географска, 2) еколошка. Запишете ги броевите 1 и 2 по правилен редослед.
А) живеалиште на две популации на обични костур во крајбрежната зона и на големи длабочини на езерото
Б) живеалиште на различни популации на црни птици во густи шуми и во близина на човечкото населување
В) распаѓање на опсегот на мајскиот крин на долината во изолирани области поради глацијацијата
Г) формирање на различни видови цицки врз основа на специјализација на храна
Г) формирање на дахурски ариш како резултат на проширување на опсегот на сибирски ариш на исток
Одговори
Изберете три опции. Под влијание на кои еволутивни фактори се случува процесот на еколошка спецификација?
1) варијабилност на модификација
2) фитнес
3) природна селекција
4) мутациска варијабилност
5) борба за егзистенција
6) конвергенција
Одговори
Изберете три опции. Кои фактори се движечките сили на еволуцијата?
1) варијабилност на модификација
2) процес на мутација
3) природна селекција
4) приспособливост на организмите кон нивната околина
5) популациони бранови
6) абиотски фактори на животната средина
Одговори
1) преминување
2) процес на мутација
3) варијабилност на модификација
4) изолација
5) разновидност на видови
6) природна селекција
Одговори
Изберете три опции. Движечките сили на еволуцијата вклучуваат
1) изолација на поединци
2) приспособливост на организмите на животната средина
3) разновидност на видови
4) мутациска варијабилност
5) природна селекција
6) биолошки напредок
Одговори
Читај го текстот. Изберете три реченици кои укажуваат на движечките сили на еволуцијата. Запишете ги броевите под кои се означени. (1) Синтетичката теорија на еволуцијата вели дека видовите живеат во популации во кои започнуваат еволутивните процеси. (2) Во популациите се забележува најинтензивна борба за егзистенција. (3) Како резултат на мутациската варијабилност, постепено се појавуваат нови карактеристики. Вклучувајќи адаптации кон условите на животната средина - идиоадаптации. (4) Овој процес на постепено појавување и задржување на нови знаци под влијание на природната селекција, што доведува до формирање на нови видови, се нарекува дивергенција. (5) Формирањето на нови големи таксони се случува преку ароморфоза и дегенерација. Последново води и до биолошки напредок на организмите. (6) Така, популацијата е почетната единица во која се случуваат главните еволутивни процеси - промени во генскиот базен, појава на нови карактеристики, појава на адаптации.
Одговори
Воспоставете кореспонденција помеѓу факторите на спецификација и нејзиниот метод: 1) географски, 2) еколошки, 3) хибридогени. Запишете ги броевите 1-3 по правилен редослед.
А) полиплоидизација на хибриди од инбридирање
Б) разлики во живеалиштата
Б) поделба на областа на фрагменти
Г) живеалиште на различни видови крин на долината во Европа и на Далечниот Исток
Г) специјализација за храна
Одговори
Анализирајте ја табелата „Борба за егзистенција“. За секоја ќелија со букви, изберете го соодветниот термин од дадената листа. Запишете ги избраните броеви по редослед што одговара на буквите.
1) борба против условите на животната средина
2) ограничени природни ресурси
3) борба против неповолните услови
4) различни еколошки критериуми на видот
5) галебите во колонии
6) мажјаците за време на сезоната на парење
7) бреза и тиндер
8) потребата да се избере сексуален партнер
Одговори
Изберете една, најточната опција. Поделбата на популациите од ист вид според времето на размножување може да доведе до
1) популациони бранови
2) конвергенција на карактеристиките
3) интензивирање на борбата меѓу видовите
4) еколошка специјација
Одговори
Изберете две реченици кои укажуваат на процеси кои НЕ се поврзани со интраспецифичната борба за постоење. Запишете ги броевите под кои се означени.
1) Натпревар помеѓу волци од иста популација за плен
2) Борбата за храна помеѓу сиви и црни стаорци
3) Уништување на млади животни со вишок на популација
4) Борбата за доминација во глутница волци
5) Намалување на листовите кај некои пустински растенија
Одговори
© Д.В. Поздњаков, 2009-2019 година
Дарвин сметал дека вештачката селекција е главниот механизам одговорен за појавата и разновидноста на култивирани растенија и домашни животни. Во процесот на проучување на вештачката селекција, научникот дошол до идеја дека сличен феномен постои и во природата. Кои се движечките сили зад еволуцијата на видовите? Дарвин го виде одговорот на ова прашање во две компоненти.
Прво, тој укажа на присуството на неизвесна (индивидуална) варијабилност на организмите во нивното природно живеалиште.
Дарвин го утврди присуството на индивидуална варијабилност во природата врз основа на голем број факти. На пример, пчелите ги разликуваат пчелите од нивните и соседните коприва. Растенијата израснати од желадите на еден даб се разликуваат по многу мали надворешни карактеристики, итн.
Второ, Дарвин дошол до заклучок дека погодноста на дивите видови, како и култивираните форми, е резултат на селекција. Но, овој избор не го прави човекот, туку околината. Индивидуалната варијабилност во природата е материјал за селекција. Како што животинските раси и растителните сорти се соодветно прилагодени на човековите потреби, видовите се прилагодуваат на животот во одредени услови на животната средина.
Како што веќе споменавме, организмите имаат тенденција да се размножуваат експоненцијално. Сепак, не сите родени поединци преживуваат до сексуална зрелост. Причините за ова се различни. Смртта на организмите може да се забележи од недостаток на ресурси за храна, неповолни фактори на животната средина, болести, непријатели итн. Врз основа на ова, Дарвин дошол до заклучок дека постои постојана борба за егзистенција помеѓу организмите во природата.
Борбата за егзистенција е збир на разновидни и сложени интеракции на организмите едни со други и со условите на околината кои ги опкружуваат.
Дарвин идентификувал три форми на борба за егзистенција: интраспецифична, меѓуспецифична и борба против неповолните услови на животната средина.
Интраспецифична борба- односи меѓу индивидуи од ист вид. Дарвин ја сметал интраспецифичната борба за најинтензивна. Се разбира, организмите кои припаѓаат на ист вид имаат слични барања за храна, услови за размножување, засолништа итн. Таквата борба е најакутна со значително зголемување на бројот на единки од видот и влошување на условите за живот. Ова доведува до смрт на некои поединци или до нивна елиминација од репродукција. На пример, интраспецифичната борба се манифестира во форма на конкуренција за места за гнездење кај птиците или за сексуален партнер кај животни од ист вид. Изникнатите семиња на растенијата, како што се брезите, често умираат бидејќи почвата е веќе густо обрасната со садници од истиот вид. Младите садници доживуваат недостаток на светлина, исхрана итн. Кај брашната буба, надминувањето на дозволениот број на единки по единица супстрат за храна доведува до нарушување на сексуалните циклуси и канибализам.
Борба против неповолните еколошки услови- опстанок на најприлагодените индивидуи, популации и видови во променети услови од нежива природа. Оваа форма на контрола е поакутна кога некој од абиотските фактори на животната средина е во недостаток или вишок. Ваквите ситуации се јавуваат при тешки суши, поплави, мразови, пожари, вулкански ерупции итн. На пример, во пустините, борбата за егзистенција меѓу растенијата е насочена кон економично трошење на влагата. Како резултат на тоа, некои растенија развиле прилагодувања во форма на месести лисја или стебла за складирање вода. Други имаат трнливи лисја за да го намалат испарувањето, длабоко продираат корени за да користат подземни води итн. Друг пример за борба против неповолните услови на животната средина е миграцијата на птиците преселници во топлите земји кога ќе започне студеното време.
Природниот резултат на сите форми на борба е намалувањето на бројот на најмалку адаптираните поединци од генерација на генерација. Ова се должи и на нивната непосредна смрт и на помалиот број произведени потомци. Од друга страна, поприлагодените поединци го зголемуваат нивниот број. Во исто време, во секоја следна генерација тие одземаат од помалку прилагодените сè повеќе ресурси неопходни за живот. Ова постепено доведува до целосно поместување на второто од биотопот. Дарвин го нарече овој процес, кој постојано се случува во природата, природна селекција.
Според Дарвин, природната селекција е процес на преживување и репродукција на поединци кои се најприлагодени на условите за живот и смрт на оние кои се помалку приспособени.
Селекцијата се случува континуирано во текот на голем број генерации и ги зачувува претежно оние форми кои се најприлагодени на дадените услови на животната средина. Природната селекција и борбата за егзистенција се нераскинливо поврзани и се движечки сили на еволуцијата на видовите. Овие движечки сили придонесуваат за подобрување на организмите, што резултира со нивната приспособливост кон нивната околина и разновидноста на видовите во природата.
Главните резултати на еволуцијата
Според Дарвин, резултатите од еволуцијата се приспособливоста на организмите кон нивната околина и разновидноста на видовите во природата. Фитнес- збир на адаптации (карактеристики на надворешната и внатрешната структура и однесување на организмите) кои обезбедуваат даден вид предност во опстанокот и оставањето потомство под одредени услови на животната средина.
Разновидност на видови- вториот важен резултат на еволуцијата. Прво, неопределената варијабилност и природната селекција што се одвива на нејзина основа доведува до разновидни односи меѓу организмите. Второ, нашата планета се карактеризира со многу биотопи кои се разликуваат по јачината на факторите на животната средина. Врз основа на горенаведеното, се формира разновидноста на видовите во природата. Во овој случај, предност добиваат највисоко организираните и најприлагодените на условите на животната средина. Дарвин нагласи дека истовременото постоење на видови живи организми со различни нивоа на организација се објаснува со фактот дека нивната еволуција се одвивала истовремено во неколку правци.
Борбата за егзистенција е збир на разновидни и сложени интеракции на организмите едни со други и со условите на околината кои ги опкружуваат. Последица на борбата за егзистенција е природната селекција. Како резултат на дејството на природната селекција, се постигнуваат главните резултати на еволуцијата: подготвеноста на организмите и разновидноста на видовите во природата.
прашање 1
Главните движечки сили (фактори) на еволутивниот процес, според Чарлс Дарвин, се наследната варијабилност на поединците, борбата за егзистенција и природната селекција. Во моментов, истражувањата во областа на еволутивната биологија ја потврдија валидноста на оваа изјава и идентификуваа голем број други фактори кои играат важна улога во процесот на еволуција.
Неколку англиски натуралисти дојдоа до идејата за постоење на природна селекција независно еден од друг и речиси истовремено: В.
Велс (1813), П. Метју (1831), Е. Блајт (1835, 1837), А. Валас (1858), Ц. Дарвин (1858, 1859); но само Дарвин успеал да го открие значењето на овој феномен како главен фактор во еволуцијата и ја создал теоријата за природна селекција. За разлика од вештачката селекција што ја спроведуваат луѓето, природната селекција се одредува според влијанието на околината врз организмите.
Според Дарвин, природната селекција е „преживување на најсилните“ организми, како резултат на што еволуцијата се јавува врз основа на несигурна наследна варијабилност во текот на низа генерации.
Природната селекција е главната движечка сила на еволуцијата, а секој вид жив организам што некогаш живеел на Земјата, на еден или друг начин е формиран под влијание на природната селекција.
Еволутивната теорија вели дека секој вид намерно се развива и менува со цел најдобро да се прилагоди на својата околина.
Во процесот на еволуција, многу видови на инсекти и риби се здобија со заштитни бои, ежот стана неранлив благодарение на неговите игли, а човекот стана сопственик на многу сложен нервен систем.
Можеме да кажеме дека еволуцијата е процес на оптимизација на сите живи организми и главниот механизам на еволуцијата е природната селекција. Нејзината суштина е дека поприлагодените индивидуи имаат повеќе можности за преживување и репродукција и, според тоа, даваат повеќе потомци отколку слабо адаптираните индивидуи.
Покрај тоа, благодарение на трансферот на генетски информации ( генетско наследство) потомците ги наследуваат основните квалитети од своите родители. Така, и потомците на силните индивидуи ќе бидат релативно добро прилагодени, а нивното учество во вкупната маса на поединци ќе се зголеми.
По промена од неколку десетици или стотици генерации, просечната кондиција на поединците од даден вид значително се зголемува.
Природната селекција се случува автоматски. Од генерација на генерација, сите живи организми подлежат на ригорозни тестирања во сите најмали детали за нивната структура и функционирањето на сите нивни системи во различни услови.
Се избираат само оние кои ќе го поминат овој тест и ќе ја создадат следната генерација. Дарвин напишал: „Природната селекција секојдневно и на час ги испитува најмалите варијации ширум светот, отфрлајќи го лошото, зачувувајќи го и собирајќи го доброто, работејќи тивко и незабележливо, каде и кога ќе се појави прилика, за да го подобри секое органско суштество во однос на условите. неговиот живот, органски и неоргански.
Ние не забележуваме ништо од овие бавни промени во развојот додека раката на времето не ги означи изминатите векови“.
Така, природната селекција е единствениот фактор кој обезбедува адаптација на сите живи организми на постојано променливите услови на животната средина и ги регулира хармоничните интеракции помеѓу гените во секој организам.
Прашање 2
Секоја клетка, како и секој жив систем, и покрај континуираните процеси на распаѓање и синтеза, внесување и ослободување на различни хемиски соединенија, има својствена способност да го одржува својот состав и сите негови својства на релативно константно ниво.
Оваа постојаност е зачувана само во живите клетки, а кога ќе умрат, таа многу брзо се нарушува.
Високата стабилност на живите системи не може да се објасни со својствата на материјалите од кои се изградени, бидејќи протеините, мастите и јаглехидратите имаат мала стабилност.
Стабилноста на клетките (како и другите живи системи) активно се одржува како резултат на сложени процеси на саморегулација или авторегулација.
Основата за регулирање на активноста на клетките се информативните процеси, односно процесите во кои комуникацијата помеѓу одделните врски на системот се врши со помош на сигнали. Сигнал е промена што се случува во некоја врска на системот.
Како одговор на сигналот, се лансира процес, како резултат на кој се елиминира добиената промена. Кога ќе се врати нормалната состојба на системот, ова служи како нов сигнал за исклучување на процесот.
Како функционира системот за сигнализација на клетките, како обезбедува процеси на авторегулација во него? Приемот на сигнали внатре во клетката се врши од нејзините ензими. Ензимите, како и повеќето протеини, имаат нестабилна структура. Под влијание на голем број фактори, вклучително и многу хемиски агенси, структурата на ензимот е нарушена и неговата каталитичка активност се губи.
Оваа промена е обично реверзибилна, т.е., по елиминирање на активниот фактор, структурата на ензимот се враќа во нормала и неговата каталитичка функција е обновена.
Како резултат на оваа интеракција, структурата на ензимот е деформирана и неговата каталитичка активност се губи.
Прашање 3
Вештачката мутагенеза е нов важен извор на создавање почетен материјал во одгледувањето растенија. Вештачки индуцираните мутации се почетен материјал за добивање на нови сорти на растенија, микроорганизми и поретко животни.
Мутациите доведуваат до појава на нови наследни особини, од кои одгледувачите ги избираат оние својства кои се корисни за луѓето.
Во природата, мутациите се забележуваат релативно ретко, така што одгледувачите широко користат вештачки мутации. Влијанијата кои ја зголемуваат фреквенцијата на мутациите се нарекуваат мутагени. Фреквенцијата на мутации се зголемува со ултравиолетови и рендгенски зраци, како и со хемикалии кои делуваат на ДНК или на апаратот што обезбедува поделба.
Значењето на експерименталната мутагенеза за одгледување растенија не беше веднаш разбрано.
Л. Штадлер, кој прв добил вештачки мутации на култивирани растенија под влијание на рендгенските зраци во 1928 година, верувал дека тие нема да имаат никакво значење за практична селекција.
Тој заклучил дека веројатноста за експериментално добивање на промени преку мутагенеза кои би биле супериорни во однос на формите пронајдени во природата е занемарлива. Многу други научници исто така имаа негативен став кон мутагенезата.
A. A. Sapegin и L. N. Delaunay беа првите истражувачи кои ја покажаа важноста на вештачките мутации за одгледување растенија.
Во нивните експерименти спроведени во 1928-1932 година. во Одеса и Харков, во пченицата е добиена серија економски корисни мутантни форми. Во 1934 година, А. А. Сапегин ја објави статијата „Мутацијата на Х-зраци како извор на нови форми на земјоделски растенија“, која укажа на нови начини на создавање изворен материјал во одгледувањето растенија врз основа на употребата на јонизирачко зрачење.
Но, дури и после ова, употребата на експериментална мутагенеза во одгледувањето растенија продолжи да се гледа негативно долго време.
Дури на крајот на 50-тите години се покажа зголемен интерес за проблемот со користење на експериментална мутагенеза во размножувањето. Тоа беше поврзано, прво, со големи успеси во нуклеарната физика и хемијата, што овозможи да се користат различни извори на јонизирачко зрачење (нуклеарни реактори, забрзувачи на честички, радиоактивни изотопи, итн.) и високо реактивни хемикалии за да се добијат мутации и, второ, со овие методи се добиваат практично вредни наследни промени на широк спектар на култури.
Работата на експериментална мутагенеза во одгледувањето растенија особено се разви во последниве години.
Тие се спроведуваат многу интензивно во Шведска, Русија, Јапонија, САД, Индија, Чехословачка, Франција и некои други земји.
Од голема вредност се мутациите кои се отпорни на габични (рѓа, лути, прашкаст мувла, склеротини) и други болести. Создавањето имуни сорти е една од главните задачи на размножувањето, а методите на зрачење и хемиска мутагенеза треба да играат голема улога во нејзиното успешно решавање.
Со помош на јонизирачко зрачење и хемиски мутагени, можно е да се отстранат одредени недостатоци кај сортите на културите и да се создадат форми со економски корисни особини: не сместени, отпорни на мраз, отпорни на студ, рано зрели, со висока содржина на протеини и глутен.
Постојат два главни начини на одгледување на употреба на вештачки мутации: 1) директна употреба на мутации добиени од најдобро ослободените сорти; 2) употреба на мутации во процесот на хибридизација.
Во првиот случај, задачата е да се подобрат постоечките сорти според некои економски и биолошки карактеристики и да се поправат нивните индивидуални недостатоци.
Овој метод се смета за ветувачки во размножувањето за отпорност на болести. Се претпоставува дека мутациите на отпорност може брзо да се добијат од која било вредна сорта и нејзините други економски и биолошки карактеристики може да се зачуваат недопрени.
Методот на директна употреба на мутации е дизајниран за брзо создавање на почетен материјал со саканите карактеристики и својства.
Сепак, директната и брза употреба на мутации, со оглед на високите барања поставени на современите сорти за размножување, не секогаш дава позитивни резултати.
До денес, во светот се создадени повеќе од 300 мутантни сорти на земјоделски растенија.
Некои од нив имаат значителни предности во однос на оригиналните сорти. Вредни мутантни форми на пченица, пченка, соја и други полски и градинарски култури се добиени во последните години во истражувачки институции во нашата земја.
Развој на еволутивни концепти. Доказ за еволуција.
Еволуцијае процес на историски развој на органскиот свет.
Суштината на овој процес е континуираното прилагодување на живите суштества на разновидни и постојано променливи услови на животната средина и зголемената сложеност на организацијата на живите суштества со текот на времето. Во текот на еволуцијата, се случува трансформација на некои видови во други.
Главните во еволутивната теорија– идејата за историски развој од релативно едноставни форми на живот до поорганизирани.
Темелите на научната материјалистичка теорија на еволуцијата ги постави големиот англиски натуралист Чарлс Дарвин. Пред Дарвин, во биологијата главно доминирал неточниот концепт за историската непроменливост на видовите, дека ги има онолку колку што Бог ги создал. Сепак, дури и пред Дарвин, најпроникливите биолози ја разбрале недоследноста на религиозните гледишта за природата, а некои од нив шпекулативно стигнале до еволутивните идеи.
Најистакнатиот природонаучник, претходник на Ч.
Дарвин бил познатиот француски научник Жан Батист Ламарк. Во својата позната книга „Филозофија на зоологијата“ тој ја докажа варијабилноста на видовите. Ламарк нагласи дека постојаноста на видовите е само привидна појава, таа е поврзана со краткото времетраење на набљудувањата на видовите. Повисоките форми на живот, според Ламарк, еволуирале од пониските во процесот на еволуција.
Еволуциската доктрина на Ламарк не била доволно убедлива и не добила широко признание меѓу неговите современици. Само по извонредните дела на Чарлс Дарвин, еволутивната идеја стана општо прифатена.
Модерната наука има многу факти кои го докажуваат постоењето на еволутивниот процес.
Ова се податоци од биохемија, генетика, ембриологија, анатомија, систематика, биографија, палеонтологија и многу други дисциплини.
Ембриолошки докази– сличност на почетните фази на ембрионалниот развој на животните. Додека го проучувал ембрионскиот период на развој кај различни групи на 'рбетници, К.М.Баер ја открил сличноста на овие процеси кај различни групи на организми, особено во раните фази на развојот. Подоцна, врз основа на овие наоди, Е.
Хекел ја изразува идејата дека оваа сличност има еволутивно значење и врз основа на неа се формулира „биогенетскиот закон“ - онтогенезата е краток одраз на филогенезата. Секој поединец во својот индивидуален развој (онтогенеза) поминува низ ембрионските фази на предците. Проучувањето само на раните фази на развој на ембрионот на кој било 'рбетник не ни дозволува прецизно да одредиме на која група припаѓаат. Разликите се формираат во подоцнежните фази на развојот.
Колку поблиску се групите на кои припаѓаат проучуваните организми, толку подолго ќе се зачуваат заедничките карактеристики во ембриогенезата.?
Морфолошки– многу форми комбинираат карактеристики на неколку големи систематски единици. При проучување на различни групи на организми, станува очигледно дека во голем број карактеристики тие се фундаментално слични.
На пример, структурата на екстремитетот кај сите четириножни животни се заснова на екстремитет со пет прсти. Оваа основна структура кај различни видови се трансформира во врска со различните услови за живеење: ова е екстремитет на животно од коњи, кое се потпира на само еден прст при одење, и флиперот на морски цицач и вдлабнатиот екстремитет на крт, и крилото на лилјакот.
Органите изградени според единствен план и кои се развиваат од единечни зачетоци се нарекуваат хомологни.
Хомологните органи сами по себе не можат да послужат како доказ за еволуцијата, но нивното присуство укажува на потеклото на слични групи на организми од заеднички предок. Впечатлив пример за еволуција е присуството на заостанати органи и атавизми. Органите кои ја изгубиле својата првобитна функција, но остануваат во телото се нарекуваат вести. Примери на зачетоци вклучуваат: слепото црево кај луѓето, кое врши дигестивна функција кај цицачите со преживари; карличните коски на змии и китови, кои не вршат никаква функција за нив; кокцигеални пршлени кај луѓето, кои се сметаат за зачетоци на опашката што ги имале нашите далечни предци.
Атавизмите се манифестација во организми на структури и органи карактеристични за формите на предците. Класичните примери на атавизми се мулти-брадавица и опашка кај луѓето.
Палеонтолошки– фосилните остатоци од многу животни може да се споредат едни со други и да се откријат сличности. Врз основа на проучување на фосилни остатоци од организми и споредба со живи форми. Тие имаат свои предности и недостатоци. Предностите вклучуваат можност од прва рака да се види како се менувала одредена група организми во различни периоди.
Недостатоците вклучуваат тоа што палеонтолошките податоци се многу нецелосни поради многу причини. Тие вклучуваат, како што е брзата репродукција на мртви организми од животни кои се хранат со мрши; организмите со меко тело се екстремно слабо зачувани; и конечно, дека само мал дел од фосилните остатоци се откриваат.
Со оглед на тоа, постојат многу празнини во палеонтолошките податоци, кои се главен предмет на критика од страна на противниците на теоријата на еволуцијата.
Биогеографски– дистрибуција на животни и растенија низ површината на нашата планета. Споредба на флората и фауната на различни континенти, покажувајќи дека разликите меѓу нивната флора и фауна се поголеми, колку е постара и посилна нивната изолација една од друга.
Како што е познато, состојбата на земјината кора постојано претрпува промени, а моменталната положба на континентите е формирана во поново (геолошко) време.
Пред ова, сите континенти беа зближени и обединети во еден континент.
Одвојувањето на континентите се случи постепено, некои се разделија порано, други подоцна. Секој нов високо организиран вид се обидуваше да се прошири на најголема можна територија. Отсуството на повисоко организирани форми на која било територија укажува дека оваа територија се одвоила порано отколку што некои видови биле формирани или имале време да се рашират на неа. Ова само по себе не го објаснува механизмот со кој се појавиле видовите, но укажува дека различни видови се формирале во различни области и во различно време.
Современата класификација на организмите беше предложена од Линеј долго пред теоријата на еволуција предложена од Дарвин.
Се разбира, може да се претпостави дека целата разновидност на растителните и животинските видови е создадена истовремено, и секој од нив е создаден независно еден од друг.
Сепак, таксономијата, заснована на морфолошките сличности на организмите, ги обединува во групи. Постоењето на такви групи (родови, семејства, редови) сугерира дека секоја таксономска група е резултат на адаптација на различни видови на специфични услови на животната средина.
Еволутивна доктрина на Чарлс Дарвин.
Неговите главни одредби и значење.
Тип, тип критериуми. Популации.
Предусловите за еволуција сами по себе не можат да доведат до еволуција. За да се случи еволутивниот процес, што доведува до појава на адаптации и формирање на нови видови и други таксони, неопходни се движечките сили на еволуцијата.
Во моментов, доктрината создадена од Дарвин за движечките сили на еволуцијата (борбата за постоење и природната селекција) е дополнета со нови факти благодарение на достигнувањата на модерната генетика и екологија.
Борбата за егзистенција и нејзините форми
Според концептите на современата екологија, поединците од ист вид се обединети во популации, а популации од различни видови постојат во одредени екосистеми.
Односите на поединците во популациите и со поединците на популациите од други видови, како и со условите на животната средина во екосистемите, се сметаат како борба за егзистенција.
Дарвин верувал дека борбата за егзистенција е резултат на експоненцијалното размножување на видовите и појавата на вишок на поединци со ограничени ресурси на храна.
Односно, зборот „борба“ во суштина значеше конкуренција за храна во услови на пренаселеност.
Според современите идеи, елементи на борбата за егзистенција може да биде секој однос - и конкурентен и заемно корисен (грижа за потомството, взаемна помош). Пренаселеноста не е неопходен услов за борба за егзистенција. Следствено, во моментов борбата за егзистенција се сфаќа пошироко отколку според Дарвин, и не е сведена на натпреварувачка борба во буквална смисла на зборот.
Постојат два главни форми на борба за егзистенција: директна борба и индиректна борба.
Директна борба- секој однос во кој има физички контакт до еден или друг степен помеѓу индивидуи од ист или различен вид во рамките на нивните популации.
Последиците од оваа борба може да бидат многу различни за страните кои содејствуваат. Директната борба може да биде или интраспецифична или меѓуспецифична.
Примери за директна интраспецифична борба може да бидат: натпревар помеѓу семејствата на ѕверот за местата за гнездење, помеѓу волците за плен и помеѓу мажјаците за територија.
Ова е и хранење на младите со млеко кај цицачите, меѓусебна помош при градење гнезда кај птиците, заштита од непријатели итн.
Индиректна борба- секој однос помеѓу поединци од различни популации кои користат заеднички прехранбени ресурси, територија, услови на животната средина без директен контакт едни со други.
Индиректната контрола може да биде интраспецифична, меѓуспецифична и со абиотски фактори на животната средина.
Примери за индиректна борба може да биде односот помеѓу поединечни брези во густа шумичка со брези (интраспецифична борба), помеѓу поларните мечки и арктичките лисици, лавовите и хиените за плен и растенијата кои сакаат светлина и сенка (меѓуспецифична борба).
Исто така, индиректна контрола е различната отпорност на растенијата на снабдување на почвата со влага и минерали, а на животните на температурни услови (борба против абиотски фактори на животната средина).
Резултатот од борбата за егзистенција е успехот или неуспехот на овие индивидуи да преживеат и да остават потомство, односно природна селекција, како и промени на територии, промени во потребите на животната средина итн.
Природната селекција и нејзините форми
Според Дарвин, природната селекција се изразува во преференцијалното преживување и оставање на потомството од страна на најпогодните поединци и смртта на оние кои се помалку способни.
Модерната генетика ја прошири оваа идеја. Разновидноста на генотиповите во популациите, кои произлегуваат како резултат на предусловите за еволуција, доведува до појава на фенотипски разлики меѓу поединците. Како резултат на борбата за егзистенција кај секоја популација, поединци со фенотипови и генотипови корисни во дадената средина преживуваат и оставаат потомство.
Следствено, дејството на селекцијата е диференцијација (селективно зачувување) на фенотиповите и репродукција на адаптивни генотипови. Бидејќи селекцијата се случува според фенотиповите, ова го одредува значењето на фенотипската (модификација) варијабилност во еволуцијата.
Разновидноста на модификациите влијае на степенот на разновидност на фенотипови анализирани со природна селекција и им овозможува на видот да преживее во променливите услови на животната средина. Сепак, варијабилноста на модификацијата не може да биде предуслов за еволуција, бидејќи не влијае на генскиот базен на популацијата.
Природната селекција е насочен историски процес на диференцијација (селективно зачувување) на фенотиповите и репродукција на адаптивни генотипови кај популациите.
Во зависност од условите на животната средина на популациите во природата, може да се забележат две главни форми на природна селекција: возење и стабилизирање.
Избор на возењеработи во услови на животна средина постепено менувајќи се во одредена насока.
Ги зачувува корисните девијантни фенотипови и ги отстранува старите и бескорисни девијантни фенотипови. Во овој случај, постои поместување на просечната вредност на реакциската норма на карактеристиките и поместување на кривата на нивната варијација во одредена насока без промена на нејзините граници.
Ако селекцијата дејствува на овој начин во низа генерации (F1 → F2 → F3), тогаш тоа доведува до формирање на нова реакциона норма за особини.
Не се поклопува со претходната норма за реакција. Како резултат на тоа, во популацијата се формираат нови адаптивни генотипови. Ова е причината за постепена трансформација на популацијата во нов вид. Токму оваа форма на селекција Дарвин ја сметал за движечка сила на еволуцијата.
Како резултат на дејството на изборот на возење, некои карактеристики може да исчезнат во нови услови, додека други може да се развијат и подобрат.
Еднонасочното дејство на природната селекција доведува до издолжување на корените кај склерофитите, зголемена визуелна острина, слух и мирис кај предаторите и нивниот плен.
Стабилизирање на селекцијаработи под постојани и оптимални еколошки услови за населението.
Го одржува истиот фенотип и ги отстранува сите фенотипови кои отстапуваат од него. Во овој случај, просечната вредност на реакциската норма на особините не се менува, но границите на кривата на нивната варијација се стеснуваат. Следствено, генотипската и фенотипската разновидност што произлегува како резултат на предусловите на еволуцијата е намалена.
Ова помага да се консолидираат претходните генотипови и да се зачуваат постоечките видови. Резултатот од оваа форма на селекција е сегашното постоење на антички (реликтни) организми.
Реликвија(од латински relictum - остаток) видови- живи организми зачувани во современата флора и фауна или во одреден регион како остаток од група предци. Во минатите геолошки епохи тие беа широко распространети и играа голема улога во екосистемите.
Движечките сили на еволуцијата се природната селекција и борбата за егзистенција.
Постојат две форми на борба за егзистенција: директна и индиректна борба. Постојат две главни форми на природна селекција во природата: возење и стабилизирање.
Водечкиот фактор на еволуцијата според Дарвин
Целото наше достоинство лежи во мислата. Не издигнува не просторот или времето што не можеме да ги исполниме, туку таа, нашата мисла.
Да научиме да размислуваме добро: ова е основниот принцип на моралот.
Чарлс Дарвин е роден во студената зима 1809 година во Англија. Неговиот татко бил Роберт Воринг, син на познатиот научник и талентиран поет Еразмус Дарвин.
Мајката на малиот Чарлс починала кога тој немал ниту 8 години.
Наскоро Чарлс бил испратен да учи во основно училиште, а по една година бил префрлен кај д-р Бетлер, шеф на гимназијата. Ц. Дарвин студирал многу просечно, иако неговата љубов кон природата се „разбудила“ многу рано, како и „живиот“ интерес за флората и фауната. Водечкиот фактор на еволуцијата според Дарвин Тој уживал да собира инсекти, разни минерали, цвеќиња и школки.
По завршувањето на средното училиште во 1825 година, младиот Дарвин брилијантно влезе на Универзитетот во Единбург. Таму студирал само две години. По неуспешниот обид да стане лекар, Дарвин решава да се обиде да биде свештеник. За ова, младиот човек влегува во Кембриџ. Студиите ги завршил без воопшто да се издвојува од останатите студенти. Го привлекуваше нешто сосема друго: општества на натуралисти и ботаничари, екскурзии посветени на природните науки. Во текот на овие години, излезе првата работа на научникот, која ги содржеше неговите белешки и набљудувања на природниот свет.
Во 1831 година, Дарвин започнал патување низ светот, при што 5 години се запознал со природата на најразновидните делови на планетата. Како резултат на набљудувањата што ги направил за време на неговите патувања, напишал неколку дела посветени на геолошки набљудувања на вулкански острови и корални гребени.
Тие му донесоа слава на Дарвин во научните кругови.
Во 1839 година, Дарвин се оженил, што го принудило да остане во Лондон. Лошата здравствена состојба на Чарлс води до преселба во Доан, каде Дарвин останува до крајот на својот живот. Таму го развива прашањето за потеклото на видовите и ја формулира идејата за природна селекција. Водечкиот фактор на еволуцијата според Дарвин Објавен е есејот „Потеклото на видовите со помош на природна селекција“, во кој неговата теорија е темелно докажана и дадени неоспорни докази.
Неговото име се здоби со признание и слава низ целиот свет. Сите последователни дела на Дарвин претставуваат понатамошен развој на неговите учења. На пример, некои објаснувања за потеклото на човекот од мајмуните.
Откако ја прошири својата теорија, C. Дарвиндоби голем број награди за својата работа, станувајќи почесен член на бројни научни друштва.
Научникот починал во 1882 година, живеејќи до 74-годишна возраст. Учењето на Дарвин го величеше неговото име со векови, означувајќи нов пристап кон доктрината за потеклото на човештвото.
За да биде успешно воспитувањето на децата, неопходно е луѓето што ги воспитуваат постојано да се едуцираат.
Елементарни фактори на еволуцијата- фактори кои ја менуваат фреквенцијата на алели и генотипови во една популација (генетската структура на популацијата). Постојат неколку основни елементарни фактори на еволуцијата: процес на мутација, комбинативна варијабилност, популациски бранови и генетски нанос, изолација, природна селекција.
Процес на мутацијадоведува до појава на нови алели (или гени) и нивни комбинации како резултат на мутации.
Како резултат на мутација, можна е транзиција на ген од една алелна состојба во друга (A→a) или промена на генот воопшто (A→C). Процесот на мутација, поради случајноста на мутациите, нема насока и без учество на други еволутивни фактори не може да ги насочи промените во природната популација.
Тој обезбедува само елементарен еволутивен материјал за природна селекција. Рецесивните мутации во хетерозиготната состојба претставуваат скриена резерва на варијабилност што може да се користи од природната селекција кога се менуваат условите на постоење.
Комбинирана варијабилностсе јавува како резултат на формирање кај потомците на нови комбинации на веќе постоечки гени наследени од нивните родители.
Причините за комбинативната варијабилност се: вкрстување на хромозомите (рекомбинација); случајна сегрегација на хомологни хромозоми во мејозата; случајна комбинација на гамети за време на оплодувањето.
Бранови на животот- периодични и непериодични флуктуации на големината на населението, и нагоре и надолу.
Причините за популационите бранови може да бидат:
- периодични промени во факторите на животната средина (сезонски флуктуации на температурата, влажноста, итн.);
- непериодични промени (природни катастрофи);
- колонизација на нови територии од видот (придружена со нагло зголемување на бројот).
Популационите бранови делуваат како еволутивен фактор кај малите популации каде што може да се појави генетски дрифт.
Генетски нанос- случајна ненасочна промена во алелските и генотипските фреквенции во популациите. Кај малите популации, дејството на случајните процеси доведува до забележителни последици. Ако популацијата е мала по големина, тогаш како резултат на случајни настани, некои поединци, без оглед на нивната генетска конституција, може или не може да остават потомство, како резултат на што фреквенциите на некои алели може значително да се променат во текот на една или неколку генерации .
Така, со нагло намалување на големината на населението (на пример, поради сезонски флуктуации, намалување на ресурсите на храна, пожар итн.), меѓу неколкуте преживеани поединци може да има ретки генотипови.
Доколку во иднина се обнови големината на популацијата поради овие индивидуи, тоа ќе доведе до случајна промена на фреквенциите на алелите во генскиот базен на популацијата. Така, популационите бранови служат како снабдувач на еволутивен материјал.
Изолацијае предизвикана од појавата на различни фактори кои го спречуваат слободното преминување.
Размената на генетски информации помеѓу добиените популации престанува, како резултат на што првичните разлики во генските базени на овие популации се зголемуваат и се фиксираат. Изолираните популации можат да претрпат различни еволутивни промени и постепено да се претворат во различни видови.
Постојат просторна и биолошка изолација. Просторната (географска) изолација е поврзана со географски пречки (водени бариери, планини, пустини итн.), а за седечките популации, едноставно со долги растојанија.
Биолошката изолација е предизвикана од неможноста за парење и оплодување (поради промени во времето на репродукција, структура или други фактори кои го спречуваат вкрстувањето), смртта на зиготите (поради биохемиските разлики во гаметите) и стерилитет на потомството (како резултат на нарушена конјугација на хромозомите за време на гаметогенезата).
Еволутивното значење на изолацијата е во тоа што ги продолжува и ги зајакнува генетските разлики меѓу популациите.
Промените во фреквенциите на гените и генотиповите предизвикани од еволутивните фактори дискутирани погоре се случајни и ненасочени.
Водечкиот фактор на еволуцијата е природната селекција.
Природна селекција- процес како резултат на кој претежно индивидуи со особини корисни за населението преживуваат и оставаат зад себе потомство. Селекцијата функционира кај популациите, нејзините објекти се фенотиповите на поединечни поединци. Сепак, селекцијата врз основа на фенотипови е избор на генотипови, бидејќи не се особини, туку гени кои се пренесуваат на потомците.
Како резултат на тоа, кај населението има зголемување на релативниот број на поединци кои поседуваат одреден имот или квалитет. Така, природната селекција е процес на диференцијална (селективна) репродукција на генотипови.
Не само својствата кои ја зголемуваат веројатноста за оставање потомство се предмет на селекција, туку и особините кои не се директно поврзани со репродукцијата. Во некои случаи, селекцијата може да биде насочена кон создавање взаемна адаптација на видовите едни на други (засади цвеќиња и инсекти кои ги посетуваат).
Може да се појават и знаци кои се штетни за поединецот, но обезбедуваат опстанок на видот како целина (пчела што каснува умира, но со напад на непријател го спасува семејството). Општо земено, селекцијата игра креативна улога во природата, бидејќи од ненасочени наследни промени се фиксираат оние што можат да доведат до формирање на нови групи на поединци кои се посовршени во дадени услови на постоење.
Постојат три главни форми на природна селекција: стабилизирање, возење и нарушување.
Стабилизирање на селекцијае насочена кон зачувување на мутациите што доведуваат до помала варијабилност во просечната вредност на особината.
Работи под релативно постојани услови на животната средина, т.е. додека условите кои довеле до формирање на еден или друг знак (сопственост) опстојуваат.
На пример, зачувување на големината и обликот на цветот кај растенијата опрашувани со инсекти, бидејќи цвеќињата мора да одговараат на големината на телото на инсектот што опрашува.
Зачувување на реликтни видови.
Изборот на возење е насочен кон зачувување на мутациите што ја менуваат просечната вредност на карактеристиката. Се јавува кога се менуваат условите на околината. Поединците од популацијата имаат одредени разлики во генотипот и фенотипот, а со долготрајни промени во надворешната средина, некои поединци од видот со одредени отстапувања од нормата може да добијат предност во животната активност и репродукцијата.
Кривата на варијација се поместува во насока на прилагодување кон новите услови на постоење. На пример, појавата на отпорност на пестициди кај инсектите и глодарите и отпорност на антибиотици кај микроорганизмите.
Или индустриски меланизам, на пример, затемнување на бојата на пеперутката бреза молец во развиените индустриски области на Англија. Во овие области, кората на дрвјата станува темна поради исчезнувањето на лишаите чувствителни на загадувањето на воздухот, а пеперутките со темна боја се помалку видливи на стеблата.
Нарушувачката селекција е насочена кон зачувување на мутациите што доведуваат до најголемо отстапување од просечната вредност на некоја карактеристика.
Дисконтинуираната селекција настанува кога условите на околината се менуваат на таков начин што поединците со екстремни отстапувања од нормата добиваат предност. Како резултат на дисконтинуирана селекција се формира популационен полиморфизам, т.е. присуство на неколку групи кои се разликуваат на некој начин. На пример, со чести силни ветрови на океанските острови, се зачувани инсекти или со добро развиени крилја или со остатоци.
Вид, неговите критериуми. Популацијата е структурна единица на еден вид и елементарна единица на еволуција. Микроеволуција. Формирање на нови видови. Методи на специјација. Зачувување на разновидноста на видовите како основа за одржливост на биосферата
Вид, неговите критериуми
Основачот на модерната таксономија, C. Linnaeus, го сметал видот како група на организми слични по морфолошки карактеристики кои слободно се вкрстуваат. Како што се развиваше биологијата, беа добиени докази дека разликите меѓу видовите се многу подлабоки и влијаат на хемискиот состав и концентрацијата на супстанциите во ткивата, насоката и брзината на хемиските реакции, природата и интензитетот на виталните процеси, бројот и обликот на хромозомите, т.е. видот е најмалата група на организми што ја одразува нивната блиска врска. Покрај тоа, видовите не постојат вечно - тие се појавуваат, се развиваат, раѓаат нови видови и исчезнуваат.
Прикажи- ова е збирка на индивидуи кои се слични по структурата и карактеристиките на животните процеси, имаат заедничко потекло, слободно се вкрстуваат меѓу себе во природата и даваат плодно потомство.
Сите единки од ист вид имаат ист кариотип и заземаат одредена географска област во природата - област
Се нарекуваат знаци на сличност меѓу поединци од ист вид критериуми за тип. Бидејќи ниту еден од критериумите не е апсолутен, за правилно да се одреди типот потребно е да се користат множество критериуми.
Главните критериуми на еден вид се морфолошки, физиолошки, биохемиски, еколошки, географски, етолошки (бихејвиорални) и генетски.
- Морфолошки- збир на надворешни и внатрешни карактеристики на организми од ист вид. Иако некои видови имаат уникатни карактери, често е многу тешко да се разликуваат тесно сродни видови користејќи само морфолошки особини. Така, неодамна беа откриени голем број видови близнаци кои живеат на иста територија, на пример, домашниот глушец и глувчето Курганчик, па затоа е неприфатливо да се користат исклучиво морфолошки критериуми за одредување на видот.
- Физиолошки- сличноста на животните процеси во организмите, првенствено репродукцијата. Исто така, не е универзално, бидејќи некои видови се вкрстуваат во природата и даваат плодни потомци.
- Биохемиски- сличност на хемискиот состав и метаболичките процеси. И покрај фактот дека овие индикатори може значително да варираат кај различни индивидуи од ист вид, тие во моментов добиваат големо внимание, бидејќи структурните карактеристики и составот на биополимерите помагаат да се идентификуваат видовите дури и на молекуларно ниво и да се утврди степенот на нивната врска.
- Еколошки- разграничување на видовите според нивната припадност на одредени екосистеми и еколошки ниши што ги заземаат. Сепак, многу неповрзани видови зафаќаат слични еколошки ниши, така што овој критериум може да се користи за да се разликува еден вид само во комбинација со други карактеристики.
- Географски- постоење на популација на секој вид во одреден дел од биосферата - област која се разликува од областите на сите други видови. Поради фактот што за многу видови границите на нивните опсези се совпаѓаат, а исто така има и голем број космополитски видови чиј опсег опфаќа огромни простори, географскиот критериум исто така не може да послужи како маркерска карактеристика „видови“.
- Генетски- постојаност на карактеристиките на хромозомскиот сет - кариотип - и нуклеотидниот состав на ДНК кај индивидуи од ист вид. Поради фактот што нехомологните хромозоми не можат да се конјугираат за време на мејозата, потомците од вкрстување на поединци од различни видови со нееднаков збир на хромозоми или воопшто не се појавуваат или не се плодни. Ова создава репродуктивна изолација на видот, го одржува неговиот интегритет и ја обезбедува реалноста на постоењето во природата. Ова правило може да биде прекршено во случај на вкрстување на видови од слично потекло со ист кариотип или појава на различни мутации, но исклучокот само го потврдува општото правило, а видовите треба да се сметаат за стабилни генетски системи. Генетскиот критериум е главен во системот на критериуми за видови, но исто така не е исцрпен.
И покрај сложеноста на системот на критериуми, еден вид не може да биде претставен како група на организми кои се апсолутно идентични во сите погледи, односно клонови. Напротив, многу видови се карактеризираат со значителна разновидност дури и во надворешните карактеристики, бидејќи, на пример, некои популации на бубамари се карактеризираат со доминација на црвена боја, додека други се карактеризираат со доминација на црна боја.
Населението е структурна единица на еден вид и елементарна единица на еволуција
Тешко е да се замисли дека во реалноста, поединците од еден вид би биле рамномерно распоредени по површината на земјата во опсегот, бидејќи, на пример, езерската жаба живее главно во прилично ретки стоечки слатки водни тела и веројатно нема да се најде во полињата и шумите. Видовите во природата најчесто спаѓаат во посебни групи, во зависност од комбинацијата на услови погодни за нивните живеалишта - популации.
Популација- група индивидуи од ист вид, кои зафаќаат дел од нејзиниот опсег, слободно се вкрстуваат едни со други и релативно изолирани од други групи поединци од истиот вид повеќе или помалку долго време.
Населението може да се одвои не само просторно, тие дури можат да живеат на иста територија, но имаат разлики во преференциите за храна, времето на репродукција итн.
Така, вид е збир на популации на индивидуи кои имаат голем број заеднички морфолошки, физиолошки, биохемиски карактеристики и типови на односи со животната средина, кои населуваат одредена област, а исто така се способни да се вкрстуваат едни со други за да формираат плодни потомци, но речиси или воопшто не се вкрстуваат со други групи поединци од ист вид.
Во рамките на видовите со големи опсези кои покриваат територии со различни услови за живеење, тие понекогаш се разликуваат подвидови- големи популации или групи на соседни популации кои имаат постојани морфолошки разлики од другите популации.
Популациите не се расфрлани по површината на земјата случајно, тие се врзани за одредени области. Севкупноста на сите фактори од нежива природа неопходни за престој на поединци од даден вид се нарекува живеалиште. Сепак, овие фактори сами по себе можеби не се доволни за популацијата да ја заземе оваа област, бидејќи таа сепак мора да биде вклучена во блиска интеракција со популации од други видови, односно да зазема одредено место во заедницата на живи организми - еколошка ниша. Така, австралиската коала торбарска мечка, сите други работи се еднакви, не може да постои без нејзиниот главен извор на храна - еукалиптус.
Популациите од различни видови кои формираат нераскинливо единство во истите живеалишта обично обезбедуваат повеќе или помалку затворен циклус на супстанции и се елементарни еколошки системи (екосистеми) - биогеоценози.
И покрај сите нивни барања за условите на животната средина, популациите од ист вид се хетерогени по површина, број, густина и просторна дистрибуција на индивидуи, често формирајќи помали групи (семејства, стада, стада итн.), пол, возраст, генски фонд итн. Според тоа, се разликуваат нивната големина, возраст, пол, просторна, генетска, етолошка и други структури, како и динамика.
Важни карактеристики на една популација се генски базен- збир на гени карактеристични за поединци од дадена популација или вид, како и зачестеноста на одредени алели и генотипови. Различни популации од ист вид првично имаат различни генски базени, бидејќи новите територии се колонизирани од поединци со случајни наместо специјално избрани гени. Под влијание на внатрешни и надворешни фактори, генскиот базен претрпува уште позначајни промени: тој се збогатува поради појавата на мутации и нова комбинација на особини и се исцрпува како резултат на губење на поединечни алели за време на смртта или миграцијата на одреден број на поединци.
Новите особини и нивните комбинации можат да бидат корисни, неутрални или штетни, затоа, само поединци приспособени на дадените услови на животната средина преживуваат и успешно се размножуваат во популацијата. Меѓутоа, на две различни точки на површината на земјата, условите на животната средина никогаш не се целосно идентични, затоа насоката на промените дури и кај две соседни популации може да биде сосема спротивна или тие ќе се појават со различна брзина. Резултатот од промените во генскиот базен е дивергенцијата на популациите според морфолошки, физиолошки, биохемиски и други карактеристики. Ако популациите се исто така изолирани едни од други, тогаш тие можат да доведат до појава на нови видови.
Така, појавата на какви било пречки при вкрстувањето на индивидуи од различни популации од ист вид, на пример, поради формирање на планински масиви, промени во речните корита, разлики во времето на репродукција итн., доведува до фактот дека популациите постепено стекнуваат се повеќе и повеќе разлики и на крајот стануваат различни видови. Некое време, на границите на овие популации, се случува вкрстување на поединци и се појавуваат хибриди, но со текот на времето, овие контакти исчезнуваат, т.е. популациите од отворените генетски системи стануваат затворени.
И покрај фактот дека поединците се првенствено изложени на фактори на животната средина, промените во генетскиот состав на еден организам се незначителни и, во најдобар случај, ќе се појават само кај неговите потомци. Подвидовите, видовите и поголемите таксони исто така не се погодни за улогата на елементарни единици на еволуцијата, бидејќи тие не се разликуваат по морфолошка, физиолошка, биохемиска, еколошка, географска и генетска единство, додека популациите се најмалите структурни единици на еден вид, кои се акумулираат различни случајни промени, од кои најлошите ќе бидат елиминирани, одговараат на оваа состојба и се елементарни единици на еволуцијата.
Микроеволуција
Промената на генетската структура на популациите не секогаш води до формирање на нов вид, туку може само да ја подобри адаптацијата на популацијата на специфичните услови на животната средина; сепак, видовите не се вечни и непроменливи - тие се способни да се развиваат. Овој процес на неповратни историски промени кај живите суштества се нарекува еволуција. Примарните еволутивни трансформации се случуваат во рамките на еден вид на ниво на популација. Тие се засноваат, пред сè, на процесот на мутација и природната селекција, што доведува до промени во генскиот базен на популациите и видот како целина, па дури и до формирање на нови видови. Множеството на овие елементарни еволутивни настани се нарекува микроеволуција.
Популациите се карактеризираат со огромна генетска разновидност, која често не се изразува фенотипски. Генетската разновидност се јавува поради спонтана мутагенеза, која се јавува континуирано. Повеќето мутации се неповолни за организмот и ја намалуваат одржливоста на популацијата како целина, но доколку се рецесивни, кај хетерозиготите може да опстојуваат долго време. Некои мутации кои немаат адаптивна вредност во дадени услови на постоење се способни да добијат таква вредност во иднина или кога ќе се развијат нови еколошки ниши, со што се создава резерва на наследна варијабилност.
Микроеволутивните процеси се значително под влијание на флуктуациите во бројот на поединци во популациите, миграциите и катастрофите, како и изолацијата на популациите и видовите.
Новиот вид е среден резултат на еволуцијата, но во никој случај негов резултат, бидејќи микроеволуцијата не застанува тука - таа продолжува понатаму. Новите видови кои се појавуваат, во случај на успешна комбинација на карактеристики, населуваат нови живеалишта и, пак, создаваат нови видови. Таквите групи на тесно сродни видови се обединети во родови, семејства итн. За разлика од макроеволуција,микроеволуцијата се одвива во многу пократок временски период, додека за првата потребни се десетици и стотици илјади и милиони години, како што е човечката еволуција.
Како резултат на микроеволуцијата, се формира целата разновидност на видови живи организми кои некогаш постоеле и сега живеат на Земјата.
Во исто време, еволуцијата е неповратна, а видовите кои веќе исчезнале никогаш повеќе не се појавуваат. Видовите што се појавуваат консолидираат се што е постигнато во процесот на еволуција, но тоа не гарантира дека во иднина нема да се појават нови видови кои ќе имаат понапредни прилагодувања на условите на животната средина.
Формирање на нови видови
Во широка смисла, формирањето на нови видови се подразбира не само како отцепување на нов вид од главното стебло или дезинтеграција на родителскиот вид на неколку видови ќерки, туку и општ развој на видот како интегрален систем. , што доведува до значителни промени во неговата морфоструктурна организација. Сепак, почесто отколку не специјацијасе смета за процес на формирање на нови видови преку разгранување на „семејното стебло“ на видот.
Фундаментално решение за проблемот со спецификацијата беше предложено од Чарлс Дарвин. Според неговата теорија, ширењето на индивидуи од ист вид доведува до формирање на популации кои поради разликите во условите на околината се принудени да се прилагодат на нив. Ова, пак, повлекува интензивирање на интраспецифичната борба за егзистенција, насочена од природната селекција. Во моментов, се верува дека борбата за егзистенција воопшто не е задолжителен фактор во спецификацијата, напротив, притисокот на селекција кај голем број популации може да се намали. Разликите во условите за живеење придонесуваат за појава на нееднакви адаптивни промени во популациите на еден вид, чија последица е дивергенција на карактеристиките и својствата на популациите - дивергенција.
Сепак, акумулацијата на разлики, дури и на генетско ниво, во никој случај не е доволна за појава на нов вид. Сè додека популациите што се разликуваат по некои карактеристики не само што се во контакт, туку се способни и за вкрстување со формирање на плодно потомство, тие припаѓаат на истиот вид. Само неможноста за проток на гени од една група на поединци во друга, дури и во случај на уништување на бариерите што ги одвојуваат, т.е. преминување, значи завршување на најкомплексниот еволутивен процес на формирање на нов вид.
Специјацијата е продолжение на микроеволутивните процеси. Постои гледна точка дека специјацијата не може да се сведе на микроеволуција; таа претставува квалитативна фаза на еволуција и се спроведува благодарение на други механизми.
Методи на специјација
Постојат два главни методи на специјација: алопатриски и симпатриски.
Алопатричен, или географска спецификацијае последица на просторното одвојување на населението со физички бариери (планински венци, мориња и реки) поради нивно појавување или распрснување во нови живеалишта (географска изолација). Бидејќи во овој случај генскиот базен на одвоената популација значително се разликува од мајчината, а условите во неговото живеалиште нема да се совпаѓаат со првобитните, со текот на времето тоа ќе доведе до дивергенција и формирање на нов вид. Еклатантен пример за географска специјација е разновидноста на видовите сики откриени од Чарлс Дарвин за време на неговото патување со бродот Бигл на островите Галапагос во близина на брегот на Еквадор. Очигледно, поединечни единки од единствената сипка што го населува јужноамериканскиот континент некако завршиле на островите и, поради разликите во условите (првенствено достапноста на храна) и географската изолација, постепено еволуирале, формирајќи група сродни видови.
Во сржта симпатична, или биолошка специјацијалежи некоја форма на репродуктивна изолација, со нови видови кои се појавуваат во опсегот на оригиналниот вид. Предуслов за симпатична специјација е брзата изолација на добиените форми. Ова е побрз процес од алопатриската специјација, а новите форми се слични на првобитните предци.
Симпатичната специјација може да биде предизвикана од брзи промени во составот на хромозомите (полиплоидизација) или хромозомски преуредувања. Понекогаш се појавуваат нови видови како резултат на хибридизација на два оригинални видови, како што е, на пример, домашната слива, која е хибрид на слива и цреша. Во некои случаи, симпатичната специјација е поврзана со поделба на еколошки ниши во популации од ист вид во еден опсег или сезонска изолација - дивергенција во времето на размножување кај растенијата (различни видови борови во Калифорнија произведуваат прашина во февруари и април) и во времето на размножување кај животните.
Од целата разновидност на новопојавени видови, само неколку, најприлагодените, можат да постојат долго време и да доведат до појава на нови видови. Причините за смртта на повеќето видови сè уште се непознати; најверојатно тоа се должи на ненадејните климатски промени, геолошките процеси и нивното поместување од поприлагодени организми. Во моментов, една од причините за смртта на значителен број видови е човекот, кој ги истребува најголемите животни и најубавите растенија, а ако во 17 век овој процес започнал дури со истребување на последната рунда, тогаш во 21 век повеќе од 10 видови исчезнуваат секој час.
Зачувување на разновидноста на видовите како основа за одржливост на биосферата
И покрај фактот дека, според различни проценки, планетата е дом на 5-10 милиони видови организми кои сè уште не се опишани, никогаш нема да знаеме за постоењето на повеќето од нив, бидејќи околу 50 видови исчезнуваат од лицето на Земјата секој час. Исчезнувањето на живите организми во сегашно време не е нужно поврзано со нивното физичко истребување; почесто тоа се должи на уништување на нивните природни живеалишта како резултат на човековата активност. Смртта на поединечен вид веројатно нема да доведе до фатални последици за биосферата, но одамна е утврдено дека исчезнувањето на еден растителен вид повлекува смрт на 10-12 животински видови, а тоа веќе претставува закана и за постоењето. на поединечни биогеоценози и на глобалниот екосистем воопшто.
Тажните факти акумулирани во текот на претходните децении ја принудија Меѓународната унија за зачувување на природата и природните ресурси (IUCN) да започне со собирање информации за ретки и загрозени видови растенија и животни во 1949 година. Во 1966 година, IUCN ја објави првата Црвена книга на факти.
Црвена книгае официјален документ кој содржи редовно ажурирани податоци за статусот и распространетоста на ретки и загрозени видови растенија, животни и габи.
Со овој документ се усвои петстепена скала за статус на заштитен вид, при што првиот степен на заштита вклучува видови чиј спас е невозможен без посебни мерки, а петтиот - обновени видови, чија состојба, благодарение на преземените мерки, го прави не предизвикуваат загриженост, но тие сè уште не се предмет на индустриска употреба. Развојот на таков обем овозможува да се насочат приоритетните напори за зачувување конкретно на најретките видови, како што се тигрите Амур.
Покрај меѓународната верзија на Црвената книга, постојат и национални и регионални верзии. Во СССР, Црвената книга е основана во 1974 година, а во Руската Федерација, постапката за нејзино одржување е регулирана со Федералните закони „За заштита на животната средина“, „За дивиот свет“ и Уредбата на Владата на Руската Федерација „ За Црвената книга на Руската Федерација“. Денес, 610 видови растенија, 247 видови животни, 42 видови лишаи и 24 видови габи се наведени во Црвената книга на Руската Федерација. Популациите на некои од нив, некогаш загрозени (европски дабар, бизон), веќе се доста успешно обновени.
Следниве животински видови се заштитени во Русија: руски мускрат, тарбаган (монголски мрмот), поларна мечка, кавкаски европски визон, морска видра, манул, тигар Амур, леопард, снежен леопард, морски лав, морж, фоки, делфини, китови, Пржевалски коњ, див газ, розов пеликан, обичен фламинго, црн штрк, мал лебед, степски орел, златен орел, црн кран, сибирски кран, бистар, орел був, бел галеб, медитеранска желка, јапонска змија, вајпер, џунгла жаба, касписки лампи , сите видови риби есетра, езерски лосос, елен бубачки, извонреден бумбар, обичен Аполон, рак богомолка, обична бисерна школка итн.
Растенијата на Црвената книга на Руската Федерација вклучуваат 7 видови кокичиња, некои видови пелин, вистински женшен, 7 видови сини ѕвончиња, назабени дабови, шила, 11 видови ирис, руска леска тетреб, лале Шренк, орев лотос, женска влечка, тенколистен божур, пердув трева, јаглика Јулија, ливадско лумбаго (трева за спиење), беладона беладона, бор Пицунда, тис, кинеска штитна трева, езерска трева, мек сфагнум, кадрава филета, итн.
Ретките печурки се претставени со летниот тартуф, или рускиот црн тартуф, лакираната габа од габа итн.
Заштитата на ретките видови во најголем број случаи се поврзува со забрана за нивно уништување, нивно зачувување во вештачки создадени живеалишта (зоолошки градини), заштита на нивните живеалишта и создавање на нискотемпературни генетски банки.
Најефикасна мерка за заштита на ретките видови е зачувувањето на нивните живеалишта, што се постигнува со организирање мрежа на специјално заштитени подрачја кои, во согласност со Федералниот закон „За посебно заштитени природни подрачја“ (1995), имаат меѓународно , федерално, регионално или локално значење. Тие вклучуваат државни природни резервати, национални паркови, природни паркови, државни природни резервати, природни споменици, дендролошки паркови, ботанички градини итн.
Државен природен резерват- ова е специјално заштитен природен комплекс (земја, водни тела, подлога, флора и фауна) целосно повлечен од економска употреба, кој има еколошко, научно, еколошко и едукативно значење како пример за природна средина, типични или ретки пејсажи, места. каде што е зачуван генетскиот фонд на растенијата и животинскиот свет.
Резервите кои се дел од меѓународниот систем на биосферни резервати кои вршат глобален мониторинг на животната средина имаат статус државни природни биосферни резервати. Резерватот е еколошка, истражувачка и еколошка образовна институција насочена кон зачувување и проучување на природниот тек на природните процеси и појави, генетскиот фонд на флората и фауната, поединечните видови и заедници на растенија и животни, типични и единствени еколошки системи.
Во моментов во Русија има околу 100 државни природни резервати, од кои 19 имаат статус на биосфера, вклучувајќи ги Бајкалски, Баргузински, Кавкаски, Кедроваја Пад, Кроноцки, Приоско-Терасни итн.
За разлика од природните резервати, териториите (водните области) национални парковивклучуваат природни комплекси и објекти кои имаат посебни еколошки, историски и естетски вредности, а се наменети за употреба за еколошки, образовни, научни и културни цели и за регулиран туризам. Овој статус го имаат 39 специјално заштитени природни подрачја, вклучително и националните паркови Транс-Бајкал и Сочи, како и националните паркови „Куронски спит“, „Руски север“, „Шушенски Бор“ итн.
Природни парковисе еколошки рекреативни институции под јурисдикција на конститутивните субјекти на Руската Федерација, чии територии (водни области) вклучуваат природни комплекси и објекти кои имаат значителни еколошки и естетски вредности, а се наменети за употреба за еколошки, едукативни и рекреативни цели.
Државни природни резерватисе територии (водни подрачја) кои се од особено значење за зачувување или обновување на природните комплекси или нивни компоненти и одржување на еколошката рамнотежа.
Развој на еволутивни идеи. Значењето на еволутивната теорија на Чарлс Дарвин. Меѓусебна поврзаност на движечките сили на еволуцијата. Форми на природна селекција, видови на борба за егзистенција. Синтетичка теорија на еволуција. Елементарни фактори на еволуцијата. Истражување на С.С. Четвериков. Улогата на еволутивната теорија во формирањето на модерната природонаучна слика на светот
Развој на еволутивни идеи
Сите теории за потеклото и развојот на органскиот свет можат да се сведат на три главни насоки: креационизам, трансформизам и еволуционизам. Креационизаме концептот на постојаност на видовите, земајќи ја предвид различноста на органскиот свет како резултат на неговото создавање од Бога. Оваа насока е формирана како резултат на воспоставувањето на доминацијата на христијанската црква во Европа, врз основа на библиски текстови. Истакнати претставници на креационизмот биле C. Linnaeus и J. Cuvier.
„Принцот на ботаничарите“ C. Linnaeus, кој откри и опиша стотици нови растителни видови и го создаде нивниот прв хармоничен систем, сепак тврдеше дека вкупниот број на видови организми останал непроменет од создавањето на Земјата, т.е. не само што не се појавуваат повторно, туку и не исчезнуваат. Дури кон крајот на својот живот дошол до заклучок дека родовите се Божјо дело, додека видовите можат да се развиваат поради приспособување на локалните услови.
Придонесот на извонредниот француски зоолог J. Cuvier (1769–1832) во биологијата се заснова на бројни податоци од палеонтологијата, компаративната анатомија и физиологијата доктрина за корелации- односи меѓу делови од телото. Благодарение на ова, стана возможно да се реконструира надворешниот изглед на животното во одделни делови. Сепак, во процесот на палеонтолошко истражување, J. Cuvier не можеше а да не обрне внимание и на очигледното изобилство на фосилни форми и на острите промени во животинските групи во текот на геолошката историја. Овие податоци послужија како почетна точка за формулирање теории за катастрофа, според кој сите или речиси сите организми на Земјата биле постојано убивани како резултат на периодични природни катастрофи, а потоа планетата била повторно населена со видови кои ја преживеале катастрофата. Следбениците на J. Cuvier изброиле до 27 такви катастрофи во историјата на Земјата. Размислувањата за еволуцијата се чинеше дека Џ. Кувиер е разведен од реалноста.
Противречностите во почетните премиси на креационизмот, кои стануваа се поочигледни како што се акумулираа научните факти, послужија како појдовна точка за формирање на друг систем на погледи - трансформизам, согледувајќи го вистинското постоење на видовите и нивниот историски развој. Претставниците на овој тренд - Џ. Буфон, И. Корените на трансформизмот може да се најдат во делата на античките грчки и средновековните филозофи кои ги препознале историските промени во органскиот свет. Така, Аристотел ја изразил идејата за единството на природата и постепениот премин од тела на нежива природа кон растенијата, а од нив кон животните - „скалата на природата“. Тој сметал дека главната причина за промените во живите организми е нивната внатрешна желба за совршенство.
Францускиот натуралист Ј. Буфон (1707-1788), чие главно животно дело беше 36-томната Природна историја, спротивно на ставовите на креационистите, го прошири опсегот на историјата на Земјата на 80-90 илјади години. Во исто време, тој го истакна единството на флората и фауната, како и можноста за промени во сродните организми под влијание на факторите на животната средина како резултат на припитомување и хибридизација.
Англискиот лекар, филозоф и поет Е. Дарвин (1731–1802), дедото на Чарлс Дарвин, верувал дека историјата на органскиот свет датира милиони години наназад, а разновидноста на животинскиот свет е резултат на мешањето на неколку „ природни“ групи, влијанието на надворешната средина, вежбањето и недостатокот на органи за вежбање и други фактори.
E. Geoffroy Saint-Hilaire (1772–1844) сметал дека единството на структурниот план на групи животни е еден од главните докази за развојот на живиот свет. Сепак, за разлика од неговите претходници, тој беше склон да верува дека промените во видовите се предизвикани од влијанието на факторите на животната средина не на возрасни поединци, туку на ембриони.
И покрај фактот што во дискусијата што се разгоре во 1831 година помеѓу Џ. Кувиер и Е. Жофрој Сен-Илер во форма на серија извештаи на Академијата на науките, јасна предност остана на страната на првиот, таа беше трансформизмот кој стана претходник на еволуционизмот. еволуционизам(теорија на еволуција, еволутивна доктрина) е систем на гледишта што го препознава развојот на природата според одредени закони. Тоа е теоретскиот врв на биологијата, кој ни овозможува да ја објасниме различноста и сложеноста на живите системи што ги набљудуваме. Меѓутоа, поради фактот што еволуциското учење опишува феномени кои се тешки за набљудување, се соочува со значителни тешкотии. Понекогаш теоријата на еволуцијата се нарекува „дарвинизам“ и се поистоветува со учењата на Чарлс Дарвин, што е фундаментално неточно, бидејќи, иако теоријата на Чарлс Дарвин даде непроценлив придонес во развојот не само на доктрината за еволуција, туку и на биологијата во општи (како и многу други науки), основите на еволутивната теорија ги поставија други научници, таа продолжува да се развива до денес, а „дарвинизмот“ во многу аспекти има само историско значење.
Креатор на првата еволутивна теорија - Ламаркизам - беше францускиот натуралист Ј.Б. Ламарк (1744–1829). Тој сметал дека движечката сила на еволуцијата е внатрешната желба на организмите за совршенство ( закон за градација), сепак, приспособувањето кон условите на животната средина ги принудува да отстапат од оваа главна линија. Во исто време, органите што животното интензивно ги користи во процесот на живот се развиваат, а оние што се непотребни за него, напротив, се ослабени, па дури и може да исчезнат ( закон за вежбање и невежба на органи). Карактеристиките стекнати во текот на животот се фиксираат и се пренесуваат на потомците. Така, тој го објасни присуството на мембрани меѓу прстите на водните птици со обидите на нивните предци да се движат во водната средина, а долгиот врат на жирафите, според Ламарк, е последица на тоа што нивните предци се обиделе да добијат лисја. од врвовите на дрвјата.
Недостатоците на Ламаркизмот беа теоретската природа на многу конструкции, како и претпоставката за интервенција на Создателот во еволуцијата. Во процесот на развој на биологијата, стана јасно дека поединечните промени што ги стекнале организмите во текот на животот, во најголем дел, спаѓаат во границите на фенотипската варијабилност, а нивното пренесување е практично невозможно. На пример, германскиот зоолог и теоретичар на еволуцијата А. Вајсман (1834–1914) ги отсекувал опашките на глувците многу генерации и секогаш добивал само опашести глодари во нивните потомци. Теоријата на Ј.Б.Ламарк не беше прифатена од неговите современици, но на крајот на векот ја формираше основата на т.н. неоламаркизам.
Значењето на еволутивната теорија на Чарлс Дарвин
Предусловите за создавање на најпознатата еволутивна теорија на Чарлс Дарвин, или Дарвинизам, беа објавувањето во 1778 година на делото на англискиот економист Т. Малтус „Трактат за населението“, делото на геологот Чарлс Лајел, формулацијата на Теоријата на клетките, успехот на селекцијата во Англија и сопствените набљудувања на Чарлс.
Така, Т. Малтус тврдеше дека популацијата на Земјата експоненцијално се зголемува, што значително ја надминува способноста на планетата да и обезбеди храна и доведува до смрт на некои од потомците. Паралелите направени од Чарлс Дарвин и неговиот коавтор А. Валас (1823–1913) покажаа дека во природата, поединците се размножуваат со многу голема брзина, но големината на популацијата останува релативно константна. Истражувањето на англискиот геолог C. Lyell овозможило да се утврди дека површината на Земјата не била секогаш иста како што е сега, а нејзините промени биле предизвикани од влијанието на водата, ветерот, вулканските ерупции и активноста на живиот свет. организми. Дури и во студентските години, самиот Чарлс Дарвин бил погоден од екстремниот степен на варијабилност на бубачките, а за време на неговите патувања од сличноста на флората и фауната на континентална Јужна Америка и блиските острови Галапагос, а во исто време и од значајните разновидност на видови, како што се сибите и желките. Покрај тоа, на експедицијата тој можеше да ги набљудува скелетите на џиновските изумрени цицачи, слични на модерните армадилоси и мрзливи, што значително го разниша неговото верување во создавањето видови.
Основните принципи на теоријата на еволуцијата беа изразени од Чарлс Дарвин во 1859 година на состанокот на Кралското друштво на Лондон, а потоа беа развиени во книгите „Потекло на видовите со природна селекција или зачувување на омилените раси во борбата за Живот“ (1859), „Промени во домашните животни и култивирани растенија“ (1868), „Потеклото на човекот и сексуалната селекција“ (1871), „Изразувањето на емоциите кај човекот и животните“ (1872) итн.
Суштината развиена од Чарлс Дарвин концепти на еволуцијаможе да се сведе на низа одредби кои произлегуваат една од друга, кои имаат соодветни доказ:
- Поединците што ја сочинуваат секоја популација произведуваат многу повеќе потомци отколку што е потребно за одржување на големината на популацијата.
- Поради тоа што животните ресурси за секаков вид живи организми се ограничени, неизбежно се јавува меѓу нив борба за егзистенција. Чарлс Дарвин направи разлика помеѓу интраспецифична и меѓуспецифична борба, како и борба со фактори на животната средина. Истовремено, тој исто така посочи дека не се зборува само за борбата на одредена индивидуа за егзистенција, туку и за оставање потомство.
- Последица на борбата за егзистенција е природна селекција- доминантно преживување и размножување на организмите кои случајно се покажаа дека се најприлагодени на дадените услови на постоење. Природната селекција на многу начини е слична на вештачката селекција, која луѓето ја користеле уште од античко време за да одгледуваат нови сорти на растенија и раси на домашни животни. Со избирање на поединци кои имаат некоја посакувана особина, човекот ги зачувува овие особини преку вештачко размножување преку селективно размножување или опрашување. Посебна форма на природна селекција е сексуалната селекција за особини кои обично немаат директно адаптивно значење (долги пердуви, огромни рогови итн.), но придонесуваат за репродуктивен успех бидејќи ја прават поединецот попривлечен за спротивниот пол или пострашен за ривали од ист пол.
- Материјалот за еволуција се разликите помеѓу организмите кои се јавуваат како резултат на нивната варијабилност. Чарлс Дарвин направи разлика помеѓу неодредена и определена варијабилност. Одредени(групна) варијабилност се манифестира кај сите единки на еден вид подеднакво под влијание на одреден фактор и исчезнува кај потомците кога ќе престане дејството на овој фактор. Неизвесно(индивидуална) варијабилност се промени што се случуваат кај секој поединец, без оглед на флуктуациите во вредностите на факторите на животната средина и се пренесуваат на потомците. Таквата варијабилност нема адаптивна природа. Последователно, се покажа дека одредена варијабилност е ненаследна, а неодредената варијабилност е наследна.
- Природната селекција на крајот води до дивергенција во карактеристиките на поединечните изолирани сорти - дивергенција и, на крајот, до формирање на нови видови.
Теоријата за еволуција на Чарлс Дарвин не само што го постулираше процесот на појава и развој на видовите, туку го откри и самиот механизам на еволуција, кој се заснова на принципот на природна селекција. Дарвинизмот исто така ја негираше програмираната природа на еволуцијата и ја постулираше нејзината континуирана природа.
Во исто време, еволутивната теорија на Чарлс Дарвин не можеше да одговори на голем број прашања, на пример, за природата на генетскиот материјал и неговите својства, суштината на наследната и ненаследната варијабилност и нивната еволутивна улога. Ова доведе до криза на дарвинизмот и појава на нови теории: неоламаркизам, салтационизам, концепт на номогенеза итн. Неоламаркизамсе заснова на позицијата на теоријата на J. B. Lamarck за наследување на стекнатите карактеристики. Салтационизаме систем на гледишта за процесот на еволуција како нагли промени што доведуваат до брзо појавување на нови видови, родови и поголеми систематски групи. Концепт номогенезаја постулира програмираната насока на еволуцијата и развојот на различни карактеристики врз основа на внатрешните закони. Само синтезата на дарвинизмот и генетиката во 20-30-тите години на дваесеттиот век можеше да ги надмине противречностите што неизбежно се појавија при објаснувањето на голем број факти.
Меѓусебна поврзаност на движечките сили на еволуцијата
Еволуцијата не може да се поврзе со дејството на ниту еден фактор, бидејќи самите мутации се случајни и ненасочени промени и не можат да обезбедат адаптација на поединците на факторите на околината, додека природната селекција веќе ги сортира овие промени. Исто така, самата селекција не може да биде единствениот фактор во еволуцијата, бидејќи селекцијата бара соодветен материјал обезбеден од мутации.
Сепак, може да се забележи дека процесот на мутација и генскиот тек создаваат варијации, додека природната селекција и генетскиот нанос ја средуваат оваа варијација. Ова значи дека факторите кои создаваат варијабилност го иницираат процесот на микроеволуција, а оние кои ја сортираат варијабилноста го продолжуваат, што доведува до воспоставување на нови фреквенции на варијанти. Така, еволутивната промена во популацијата може да се гледа како резултат на спротивставените сили што создаваат и сортираат генотипски варијации.
Пример за интеракцијата помеѓу процесот на мутација и селекцијата е хемофилија кај луѓето. Хемофилија е болест предизвикана од намалено згрутчување на крвта. Претходно доведе до смрт во предрепродуктивниот период, бидејќи секое оштетување на мекото ткиво потенцијално може да доведе до значителна загуба на крв. Оваа болест е предизвикана од рецесивна мутација на половиот ген H (Xh). Жените многу ретко страдаат од хемофилија; тие се почесто хетерозиготни носители, но нивните синови можат да ја наследат оваа болест. Теоретски, во текот на неколку генерации, таквите мажи умираат пред пубертетот и постепено овој алел треба да исчезне од популацијата, но зачестеноста на појавата на оваа болест не се намалува поради повторените мутации во овој локус, како што се случи кај кралицата Викторија, која ја пренел болеста на три генерации од кралските куќи на Европа. Постојаната фреквенција на оваа болест укажува на рамнотежа помеѓу процесот на мутација и притисокот на селекција.
Форми на природна селекција, видови на борба за егзистенција
Природна селекцијаТие го нарекуваат селективно преживување и оставање потомство од страна на најпогодни поединци и смрт на најмалку способни.
Суштината на природната селекција во теоријата на еволуцијата лежи во диференцираното (неслучајно) зачувување на одредени генотипови во една популација и нивното селективно учество во преносот на гените на следната генерација. Покрај тоа, тоа не влијае на една особина (или ген), туку на целиот фенотип, кој се формира како резултат на интеракцијата на генотипот со факторите на животната средина. Природната селекција ќе биде од различна природа во различни услови на животната средина. Во моментов, постојат неколку форми на природна селекција: стабилизирање, возење и кинење.
Стабилизирање на селекцијае насочена кон консолидирање на тесна норма на реакција, која се покажа како најповолна во дадените услови на постоење. Тоа е типично за оние случаи кога фенотипските карактеристики се оптимални за непроменливи услови на животната средина. Впечатлив пример за дејството на стабилизирање на селекција е зачувувањето на релативно константна телесна температура на топлокрвните животни. Оваа форма на селекција беше детално проучена од извонредниот руски зоолог I. I. Shmalgauzen.
Избор на возењесе јавува како одговор на промените во условите на животната средина, како резултат на што се зачувани мутации кои отстапуваат од просечната вредност на особината, додека претходно доминантната форма е уништена бидејќи не ги исполнува доволно новите услови на постоење. На пример, во Англија, како резултат на загадувањето на воздухот од индустриски емисии, станаа широко распространети пеперутките од бреза молци, претходно невидени на многу места, со темно обоени крилја, кои беа помалку видливи за птиците на позадината на саѓи стебла од бреза. Изборот на возење не придонесува за целосно уништување на формата против која дејствува, бидејќи како резултат на мерките преземени од владата и еколошките организации, состојбата со загадувањето на воздухот е нагло подобрена, а бојата на крилата на пеперутката се врати на неговата оригинална верзија.
Кинење, или нарушувачки изборго фаворизира зачувувањето на екстремните варијанти на некоја особина и ги отстранува средните, бидејќи, на пример, како резултат на употребата на пестициди, се појавуваат групи на поединци инсекти отпорни на него. Во својот механизам, нарушувачката селекција е спротивна на стабилизирачката селекција. Преку оваа форма на селекција, кај популацијата се јавуваат неколку остро разграничени фенотипови. Овој феномен се нарекува полиморфизам. Појавата на репродуктивна изолација помеѓу различни форми може да доведе до специјација.
Понекогаш тие исто така се разгледуваат одделно дестабилизирачка селекција, кој зачувува мутации што доведуваат до широк спектар на која било карактеристика, на пример, бојата и структурата на лушпите на некои мекотели кои живеат во хетерогени микроуслови на карпестиот сурфање на морето. Оваа форма на селекција ја открил Д.К.Белјаев додека го проучувал припитомувањето на животните.
Во природата ниту еден од облиците на природна селекција не постои во чиста форма, туку напротив, постојат различни комбинации од нив, а како што се менуваат условите на околината, прво доаѓа до израз едната или другата. Така, по завршувањето на промените во околината, селекцијата на возење се заменува со стабилизирачка селекција, која оптимизира група на поединци во нови услови на постоење.
Природната селекција се јавува на различни нивоа и затоа се разликуваат и индивидуална, групна и сексуална селекција. Индивидуаленселекцијата ги елиминира помалку прилагодените индивидуи од учество во репродукцијата, додека групната селекција е насочена кон зачувување на особина која е корисна не за поединецот, туку за групата како целина. Под притисок групаселекцијата може целосно да избрише цели популации, видови и поголеми групи организми без да остави потомство. За разлика од индивидуалната селекција, групната селекција ја намалува различноста на формите во природата.
Сексуална селекцијаспроведена во рамките на еден пол. Го промовира развојот на особини кои обезбедуваат успех во оставањето на најголемото потомство. Благодарение на оваа форма на природна селекција, се разви сексуален диморфизам, изразен во големината и бојата на опашката на паунот, роговите на елен итн.
Резултатот е природната селекција борба за егзистенцијаврз основа на наследна варијабилност. Борбата за егзистенција се подразбира како целокупен збир на односи меѓу поединците од сопствениот и другите видови, како и со абиотските фактори на животната средина. Овие односи го одредуваат успехот или неуспехот на одредена индивидуа да преживее и да произведе потомство. Причината за борбата за егзистенција е појавата на вишок на поединци во однос на расположливите ресурси. Покрај конкуренцијата, овие односи треба да вклучуваат и взаемна помош, што ги зголемува шансите за преживување на поединците.
Интеракција со фактори на животната срединаможе да доведе и до смрт на огромното мнозинство на поединци, на пример, кај инсекти, од кои само мал дел ја преживуваат зимата.
Синтетичка теорија на еволуција
Успесите на генетиката на почетокот на дваесеттиот век, на пример, откривањето на мутациите, сугерираат дека наследни промени во фенотипот на организмите се случуваат ненадејно и не се формираат во текот на долг временски период, како што претпоставува еволутивната теорија на Чарлс Дарвин. Сепак, понатамошните истражувања во областа на популациската генетика доведоа до формулација во 20-50-тите години на дваесеттиот век на нов систем на еволутивни погледи - синтетичка теорија на еволуција. Значаен придонес во неговото создавање направија научници од различни земји: советските научници С. С. Четвериков, И. Симпсон и зоологот Е. Мајр.
Основни одредби на синтетичката теорија на еволуцијата:
- Елементарниот материјал на еволуцијата е наследна варијабилност (мутациона и комбинирана) кај поединци од една популација.
- Елементарната единица на еволуцијата е населението во кое се случуваат сите еволутивни промени.
- Елементарен еволутивен феномен е промена во генетската структура на популацијата.
- Елементарните фактори на еволуцијата - генетски нанос, бранови на живот, генски тек - се ненасочени, по случаен карактер.
- Единствениот насочувачки фактор во еволуцијата е природната селекција, која е креативна по природа. Природната селекција може да биде стабилизирачка, движечка и нарушувачка.
- Еволуцијата е дивергентна по природа, односно, еден таксон може да доведе до неколку нови таксони, додека секој вид има само еден предок (вид, популација).
- Еволуцијата е постепена и континуирана. Специјацијата како фаза од еволутивниот процес е последователна замена на една популација со низа други привремени популации.
- Постојат два вида на еволутивен процес: микроеволуција и макроеволуција. Макроеволуцијата нема свои посебни механизми и се спроведува само благодарение на микроеволуционерните механизми.
- Секоја систематска група може или да процвета (биолошки напредок) или да изумре (биолошка регресија). Биолошкиот напредок се постигнува преку промени во структурата на организмите: ароморфози, идиоадаптации или општа дегенерација.
- Главните закони на еволуцијата се неговата неповратна природа, прогресивната компликација на формите на живот и развојот на приспособливоста на видовите кон нивната околина. Во исто време, еволуцијата нема крајна цел, односно процесот е ненасочен.
И покрај фактот што еволутивната теорија во изминатите децении беше збогатена со податоци од сродните науки - генетика, селекција и сл., таа сепак не зема предвид низа аспекти, на пример, насочени промени во наследниот материјал, па затоа во во иднина можно е да се создаде нов концепт на еволуција кој ќе ја замени синтетичката теорија.
Елементарни фактори на еволуцијата
Според синтетичката теорија на еволуцијата, елементарен еволутивен феномен се состои од промена на генетскиот состав на популацијата, а настаните и процесите кои водат до промени во генските базени се нарекуваат елементарни фактори на еволуцијата. Тие вклучуваат процес на мутација, популациски бранови, генетски нанос, изолација и природна селекција. Поради исклучителното значење на природната селекција во еволуцијата, ќе се разгледува посебно.
Процес на мутацијакоја е континуирана како и самата еволуција, ја одржува генетската хетерогеност на популацијата поради појавата на се повеќе нови варијанти на гени. Мутациите кои настануваат под влијание на надворешни и внатрешни фактори се класифицирани како генски, хромозомски и геномски.
Генски мутациисе јавуваат со фреквенција од 10 –4 –10 –7 по гамета, меѓутоа, поради фактот што кај луѓето и повеќето повисоки организми вкупниот број на гени може да достигне неколку десетици илјади, невозможно е да се замисли дека два организми се апсолутно идентични. Повеќето мутации што се појавуваат се рецесивни, особено затоа што доминантните мутации веднаш се предмет на природна селекција. Рецесивните мутации ја создаваат таа резерва на наследна варијабилност, но пред да се манифестираат во фенотипот, тие мора да се воспостават кај многу индивидуи во хетерозиготна состојба поради слободното преминување во популацијата.
Хромозомски мутацииповрзани со губење или пренесување на дел од хромозом (цел хромозом) на друг, исто така се доста чести кај различни организми, на пример, разликата помеѓу некои видови стаорци лежи во еден пар хромозоми, што го отежнува да ги премине.
Геномски мутации, поврзани со полиплоидизација, исто така доведуваат до репродуктивна изолација на новопојавената популација поради нарушувања во митозата на првата поделба на зиготот. Сепак, тие се доста распространети во растенијата и таквите растенија можат да растат на арктичките и алпските ливади поради нивната поголема отпорност на факторите на животната средина.
Комбинираната варијабилност, која обезбедува појава на нови варијанти на комбинирање гени во генотипот и, соодветно, ја зголемува веројатноста за појава на нови фенотипови, исто така придонесува за еволутивните процеси, бидејќи само кај луѓето бројот на варијанти на комбинации на хромозомите е 2 23, односно појавата на организам сличен на веќе постоечкиот, е речиси невозможна.
Бранови на населението.Спротивниот резултат (исцрпување на составот на гените) често е предизвикан од флуктуации во бројот на организми во природните популации, кои кај некои видови (инсекти, риби итн.) можат да се променат десетици или стотици пати - популациони бранови, или „бранови на животот“. Зголемување или намалување на бројот на поединци во популациите може да биде или периодични, така непериодични. Првите се сезонски или повеќегодишни, како што се миграциите кај птиците преселници или размножувањето кај дафнијата, кај кои има само женски единки во пролет и лето, а до есен се појавуваат мажјаци, неопходни за сексуална репродукција. Непериодични флуктуации во бројките често се предизвикани од нагло зголемување на количината на храна во поволна година, нарушување на условите на живеалиштата и зголемување на бројот на штетници или предатори.
Бидејќи реставрацијата на популацијата се јавува поради мал број индивидуи кои го немаат целиот сет на алели, новите и оригиналните популации ќе имаат различни генетски структури. Промената на фреквенцијата на гените во популацијата под влијание на случајни фактори се нарекува генетски нанос, или генетско-автоматски процеси. Тоа се јавува и при развојот на нови територии, бидејќи тие примаат исклучително ограничен број единки од даден вид, што може да доведе до нова популација. Затоа, генотиповите на овие индивидуи ( основачки ефект). Како резултат на генетскиот нанос, често се појавуваат нови хомозиготни форми (за мутантните алели), кои може да се покажат како адаптивно вредни и последователно ќе бидат прифатени од природната селекција.
Така, меѓу индиското население на американскиот континент и Лапонците, процентот на луѓе со крвна група I (0) е многу висок, додека групите III и IV се исклучително ретки. Веројатно, во првиот случај, основачите на популацијата биле поединци кои го немале алелот IB, или тој бил изгубен при процесот на селекција.
До одреден момент, се јавува размена на алели помеѓу соседните популации како резултат на вкрстување помеѓу поединци од различни популации - генски тек, што ја намалува дивергенцијата помеѓу поединечните популации, но со појавата на изолација таа престанува. Во суштина, генскиот тек е одложен процес на мутација.
Изолација.Сите промени во генетската структура на популацијата мора да се поправат, што се случува благодарение на тоа изолација- појавата на какви било бариери (географски, еколошки, бихејвиорални, репродуктивни итн.) кои го комплицираат и оневозможуваат преминувањето на поединци од различни популации. Иако самата изолација не создава нови форми, таа сепак ги зачувува генетските разлики помеѓу популациите кои се предмет на дејството на природната селекција. Постојат две форми на изолација: географска и биолошка.
Географска изолацијасе јавува како резултат на поделбата на областа со физички бариери (водни пречки за копнените организми, копнени површини за водни видови, алтернација на издигнати области и рамнини); Ова е олеснето со седентарен или приврзан (кај растенијата) начин на живот. Понекогаш географската изолација може да биде предизвикана од проширувањето на опсегот на еден вид со последователно изумирање на неговите популации во средните територии.
Биолошка изолацијае последица на одредени дивергенции на организми во рамките на истиот вид кои на некој начин го спречуваат слободното вкрстување. Постојат неколку видови на биолошка изолација: еколошка, сезонска, етолошка, морфолошка и генетска. Еколошка изолацијапостигнато преку поделбата на еколошките ниши (на пример, претпочитање за одредени живеалишта или типови на храна, како што е вкрстеното ливче од смрека и боровината). Сезонски(привремена) изолација е забележана во случај на репродукција на индивидуи од ист вид во различни времиња (различни залихи на харинга). Етолошката изолација зависи од карактеристиките на однесувањето (карактеристики на ритуалот на додворување, боење, „пеење“ на жени и мажи од различни популации). На морфолошка изолацијаПречка за вкрстување е неусогласеноста во структурата на репродуктивните органи или дури и големината на телото (Пекинез и Велика Дане). Генетска изолацијаима најголемо влијание и се манифестира во некомпатибилност на герминативните клетки (смрт на зиготот по оплодувањето), стерилитет или намалена одржливост на хибридите. Причините за ова се особеностите на бројот и обликот на хромозомите, како резултат на што целосната клеточна поделба (митоза и мејоза) станува невозможна.
Со нарушување на слободното вкрстување меѓу популациите, изолацијата на тој начин ги зајакнува кај нив оние разлики што настанале на генотипско ниво поради мутации и флуктуации во бројките. Во овој случај, секоја популација е предмет на дејство на природната селекција одделно од другата, а тоа на крајот доведува до дивергенција.
Креативната улога на природната селекција во еволуцијата
Природната селекција функционира како еден вид „сито“ што ги подредува генотиповите според нивниот степен на подготвеност. Сепак, Чарлс Дарвин нагласи дека селекцијата не е само и не толку насочена кон зачувување на исклучиво најдоброто, туку кон отстранување на најлошото, односно ви овозможува да ја зачувате мултиваријантноста. Функцијата на природната селекција не е ограничена на ова, бидејќи обезбедува репродукција на прилагодени генотипови и, на тој начин, ја одредува насоката на еволуцијата, постојано собирајќи случајни и бројни отстапувања. Природната селекција нема одредена цел: врз основа на ист материјал (наследна варијабилност) под различни услови, може да се добијат различни резултати.
Во овој поглед, факторот на еволуција што се разгледува не може да се спореди со работата на скулптор кој копа блок од мермер, туку делува како далечен предок на човекот, правејќи алатка од камен фрагмент, без да го замисли конечниот резултат. што зависи не само од природата на каменот и неговиот облик, туку и од силата, насоката на ударот итн. Меѓутоа, во случај на неуспех, селекцијата, како хуманоидно суштество, ја отфрла „погрешната“ форма.
Цената за избор е појава генетско оптоварување, односно акумулација на мутации во популација, која со текот на времето може да стане доминантна поради ненадејната смрт на повеќето индивидуи или миграцијата на мал број од нив.
Под притисок на природната селекција, не само што се формира разновидноста на видовите, туку се зголемува и нивното ниво на организација, вклучително и нивната компликација или специјализација. Меѓутоа, за разлика од вештачката селекција, спроведена од луѓето само заради економски вредни особини, честопати на штета на адаптивните својства, природната селекција не може да придонесе за ова, бидејќи ниту една адаптација во природата не може да ја компензира штетата од намалувањето на одржливоста на населението.
Истражување на С. С. Четвериков
Еден од важните чекори кон помирувањето на дарвинизмот и генетиката беше направен од московскиот зоолог С. С. Четвериков (1880–1959). Врз основа на резултатите од студијата за генетскиот состав на природните популации на мушичката Drosophila, тој докажа дека тие носат многу рецесивни мутации во хетерозиготна форма кои не ја нарушуваат фенотипската униформност. Повеќето од овие мутации се неповолни за телото и создаваат т.н генетско оптоварување, намалување на приспособливоста на населението како целина кон неговата околина. Некои мутации кои немаат адаптивно значење во даден момент од развојот на видот може да добијат одредена вредност подоцна, и на тој начин се резерва на наследна варијабилност.Ширењето на таквите мутации меѓу поединците од популацијата како резултат на последователни слободни вкрстувања на крајот може да доведе до нивна транзиција во хомозиготна состојба и манифестација во фенотипот. Ако оваа состојба на знакот е Фен- е адаптивен, потоа по неколку генерации целосно ќе го измести доминантниот фене, заедно со неговите носители, од популацијата што е помалку соодветна на дадените услови. Така, поради ваквите еволутивни промени, се задржува само рецесивниот мутантен алел, а неговиот доминантен алел исчезнува.
Ајде да се обидеме да го докажеме ова со конкретен пример. Кога проучувате одредена популација, можете да откриете дека не само неговата фенотипска, туку и нејзината генотипска структура може да остане непроменета долго време, поради слободното вкрстување или панмиксијадиплоидни организми.
Овој феномен е опишан со закон Харди-Вајнберг, според кој во идеална популација со неограничена големина во отсуство на мутации, миграции, популациски бранови, генетски нанос, природна селекција и предмет на слободно вкрстување, фреквенциите на алели и генотипови на диплоидни организми нема да се менуваат во текот на одреден број генерации .
На пример, кај една популација одредена карактеристика е кодирана од два алели од истиот ген - доминантна ( А) и рецесивно ( А). Фреквенцијата на доминантниот алел е означена како Ри рецесивен - q. Збирот на фреквенциите на овие алели е 1: стр + q= 1. Затоа, ако ја знаеме фреквенцијата на доминантниот алел, тогаш можеме да ја одредиме фреквенцијата на рецесивниот алел: q = 1 – стр. Всушност, фреквенциите на алелите се еднакви на веројатноста за формирање на соодветните гамети. Потоа, по формирањето на зиготите, фреквенциите на генотипот во првата генерација ќе бидат:
(pA + ка) 2 = стр 2 А.А. + 2pqAa + q 2 аа = 1,
Каде стр 2 А.А.- фреквенција на доминантни хомозиготи;
2pqAa- фреквенција на хетерозиготи;
q 2 аа- фреквенција на рецесивни хомозиготи.
Лесно е да се пресмета дека во следните генерации фреквенциите на генотиповите ќе останат исти, одржувајќи ја генетската разновидност на популацијата. Но, во природата не постојат идеални популации, и затоа, во нив, мутантните алели не само што можат да опстојуваат, туку и да се шират, па дури и да ги заменат претходно почестите алели.
Четвериков јасно сфатил дека природната селекција не ги елиминира само поединечните помалку успешни особини и, соодветно, алелите што ги кодираат, туку делува и на целиот комплекс на гени кои влијаат на манифестацијата на одреден ген во фенотипот, или генотипска средина. Како генотипска средина, целиот генотип моментално се смета како збир на гени кои можат да ја подобрат или ослабат манифестацијата на специфични алели.
Не помалку важни во развојот на еволуциското учење се студиите на С. С. Четвериков во областа на динамиката на населението, особено „брановите на животот“ или популационите бранови. Додека бил студент, во 1905 година објавил статија за можноста од појава на масовна репродукција на инсекти и подеднакво брз пад на нивниот број.
Улогата на еволутивната теорија во формирањето на модерната природонаучна слика на светот
Важноста на еволутивната теорија во развојот на биологијата и другите природни науки тешко може да се прецени, бидејќи таа прва ги објасни условите, причините, механизмите и резултатите од историскиот развој на животот на нашата планета, односно даде материјалистичко објаснување на развојот на органскиот свет. Дополнително, теоријата за природна селекција беше првата навистина научна теорија за биолошката еволуција, бидејќи кога беше создадена, Чарлс Дарвин не се потпираше на шпекулативни конструкции, туку поаѓаше од сопствените набљудувања и се потпираше на вистинските својства на живите организми. Истовремено, таа ги збогати биолошките алатки со историскиот метод.
Формулирањето на еволутивната теорија не само што предизвика жестока научна дебата, туку и даде поттик за развој на такви науки како што се општа биологија, генетика, селекција, антропологија и голем број други. Во овој поглед, не може да не се согласи со изјавата дека теоријата на еволуцијата ја круниса следната фаза во развојот на биологијата и стана почетна точка за нејзиниот напредок во дваесеттиот век.
Доказ за еволуцијата на живата природа. Резултати од еволуцијата: приспособливост на организмите кон нивната околина, разновидност на видови
Доказ за еволуцијата на дивиот свет
Во различни области на биологијата, дури и пред Чарлс Дарвин и по објавувањето на неговата теорија за еволуција, беа добиени цела низа докази за да ја поткрепат. Овој доказ се нарекува докази за еволуција. Најчесто цитирани се палеонтолошки, биогеографски, компаративни ембриолошки, компаративни анатомски и компаративни биохемиски докази за еволуцијата, иако податоците од таксономијата, како и изборот на растенија и животни, не можат да бидат намалени.
Палеонтолошки доказиврз основа на проучување на фосилни остатоци од организми. Тие вклучуваат не само добро сочувани организми замрзнати во мраз или обвиени во килибар, туку и „мумии“ откриени во кисели тресетни мочуришта, како и остатоци од организми и фосили зачувани во седиментни карпи. Присуството во античките карпи на поедноставни организми отколку во подоцнежните слоеви, и фактот дека видовите пронајдени на едно ниво исчезнуваат на друго, се смета за еден од најзначајните докази за еволуцијата и се објаснува со појавата и изумирањето на видовите во соодветните епохи поради на промените во условите на животната средина.
И покрај фактот што досега се откриени неколку фосилни остатоци и недостасуваат многу фрагменти од фосилните остатоци поради малата веројатност за зачувување на органски остатоци, сепак се пронајдени форми на организми кои имаат знаци и на еволутивно подревните и на помладите групи. на организмите. Ваквите форми на организми се нарекуваат преодни форми. Истакнати претставници на преодните форми, кои го илустрираат преминот од риби кон копнени 'рбетници, се рибите со лобуси и стегоцефалите, а Археоптериксот зазема одредено место помеѓу влекачите и птиците.
Редовите на фосилни форми кои се постојано поврзани едни со други во процесот на еволуција не само со општи, туку и со посебни структурни карактеристики се нарекуваат филогенетска серија. Тие може да бидат претставени со фосилни остатоци од различни континенти и да тврдат дека се повеќе или помалку комплетни, но нивното проучување е невозможно без споредба со живите форми со цел да се демонстрира прогресијата на еволутивниот процес. Класичен пример за филогенетска серија е еволуцијата на предците на коњот, проучувана од основачот на еволутивната палеонтологија В.О. Ковалевски.
Биогеографски докази. Биогеографијакако науката ги проучува моделите на дистрибуција и дистрибуција на видовите, родовите и другите групи на живи организми, како и нивните заедници, на површината на нашата планета.
Отсуството во кој било дел од земјината површина на видови на организми кои се приспособени на такво живеалиште и добро се вкорени кога вештачки се увезуваат, како зајаците во Австралија, како и присуството на слични форми на организми во делови од земјата лоцирани на значителни растојанија едни од други укажуваат, пред сè, дека изгледот на Земјата не бил секогаш вака, а геолошките трансформации, особено континенталниот нанос, формирањето на планини, порастот и падот на нивото на Светскиот океан влијаат еволуцијата на организмите. На пример, четири слични видови на белодробни риби живеат во тропските региони на Јужна Америка, Јужна Африка и Австралија, додека живеалиштата на камили и лами кои припаѓаат на истиот ред се наоѓаат во Северна Африка, поголемиот дел од Азија и Јужна Америка. Палеонтолошките студии покажаа дека камилите и ламите потекнуваат од заеднички предок кој некогаш живеел во Северна Америка, а потоа се прошириле во Азија преку претходно постоечкиот истмус на местото на Беринговиот теснец, а исто така и преку Панамскиот истмус до Јужна Америка. Последователно, сите претставници на ова семејство во средните региони исчезнаа, а во регионалните региони се формираа нови видови во процесот на еволуција. Поранешното одвојување на Австралија од другите копнени маси дозволило таму да се формира сосема посебна флора и фауна, во која биле зачувани такви форми на цицачи како монотреми - птицечовка и ехидна.
Од гледна точка на биогеографијата, може да се објасни и разновидноста на Дарвиновите сики на островите Галапагос, кои се оддалечени 1200 km од брегот на Јужна Америка и се со вулканско потекло. Очигледно, претставниците на единствениот вид сики во Еквадор еднаш летале или им биле запознаени, а потоа, како што се множеле, некои од поединците се населиле на преостанатите острови. На централните големи острови, борбата за егзистенција (храна, места за гнездење итн.) била најакутна, поради што се формирале видови малку различни едни од други по надворешни карактеристики, кои консумирале различна храна (семиња, овошје, нектар, инсекти, итн.) .).
Тие влијаеле на дистрибуцијата на различни групи организми и на промените во климатските услови на Земјата, што придонело за просперитет на некои групи, а за изумирање на други. Поединечни видови или групи на организми кои преживеале од претходно широко распространетите флора и фауна се нарекуваат моштите. Тука спаѓаат гинко, секвоја, лале, риба со лобус челакант, итн. Во поширока смисла, видовите растенија и животни кои живеат на ограничени области на територија или водни површини се нарекуваат ендемични, или ендемични. На пример, сите претставници на автохтоната флора и фауна на Австралија се ендемични, а во флората и фауната на Бајкалското Езеро до 75% од нив се ендемични.
Компаративни анатомски докази.Студијата за анатомијата на сродните групи на животни и растенија дава убедливи докази за сличноста во структурата на нивните органи. И покрај фактот што факторите на околината секако оставаат свој белег на структурата на органите, кај ангиоспермите, со сета своја неверојатна разновидност, цвеќињата имаат сепали, ливчиња, стомаци и пестици, а кај копнените 'рбетници, екстремитетот е изграден според пет прсти. план. Органите кои имаат слична структура, заземаат иста положба во телото и се развиваат од истите зачетоци во сродните организми, но извршуваат различни функции, се нарекуваат хомологни. Така, аудитивните жлезди (чекан, инкус и стреме) се хомологни со жабрените сводови на рибите, отровните жлезди на змиите се плунковните жлезди на другите 'рбетници, млечните жлезди на цицачите се потните жлезди, флиперите на фоките и китатите. се крилја на птици, екстремитети на коњи и кртови.
Органите кои долго време не функционираат најверојатно се претвораат во вестигијални (рудименти)- структури кои се недоволно развиени во споредба со прадедовните форми и го изгубиле своето основно значење. Тука спаѓаат фибулата кај птиците, очите кај бенките и кртовите стаорци, косата, кокцигеумот и слепото црево кај луѓето итн.
Поединечни поединци, сепак, може да покажат карактеристики кои се отсутни кај даден вид, но биле присутни кај далечните предци - атавизми, на пример, три прсти кај модерните коњи, развој на дополнителни парови на млечни жлезди, опашка и влакна на целото човечко тело.
Ако хомологните органи се доказ во корист на поврзаноста на организмите и дивергенцијата во процесот на еволуција, тогаш слични тела- слични структури во организми од различни групи кои вршат исти функции, напротив, се примери конвергенција(конвергенција е генерално независен развој на слични карактеристики кај различни групи на организми кои постојат во исти услови) и го потврдуваат фактот дека околината остава значителен печат на организмот. Аналози се крилјата на инсектите и птиците, очите на 'рбетниците и цефалоподите (лигњи, октоподи) и споените екстремитети на членконогите и копнените 'рбетници.
Компаративни ембриолошки докази.Проучувајќи го ембрионалниот развој кај претставници на различни групи 'рбетници, К. Баер го откри нивното впечатливо структурно единство, особено во раните фази на развојот ( закон за герминална сличност). Подоцна E. Haeckel формулирани биогенетски закон, според кој онтогенезата е кратко повторување на филогенезата, т.е. фазите низ кои поминува еден организам во процесот на неговиот индивидуален развој го повторуваат историскиот развој на групата на која и припаѓа.
Така, во првите фази на развој, ембрионот на 'рбетник добива структурни карактеристики карактеристични за рибите, а потоа и за водоземците и, на крајот, за групата на која припаѓа. Оваа трансформација се објаснува со фактот дека секоја од горенаведените класи има заеднички предци со модерните влекачи, птици и цицачи.
Сепак, биогенетскиот закон има голем број ограничувања, и затоа рускиот научник А.Н. Северцов значително го ограничи опсегот на неговата примена со повторување во онтогенезата исклучиво карактеристиките на ембрионските фази на развој на формите на предците.
Компаративни биохемиски докази.Развојот на попрецизни методи за биохемиска анализа им обезбеди на еволуционерните научници нова група податоци во корист на историскиот развој на органскиот свет, бидејќи присуството на исти супстанции во сите организми укажува на можна биохемиска хомологија, слична на онаа кај ниво на органи и ткива. Компаративни биохемиски студии на примарната структура на таквите широко распространети протеини како цитохром Сои хемоглобинот, како и нуклеинските киселини, особено рРНК, покажаа дека многу од нив имаат речиси иста структура и вршат исти функции кај претставници на различни видови, а колку е поблиска врската, толку е поголема сличноста во структурата на супстанциите што се испитуваат.
Така, теоријата на еволуцијата е потврдена со значителна количина на податоци од различни извори, што уште еднаш укажува на нејзината веродостојност, но таа сепак ќе се менува и рафинира, бидејќи многу аспекти од животот на организмите остануваат надвор од видното поле на истражувачите. .
Резултати од еволуцијата: приспособливост на организмите кон нивната околина, разновидност на видови
Покрај општите карактеристики карактеристични за претставниците на одредено кралство, видовите живи организми се карактеризираат со неверојатна разновидност на карактеристики на надворешна и внатрешна структура, животна активност, па дури и однесување што се појавиле и биле избрани во процесот на еволуција и обезбедуваат адаптација. на условите за живеење. Сепак, не треба да се претпоставува дека бидејќи птиците и инсектите имаат крилја, тоа се должи на директното дејство на воздухот, бидејќи има многу инсекти и птици без крилја. Горенаведените адаптации беа избрани преку процес на природна селекција од целиот спектар на достапни мутации.
Епифитичните растенија, кои живеат не на почвата, туку на дрвјата, се приспособиле да ја апсорбираат атмосферската влага со помош на корени без влакна од коренот, но со посебно хигроскопско ткиво - веламен. Некои бромелијади можат да апсорбираат водена пареа во влажната атмосфера на тропските предели користејќи ги влакната на нивните лисја.
Инсективојадните растенија (сончеви, Венера стапици за мува) кои живеат на почви каде што азот е недостапен поради една или друга причина имаат развиено механизам за привлекување и апсорпција на мали животни, најчесто инсекти, кои се извор на потребниот елемент за нив.
За да се заштитат од јадење од тревопасни животни, многу растенија кои водат приврзан начин на живот развиле пасивни средства за одбрана, како што се трње (глог), трње (роза), боцкави влакна (коприва), акумулација на кристали на калциум оксалат (киселица). , биолошки активни материи во ткивата (кафе, глог) и сл. Кај некои од нив дури и семките во незрели плодови се опкружени со камени клетки кои ги спречуваат штетниците да стигнат до нив, а дури наесен се случува процесот на отсекување дрво, кој овозможува семето да влезе во почвата и да никне (круша).
Околината има формативно влијание и врз животните. Така, многу риби и водни цицачи имаат рационализирана форма на телото, што им олеснува да се движат низ нејзината дебелина. Сепак, не треба да се претпоставува дека водата директно влијае на обликот на телото; едноставно во процесот на еволуција оние животни што ја поседувале оваа особина се покажале како најприлагодени на неа.
Телото на китовите и делфините не е покриено со влакна, додека сродната група на перконози има повеќе или помалку намален слој на влакна, бидејќи, за разлика од првите, дел од своето време поминуваат на копно, каде што без волна нивната кожа веднаш би стане леден .
Телото на повеќето риби е покриено со лушпи, кои од долната страна се посветли отколку на врвот, поради што овие животни тешко се забележуваат одозгора до природните непријатели на позадината на дното, а одоздола - наспроти позадина на небото. Боење што ги прави животните невидливи за нивните непријатели или плен се нарекува покровителство. Тоа е широко распространето во природата. Впечатлив пример за такво боење е боењето на долната страна на крилјата на пеперутката калима, која, откако седна на гранка и ги преклопи крилјата заедно, излегува дека личи на сув лист. Други инсекти, како што се инсектите со стапчиња, се камуфлираат како растителни гранчиња.
Забележаното или пругастото обојување има и адаптивно значење, бидејќи на позадината на почвата, птиците како што се потполошки или бајдери не се видливи дури ни одблизу. Невидливи се и забележаните јајца на птиците кои се гнездат на земја.
Бојата на животните не е секогаш константна како онаа на зебрата; на пример, пробивањето и камелеонот можат да го променат во зависност од природата на местото каде што се наоѓаат. Кукавиците, со положување на јајцата во гнездата на разни птици, можат да ја менуваат бојата на нивните лушпи на таков начин што „сопствениците“ на гнездото не ги забележуваат разликите меѓу него и нивните јајца.
Боењето на животните не ги прави секогаш невидливи - многу од нив едноставно го привлекуваат окото, што треба да предупреди на опасност. Повеќето од овие инсекти и влекачи се отровни до еден или друг степен, како бубамара или оса, така што предаторот, откако доживеал непријатни чувства неколку пати откако јаде таков предмет, го избегнува. Сепак, предупредувачко боењене е универзален, бидејќи некои птици се приспособиле да се хранат со нив (жиче).
Зголемените шанси за преживување кај индивидуите со предупредувачка обоеност придонесоа за негово појавување кај претставници на други видови без соодветни причини. Овој феномен се нарекува мимикрија. Така, неотровните гасеници на некои видови пеперутки имитираат отровни, а бубамарите имитираат еден од видовите лебарки. Сепак, птиците можат брзо да научат да ги разликуваат отровните организми од неотровните и да ги консумираат вторите, избегнувајќи ги индивидуите кои служеле како пример.
Во некои случаи, може да се забележи и спротивен феномен - грабливите животни имитираат безопасни животни во боја, што им овозможува да и пријдат на жртвата на блиско растојание, а потоа да нападнат (блени со сабја заби).
Заштита за многу видови е обезбедена и со адаптивното однесување, кое е поврзано со складирање храна за зимата, грижа за потомството, замрзнување на место или, обратно, усвојување заканувачка поза. Така, речните дабари подготвуваат неколку кубни метри гранки, делови од стебла и друга растителна храна за зимата, поплавувајќи ја во вода во близина на „колибите“.
Грижата за потомството е карактеристична главно за цицачи и птици, меѓутоа, таа се среќава и кај претставници на други класи на хорди. На пример, познато е агресивното однесување на машките стапчиња, што ги избрка сите непријатели од гнездото во кое се наоѓаат јајцата. Машките жаби со канџи ги обвиткуваат јајцата околу нивните нозе и ги носат додека не се изведат полноглавците.
Дури и некои инсекти можат да им обезбедат на своите потомци поповолно живеалиште. На пример, пчелите ги хранат своите ларви, а младите пчели на почетокот „работат“ само во кошницата. Мравките ги движат своите кукли нагоре и надолу во мравјалникот, во зависност од температурата и влажноста, а кога постои закана од поплава, тие генерално ги носат со себе. Карабите бубачки подготвуваат специјални топчиња од животински отпад за нивните ларви.
Кога им се заканува напад, многу инсекти замрзнуваат на своето место и добиваат форма на суви стапчиња, гранчиња и лисја. Напротив, вајперите се креваат и ја надувуваат хаубата, додека змијата ѕвечарка испушта посебен звук со штракач кој се наоѓа на крајот од опашката.
Прилагодувањата на однесувањето се надополнуваат со физиолошки поврзани со карактеристиките на живеалиштето. Така, едно лице може да остане под вода без опрема за нуркање само неколку минути, по што може да изгуби свест и да умре поради недостаток на кислород, а китовите не излегуваат на површина доста долго. Нивниот волумен на белите дробови не е премногу голем, но има и други физиолошки адаптации, на пример, во мускулите има висока концентрација на респираторниот пигмент - миоглобин, кој, како што беше, складира кислород и го ослободува за време на потопувањето. Покрај тоа, китовите имаат посебна формација - „прекрасна мрежа“, која овозможува користење на кислород дури и од венска крв.
Животните во жешките живеалишта, како што се пустините, постојано се изложени на ризик од прегревање и губење на вишокот на влага. Затоа, фенек лисицата има исклучително големи уши кои и овозможуваат да зрачи топлина. Водоземците од пустинските региони, за да избегнат губење на влага преку кожата, се принудени да се префрлат на ноќен начин на живот, кога се зголемува влажноста и се појавува роса.
Птиците кои го совладале воздушното живеалиште, покрај анатомските и морфолошките прилагодувања за летот, имаат и важни физиолошки карактеристики. На пример, поради фактот што движењето во воздухот бара исклучително висока потрошувачка на енергија, оваа група на 'рбетници се карактеризира со висока стапка на метаболизам, а излачените метаболички производи веднаш се елиминираат, што помага да се намали специфичната густина на телото.
Адаптациите кон околината, и покрај сета нивна совршенство, се релативни. Така, некои видови млечка трева произведуваат алкалоиди кои се отровни за повеќето животни, но гасениците на еден вид пеперутки - данаидите - не само што се хранат со ткивата на млечната трева, туку и ги акумулираат овие алкалоиди, станувајќи нејадливи за птиците.
Покрај тоа, адаптациите се корисни само во одредена средина и се бескорисни во друга средина. На пример, реткиот и голем предатор, тигарот Усури, како и сите мачки, има меки влошки на шепите и остри канџи што се повлекуваат, остри заби, одличен вид дури и во темница, силен слух и силни мускули, што му овозможува да го открие својот плен, се прикрадне на него незабележано и направи заседа. Сепак, неговата пругаста боја го камуфлира само во пролет, лето и есен, додека на снегот станува јасно видлива и тигарот може да смета само на молскавичен напад.
Цветовите на смокви, кои даваат вредни плодови, имаат таква специфична структура што ги опрашуваат само бластофаготните оси, па затоа, кога се воведуваат во културата, долго време не вродиле со плод. Само развојот на партенокарпични сорти смокви (формирање плодови без оплодување) може да ја спаси ситуацијата.
И покрај фактот што се опишани примери на специјација во многу кратки временски периоди, како што е случајот со штракаат во кавкаските ливади, кои поради редовното косење прво се поделиле на две популации - рано цветање и плодно и доцноцветно, всушност, микроеволуцијата најверојатно бара многу подолги периоди - многу векови, бидејќи човештвото, чии различни групи беа одделени едни од други со милениуми, сепак, никогаш не се делеше на различни видови. Меѓутоа, бидејќи еволуцијата има практично неограничено време, во текот на стотици милиони и милијарди години, неколку милијарди видови веќе живееле на Земјата, од кои повеќето исчезнале, а оние што дошле до нас се квалитативни фази на овој тековен процес.
Според современите податоци, на Земјата има над 2 милиони видови живи организми, од кои повеќето (приближно 1,5 милиони видови) припаѓаат на животинското царство, околу 400 илјади на растителното царство, над 100 илјади на царството на печурките и одмор - на бактерии. Ваквата неверојатна разновидност е резултат на дивергенција (дивергенција) на видовите според различни морфолошки, физиолошко-биохемиски, еколошки, генетски и репродуктивни карактеристики. На пример, еден од најголемите родови на растенија кои припаѓаат на семејството Orchidaceae, dendrobium, вклучува над 1.400 видови, а родот на бубачки вклучува над 1.600 видови.
Класификацијата на организмите е задача на таксономијата, која веќе 2 илјади години се обидува да изгради не само хармонична хиерархија, туку „природен“ систем кој го одразува степенот на поврзаност на организмите. Сепак, сите обиди да се направи ова сè уште не се крунисани со успех, бидејќи во голем број случаи, во процесот на еволуција, не беше забележана само дивергенција на карактерите, туку и конвергенција (конвергенција), како резултат на што во многу далечни групи органите стекнале сличности, како што се очите на цефалоподите и очите на цицачите.
Макроеволуција. Насоки и патеки на еволуцијата (А. Н. Северцов, И. И. Шмалгаузен). Биолошки напредок и регресија, ароморфоза, идиоадаптација, дегенерација. Причини за биолошки напредок и регресија. Хипотези за потеклото на животот на Земјата. Основни ароморфози во еволуцијата на растенијата и животните. Компликација на живите организми во процесот на еволуција
Макроеволуција
Формирањето на еден вид означува нова рунда на еволутивниот процес, бидејќи индивидуите од овој вид, кои се поприлагодени на условите на животната средина отколку поединците од матичниот вид, постепено се населуваат на нови територии, а мутагенезата, брановите на населението, изолацијата и природната селекција играат нивната креативна улога во нејзините популации. Со текот на времето, од овие популации произлегуваат нови видови, кои поради генетската изолација имаат многу повеќе сличности меѓу себе отколку со видот од родот од кој се разгранувал родителскиот вид и на тој начин се јавува нов род, па нов семејство, ред (ред) , класа итн. Збирот на еволутивни процеси кои водат до појава на надспецифични таксони (родови, семејства, редови, класи итн.) се нарекува макроеволуција. Макроеволуционерните процеси, како што беа, ги генерализираат микроеволутивните промени кои се случуваат во долг временски период, притоа идентификувајќи ги главните трендови, насоки и модели на еволуција на органскиот свет, кои не се набљудуваат на пониско ниво. Досега не се идентификувани специфични механизми на макроеволуција, па затоа се верува дека таа се спроведува само преку микроеволутивни процеси, но оваа позиција постојано е предмет на основана критика.
Појавата на сложениот хиерархиски систем на органскиот свет во голема мера е резултат на нееднаквата стапка на еволуција на различни групи на организми. Така, веќе споменатата гинко билоба беше, како да се каже, „зачувана“ со илјадници години, додека боровите кои се доста блиску до него значително се променија во ова време.
Насоки и патеки на еволуцијата (А. Н. Северцов, И. И. Шмалгаузен). Биолошки напредок и регресија, ароморфоза, идиоадаптација, дегенерација
Анализирајќи ја историјата на органскиот свет, може да се забележи дека во одредени временски периоди доминирале одредени групи на организми, кои потоа опаѓале или целосно исчезнале. Така, може да се разликуваат три главни линии насоки на еволуција: биолошки напредок, биолошка регресија и биолошка стабилизација. Значаен придонес во развојот на доктрината за насоките и патеките на еволуцијата дадоа руските еволуционисти А.Н.Северцов и И.И.Шмалгаузен.
Биолошки напредокповрзани со биолошкиот просперитет на групата како целина и го карактеризираат нејзиниот еволутивен успех. Тоа го отсликува природниот развој на живата природа од едноставна до сложена, од понизок степен на организација до повисок. Според А. род, род во семејство итн.). Во моментов, биолошки напредок е забележан кај ангиосперми, инсекти, коскени риби и цицачи.
Според А.Н. Северцов, биолошкиот напредок може да се постигне како резултат на одредени морфофизиолошки трансформации на организмите и тој идентификуваше три главни начини на постигнување: арогенеза, алогенеза и катагенеза.
Арогенеза, или морфофизиолошки напредок, е поврзан со значително проширување на опсегот на оваа група организми поради стекнување на големи структурни промени - ароморфози.
Ароморфозанаречена еволутивна трансформација на структурата и функциите на организмот, со што се зголемува неговото ниво на организација и се отвораат нови можности за адаптација на различни услови на постоење.
Примери за ароморфози се појавата на еукариотска клетка, повеќеклеточноста, појавата на срце кај рибите и нејзината поделба со целосна преграда кај птиците и цицачите, формирањето на цвет кај ангиоспермите итн.
Алогенеза, за разлика од арогенезата, не е придружена со проширување на опсегот, меѓутоа, во рамките на старата, се јавува значителна разновидност на форми кои имаат посебни прилагодувања на околината - идиоадаптации.
Идиоматска адаптација- ова е мала морфофизиолошка адаптација на посебни услови на животната средина, корисна во борбата за егзистенција, но не го менува нивото на организација. Овие промени се илустрирани со заштитната обоеност кај животните, разновидноста на устите кај инсектите, боцките на растенијата итн. Подеднакво успешен пример се сибите на Дарвин, специјализирани за разни видови храна, во кои трансформациите прво го зафатиле клунот, а потоа други делови од телото - пердуви, опашка и така натаму.
Колку и да изгледа парадоксално, поедноставувањето на организацијата може да доведе до биолошки напредок. Оваа патека се нарекува катагенеза.
Дегенерација- ова е поедноставување на организмите во процесот на еволуција, што е придружено со губење на одредени функции или органи.
Фазата на биолошки напредок се заменува со фаза биолошка стабилизација, чија суштина е да се зачуваат карактеристиките на даден вид како најповолни во дадена микросредина. Според I. I. Shmalhausen, тоа „не значи прекин на еволуцијата, напротив, тоа значи максимална конзистентност на организмот со промените во животната средина“. Во фаза на биолошка стабилизација се „живите фосили“ од целакант, гингко и сл.
Антиподот на биолошкиот напредок е биолошка регресија- еволутивен пад на дадена група поради неможноста да се прилагоди на промените на животната средина. Се манифестира во намалување на бројот на населението, стеснување на опсегот и намалување на бројот на групи од понизок ранг во повисок таксон. На група организми кои се во состојба на биолошка регресија и се заканува изумирање. Во историјата на органскиот свет може да се видат многу примери на овој феномен, а во моментов регресијата е карактеристична за некои папрати, водоземци и рептили. Со доаѓањето на човекот, биолошката регресија често се должи на неговите економски активности.
Насоките и патеките на еволуцијата на органскиот свет не се исклучуваат меѓусебно, односно појавата на ароморфоза не значи дека идиоадаптација или дегенерација повеќе не може да се случи. Напротив, според она што беше развиено од А. Н. Северцов и И. И. Шмалгаузен правило за промена на фаза, различните насоки на еволутивниот процес и начините за постигнување биолошки напредок природно се заменуваат едни со други. Во текот на еволуцијата, овие патишта се комбинираат: прилично ретки ароморфози пренесуваат група организми на квалитативно ново ниво на организација, а понатамошниот историски развој го следи патот на идиоадаптација или дегенерација, обезбедувајќи адаптација на специфичните услови на животната средина.
Причини за биолошки напредок и регресија
Во процесот на еволуција, барот на природната селекција е надминат и, соодветно, напредуваат само оние групи организми во кои наследната варијабилност создава доволен број комбинации кои можат да обезбедат опстанок на групата како целина.
Оние групи кои поради некоја причина немаат таков резерват, во повеќето случаи, се осудени на изумирање. Ова често се должи на нискиот притисок на селекција во претходните фази од еволутивниот процес, што доведе до тесна специјализација на групата или дури и до дегенеративни феномени. Последица на ова е неможноста да се прилагодат на новите услови на животната средина кога има нагли промени. Еклатантен пример за ова е ненадејната смрт на диносаурусите поради падот на џиновско небесно тело на Земјата пред 65 милиони години, што резултираше со земјотрес, издигнување на милиони тони прашина во воздухот, остар студен бран, и смртта на повеќето растенија и тревојади животни. Во исто време, предците на современите цицачи, немајќи тесни преференции за извори на храна и топлокрвни, можеа да ги преживеат овие услови и да заземат доминантна позиција на планетата.
Хипотези за потеклото на животот на Земјата
Од целиот опсег на хипотези за формирањето на Земјата, најголемиот број факти сведочат во корист на теоријата на „Биг Бенг“. Поради фактот што оваа научна претпоставка се заснова главно на теоретски пресметки, Големиот хадронски судирач, изграден во Европскиот центар за нуклеарни истражувања во близина на Женева (Швајцарија), е повикан експериментално да ја потврди. Според теоријата на Биг Бенг, Земјата е формирана пред повеќе од 4,5 милијарди години заедно со Сонцето и другите планети од Сончевиот систем како резултат на кондензација на облак од гас и прашина. Намалувањето на температурата на планетата и миграцијата на хемиските елементи на неа придонесоа за нејзино раслојување во јадрото, мантија и кора, а последователните геолошки процеси (движење на тектонски плочи, вулканска активност итн.) предизвикаа формирање на атмосфера и хидросфера.
Животот постои и на Земјата многу долго време, за што сведочат фосилните остатоци од различни организми во карпите, но физичките теории не можат да одговорат на прашањето за времето и причините за неговото појавување. Постојат две спротивставени гледишта за потеклото на животот на Земјата: теориите на абиогенезата и биогенезата. Теории на абиогенезатаја потврдуваат можноста за потеклото на живите од неживи суштества. Тука спаѓаат креационизмот, хипотезата за спонтано генерирање и теоријата за биохемиска еволуција од А.И. Опарин.
Фундаментална позиција креационизамсоздавањето на светот било одредено натприродно битие (Создател), што се рефлектира во митовите за народите во светот и религиозните култови, но староста на планетата и животот на неа далеку ги надминуваат датумите наведени во овие извори, и има многу недоследности во нив.
Основач теории за спонтано генерирањеживотот се смета за старогрчки научник Аристотел, кој тврдел дека е можно повеќе пати да се појават нови суштества, на пример, дождовни црви од баричките, и црви и муви од расипано месо. Сепак, овие гледишта беа побиени во 17-19 век со смелите експерименти на Ф. Реди и Л. Пастер.
Италијанскиот лекар Франческо Реди во 1688 година ставал парчиња месо во саксии и цврсто ги затворал, но во нив не се појавиле црви, а тие се појавувале во отворени саксии. За да го побие преовладувачкото верување дека принципот на живот е содржан во воздухот, тој ги повторил своите експерименти, но не ги запечатил саксиите, туку ги покрил со неколку слоеви муслин и повторно животот не се појавил. И покрај убедливите податоци добиени од Ф. Реди, истражувањето на А. ван Леувенхук обезбеди нова храна за дискусии за „виталниот принцип“, кој продолжи во текот на следниот век.
Друг италијански истражувач, Лазаро Спаланзани, ги модифицирал експериментите на Ф. Реди во 1765 година со варење на лушпа од месо и зеленчук неколку часа и нивно запечатување. По неколку дена, тој исто така не нашол знаци на живот таму и заклучил дека живите суштества можат да настанат само од живи суштества.
Последниот удар на теоријата за спонтано генерирање дојде од големиот француски микробиолог Луј Пастер во 1860 година, кога стави варена супа во колба со S-врат и не успеа да добие никакви бактерии. Се чини дека ова сведочеше во корист на теориите на биогенезата, но прашањето остана отворено за тоа како се појавил самиот, првиот организам.
Се обиде да одговори советскиот биохемичар А.И. Најверојатно се состоеше од амонијак, метан, јаглерод диоксид и водена пареа, но не содржеше слободен кислород. Под влијание на електрични празнења со голема моќност и на високи температури, во него можело да се синтетизираат наједноставните органски соединенија, што е потврдено со експериментите на С. Милер и Г. Уреј во 1953 година, кои од горенаведените соединенија добиле неколку амино киселини, едноставни јаглехидрати, аденин, уреа, како и едноставни масни киселини, мравја и оцетна киселина.
Како и да е, синтезата на органски супстанции сè уште не значи појава на живот, затоа А.И. хипотеза за биохемиска еволуција, според кој разни органски материи настанале и се комбинирале во поголеми молекули во плитките води на морињата и океаните, каде што се најповолни услови за хемиска синтеза и полимеризација. Молекулите на РНК во моментов се сметаат за први носители на животот.
Некои од овие супстанции постепено формирале стабилни комплекси во водата - коацервира, или коацерват капки, што личи на капки маснотии во супа. Овие коацервати примиле различни материи од околниот раствор, кои биле подложени на хемиски трансформации кои се случуваат во капките. Како органски материи, самите коцервати не беа живи суштества, туку беа следниот чекор во нивното појавување.
Оние коацервати кои имале поволен однос на супстанции во својот состав, особено протеини и нуклеински киселини, благодарение на каталитичките својства на ензимските протеини, со текот на времето стекнале способност да го репродуцираат својот вид и да вршат метаболички реакции, додека структурата на протеините била кодирани од нуклеински киселини.
Меѓутоа, покрај репродукцијата, живите системи се карактеризираат и со зависност од снабдувањето со енергија однадвор. Овој проблем првично беше решен преку разградување без кислород на органските материи од околината (во тоа време немаше кислород во атмосферата), т.е.
хетеротрофична исхрана. Се покажа дека некои од апсорбираните органски материи можат да ја акумулираат енергијата на сончевата светлина, како што е хлорофилот, што овозможило голем број организми да се префрлат на автотрофична исхрана. Ослободувањето на кислород во атмосферата за време на фотосинтезата доведе до појава на поефикасно дишење на кислород, формирање на озонската обвивка и, на крајот, појава на организми на копно.
Така, резултатот на хемиската еволуција беше изгледот протобионти- примарни живи организми, од кои, како резултат на биолошката еволуција, настанале сите моментално постоечки видови.
Теоријата за биохемиска еволуција во нашето време е најпотврдена, но идејата за специфичните механизми за потеклото на животот е променета. На пример, се покажа дека формирањето на органски материи започнува во вселената, а органските материи играат важна улога дури и во самото формирање на планетите, обезбедувајќи адхезија на мали делови. Формирањето на органски материи се случува и во утробата на планетата: за време на една ерупција, вулканот ослободува до 15 тони органска материја. Постојат и други хипотези во однос на механизмите на концентрација на органски материи: замрзнување на растворот, апсорпција (врзување) на површината на одредени минерални соединенија, дејство на природни катализатори итн. Појавата на живот на Земјата во моментов е невозможна. бидејќи сите органски супстанци спонтано формирани во која било точка планетите веднаш би биле оксидирани од слободниот кислород на атмосферата или користени од хетеротрофни организми. Ова беше разбрано уште во 1871 година од Чарлс Дарвин.
Теории на биогенезатаго негираат спонтаното потекло на животот. Главните се хипотезата за стабилна состојба и хипотезата за панспермија. Првиот од нив се заснова на фактот дека животот постои засекогаш, меѓутоа, на нашата планета има многу антички карпи во кои нема траги од активноста на органскиот свет.
Хипотеза за панспермијатврди дека ембрионите на животот биле донесени на Земјата од вселената од некои вонземјани или од божествената промисла. Оваа хипотеза е поткрепена со два факти: потребата за сите живи суштества, што е прилично ретко на планетата, но често се среќава во метеоритите, од молибден, како и откривањето на организми слични на бактериите на метеоритите од Марс. Сепак, останува нејасно како настанал животот на други планети.
Основни ароморфози во еволуцијата на растенијата и животните
Растителните и животинските организми, кои претставуваат различни гранки на еволуцијата на органскиот свет, во процесот на историскиот развој самостојно стекнале одредени структурни карактеристики, кои ќе бидат опишани понатаму.
Кај растенијата најважни од нив се преминот од хаплоиден во диплоиден, независност од вода при процесот на оплодување, премин од надворешно во внатрешно оплодување и појава на двојно оплодување, поделба на телото на органи, развој на спроводниот систем, компликација и подобрување на ткивата, како и специјализација на опрашување со помош на инсекти и дистрибуција на семиња и плодови.
Преминот од хаплоидија во диплоидија ги направи растенијата поотпорни на факторите на животната средина поради намалениот ризик од рецесивни мутации. Очигледно, оваа трансформација влијаела на предците на васкуларните растенија, кои не вклучуваат бриофити, кои се карактеризираат со доминација на гаметофитот во животниот циклус.
Главните ароморфози во еволуцијата на животните се поврзани со појавата на повеќеклеточност и зголеменото распарчување на сите органски системи, појавата на силен скелет, развојот на централниот нервен систем, како и социјалното однесување во различни групи на високо организирани животни, кои му дадоа поттик на човечкиот напредок.
Компликација на живите организми во процесот на еволуција
Историјата на органскиот свет на Земјата се проучува од зачуваните остатоци, отпечатоци и други траги од виталната активност на живите организми. Таа е предмет на наука палеонтологијата. Врз основа на фактот дека остатоците од различни организми се наоѓаат во различни карпести слоеви, создадена е геохронолошка скала, според која историјата на Земјата била поделена на одредени временски периоди: еони, епохи, периоди и векови.
Еоннаречен голем временски период во геолошката историја, комбинирајќи неколку епохи. Во моментов, се разликуваат само два еони: криптозоик (скриен живот) и фанрозоичен (манифестен живот). Ера- ова е временски период во геолошката историја, кој е поделба на еден еон, кој, пак, обединува периоди. Во криптозоикот има две епохи (архејски и протерозојски), додека во фанрозојски три (палеозојски, мезозојски и кенозојски).
Важна улога во создавањето на геохронолошката скала одиграла од водечки фосили- остатоци од организми кои биле многубројни во одредени временски периоди и се добро сочувани.
Развој на животот во криптозоикот.Архејот и протерозоикот го сочинуваат најголемиот дел од историјата на животот (период пред 4,6 милијарди години - пред 0,6 милијарди години), но има малку информации за животот во тој период. Првите остатоци од органски материи од биогено потекло се стари околу 3,8 милијарди години, а прокариотските организми постоеле веќе пред 3,5 милијарди години. Првите прокариоти беа дел од специфични екосистеми - цијанобактериски душеци, благодарение на чија активност се формираа специфични седиментни карпи строматолити („камени теписи“).
Разбирањето на животот на античките прокариотски екосистеми беше помогнато со откривањето на нивните современи аналози - строматолити во заливот Ајкула во Австралија и специфични филмови на површината на почвата во заливот Сиваш во Украина. На површината на цијанобактериските душеци има фотосинтетички цијанобактерии, а под нивниот слој има исклучително разновидни бактерии од други групи и археи. Минералните материи кои се таложат на површината на подлогата и се формираат поради неговата витална активност се таложат во слоеви (приближно 0,3 mm годишно). Вакви примитивни екосистеми можат да постојат само на места непогодни за живеење за други организми, и навистина, и двете горенаведени живеалишта се карактеризираат со исклучително висока соленост.
Бројни податоци покажуваат дека на почетокот Земјата имала обновлива атмосфера, која вклучувала: јаглерод диоксид, водена пареа, сулфур оксид, како и јаглерод моноксид, водород, водород сулфид, амонијак, метан итн. Првите организми на Земјата биле анаеробите , сепак, благодарение на фотосинтезата на цијанобактериите, во околината се ослободува слободен кислород, кој на почетокот брзо се поврзува со редукционите агенси во околината, а дури по врзувањето на сите редукциони средства околината почнала да добива оксидирачки својства. За оваа транзиција сведочи таложење на оксидирани форми на железо - хематит и магнетит.
Пред околу 2 милијарди години, како резултат на геофизичките процеси, речиси целото железо неврзано во седиментните карпи се пресели во јадрото на планетата, а кислородот почна да се акумулира во атмосферата поради отсуството на овој елемент - „кислородна револуција“ се случи. Тоа беше пресвртница во историјата на Земјата, која повлекува не само промена во составот на атмосферата и формирање на озонската обвивка во атмосферата - главен предуслов за населување на земјата, туку и составот на карпите настанати на површината на Земјата.
Друг важен настан се случи во протерозоикот - појавата на еукариоти. Во последниве години, беше можно да се соберат убедливи докази за теоријата на ендосимбиогенетското потекло на еукариотската клетка - преку симбиоза на неколку прокариотски клетки. Веројатно, „главниот“ предок на еукариотите биле археите, кои се префрлиле на апсорпција на честички од храна со фагоцитоза. Наследниот апарат се пресели длабоко во клетката, сепак ја одржуваше својата врска со мембраната поради преминот на надворешната мембрана на нуклеарната мембрана што се појавува во мембраните на ендоплазматскиот ретикулум.
Геохронолошка историја на Земјата Еон Ера Период Почеток, пред милиони години Времетраење, милиони години Развој на живототФанерозоичен кенозоик антропоген 1,5 1,5 Четири ледени доба, проследени со поплави, доведоа до формирање на ладно отпорна флора и фауна (мамути, мошус волови, ирваси, леминзи). Размена на животни и растенија меѓу континентите поради појавата на копнени мостови. Доминација на плацентарните цицачи. Истребување на многу големи цицачи. Формирањето на човекот како биолошки вид и неговото населување. Припитомување на животните и одгледување растенија. Исчезнување на многу видови живи организми поради човековата економска активност Неоген 25 23.5 Распределба на житни култури. Формирање на сите модерни редови на цицачи. Појавата на мајмуните Палеоген 65 40 Доминација на цветни растенија, цицачи и птици. Појавата на копитари, месојади, перченици, примати и др. Појавата на торбари и плацентарни цицачи. Доминација на гимноспермите Тријас 225 30 Првите цицачи и птици. Рептилите се многубројни. Распределба на тревни спори Палеозојски Перм 280 55 Појавување на современи инсекти. Развој на влекачи. Истребување на голем број групи без'рбетници. Распределба на четинари Јаглерод 345 65 Први влекачи. Појавата на крилести инсекти. Доминираат папрати и конска опашка Девон 395 50 Рибите се многубројни. Првите водоземци. Појавата на главните групи на спори, првите гимносперми и габи Силуријан 430 35 Алгите се во изобилство. Првите копнени растенија и животни (пајаци). Рибите духови и раковите скорпии се вообичаени Ордовицијански 500 70 Коралите и трилобитите се во изобилство. Цветање на зелени, кафеави и црвени алги. Појавата на првите акордати Камбријан 570 70 Бројни рибини фосили. Морските ежови и трилобити се вообичаени. Појавата на повеќеклеточни алги Cryptose Proterozoic 2600 2000 Појавата на еукариоти. Вообичаени се главно едноклеточни зелени алги. Појавата на повеќеклеточност. Појава на повеќеклеточна животинска разновидност (појава на сите видови безрбетници) Archaea 3500 1500 Првите траги на живот на Земјата се бактериите и цијанобактериите. Појавата на фотосинтеза
Бактериите апсорбирани од клетката не можеле да се сварат, но останале живи и продолжиле да функционираат. Се верува дека митохондриите потекнуваат од виолетови бактерии кои ја изгубиле способноста за фотосинтеза и преминале на оксидација на органски материи. Симбиозата со други фотосинтетички клетки доведе до појава на пластиди во растителните клетки. Веројатно, флагелите на еукариотските клетки настанале како резултат на симбиоза со бактерии, кои, како и современите спирохети, биле способни да превиткуваат движења. Отпрвин, наследниот апарат на еукариотските клетки беше структуриран приближно на ист начин како оној на прокариотите, а дури подоцна, поради потребата да се контролира голема и сложена клетка, беа формирани хромозоми. Геномите на интрацелуларните симбионти (митохондрии, пластиди и флагели) генерално ја задржаа прокариотската организација, но повеќето од нивните функции беа пренесени во нуклеарниот геном.
Еукариотските клетки се појавуваа постојано и независно една од друга. На пример, црвените алги настанале како резултат на симбиогенезата со цијанобактериите, а зелените алги со прохлорофитните бактерии.
Останатите едномембрански органели и јадрото на еукариотската клетка, според ендомембранската теорија, настанале од инвагинациите на мембраната на прокариотската клетка.
Точното време на појавата на еукариотите е непознато, бидејќи веќе во седименти стари околу 3 милијарди години има отпечатоци од клетки со слични големини. Еукариотите дефинитивно се евидентирани во карпи стари околу 1,5-2 милијарди години, но само по револуцијата на кислородот (пред околу 1 милијарда години) се создале услови поволни за нив.
На крајот на протерозојската ера (пред најмалку 1,5 милијарди години), веќе постоеле повеќеклеточни еукариотски организми. Повеќеклеточната клетка, како и еукариотската клетка, постојано се појавува кај различни групи на организми.
Постојат различни гледишта за потеклото на повеќеклеточните животни. Според некои податоци, нивните предци биле повеќејадрени, слични на цилијатни клетки, кои потоа се распаднале во посебни мононуклеарни клетки.
Други хипотези го поврзуваат потеклото на повеќеклеточните животни со диференцијацијата на колонијалните едноклеточни клетки. Разликите меѓу нив се однесуваат на потеклото на клеточните слоеви кај првобитното повеќеклеточно животно. Според хипотезата за гастреа на Е. Спротивно на тоа, I. I. Mechnikov ја формулирал хипотезата за фагоцитела, сметајќи дека предците на повеќеклеточните организми се еднослојни сферични колонии како Volvox, кои ги апсорбирале честичките од храната со фагоцитоза. Клетката што ја фатила честичката го изгубила флагелумот и се преселила подлабоко во телото, каде што вршела варење, а на крајот од процесот се вратила на површината. Со текот на времето, клетките беа поделени на два слоја со специфични функции - надворешниот обезбедуваше движење, а внатрешниот обезбедуваше фагоцитоза. I. I. Mechnikov го нарече таквиот организам фагоцитела.
Долго време, повеќеклеточните еукариоти губеа во конкуренција на прокариотски организми, но на крајот на протерозоикот (пред 800-600 милиони години) поради остра промена во условите на Земјата - намалување на нивото на морето, зголемување на концентрацијата на кислород , намалување на концентрацијата на карбонати во морската вода, редовни циклуси на ладење - повеќеклеточните еукариоти добија предности во однос на прокариотите. Ако до овој момент беа пронајдени само поединечни повеќеклеточни растенија и, можеби, габи, тогаш од овој момент во историјата на Земјата беа познати и животните. Од фауните што се појавија на крајот на протерозоикот, Едијакаран и Вендијан се најдобро проучени. Животните од вендискиот период обично се вклучени во посебна група на организми или класифицирани како типови како што се колентерати, рамни црви, членконоги итн. Сепак, ниту една од овие групи нема скелети, што може да укажува на отсуство на предатори.
Развој на животот во палеозојската ера.Палеозојската ера, која траела повеќе од 300 милиони години, е поделена на шест периоди: камбриски, ордовициан, силуриски, девонски, карбон (јаглероден) и перм.
ВО Камбриски периодЗемјата се состоеше од неколку континенти, лоцирани главно на јужната хемисфера. Најзастапени фотосинтетички организми во овој период биле цијанобактериите и црвените алги. Во водениот столб живееле фораминифери и радиолари. Во Камбриј, се појавуваат огромен број скелетни животински организми, за што сведочат бројните фосилни остатоци. Овие организми припаѓале на приближно 100 видови повеќеклеточни животни, и модерни (сунѓери, колентерати, црви, членконоги, мекотели) и исчезнати, на пример: огромниот предатор Anomalocaris и колонијалните граптолити кои лебделе во водната колона или биле прикачени на дното. Земјата остана речиси ненаселена во текот на Камбриј, но процесот на формирање на почва веќе започна со бактерии, габи и, веројатно, лишаи, а на крајот на периодот, на копното се појавија олигохетни црви и милипеди.
ВО Ордовикијан периодНивото на водата на Светскиот океан се зголеми, што доведе до поплави на континенталните низини. Главните производители во овој период биле зелените, кафените и црвените алги. За разлика од Камбрискиот, во кој гребените биле изградени со сунѓери, во Ордовичанецот тие биле заменети со корални полипи. Цветаа гастроподите и цефалоподите, како и трилобитите (сега изумрени роднини на арахнидите). Во овој период, за прв пат се снимени и акордати, особено оние без вилица. На крајот на Ордовикијан, се случи голем настан на истребување, кој уништи околу 35% од семејствата и повеќе од 50% од родовите на морски животни.
Силуријасе карактеризира со зголемена планинска градба, што доведе до сушење на континенталните платформи. Водечката улога во безрбетната фауна на Силурија ја имаа цефалоподите, ехинодермите и џиновските ракови скорпии, додека меѓу 'рбетниците останаа голема разновидност на животни без вилица и се појавија риби. На крајот на периодот, првите васкуларни растенија дојдоа на копно - ринофити и ликофити, кои почнаа да ги колонизираат плитките води и плимната зона на бреговите. На копно дојдоа и првите претставници на класата на арахнидите.
ВО Девонски периодКако резултат на издигнувањето на копното, се формирале големи плитки води, кои се исушиле, па дури и замрзнале, бидејќи климата станала уште поконтинентална отколку во Силурија. Во морињата доминираат корали и ехинодерми, додека цефалоподите се претставени со спирално искривени амонити. Кај 'рбетниците на Девон, рибите процветаа, а 'рскавичните и коскените риби, како и белодробните и лобусните перки, ги заменија оклопните. На крајот на периодот се појавуваат првите водоземци, кои прво живееле во вода.
Во средниот Девон, на копно се појавија првите шуми од папрат, мов и коњско опавче, кои беа населени со црви и бројни членконоги (стоногалки, пајаци, скорпии, инсекти без крилја). На крајот на Девон, се појавија првите гимносперми. Развојот на земјиштето од страна на растенијата доведе до намалување на атмосферските влијанија и зголемено формирање на почва. Консолидацијата на почвите доведе до формирање на речни канали.
ВО Карбонски периодземјата беше претставена со два континента разделени со океан, а климата стана значително потопла и повлажна. До крајот на периодот, имаше мало издигнување на копното, а климата се промени во поконтинентална. Во морињата доминирале фораминифери, корали, ехинодерми, 'рскавици и коскени риби, а во свежите водни тела живееле двовалвни мекотели, ракови и разни водоземци. Во средината на јаглеродот, се појавија мали влекачи инсективозни, а меѓу инсектите се појавија крилести (лебарки, вилински коњчиња).
Тропските предели се карактеризираа со мочурливи шуми во кои доминираа џиновски коњски опашки, мовови и папрати, чии мртви остатоци последователно формираа наоѓалишта на јаглен. Во средината на периодот во умерената зона, благодарение на нивната независност од вода за време на процесот на оплодување и присуството на семиња, започна ширењето на гимносепермите.
Пермски периодсе одликуваше со спојување на сите континенти во еден суперконтинент Пангеа, повлекување на морињата и зајакнување на континенталната клима до таа мера што пустините се формираа во внатрешноста на Пангеа. До крајот на периодот, папратите на дрвјата, коњските опашки и мововите речиси исчезнаа на копното, а гимносепермите отпорни на суша зазедоа доминантна позиција. И покрај фактот дека големите водоземци сè уште продолжија да постојат, се појавија различни групи на влекачи, вклучително и големи тревопасни животни и предатори. На крајот на Перм, се случи најголемиот настан на истребување во историјата на животот, бидејќи исчезнаа многу групи на корали, трилобити, повеќето цефалоподи, риби (првенствено риби со 'рскавици и лобуси перки) и водоземци. Морската фауна изгуби 40-50% од семејствата и околу 70% од родовите.
Развој на животот во мезозоикот.Мезозојската ера траела околу 165 милиони години и се карактеризирала со издигнување на земјиштето, интензивна планинска градба и намалување на влажноста на климата. Поделен е на три периоди: тријаски, јура и креда.
Прво Тријасски периодКлимата била сува, но подоцна, поради покачувањето на нивото на морето, таа станала повлажна. Помеѓу растенијата преовладувале гимносперми, папрати и коњски опавчиња, но дрвенестите форми на спори речиси целосно изумреле. Некои корали, амонити, нови групи на фораминифери, бивалви и ехинодерми достигнаа висок развој, додека разновидноста на 'рскавичните риби се намали, а групите на коскени риби исто така се променија. Рептилите кои доминираа на земјата почнаа да ја совладаат водната средина, како ихтиосаурусите и плезиосаурусите. Од рептилите на Тријас, крокодилите, туатариите и желките преживеале до ден-денес. На крајот на Тријас се појавија диносауруси, цицачи и птици.
ВО Јура периодСуперконтинентот Пангеа се подели на неколку помали. Голем дел од Јура беше многу влажен, а кон крајот климата стана посува. Доминантна група на растенија биле гимносперми, од кои од тоа време преживеале црвените дрва. Во морињата цветале мекотели (амонити и белемнити, бивалви и гастроподи), сунѓери, морски ежови, рскавици и коскени риби. Големите водоземци речиси целосно изумреле во периодот Јура, но се појавиле модерни групи водоземци (опашка и без опашка) и сквамати (гуштери и змии), а разновидноста на цицачите се зголемила. До крајот на периодот се појавија и можни предци на првите птици - Археоптерикс. Сепак, во сите екосистеми доминираа рептилите - ихтиосаурусите и плезиосаурусите, диносаурусите и летечките гуштери - птеросаурусите.
Креда периодго доби своето име поради формирањето на креда во седиментните карпи од тоа време. Низ Земјата, освен поларните предели, имаше постојана топла и влажна клима. Во овој период, ангиоспермите се појавија и станаа широко распространети, поместувајќи ги гимноспермите, што доведе до нагло зголемување на разновидноста на инсектите. Во морињата, покрај мекотелите, коскените риби и плезиосаурусите, повторно се појавија огромен број фораминифери, чии лушпи ги формираа наслагите од креда, а на копното преовладуваа диносаурусите. Птиците подобро прилагодени на воздухот почнаа постепено да ги поместуваат летечките диносауруси.
На крајот на периодот, се случи глобално истребување, што резултираше со исчезнување на амонити, белемнити, диносауруси, птеросауруси и морски гуштери, древни групи птици, како и некои гимносперми. Општо земено, околу 16% од семејствата и 50% од животинските родови исчезнале од лицето на Земјата. Кризата во доцната креда се припишува на влијанието на голем метеорит во Мексиканскиот залив, но најверојатно тоа не беше единствената причина за глобалните промени. За време на последователното ладење, преживеале само мали влекачи и топлокрвни цицачи.
Развој на животот во кенозоикот.Кенозојската ера започнала пред околу 66 милиони години и продолжува до денес. Се карактеризира со доминација на инсекти, птици, цицачи и ангиосперми. Кенозоикот е поделен на три периоди - Палеоген, Неоген и Антропоцен - од кои последниот е најкраткиот во историјата на Земјата.
Во раниот и средниот палеоген, климата останала топла и влажна, а кон крајот на периодот станала поладна и посува. Ангиоспермите станаа доминантна група растенија, меѓутоа, ако на почетокот на периодот доминираа зимзелени шуми, тогаш на крајот се појавија многу листопадни шуми, а степите се формираа во сушните зони.
Меѓу рибите, коскените риби заземаа доминантна позиција, а бројот на 'рскавичните видови, и покрај нивната забележлива улога во солените водни тела, е незначителен. На копно, преживеале само лушпести влекачи, крокодили и желки, додека цицачите го окупирале најголемиот дел од нивните еколошки ниши. Во средината на периодот се појавиле главните редови на цицачи, вклучувајќи инсективојади, месојади, перчези, китоми, копитари и примати. Изолацијата на континентите ја направи фауната и флората географски поразновидна: Јужна Америка и Австралија станаа центри за развој на торбари, а другите континенти - за плацентарните цицачи.
Неоген период.Во неогенот, површината на земјата го добила својот модерен изглед. Климата стана поладна и посува. Во неогенот, сите редови на современи цицачи веќе биле формирани, а во африканските обвивки се појавиле семејството Хоминиди и родот Човечки. До крајот на периодот, зимзелени шуми се шират во поларните региони на континентите, се појавија тундри, а житарките ги окупираа умерените степи.
Кватернарен период(антропоцен) се карактеризира со периодични промени на глацијации и затоплувања. За време на глацијациите, високите географски широчини биле покриени со глечери, нивото на океаните нагло се намалило, а тропските и суптропските зони се стеснуваат. Во областите блиску до глечерите, беше воспоставена студена и сува клима, што придонесе за формирање на ладно отпорни групи на животни - мамути, џиновски елени, пештерски лавови итн. процесот на глацијација доведе до формирање на копнени мостови меѓу Азија и Северна Америка, Европа и Британските острови итн. реликти од вонземјани, на пример, торбари и копитари во Јужна Америка. Овие процеси, сепак, не ја погодија Австралија, која остана изолирана.
Општо земено, периодичните климатски промени доведоа до формирање на екстремно изобилна разновидност на видови, карактеристични за сегашната фаза на еволуцијата на биосферата, а исто така влијаеа и на човечката еволуција. За време на антропоценот, неколку видови од родот Човечки се прошириле од Африка до Евроазија. Пред околу 200 илјади години во Африка се појавил видот Хомо сапиенс, кој, по долг период на постоење во Африка, пред околу 70 илјади години влегол во Евроазија и пред околу 35-40 илјади години - во Америка. По период на коегзистенција со тесно сродни видови, ги помести и се рашири низ целиот свет. Пред околу 10 илјади години, човечката економска активност во умерено топлите региони на земјината топка почна да влијае и на изгледот на планетата (орање земјишта, палење шуми, прекумерно пасење на пасишта, опустинување итн.) и на животинскиот и растителниот свет поради до намалување на живеалиштата нивното живеалиште и истребување, а во игра стапи и антропогениот фактор.
Човечко потекло. Човекот како вид, неговото место во системот на органскиот свет. Хипотези за човечко потекло. Движечки сили и фази на човековата еволуција. Човечки раси, нивната генетска поврзаност. Биосоцијална природа на човекот. Социјална и природна средина, човечка адаптација кон неа
Човечко потекло
Пред само 100 години, огромното мнозинство луѓе на планетата не ни помислуваа дека луѓето можат да потекнуваат од такви „непочитувани“ животни како мајмуните. Во дискусија со еден од бранителите на Дарвиновата теорија за еволуција, професорот Томас Хаксли, неговиот жесток противник, бискупот од Оксфорд Семјуел Вилберфорс, кој се потпираше на религиозна догма, дури го праша дали се смета себеси за поврзан со предците мајмуни преку неговиот дедо или баба .
Сепак, размислувањата за еволутивното потекло ги изразиле античките филозофи, а големиот шведски таксономист C. Linnaeus во 18 век, врз основа на збир на карактеристики, му дал име на видот на човекот. Хомо сапиенс Л.(Хомо сапиенс) и го класифицираше, заедно со мајмуните, во истиот ред - Примати. Ј.Б. Ламарк го поддржувал К.Линеус и верувал дека човекот дури имал заеднички предци со модерните мајмуни, но во одреден момент од својата историја потекнува од дрвото, што било една од причините за појавата на човекот како вид.
Чарлс Дарвин, исто така, не го игнорираше ова прашање и во 70-тите години на 19 век ги објави делата „Потеклото на човекот и сексуалната селекција“ и „За изразување на емоции кај животните и човекот“, во кои даде подеднакво убедливи докази за заедничкото потекло на луѓето и мајмуните, отколку германскиот истражувач Е. . Сепак, овие студии се однесуваа само на биолошката страна на формирањето на човекот како вид, додека социјалните аспекти беа откриени од класикот на историскиот материјализам - германскиот филозоф Ф. Енгелс.
Во моментов, науката ги проучува потеклото и развојот на луѓето како биолошки вид, како и различноста на современите човечки популации и моделите на нивната интеракција. антропологијата.
Човекот како вид, неговото место во системот на органскиот свет
Хомо сапиенс ( Хомо сапиенс) како биолошки вид припаѓа на животинското царство, поткралството на повеќеклеточни организми. Присуството на нотокорд, жабрени процепи во фаринксот, неврална туба и билатерална симетрија за време на ембрионалниот развој овозможуваат да се класифицира како хордат, додека развојот на 'рбетот, присуството на два пара екстремитети и локацијата на срцето на вентралната страна на телото укажуваат на нејзината врска со другите претставници на подтипот на 'рбетници.
Хранење на младите со млеко што се излачува од млечните жлезди, топлокрвност, четирикоморно срце, присуство на влакна на површината на телото, седум пршлени во цервикалниот 'рбет, предворјето на устата, алвеоларни заби и замена. млечните заби со трајните се знаци на класата на цицачи, а интраутериниот развој на ембрионот и неговата поврзаност со телото на мајката преку плацентата - подкласа на плацентата.
Поспецифични карактеристики, како што се фаќање на екстремитетите со спротивставен палец и нокти, развој на клучната коска, очи насочени напред, зголемување на големината на черепот и мозокот, како и присуство на сите групи заби (секачи, кучешки и катници) не оставаат сомнеж дека неговото место е во редот на примати.
Значителниот развој на мозокот и мускулите на лицето, како и структурните карактеристики на забите, овозможуваат да се класифицираат луѓето како членови на подредот на повисоките примати или мајмуни.
Отсуството на опашка, присуството на искривувања на 'рбетот, развојот на церебралните хемисфери на предниот мозок, покриени со кортекс со бројни жлебови и конволуции, присуството на горната усна и ретка линија на косата даваат основа да се стави меѓу претставници на фамилијата на големите мајмуни, или големите мајмуни.
Сепак, дури и од најорганизираните мајмуни, луѓето се одликуваат со нагло зголемување на волуменот на мозокот, исправено држење, широка карлица, испакната брада, артикулиран говор и присуство на 46 хромозоми во кариотипот и ја одредуваат неговата припадност на родот Human.
Користењето на горните екстремитети за работа, производството на алатки, апстрактното размислување, колективната активност и развојот заснован на повеќе социјални отколку биолошки закони се специфичните карактеристики на хомо сапиенсот.
Сите модерни луѓе припаѓаат на еден вид - хомо сапиенс ( Хомо сапиенс), и подвидови H. sapiens sapiens. Овој вид е збир на популации кои произведуваат плодни потомци кога се вкрстуваат. И покрај прилично значајната разновидност на морфофизиолошките карактеристики, тие не се доказ за повисок или понизок степен на организација на одредени групи луѓе - сите тие се на исто ниво на развој.
Во нашево време, веќе се собрани доволен број научни факти во интерес на формирањето на човекот како вид во процесот на еволуција - антропогенеза. Специфичниот тек на антропогенезата сè уште не е целосно разбран, но благодарение на новите палеонтолошки наоди и современите методи на истражување, можеме да се надеваме дека доволно брзо ќе се појави јасна слика.
Хипотези за човечко потекло
Ако не ги земеме предвид хипотезите за божественото создавање на човекот и неговото навлегување од други планети кои не се поврзани со областа на биологијата, тогаш сите повеќе или помалку конзистентни хипотези за потеклото на човекот го трагаат до заедничките предци со модерни примати.
Значи, хипотеза за човечко потекло од античкиот тропски примати тарсиер, или тарсијална хипотеза, формулиран од англискиот биолог Ф. Вуд Џонс во 1929 година, се заснова на сличноста на пропорциите на телото на луѓето и тарсиерот, карактеристиките на линијата на косата, скратувањето на фацијалниот дел од черепот на вториот, итн. , разликите во структурата и виталната активност на овие организми се толку големи што не доби универзално препознавање.
Луѓето дури имаат премногу сличности со мајмуните. Така, покрај анатомските и морфолошките карактеристики веќе споменати погоре, треба да се посвети внимание на нивниот постембрионски развој. На пример, малите шимпанза имаат многу поретка коса, односот на волуменот на мозокот и волуменот на телото е многу поголем, а способноста за движење на задните екстремитети е нешто поширока отколку кај возрасните. Дури и пубертетот кај повисоките примати се јавува многу подоцна отколку кај претставниците на другите редови на цицачи со слични димензии на телото.
Цитогенетските студии открија дека еден од човечките хромозоми е формиран како резултат на фузија на хромозоми од два различни пара присутни во кариотипот на големите мајмуни, а тоа ја објаснува разликата во бројот на нивните хромозоми (кај луѓето 2n = 46, и кај големите мајмуни 2n = 48 ), а исто така е уште еден доказ за поврзаноста на овие организми.
Сличноста меѓу луѓето и мајмуните е исто така многу висока според молекуларните биохемиски податоци, бидејќи луѓето и шимпанзата имаат исти протеини од крвните групи AB0 и Rh, многу ензими, а низите на аминокиселините на синџирите на хемоглобин имаат само 1,6% разлики, додека со другите мајмуни ова е нешто повеќе несовпаѓање. И на генетско ниво, разликите во нуклеотидните секвенци во ДНК помеѓу овие два организми се помали од 1%. Ако ја земеме предвид просечната стапка на еволуција на таквите протеини во сродните групи на организми, можеме да утврдиме дека човечките предци се одвоиле од другите групи примати пред околу 6-8 милиони години.
Однесувањето на мајмуните на многу начини потсетува на човечкото однесување, бидејќи тие живеат во групи во кои социјалните улоги се јасно распределени. Заедничката одбрана, меѓусебната помош и ловот не се единствените цели на создавање на група, бидејќи во неа мајмуните доживуваат наклонетост еден кон друг, го изразуваат на секој можен начин и реагираат емотивно на различни стимули. Дополнително, во групи се врши размена на искуства помеѓу поединци.
Така, сличностите меѓу луѓето и другите примати, особено големите мајмуни, се наоѓаат на различни нивоа на биолошка организација, а разликите меѓу луѓето како вид во голема мера се одредени од карактеристиките на оваа група цицачи.
Групата хипотези кои не го доведуваат во прашање потеклото на луѓето од заедничките предци со модерните мајмуни ги опфаќаат хипотезите за полицентризам и моноцентризам.
Почетна позиција хипотези за полицентризаме појавата и паралелната еволуција на современиот човечки вид во неколку региони на земјината топка од различни форми на антички или дури антички човек, но тоа е во спротивност со основните одредби на синтетичката теорија на еволуцијата.
Хипотезите за единственото потекло на современиот човек, напротив, го постулираат појавувањето на човекот на едно место, но се разликуваат од тоа каде се случило тоа. Значи, хипотеза за екстратропско потекло на луѓетосе заснова на фактот дека само суровите климатски услови на високите географски широчини на Евроазија би можеле да придонесат за „хуманизација“ на мајмуните. Тоа беше поддржано од откритието на територијата на Јакутија на локалитети кои датираат од античкиот палеолит - културата Диринг, но подоцна беше утврдено дека возраста на овие наоди не е 1,8-3,2 милиони години, туку 260-370 илјади години. Така, оваа хипотеза исто така не е доволно потврдена.
Во моментов се собрани најголем број докази во корист на хипотези за африканското потекло на луѓето, но тоа не е без свои недостатоци, кои сеопфатен широка хипотеза за моноцентризам, комбинирајќи ги аргументите на хипотезите за полицентризам и моноцентризам.
Движечки сили и фази во човечката еволуција
За разлика од другите претставници на животинскиот свет, човекот во процесот на својата еволуција бил изложен не само на биолошките фактори на еволуцијата, туку и на социјалните, што придонело за појава на еден вид квалитативно нови суштества со биосоцијални својства. Социјалните фактори утврдија пробив во фундаментално нова адаптивна средина, која обезбеди огромни предности за опстанокот на човечката популација и нагло го забрза темпото на нејзината еволуција.
Биолошките фактори на еволуцијата кои играат одредена улога во антропогенезата до денес се наследната варијабилност, како и протокот на гени кои го снабдуваат примарен материјал за природна селекција. Во исто време, изолацијата, популационите бранови и генетскиот нанос речиси целосно го изгубија своето значење како резултат на научниот и технолошкиот напредок. Ова дава причина за некои научници да веруваат дека во иднина дури и минималните разлики меѓу претставниците на различни раси ќе исчезнат поради нивното мешање.
Бидејќи променливите услови на животната средина ги принудиле човечките предци да се спуштат од дрвјата во отворен простор и да се движат на два екстремитети, ослободените горни екстремитети ги користеле за носење храна и деца, како и за правење и користење алатки. Сепак, таква алатка може да се направи само ако има јасна идеја за конечниот резултат - сликата на објектот, поради што се разви и апстрактното размислување. Добро е познато дека сложените движења и процесот на размислување се неопходни за развој на одредени области на церебралниот кортекс, што се случи во процесот на еволуција. Сепак, невозможно е да се наследат такви знаења и вештини, тие можат да се пренесат само од една на друга личност во текот на животот на вториот, што резултираше со создавање на посебна форма на комуникација - артикулиран говор.
Така, општествените фактори на еволуцијата вклучуваат човечка работна активност, апстрактно размислување и артикулиран говор. Не треба да се отфрлаат манифестациите на алтруизам на примитивниот човек, кој се грижел за деца, жени и стари лица.
Работната активност на човекот не само што влијаеше на неговиот изглед, туку и овозможи, во почетокот, делумно да се олеснат условите за постоење преку употреба на оган, производство на облека, изградба на станови, а подоцна активно да се менуваат преку расчистување на шумите. орање земјиште, итн. Во наше време, неконтролираната економска активност го стави човештвото под закана од глобална катастрофа како резултат на ерозија на почвата, сушење на слатководните тела и уништување на озонската обвивка, што, пак, може да се зголеми притисокот на биолошките фактори на еволуцијата.
Дриопитекус, кој живеел пред околу 24 милиони години, најверојатно бил заедничкиот предок на луѓето и мајмуните. И покрај тоа што се качуваше на дрвја и трчаше на сите четири екстремитети, можеше да се движи на две нозе и да носи храна во рацете. Целосното раздвојување на големите мајмуни и линијата што води до луѓето се случило пред околу 5-8 милиони години.
Австралопитекус. Родот очигледно потекнува од Dyopithecus Ардипитекус, кој се формирал пред повеќе од 4 милиони години во саваните во Африка како резултат на ладење и повлекување на шумите, што ги принудило овие мајмуни да се префрлат на одење на задните екстремитети. Ова мало животно очигледно родило прилично голем род Австралопитекус(„јужен мајмун“).
Австралопитекусот се појавил пред околу 4 милиони години и живеел во африкански савани и суви шуми, каде што целосно се чувствувале предностите на движењето со две нозе. Од Australopithecus дојдоа две гранки - големи тревопасни животни со моќни вилици Парантропи помали и помалку специјализирани Луѓе. Во одреден временски период, овие два рода се развиваа паралелно, што, особено, се манифестираше во зголемување на волуменот на мозокот и компликација на користените алатки. Карактеристики на нашиот род се производството на камени алатки (Paranthropus користел само коска) и релативно голем мозок.
Првите претставници на човечкиот род се појавија пред околу 2,4 милиони години. Тие припаѓале на видот вешт човек (Хомо хабилис)и беа кратки суштества (околу 1,5 m) со волумен на мозокот од приближно 670 cm 3. Тие користеле сурови алатки од камче. Очигледно, претставниците на овој вид имале добро развиени изрази на лицето и рудиментиран говор. Хомо хабилис ја напушти историската сцена пред околу 1,5 милиони години, предизвикувајќи го следниот вид - прав човек.
Човек исправен (H. еректус) како биолошки вид формиран во Африка пред околу 1,6 милиони години и постоел 1,5 милиони години, брзо се населил на огромни територии во Азија и Европа. Претставник на овој вид од островот Јава некогаш беше опишан како Питекантроп(„човек-мајмун“), откриен во Кина, беше именуван Синантропа, додека нивниот европски „колега“ е Човек од Хајделберг.
Сите овие форми се нарекуваат и архантропи(од антички луѓе). Човекот во исправена положба се одликуваше со ниско чело, големи гребени на веѓите и брадата наведната наназад; неговиот волумен на мозокот беше 900-1200 cm 3. Торзото и екстремитетите на исправениот маж личат на оние на современиот човек. Без сомнение, претставниците на овој род користеле оган и правеле секири со две острици. Како што покажаа неодамнешните откритија, овој вид дури и ја совладал навигацијата, бидејќи неговите потомци биле пронајдени на оддалечените острови.
Палеоантроп.Пред околу 200 илјади години настанал човекот од Хајделберг Неандерталец (H. neandertalensis), кој се однесува палеоантропи(антички луѓе) кои живееле во Европа и Западна Азија пред помеѓу 200 и 28 илјади години, вклучително и за време на глацијационите периоди. Тие беа силни, физички прилично силни и издржливи луѓе со голем мозочен капацитет (дури и поголем од оној на современите луѓе). Тие имаа артикулиран говор, правеа сложени алатки и облека, ги закопуваа своите мртви, а можеби дури и имаа некои зачетоци на уметноста. Неандерталците не биле предци на хомо сапиенсот; оваа група се развивала паралелно. Нивното исчезнување е поврзано со исчезнувањето на мамутската фауна по последната глацијација, а можеби е и резултат на конкурентното поместување од нашиот вид.
Најстариот наод на претставник хомо сапиенс (Хомо сапиенс)Стара е 195 илјади години и потекнува од Африка. Најверојатно, предците на современите луѓе не се неандерталци, туку некоја форма на архантропи, како што е човекот од Хајделберг.
Неоантроп.Пред околу 60 илјади години, како резултат на непознати настани, нашиот вид речиси исчезнал, така што сите следни луѓе се потомци на мала група која броела само неколку десетици единки. Откако ја надминавме оваа криза, нашиот вид почна да се шири низ Африка и Евроазија. Се разликува од другите видови по својата послаба фигура, поголема стапка на репродукција, агресивност и, се разбира, најкомплексното и најфлексибилното однесување. Се нарекуваат модерните луѓе кои ја населиле Европа пред 40 илјади години Кромањонии се однесуваат на неоантропи(на современите луѓе). Биолошки не се разликуваа од современите луѓе: висина 170-180 см, волумен на мозокот околу 1600 см 3. Кромањоните развиле уметност и религија, припитомиле многу видови диви животни и одгледувале многу видови растенија. Современите луѓе потекнуваат од Кромањоните.
Човечки раси, нивната генетска поврзаност
Како што човештвото се населило низ планетата, се појавиле одредени разлики помеѓу различни групи луѓе во однос на бојата на кожата, цртите на лицето, типот на косата, како и зачестеноста на појавата на одредени биохемиски карактеристики. Збирот на такви наследни карактеристики карактеризира група на поединци од ист вид, чии разлики се помалку значајни од подвидовите - раса.
Проучувањето и класификацијата на расите е комплицирано поради недостатокот на јасни граници меѓу нив. Целото современо човештво припаѓа на еден вид, во кој се разликуваат три големи раси: австрало-негроид (црна), кавказоидна (бела) и монголоидна (жолта). Секој од нив е поделен на мали раси. Разликите меѓу расите се сведуваат на карактеристиките на бојата на кожата, косата, обликот на носот, усните итн.
Ауси-негроид, или екваторијална тркасе карактеризира со темна боја на кожа, брановидна или кадрава коса, широк и малку испакнат нос, попречни ноздри, дебели усни и голем број кранијални црти. кавкаски, или Евроазиска расасе карактеризира со светла или темна кожа, права или брановидна мека коса, добар развој на машките влакна на лицето (брада и мустаќи), тесен испакнат нос, тенки усни и голем број кранијални црти. Монголоид(азиско-американски) расасе карактеризира со темна или светла кожа, често груба коса, просечна ширина на носот и усните, зарамнето лице, силно испакнување на јаготките, релативно голема големина на лицето, забележлив развој на „третиот очен капак“.
Овие три раси се разликуваат и по нивното населување. Пред ерата на европската колонизација, австрало-негроидната раса беше широко распространета во Стариот свет јужно од тропикот на ракот; Кавкаска раса - во Европа, Северна Африка, Западна Азија и Северна Индија; Монголоидна раса - во Југоисточна, Северна, Централна и Источна Азија, Индонезија, Северна и Јужна Америка.
Сепак, разликите меѓу расите се однесуваат само на мали карактеристики кои имаат адаптивно значење. Така, кожата на негроидите е изгорена со десеткратно поголема доза на ултравиолетово зрачење од кожата на Кавкајците, но Кавкајците страдаат помалку од рахитис на високи географски широчини, каде што може да има недостаток на ултравиолетово зрачење неопходно за формирање на витамин Д.
Претходно, некои луѓе се обидуваа да ја докажат супериорноста на една од расите за да стекнат морална супериорност над другите. Сега е јасно дека расните карактеристики ги рефлектираат само различните историски патишта на групи луѓе, но во никој случај не се поврзани со предноста или биолошка заостанатост на една или друга група. Човечките раси се помалку јасно дефинирани од подвидовите и расите на другите животни и на кој било начин не можат да се споредат, на пример, со раси на домашни животни (кои се резултат на намерна селекција). Како што покажуваат биомедицинските истражувања, последиците од меѓурасните бракови зависат од индивидуалните карактеристики на мажот и жената, а не од нивната раса. Затоа, сите забрани за меѓурасни бракови или одредени суеверија се ненаучни и нехумани.
Поконкретни од расите, групите луѓе се националности- историски формирани јазични, територијални, економски и културни заедници на луѓе. Населението на одредена земја го сочинува нејзиниот народ. Со интеракцијата на многу националности, една нација може да се појави во една нација. Сега на Земјата нема „чисти“ раси, а секоја доволно голема нација е претставена со луѓе кои припаѓаат на различни раси.
Биосоцијална природа на човекот
Несомнено, луѓето како биолошки вид мора да доживеат притисок од еволутивните фактори како што се мутагенезата, популационите бранови и изолацијата. Меѓутоа, како што се развива човечкото општество, некои од нив слабеат, додека други, напротив, се зајакнуваат, бидејќи на планетата, заробена од процесите на глобализацијата, речиси и да не останале изолирани човечки популации во кои се врши вкрстување помеѓу крвни сродници, а бројот од самите популации не подлежат на остри флуктуации. Според тоа, движечкиот фактор на еволуцијата - природната селекција - благодарение на успесите на медицината, повеќе не ја игра истата улога кај човечката популација како кај популациите на другите организми.
За жал, слабеењето на притисокот на селекција доведува до зголемување на зачестеноста на наследни болести кај популацијата. На пример, во индустријализираните земји до 5% од населението страда од далтонизам, додека во помалку развиените земји оваа бројка е до 2%. Негативните последици од овој феномен можат да се надминат благодарение на превентивните мерки и напредокот во областите на науката како што е генската терапија.
Сепак, тоа не значи дека човечката еволуција е завршена, бидејќи природната селекција продолжува да дејствува, елиминирајќи ги, на пример, гамети и поединци со неповолни комбинации на гени дури и во проембрионскиот и ембрионскиот период на онтогенезата, како и отпорноста на патогени од различни болести. Покрај тоа, материјалот за природна селекција се обезбедува не само со процесот на мутација, туку и со акумулација на знаење, способност за учење, перцепција на културата и други карактеристики што можат да се пренесат од човек на човек. За разлика од генетските информации, искуството акумулирано во процесот на индивидуален развој се пренесува и од родителите на потомството и во спротивна насока. А конкуренцијата веќе се јавува меѓу заедниците кои се разликуваат културно. Оваа форма на еволуција, единствена за луѓето, се нарекува културен, или социјална еволуција.
Сепак, културната еволуција не ја исклучува биолошката еволуција, бидејќи таа стана возможна само поради формирањето на човечкиот мозок, а самата човечка биологија моментално е одредена од културната еволуција, бидејќи во отсуство на општество и разновидност на движења, одредени зони не се формираат во мозокот.
Така, едно лице има биосоцијална природа, што остава отпечаток на манифестацијата на биолошки, вклучително и генетски, закони кои управуваат со неговиот индивидуален и еволутивен развој.
Социјална и природна средина, човечка адаптација кон неа
Под социјална срединада ги разбере, пред сè, социјалните, материјалните и духовните услови на неговото постоење и активност околу една личност. Покрај економскиот систем, општествените односи, општествената свест и култура, тој ја вклучува и непосредната околина на една личност - семејството, работните и студентските групи, како и другите групи. Околината, од една страна, има одлучувачко влијание врз формирањето и развојот на личноста, а од друга, самата се менува под влијание на личноста, што повлекува нови промени кај луѓето итн.
Приспособување на поединците или нивните групи кон социјалната средина за остварување на сопствените потреби, интереси, животни цели и вклучува адаптација на условите и природата на студирањето, работата, меѓучовечките односи, еколошката и културната средина, условите за слободно време и секојдневниот живот, како и како нивна активна промена за задоволување на вашите потреби. Голема улога во ова има и промената на себеси, своите мотиви, вредности, потреби, однесување итн.
Информациите и емоционалните искуства во современото општество често се главната причина за стрес, кој може да се надмине со помош на јасна самоорганизација, физичка обука и авто-тренинг. Во некои особено тешки случаи, потребна е посета на психотерапевт. Обидот да се најде заборав на овие проблеми преку прејадување, пушење, пиење алкохол и други лоши навики не доведува до посакуваниот резултат, туку само ја влошува состојбата на телото.
Природната средина нема помало влијание врз луѓето, и покрај фактот што луѓето се обидуваат да создадат удобно вештачко опкружување за себе околу 10 илјади години. Така, искачувањето на значителна надморска височина поради намалување на концентрацијата на кислород во воздухот доведува до зголемување на бројот на црвени крвни зрнца во крвта, зголемено дишење и отчукување на срцето, а продолжената изложеност на отворено сонце придонесува за зголемена пигментација на кожата. - тен. Сепак, наведените промени се вклопуваат во нормата на реакцијата и не се наследни. Меѓутоа, народите кои долго време живееле во такви услови може да имаат одредени прилагодувања. Така, кај северните народи, носните синуси имаат многу поголем волумен за загревање на воздухот, а големината на испакнатите делови од телото се намалува за да се намали загубата на топлина. Африканците имаат потемна боја на кожа и виткана коса бидејќи пигментот меланин ги штити органите на телото од пенетрација на штетните ултравиолетови зраци, а капачето за коса има топлинско изолациони својства. Светлите очи на Европејците се адаптација на поакутна перцепција на визуелните информации во самрак и во магла, а монголоидната форма на очите е резултат на природната селекција за дејство на ветрови и бури од прашина.
Овие промени бараат векови и милениуми, но животот во цивилизирано општество повлекува одредени промени. Така, намалувањето на физичката активност доведува до полесен скелет, намалување на неговата сила и намалување на мускулната маса. Ниската подвижност, вишокот на висококалорична храна, стресот доведуваат до зголемување на бројот на луѓе со прекумерна тежина, а соодветната протеинска исхрана и континуираните дневни часови со помош на вештачко осветлување придонесуваат за забрзување - забрзан раст и пубертет и зголемување на големината на телото .
1. Наследноста е својство на организмите да пренесуваат структурни карактеристики и
животна активност од генерација на генерација.
2. Материјалната основа на наследноста се хромозомите и гените, кои складираат информации за карактеристиките на организмот. Трансфер на гени и хромозоми од генерација на генерација
благодарение на репродукцијата. Развој на организам ќерка од една клетка - зигот
или група клетки од телото на мајката во процес на размножување. Локализацијата во
јадра на клетки вклучени во репродукцијата, гени и хромозоми кои одредуваат
сличност на организмот на ќерката со мајката.
3. Наследноста е фактор во еволуцијата, основа за сличноста на родителите и потомците, индивидуи од ист вид.
4. Варијабилноста е заедничко својство на сите организми да стекнуваат нови карактеристики во процесот на индивидуален развој.
5. Видови варијабилност: ненаследна (модификација) и наследна (комбинација, мутациона).
6. Ненаследните промени не се поврзани со промени
гените и хромозомите, не се наследни, настануваат под влијание на фактори
надворешното опкружување, исчезнуваат со текот на времето. Манифестација на слични модификации
промени кај сите поединци од видот (на пример, на студ, станува крзно на коњите
подебели). Исчезнување на промените на модификацијата по завршувањето на факторот,
предизвикувајќи ја оваа промена (потемнувањето исчезнува во зима, бидејќи условите се влошуваат
варијабилност на модификација: сончање во лето, зголемување на телесната тежина
животни со добро хранење и одржување, развој на одредени мускулни групи
кога се спортува.
7. Наследни промени се предизвикани од промени
гените и хромозомите, се наследени, варираат меѓу поединците внатре
од еден вид се одржуваат во текот на животот на поединецот.
8. Комбинирана варијабилност. Манифестација
комбинативна варијабилност за време на вкрстувањето, нејзината зависност од појавата на нови
комбинации (комбинации) на гени кај потомството. Извори на комбинации
варијабилност: размена на делови помеѓу хомологни хромозоми, случајна
комбинација на герминативни клетки при оплодување и формирање на зигот. Разновидни
комбинации на гени - причина за рекомбинација (нова комбинација) на родител
знаци кај потомството.
9. Мутациите се ненадејни, постојани промени.
гени или хромозоми. Резултатот од мутациите е појавата на нови карактеристики кај детето
организми кои биле отсутни кај неговите родители, на пример, кратки нозе
овци, недостаток на пердуви кај кокошките, албинизам (недостаток на пигмент). Корисно,
штетни и неутрални мутации. Повеќето мутации се штетни за телото
поради пројавување на нови знаци кои не одговараат на неговото живеалиште.
10. Наследната варијабилност е фактор во еволуцијата.
Појавата на нови знаци во организмите и нивната различност е материјална за
дејствата на природната селекција, зачувувањето на поединците со промени,
што одговара на живеалиштето, формирање на приспособливост на организмите да
менување на условите на животната средина.
2. Природни и вештачки екосистеми, нивните карактеристики.
1. Екосистем - збирка на живи организми од различни видови меѓусебно поврзани
и со компоненти од нежива природа, метаболизам и конверзија на енергија
одредена област на биосферата.
2. Структура на екосистемот:
Видови - број на видови кои живеат во екосистем и
односот на нивниот број. Пример: околу 30 видови растат во зимзелена шума
растенија, во дабова шума - 40-50 видови, во ливада - 30-50 видови, во влажна
тропска шума - над 100 видови;
Просторно - сместување на организми во
вертикални (степени) и хоризонтални (мозаични) насоки. Примери:
присуство на 5-6 нивоа во широколисна шума; разлики во составот на растенијата
работ и во густинот на шумата, на суви и влажни предели.
3. Компоненти на заедницата: абиотски и биотски.
Абиотски компоненти од нежива природа - светлина, притисок, влажност, ветер,
релјеф, состав на почвата и сл. Биотски компоненти: организми - производители,
потрошувачи и уништувачи.
4. Производители - растенија и некои бактерии,
создавајќи органски материи од неоргански користејќи енергија
сончева светлина.
5. Потрошувачите - животните, некои растенија и
бактерии кои се хранат со подготвени органски материи и употреба
6. Уништувачи се габите и некои бактерии,
уништување на органска материја во неорганска материја, хранење со трупови,
растителни остатоци.
7. Циркулацијата на супстанции и енергетските трансформации -
неопходен услов за постоење на кој било екосистем. Трансфер на супстанции и енергија во
синџири на исхрана во екосистемот.
8. Одржливост на екосистемот. Зависност од стабилност
екосистемите за бројот на видови кои живеат во нив и должината на синџирите на исхрана: толку повеќе
видови, синџири на исхрана, толку е постабилен екосистемот од циклусот на супстанции.
9. Вештачки екосистем - создаден како резултат
човечка активност. Примери на вештачки екосистеми: парк, поле, градина,
10. Разлики помеѓу вештачки екосистем и природен:
Мал број видови (на пример, пченица и некои
видови на плевел во полињата со пченица и придружни животни)
Доминација на организми од еден или повеќе видови
(пченица во полето);
Кратки синџири на исхрана поради малиот број на видови;
Незатворена циркулација на материи поради
значително отстранување на органските материи и нивно отстранување од циклусот во форма
Ниска стабилност и неможност за
независно постоење без човечка поддршка.
БИЛЕТ #12
Се вчитува...