5.2. Principiile de evoluție, reproducere și dezvoltare
Evoluția biologică - este dezvoltarea istorică a organismelor, care se bazează pe procesele unice ale funcționării informației genetice în condiții specifice de mediu.
Baza principiilor de evoluție, reproducerea și dezvoltarea sistemelor de viață până propuse de Charles Darwin, forțele motrice ale evoluției: variatie genetica, lupta pentru existență, selecția naturală.
5.2.1. Teoria evoluționistă de bază
Timp de multe secole, concepția despre originea divină a naturii acelei specii de organisme au fost create în forma lor actuală, atunci ele sunt, de asemenea, nu sa schimbat. Reprezentarea crearea organismelor vii, Dumnezeu a fost numit creationismului. Specii de animale și plante la fel de mult ca și creat de Dumnezeu; Organismele sunt construite în conformitate cu fezabilitatea inițială, și anume, în funcție de obiectivul pe care a pus creatorul.
Până la sfârșitul secolului al XVIII-lea. a fost descrisă în multe animale și plante au fost încercări de a le sistematiza. contribuție semnificativă la crearea natura sistemului a făcut remarcabil om de știință suedez Linnaeus. El a introdus principiul de nume duale pentru a se referi la dispozițiile unui anumit tip in, cum ar fi sistemul de Homo sapiens.
Istoria gândirii evoluționiste se caracterizează printr-o schimbare de opinii diferite despre factorii care au contribuit la adaptarea corespunzătoare a organismelor pentru mediu.
Teoria lui Lamarck evoluției.
Prima încercare de a dezvolta o teorie coerentă a evoluției de viață aparține lui Jean-Baptiste Lamarckian (începând din XIX.). Sistemul naturii organizme Lamarck plasate în ordine crescătoare - de la cele mai simple la creaturi foarte bine organizate. În opinia sa, evoluția se bazează pe dorința internă a organismelor de a progresa. Motivul pentru varietatea de Lamarck trai crezut efectelor factorilor de mediu, răspunsul organismului la expunerea la mediul înconjurător sunt de natură adecvate și sunt moștenite. De exemplu, cu slabă acoperire cu vegetație girafă sol forțat să smulgă frunzele din copaci, întinzându-și gâtul constant pentru a le obține. La animale, ceea ce duce un stil de viață subteran al corpului nu a fost utilizat în legătură cu neuprazhneniya atrofiază treptat (mol). Astfel, Jean-B.Lamark credea că noile semne sunt întotdeauna utile și a patrimoniului. Această idee a fezabilității oricărei reacții inițiale la condițiile modificate, precum și avizul cu privire la efectele directe ale mediului asupra proceselor evolutive și a organismelor interne care se străduiesc să progreseze, au greșit.
Teoria lui Darwin a evoluției.
In 1858, Charles Darwin și, în mod independent, de AR Wallace a fundamentat principiul selecției naturale și ideea luptei pentru existență ca un mecanism de selecție. Teoria evoluției prin selecție naturală se bazează pe următoarele ipoteze:
1. Pentru a trăi este caracterizată printr-o variabilitate. în care evoluția de o importanță enormă variație genetică. În condiții favorabile, aceste diferențe nu pot juca un rol semnificativ în nefavorabil - orice diferență minut poate fi decisivă este dacă va exista acest organism viu și să dea urmași, sau va fi distrus.
2. Pentru reproducerea organismelor caracterizate prin exponențial. Potențial de vedere în fiecare generație produce mult mai multe animale decât pot supraviețui până la maturitate în teritoriul ocupat. Prin urmare, o parte semnificativă a nașterilor mor în „lupta pentru viață“. Ca rezultat al luptei pentru existență are loc eliminarea (distrugerea fizică sau îndepărtarea de la reproducere) a persoanelor care, pe baza cel mai puțin îndeplinesc condițiile habitatului. Astfel, consecința luptei pentru existență este selecția naturală.
Selecția naturală. Darwiniste - este supraviețuirea celui mai adaptat, și abandonarea puilor preferențial. Selecția naturală nu ia mai adaptabile, acestea sunt pur și simplu salvate ca urmare a eliminării mai puțin se potrivesc.
Charles Darwin credea că apariția unor noi specii are loc treptat prin acumularea de modificări individuale utile, crescând din generație în generație. proces speciația are loc conform principiului de divergență. și anume din cauza caracteristicilor divergență.
Astfel, imaginea, rezultatul este dispozitivele de selecție aspect și, pe această bază - diversitatea speciilor.
Darwin a propus pentru prima dată explicația naturală-științifică a procesului evolutiv. El a subliniat forțele motrice ale evoluției: variația genetică, lupta pentru existență, selecția naturală; I-am dat o explicație a mecanismului de speciație.
Teoria sintetică a evoluției (STE) are originea la sfârșitul secolului al XIX-lea. și reprezintă unirea mai multor științe, în primul rând din care este teoria evoluției și geneticii. Dispoziții principale pentru SHE NN Voronțov următoarele:
1. Materialul de evolutie sunt, de obicei, foarte mici, dar modificările discrete în ereditate - mutație.
2. Principalele sau chiar singura forță motrice a evoluției este selecția naturală se bazează pe selecție (creștere) și mutații aleatoare mici.
3. Cea mai mică unitate a unei evoluții în evoluție - populație.
4. Evoluția este divergentă în natură, adică, un taxon poate fi stramosul mai multor filiale ale taxoni, dar fiecare specie are un tip unic de rudenie.
5. Evoluția este natura pe termen lung treptată și.
6. Vederea constă dintr-un set de unități subordonate, morfologic, fiziologic si genetic distincte, dar reproductively izolate - subspeciei populații.
7. Schimbul de alele este posibilă numai în cadrul unei specii. View - și integritatea genetică a sistemului închis.
8. Orice taxon real și nu de colectare are o singură origine înrădăcinat, monofiliticheskoe.
Procesul evolutiv este împărțit în două etape:
- microevolutie - apariția unor noi specii;
- macroevoluție - conversie evolutiv la nivelul supra-specii.
Teoria microevoluției studiază transformarea ireversibilă a structurii genetice și ecologice a populației (specii), având ca rezultat formarea de noi specii. În același timp, populația este o unitate elementară de evoluție.
Teoria Macroevoluția consideră că originea și dezvoltarea taxoni supra-specii (clase, familii, comenzi etc.), justifică tiparele vieții de pe Pământ.
Procesul de macroevoluție are sute de milioane de ani, iar microevoluție a mii de corpuri.
Rezultatul este formarea de evoluția populațiilor din noile specii. Există două modalități principale de speciație: 1) speciație geografică sau alopatric. asociate cu grupurile divergente de izolare spațială și poate fi realizată în principal prin migrare sau diverse bariere despărțitori zonale (râuri, munți, sol, climă, etc ..); 2) speciația simpatrice se realizează în intervalul speciei inițiale în mai multe moduri - prin popiploidii, hibridizare, izolarea sezonieră.
View - un set de indivizi, caracterizate printr-o origine comună, o similitudine ereditară a caracteristicilor morfologice, fiziologice și biochimice care pot produce urmasi si se reproduc fertil, adaptate la condițiile specifice ale mediului și care ocupă o anumită zonă. Criterii de tip: morfologice, fiziologice, biochimice, genetice, ecologice, geografice.
Populația - un set de incrucisare liber indivizi din aceeași specie care populează o anumită zonă și parțial izolate de alte populații. Populația cred că cea mai simplă unitate evolutivă. Factorul principal care determină unitatea populației și izolarea sa relativă - încrucișării oameni liberi. În termen de o populație de fiecare etaj organism are o probabilitate egală de formarea unui cuplu căsătorit cu orice alt organism podea.
Diferența calitativă între tipul de celelalte unități de mare takonomicheskih ocupă locul - genuri, familii, ordine - că acesta este cel mai mic sistem închis indivizibilă genetic (populație, se completează până uite, de asemenea, sunt genetic sisteme închise, dar nu permanent, ci temporar, atâta timp cât populația incluse în orice formă, este potențial capabil să facă schimb de informații genetice cu alte populații).
Modificări ale populației Compoziție genotipic apar sub influența unui set de evenimente care într-un fel sau altul sunt în măsură să convertească populația. Cu toate acestea, este posibil să se distingă patru factori de bază elementare ale evoluției: procesul de mutație, valuri de populație, de izolare și de selecție naturală.
Mutația este în continuă creștere heterogenitate genetică a populațiilor, creând rezerve de volatilitate și oferă mai multe oportunități de îmbunătățire a adaptării la mediu în schimbare. Schimbări elementare sunt ereditare diferite forme de mutație. care determină modificări ale caracteristicilor, proprietăților și standardelor reacții în organisme. În total, ele cuprind „incertitudine“, variabilitatea „individ“, care Charles Darwin a pus bazele procesului de evoluție. După cum se arată, SS Chetverikov, populație saturate cu mutații, și au posibilități ample de a îmbunătăți existente și de a dezvolta noi instrumente la schimbarea mediului. mutații recesive în stare heterozigotă constituie o rezervă ascunsă de variabilitate, care poate fi utilizată prin selecție naturală la schimbarea condițiilor de existență. Dar procesul de mutație, fără participarea altor factori de evoluție nu poate direcționa schimbări evolutive în materiale, furnizarea de variație genetică.
valuri de populație sau „valuri de viață“
- fluctuații periodice și neperiodice în numărul de indivizi din populații. Cauzele acestor vibrații pot fi diverși factori biotici și abiotici. Odată cu reducerea dramatică a numărului (de exemplu, din cauza fluctuațiilor sezoniere, reducerea resurselor de hrană, etc.), printre putinii indivizi care au supraviețuit sunt genotipuri rare. Dacă puterea suplimentară este restabilită din cauza acestor specimene, aceasta va duce la schimbări aleatorii în frecvența genelor în fondul genetic al populației. Astfel, valurile de populație sunt furnizor de materiale evolutive. valuri Exemple de populație pot servi oscilații Rodent, cianobacterii, insecte, bacterii, etc. Modificări aleatorii în frecvențele genelor în fondul genetic al unei populații se numește drift genetic.
izolație
- cel mai important factor în evoluție, ceea ce duce la disociere, ceea ce face imposibilă pentru a elibera încrucișări. Reproducerea este de preferință în interiorul izolat, oprește schimbul de informații genetice cu alte grupuri. Acest lucru ajută la perpetuarea etapei inițiale a schimba fondul genetic a stat pe lângă grupuri de formare a acesteia ca un sistem genetic independent. izolarea spațială și biologice diferite.
Izolarea spațială este asociat geografic geografic (bariere de apă, crestele, locuri improprii pentru viață, și colab.) și de mediu (reinstalare pe diferite nișe ecologice) separarea factorilor populații. Înțeles izolarea spațială depinde de activitatea individuală a indivizilor unei specii. Pentru izolarea biologică poate include modificările comportamentale ale structurii și activitatea fiziologică a timpului de reproducere și o serie de alte obstacole în calea trecerii. După fertilizare, posibila încălcare a cromozomilor de conjugare și multe alte modificări care duc la dezvoltarea hibrizilor complet sau parțial sterile și hibrizi cu viabilitate redusă. semnificația evolutiva a diferitelor forme de excluziune este că se consolidează și amplifică diferențele genetice dintre populații.
Modificări în frecvența genelor cauzate de factorii de mai sus de evoluție, sunt aleatoare, non-direcțională în natură, chiar și efectul lor combinat nu conduce la o punere în aplicare durabilă a procesului de evoluție dirijată. factor de evoluție călăuzitor este selecția naturală.
Selecția naturală - cel mai important factor, ghidarea în dezvoltarea evolutivă a lumii organice. Selecția naturală trebuie să fie înțeleasă ca supraviețuire selectivă și posibilitatea de a lăsa indivizilor urmași. Semnificația biologică a unui individ care a dat la descendenți este determinată de contribuția genotipului în fondul genetic al unei populații. Selecția acționează în populații și obiectele sale sunt fenotipurile specimene individuale. Fenotipul organismului este generat pe baza informațiilor de realizare genotip în anumite medii. Astfel, selecția generațiilor de fenotipuri conduce la selecția de genotipuri, deoarece nici un semn sunt transmise urmașilor și complexele de gene. Pentru evoluția nu sunt numai genotipuri importante, dar fenotipurile și variabilitatea fenotipică. Există trei forme de bază de selecție naturală: stabilizatoare (conservarea caracteristicilor formei cu valorile medii la un condiții relativ constante), conducere cu (într-un mediu în schimbare și este deosebit de avantajos, cu unele abateri de la medie), ruperea sau perturbatoare (ajută la păstrarea imediat set fenotipuri AND Acesta funcționează într-o varietate de condiții).