Priebeh vývoja organického sveta na Zemi výskumníci rekonštruujú pomocou paleontologických údajov, ako aj z nahromadených morfologických a embryologických materiálov. Podľa zistených údajov bola naša planéta vytvorená pred menej ako 7 miliardami rokov.
Obdobie existencie našej planéty je rozdelené na obdobia. Éry sa ďalej delia na obdobia. V každom štádiu jeho vývoja nastali v organickom živote na Zemi určité zmeny.
1. Predgeologická éra
Počas tohto obdobia došlo k formovaniu našej planéty. Formovanie začalo asi pred 7 miliardami rokov a trvalo menej ako 3 miliardy rokov. V období zrodu a formovania planéty nebol na Zemi život.
2. Archejská éra
V tomto období vznikol na našej planéte život vo vodnom stĺpci prvých morí. Na konci tejto éry existoval život na Zemi vo forme pomerne primitívnych foriem: jednobunkových baktérií a rias a len malého počtu mnohobunkových.
Vývoj organického sveta v tejto fáze prešiel relatívne malými zmenami. Počas tejto éry došlo k rozdeleniu na odvetvia vývoja živočíšneho a rastlinného sveta, ktoré mali predtým spoločného predka - jednobunkové bičíkovité organizmy.
Rozdelenie nastalo na základe výživy. Primárne živočíchy zostali heterotrofnými organizmami a riasy vo svojom vývoji získali schopnosť fotosyntézy a stali sa autotrofnými organizmami.
3. Proterozoická éra
Z hľadiska jej trvania sa považuje za jednu z najdlhších. Počas tejto éry sa objavili nové druhy rias, ktoré sa postupne stali zdrojom pre všetky skupiny rastlín.
Masívne premnoženie týchto druhov rias počas tejto éry prispelo k hromadeniu kyslíka na planéte, čo zohralo rozhodujúcu úlohu vo vývoji živočíšneho sveta.
Vývoj organického sveta na planéte dostal silný impulz k jeho rozvoju. Svet zvierat V tej dobe prešiel vo svojom vývoji dlhú cestu. Na tejto ceste vznikli nové druhy červov a mäkkýšov. Na konci proterozoickej éry sa objavili najjednoduchšie článkonožce a strunatce bez lebky. Hlavné formy života v tomto období existovali iba vo vode.
4. Paleozoická éra
Počas tejto éry sa udiali veľké udalosti vo vývoji organického sveta. Hlavným je objavenie sa rastlín a živočíchov na súši. Prvé na súši boli baktérie, riasy a nižšie formy húb.
S ich objavením sa na súši sa začali pôdotvorné procesy na planéte. Po dosiahnutí zenitu v období karbónu boli obojživelníky nútené ustúpiť plazom na súši.
Najintenzívnejší vývoj plazov bol pozorovaný v permskom období paleozoickej éry. Evolúcia organického sveta počas tejto éry
spočívalo v tom, že rastliny prešli od rias po nahosemenné a stavovce od najjednoduchších strunatcov po plazy nájdené na súši.
Vyvinula sa aj jedna z vetiev bezstavovcov. Vo svojom vývoji prešiel od najjednoduchších morských článkonožcov k lietajúcemu hmyzu.
5. Obdobie druhohôr
Vo svojom časovom období bola o polovicu kratšia ako paleozoikum. Vývoj organického sveta v tejto dobe prebiehal rýchlejším tempom.
Evolúcia organického sveta sa nezastavila len vývojom rastlín. V období triasu sa medzi stavovcami objavili prvé cicavce a v období jury sa objavili prvé vtáky.
6. Cenozoická éra
Táto éra v historickom vývoji planéty je miernejšia. V tomto období sa na Zemi objavil človek. S príchodom človeka došlo na planéte k zmene povahy a smeru vývoja organického sveta.
Cenozoická éra videla konečné víťazstvo medzi stavovcami, vtákmi a kostnatými rybami. Počas tejto éry prebiehal vývoj najvyšších predstaviteľov rastlinného a živočíšneho sveta v úzkej interakcii.
V období paleogénu a neogénu sa vytvoril moderný obrys kontinentov oceánov a morí na Zemi. Posledné obdobie kenozoickej éry - antropocén - je pomenované po osobe, ktorá je najvyššia forma vývoj živej hmoty a majúci najväčší vplyv na evolúciu a vývoj organického sveta.
Základné pojmy a kľúčové pojmy: BIOLOGICKÁ EVOLÚCIA. Dôkaz evolúcie.
Pamätajte! čo je rozvoj?
Myslieť si!
Aký je rozdiel medzi revolučným a evolučným vývojom? Tieto pojmy sa považujú za opačné. Revolúcia je spojená s drastickými zmenami v živote spoločnosti, ktoré sa niekedy uskutočňujú dosť radikálnymi prostriedkami. Čo je evolúcia a aké sú jej znaky?
Aké sú hlavné znaky biologickej evolúcie?
Pojem evolúcia (z gréckeho evolúcia - nasadenie) prvýkrát zaviedol do vedy švajčiarsky prírodovedec a filozof Charles Bonnet už v roku 1762.
Tento pojem v modernej biológii označuje nielen kvantitatívne, ale aj kvalitatívne zmeny v živých organizmoch počas dlhých období. Biologická evolúcia sa vyznačuje takýmito všeobecnými znakmi.
Nezvratnosť evolúcie. Táto pozícia na úrovni druhov bola prvýkrát formulovaná
C. Darwin: "Druh, ktorý zmizol, sa už nikdy nemôže objaviť, aj keby sa znova opakovali úplne rovnaké životné podmienky - organické a anorganické." Teraz sa tento vzor osvedčil na iných úrovniach. Modelovaním vývoja proteínov na molekulárnej úrovni sa teda ukázalo, že nové mutácie závisia od predchádzajúcich a je čoraz ťažšie vrátiť sa a odstrániť nahromadené mutácie bez poškodenia proteínov.
Ťažisko evolúcie spočíva v prispôsobovaní sa organizmov zmenám v pôsobení určitých faktorov. Výsledok biologického
Gická evolúcia je vždy súlad živého systému s podmienkami jeho existencie.
Úroveň evolúcie, ktorú možno vysledovať na každej úrovni organizácie života: molekulárnej, bunkovej, organizmovej, populačno-druhovej, biogeocenotickej a biosférickej. Biologická evolúcia úzko súvisí s geologickou históriou Zeme, s pôsobením kozmických a geologických síl a environmentálnych faktorov.
BIOLOGICKÁ EVOLÚCIA je teda nezvratný, riadený historický vývoj živej prírody, sprevádzaný zmenami na všetkých úrovniach organizácie života.
Ako sa vyvíjali evolučné názory?
Myšlienky evolúcie organického sveta sú minulosťou. Dokonca aj starí filozofi (Heraclitus, Democritus) vyjadrili myšlienku jednoty prírody, podľa ktorej všetky telá a prírodné javy pochádzajú z niektorých materiálnych princípov. Takéto predstavy sú zjednotené v systéme názorov, ktorý sa nazýva spontánny materializmus (z latinského materialis - materiál).
V stredoveku vládla metafyzika (z gréckeho cieľ – hore, physis – príroda) – náuka o nadprirodzenom základnom princípe bytia, supersenzitívnych princípoch existencie sveta, neprístupných skúsenosti. Názory, že svet a rôzne formy života na Zemi boli vytvorené vyššou, nadprirodzenou silou v procese aktov stvorenia (koncept „mladej Zeme“, koncept „inteligentného dizajnu“), sú základom kreacionizmu. (z lat. creatio - stvorenie).
Počas renesancie sa vedecký výskum zintenzívnil, uľahčený geografickými objavmi a hromadením popisného materiálu. Formujú sa predstavy o modifikácii živých vecí, ktoré sa stávajú základom transformizmu (z lat. transformatio - transformácia) a následne evolucionizmu (z lat. evolutio - nasadenie).
V prvej polovici 19. stor. formuje sa evolučný pohľad na prírodu a rozvíja sa evolučná biológia - náuka o príčinách, hnacích silách, mechanizmoch a zákonitostiach historický vývoj organický svet. Táto veda vznikla na základe paleontológie, porovnávacej anatómie, embryológie, systematiky a o niečo neskôr - genetiky, ekológie a molekulárnej biológie. Vzhľadom na osobitosti evolučných premien na rôznych úrovniach v moderná veda Objavili sa tri hlavné oblasti výskumu evolučných procesov:
1) molekulárna biológia (analýza molekulárneho vývoja biomolekúl, najmä proteínov a nukleových kyselín);
2) geneticko-ekologické (štúdium mikroevolučných procesov na úrovni populácií, druhov, ekosystémov a biosféry pomocou metód populačnej genetiky a ekológie);
3) evolučno-morfologické (štúdium evolúcie pomocou metód paleontológie, porovnávacej anatómie, embryológie).
Predstavy o evolúcii teda vznikli v starovekých civilizáciách a vznikli v súlade s akumuláciou vedomostí o živej prírode.
Aká je úloha paleontológie a molekulárnej genetiky pri zdôvodňovaní evolučnej teórie?
Dôkazy evolúcie sú vedecké dôkazy, ktoré podporujú historický vývoj všetkého živého na Zemi. Schopnosť vyvíjať sa v priebehu času je charakteristická pre všetky prejavy života, a preto dôkazy o biologickej evolúcii môžu poskytnúť všetky biologické vedy. Porovnávacie anatomické, embryologické, biogeografické, biochemické, etologické, fyziologické a mnohé iné štúdie historického vývoja organizmov potvrdzujú fakt evolúcie, objasňujúce znaky podobnosti v štruktúre, embryonálnom vývoji, distribúcii, chemické zloženie, správanie, životné funkcie a pod., čo naznačuje príbuznosť a jednotu organického sveta.
Paleontologické dôkazy sú najspoľahlivejšie a najnázornejšie. Paleontológovia skúmajú vyhynuté organizmy, ich druhy a biologické vlastnosti, na základe čoho rekonštruujú priebeh evolúcie. V súčasnosti je vytvorený značný počet sekvencií fosílnych foriem (fylogenetických radov) organizmov, najmä mäkkýšov, artiodaktylov, slonov atď.
Boli nájdené a opísané vyhynuté organizmy, ktoré spájajú vlastnosti dvoch veľkých systematických skupín (fosílne prechodné formy). Príkladom takýchto vyhynutých foriem je archeopteryx (obr. 117), teriodonty, nosorožce a semenné paprade.
Molekulárne genetické dôkazy nám umožňujú porovnávať aj veľmi vzdialené skupiny organizmov – baktérie, eukaryoty a archaea – a vyvodzovať závery o ich evolučnej príbuznosti. Všestrannosť genetický kód, chemické zloženie membrán, štruktúra bielkovín pozostávajúca z 20 „magických“ aminokyselín - tieto a mnohé ďalšie znaky slúžia ako dôkaz spoločného pôvodu života na Zemi. Pre hodnotenie evolučných zmien v genómoch je dôležitá metóda hybridizácie DNA. Molekuly DNA z dvoch rôznych organizmov sa rozdelia na jednovláknové molekuly a potom sa nechajú spojiť za vzniku hybridnej dvojvláknovej DNA. Tak sa zistilo, že medzi genómami rôznych organizmov je veľa spoločného. Napríklad ľudský genóm je približne z 90 % identický s myšacím genómom a iba 1 % odlišný od genómu šimpanza.
Štúdium genetických vzťahov rôznych skupín organizmov na základe molekulárno-genetických štúdií RNA, DNA a proteínov je podstatou molekulárnej fylogenetiky. Jedným z najväčších objavov prostredníctvom tejto línie výskumu bol objav archeí (C. Woese, 1977).
Evolúcia je teda nespochybniteľný vedecký fakt, potvrdený výskumom rôznych vied.
ČINNOSŤ
Aplikácia vedomostnej úlohy
Vedeckým základom pre formovanie evolučnej doktríny boli objavy rôznych biologických vied. Po vytvorení správnej korešpondencie medzi vedami a ich objavmi získajte názov fenoménu, pomocou ktorého mohol francúzsky zoológ J. Cuvier obnoviť vzhľad vyhynutého zvieraťa z jednej kosti.
|
1 Cytológia |
L Myšlienka jednoty organizmov a podmienok existencie |
|
2 Embryológia |
C Izolácia podporuje podobnosť flóry a fauny rôznych kontinentov |
|
3 Paleontológia |
K Všetky živé organizmy majú bunkovú štruktúru |
|
4 Biochémia |
O objave podobností medzi štádiami vývoja zvieracích embryí |
|
5 Ekológia |
E Chemická jednota neživej a živej prírody je dokázaná |
|
6 Molekulárna biológia |
P Bola preukázaná variabilita flóry a fauny v minulosti Zeme |
|
7 Biogeografia |
A materiálnymi nositeľmi dedičnosti sú gény a chromozómy |
|
8 Genetika |
I 2 Jednota štrukturálneho plánu veľkých skupín živočíchov a rastlín |
|
9 Porovnávacia anatómia |
Podobnosti I, Proteín a DNA naznačujú genetickú príbuznosť |
Biológia + poézia
V básni „Chrám prírody“ od Erasma Darwina (starého otca Charlesa Darwina) sú riadky: „Tak sa pokor v arogantnej pýche a vždy pamätaj, sebecký duch, že červ je tvoj príbuzný, tvoj brat je mravec!“ (preklad N. Kholodkovského). O čom to je? Vyvodiť záver o jednote organického sveta, ktorá sa prejavuje jeho rozmanitosťou.
|
Úlohy sebakontroly |
|
|
1.Čo je biologická evolúcia? 2. Vymenujte hlavné znaky biologickej evolúcie. 3. Čo je evolučná biológia? 4. Vymenujte hlavné smery evolučnej biológie. 5. Čo je dôkazom evolúcie? 6. Čo je paleontologický a molekulárne genetický dôkaz evolúcie? |
|
|
7. Aké sú hlavné znaky biologickej evolúcie? 8. Ako sa vyvíjali evolučné názory? 9. Aké sú hlavné skupiny dôkazov evolúcie? |
|
|
10. Aká je úloha paleontológie a molekulárnej genetiky pri zdôvodňovaní evolúcie? |
Koncept evolucionizmu 1. Koncept „evolúcie“. 2. Základné postuláty koncepcie evolúcie organického sveta. 3. Princípy globálneho evolucionizmu.
Pojem „evolúcia“ 1. Evolučná teória sa v súčasnosti nepovažuje za jediný opis jednoznačnej cesty vývoja, ktorej veda plne rozumie, skôr je evolucionizmus v modernej vede spektrom v rôzneho stupňa zvukové koncepty. 2. Evolúcia zahŕňa všeobecný postupný vývoj, usporiadaný a konzistentný.
Koncept „evolúcie“ V druhej polovici 18. storočia sa vytvorili objektívne predpoklady pre vznik vedecky podložených evolučných názorov: opisy mnohých nových druhov ako výsledok geografických objavov; bola stanovená jednota štrukturálneho plánu mnohých predtým známych skupín organizmov; vznik špeciálnej biologickej disciplíny – paleontológie; vznik vedecky podložených teórií o vzniku Zeme a Slnečnej sústavy
Pojem „evolúcia“. Odhaľovanie zákonitostí historického vývoja flóry a fauny sa na prelome 18. a 19. storočia stalo prioritnou úlohou.
Základné postuláty koncepcie evolúcie organického sveta. Francúzsky biológ Jean-Baptiste Lamarck (1744 – 1829) vyslovil hypotézu o mechanizme evolúcie. Svoje názory, dnes považované za podstatu lamarckizmu, publikoval v roku 1809 vo Filozofii zoológie. Implementácia princípu gradácie je podľa Lamarcka možná vďaka prítomnosti vnútornej túžby po zlepšení v organizmoch.
Základné postuláty koncepcie evolúcie organického sveta. Hlavným zovšeobecnením Lamarckových názorov sú dve ustanovenia, ktoré vstúpili do dejín vedy pod názvom „Lamarckove zákony“. 1. U všetkých zvierat, ktoré nedosiahli hranicu svojho vývoja, orgány a orgánové systémy, ktoré boli vystavené dlhodobému intenzívnemu cvičeniu, sa postupne zväčšujú a stávajú sa zložitejšími, zatiaľ čo tie, ktoré sa necvičia, sa stávajú jednoduchšími a miznú. 2. Znaky a vlastnosti získané v dôsledku dlhodobého a stabilného vystavenia vonkajšiemu prostrediu sa dedia a zachovávajú v potomstve za predpokladu, že sú prítomné v oboch rodičovských organizmoch.
Základné postuláty koncepcie evolúcie organického sveta. Lamarckova koncepcia predstavovala prvý ucelený systém evolučných názorov a zároveň prvý pokus tieto názory podložiť. Lamarck vo všeobecnosti správne charakterizoval evolúciu ako progresívny proces smerujúci k zvyšovaniu zložitosti štruktúry organizmov. Lamarckove názory na adaptačnú povahu evolučného procesu boli na svoju dobu pokročilé. Lamarckova koncepcia obsahovala množstvo chybných ustanovení: 1. vysvetlenie evolučného procesu ako výsledku vnútornej túžby po zlepšení. 2. predpoklad možnosti vzniku dedičných adaptačných vlastností v reakcii na vplyvy prostredia. 3. popieranie reality druhu.
Základné postuláty koncepcie evolúcie organického sveta. Evolučná teória Charlesa Darwina (angl. Charles Robert Darwin;) sa považuje za jednu z hlavných vedecké revolúcie, keďže ona okrem čisto vedecký význam, viedla k revízii širokého spektra ideologických, etických a sociálnych problémov.
Základné postuláty koncepcie evolúcie organického sveta. Evolučná teória Charlesa Darwina má niekoľko vedeckých zložiek. 1. Myšlienka evolúcie ako realita, čo znamená definovať život ako dynamickú štruktúru prírodného sveta a nie ako statický systém. 2. V dôsledku nadmernej plodnosti vzniká medzi organizmami v prírode súťaž o biotop a potravu – „boj o existenciu“. Je zvykom rozlišovať tri formy: boj proti faktorom nebiologického (abiotického) pôvodu, medzidruhový a vnútrodruhový boj.
Základné postuláty koncepcie evolúcie organického sveta. V dôsledku prítomnosti variability sa rôzni jednotlivci v procese boja o existenciu ocitajú v nerovnom postavení. Individuálne zmeny, ktoré uľahčujú prežitie, poskytujú svojim nositeľom výhodu, v dôsledku čoho jedince viac prispôsobené daným podmienkam častejšie prežívajú a produkujú potomstvo, pričom u najslabších je väčšia pravdepodobnosť úhynu alebo vyradenia z kríženia. Darwin tento jav nazval prirodzený výber.
Základné postuláty koncepcie evolúcie organického sveta. Adaptívny charakter evolúcie sa dosahuje výberom z mnohých náhodných zmien tých, ktoré uľahčujú prežitie v daných špecifických podmienkach prostredia. Adaptabilita organizmov je spravidla relatívna.
Základné postuláty koncepcie evolúcie organického sveta. Darwin odvodil myšlienku, že druhy vznikli prirodzeným výberom na základe piatich základných postulátov: 1. Všetky druhy majú biologický potenciál zvýšiť počet jedincov na veľké populácie. 2. Populácie v prírode preukazujú relatívnu stálosť v počte jedincov v priebehu času. 3. Zdroje potrebné na existenciu druhov sú obmedzené, takže počet jedincov v populáciách je v čase približne konštantný. Záver 1. Medzi zástupcami toho istého druhu prebieha boj o zdroje potrebné na prežitie a reprodukciu. Len malá časť jedincov prežije a produkuje potomstvo.
Základné postuláty koncepcie evolúcie organického sveta. 4. Neexistujú dvaja jedinci toho istého druhu, ktorí by mali rovnaké vlastnosti. Členovia rovnakého druhu vykazujú veľkú variabilitu. 5. Väčšina variability je podmienená geneticky, a preto sa dedí. Záver 2. Konkurencia medzi zástupcami toho istého druhu závisí od jedinečných dedičných vlastností jedincov, ktoré poskytujú výhody v boji o zdroje na prežitie a reprodukciu. Táto nerovnaká schopnosť prežiť je prirodzeným výberom. Záver 3. Akumulácia priaznivejších vlastností v dôsledku prirodzeného výberu vedie k neustálej zmene druhov. Takto prebieha evolúcia.
Dôkazy pre evolučný koncept Dôkazy podporujúce moderné myšlienky o evolúcii pochádzajú z rôznych zdrojov. Niektoré z udalostí uvádzaných ako dôkaz evolučnej teórie je možné reprodukovať v laboratóriu, to však neznamená, že sa skutočne stali v minulosti, iba naznačujú možnosť takýchto udalostí.
Dôkaz pre evolučný koncept. Taxonómia Prirodzená klasifikácia môže byť fylogenetická alebo fenotypová. Fylogenetická klasifikácia sa používa častejšie, pretože odráža evolučné vzťahy založené na pôvode organizmov a ich dedičnosti určitých vlastností. Podobnosti a rozdiely medzi organizmami možno vysvetliť ako výsledok progresívneho prispôsobovania sa organizmov v rámci každej taxonomickej skupiny určitým podmienkam prostredia počas určitého časového obdobia.
Dôkaz pre evolučný koncept. V taxonómii sa používajú tieto základné hierarchické jednotky: Kráľovstvo; Typ (delenie v rastlinách); Trieda; Poriadok (poradie v závodoch); Rodina; Rod; Vyhliadka. Každý taxón môže obsahovať niekoľko taxonomických jednotiek nižšej kategórie. Zároveň však môže taxón patriť iba k jednému taxónu, ktorý sa nachádza priamo nad ním. Na každej hierarchickej úrovni môže byť niekoľko taxónov, ale všetky sú od seba odlišné.
Dôkaz pre evolučný koncept. Porovnávacia anatómia Prítomnosť homológnych a rudimentárnych orgánov sa považuje za dôkaz pôvodu zvierat od spoločného predka.Niktitačná membrána je „základom“ človeka.
Pojem katastrofizmus Hypotézy katastrofistov možno rozdeliť do dvoch hlavných skupín. 1. Zemský katastrofizmus: katastrofy sú spojené s geologickými procesmi (oživenie vulkanizmu vedúce ku globálnemu ochladzovaniu a uvoľňovaniu veľkých objemov toxických látok do atmosféry, horotvorné procesy spojené s klimatickými zmenami).
pojem katastrofizmus 2. Kozmický katastrofizmus: katastrofy majú kozmický pôvod: katastrofický nárast žiarenia spôsobený výbuchom supernovy; kolísanie slnečnej aktivity; b bombardovanie Zeme kométami a obrovskými asteroidmi spojené s kolísaním polohy Slnečnej sústavy voči rovine galaxie; prechod veľkého nebeského telesa cez kométový oblak obklopujúci Slnečnú sústavu.
Koncept katastrofizmu V roku 1980 americký fyzik, laureát nobelová cena L. Alvarez a jeho syn geológ U. Alvarez navrhli, že anomália irídia je dôsledkom dopadu veľkého asteroidu na Zem, ktorého látka bola rozptýlená po celom zemskom povrchu. Čo viedlo k úplnému krátkodobému zastaveniu fotosyntézy a masívnemu úhynu zelených rastlín a po zelených rastlinách k úhynu bylinožravcov, zvierat a následne aj predátorov.
Koncept katastrofizmu Žiadny z katastrofických modelov nevysvetľuje význam procesov, ktoré sa odohrali na Zemi počas kritických epoch, skôr vyvoláva nové otázky. Psychologické faktory (novosť myšlienky asteroidov) zohrávajú veľkú úlohu pri šírení alternatívnych, antidarwinovských koncepcií evolúcie.
Vzťah medzi mikro- a makroevolúciou. Mikroevolúcia je súbor evolučných procesov vyskytujúcich sa v populáciách druhu a vedúcich k zmenám v genofonde týchto populácií a vzniku nových druhov. Makroevolúcia sú evolučné premeny vedúce k vytvoreniu taxónov vyššej kategórie ako je druh.
Všetky typy vznikli v procese evolúcie a naďalej sa vyvíjať. Ale existujú organizmy populácií ktoré sú tak dobre prispôsobené svojmu prostrediu, že ich druhové vlastnosti zostali prakticky nezmenené desiatky a stovky miliónov rokov. Patria sem prvé autotrofy – modrozelené riasy, potomkovia prvých chrupavčitých rýb – žraloky, v rovnakom veku ako dinosaury – krokodíly. Viac ako štyristo miliónov rokov v Afrike, Južná Amerika A Austráliu, takmer nezmenenú, obývajú ryby, ktoré dokážu dýchať nielen žiabrami, ale aj plávacím mechúrom, ktorý sa príliš nelíši od skutočných pľúc. Dokonale sa prispôsobili suchu, ktoré na týchto miestach trvá 6 až 9 mesiacov v roku. Po vyschnutí nádrží sa tieto ryby (protoptera) ukladajú do zimného spánku – zaspávajú so zdvihnutým nosom v zvláštnych norách vyhĺbených v bahnitom dne, kým ich neprebudí obdobie dažďov. V laboratórnom experimente však experimentálna ryba spala bez vody a jedla viac ako 3 roky... Vysvetľuje záhady vzniku takýchto úžasných prírodných javov moderná teória evolúcie.
Témou lekcie sú „Moderné predstavy o vývoji organického sveta“.
Základom týchto myšlienok je „Evolučná teória Charlesa Darwina“. Darwin však navrhol svoju teóriu pred 150 rokmi a odvtedy došlo k mnohým dôležitým objavom v populačnej ekológii, genetike a molekulárnej biológii. Najdôležitejšie z nich boli: znovuobjavenie zákonov G. Mendela na začiatku 20. storočia, zavedenie konceptu génu V. Johansenom, formulácia chromozomálnej teórie dedičnosti T. Morgana, teória mutácií tzv. G. Friese, populačné predstavy S. S. Chetverikova a mnohých ďalších () (pozri obr. 1, 2).
Ryža. 1
Ryža. 2
Prvé objavy genetiky, konkrétne genetická podstata dedičnosti a teória mutácií, spôsobili krízu v evolučnej teórii. Vedci tej doby nedokázali správne skombinovať tieto objavy a princípy evolučnej teórie. Veľkým prelomom v oblasti evolučných myšlienok bola práca anglického biológa J. Huxleyho () – „Evolúcia – moderná syntéza“. Slúžil ako impulz pre formuláciu syntetickej teórie evolúcie. V súčasnosti obsahuje syntetická evolučná teória tieto ustanovenia:
1. Materiálom pre evolučný proces sú mutácie, ako aj ich kombinácie počas sexuálneho procesu.
2. Hlavnou hybnou silou evolúcie je prirodzený výber, ktorý vzniká na pozadí boja o prežitie.
Preľudnenie už nie je hybnou silou evolúcie, ako predtým predpokladal Darwin.
3. Najmenšou evolučnou jednotkou je populácia.
Jeden jedinec nie je schopný reprodukcie a prenosu svojich vlastností na potomstvo, preto ho nemožno považovať za jednotku evolúcie.
4. Evolúcia je svojou povahou divergentná, to znamená, že spravidla z jedného druhu vzniká niekoľko ďalších druhov naraz.
5. Evolúcia je postupná a dlhodobá.
Špeciácia je nepretržitá séria zmien rôzne znamenia. Nie je možné rozlíšiť začiatok a koniec speciácie.
6. Druh je súbor populácií.
Tok génov medzi populáciami je možný v dôsledku kríženia. Keď je tok génov z nejakého dôvodu prerušený, hovoríme o izolácii. Izolácia vedie k hromadeniu rozdielov medzi populáciami a v konečnom dôsledku k speciácii.
7. Makroevolúcia ide rovnakou cestou ako mikroevolúcia.
Neexistujú žiadne špecifické cesty makroevolúcie, ktoré by neboli charakteristické pre mikroevolúciu.
8. Všetky taxóny sú monofyletického pôvodu.
To znamená, že všetky druhy toho istého taxónu majú spoločného predka.
9. Evolúcia má neriadený priebeh, to znamená, že jej pohyb nepodlieha žiadnej logike.
Úplne identické populácie, ktoré prešli izoláciou, sa totiž spravidla budú rozvíjať úplne nezávislými smermi.
Tieto ustanovenia modernej evolučnej teórie pomáhajú vysvetliť rozmanitosť druhov na Zemi. Stále však existuje množstvo experimentálnych údajov, ktoré sú v rozpore s týmito tézami. Dúfajme však, že ďalšie objavy dokážu tieto rozpory prekonať.
Experimenty prvých evolucionistov
Moderná syntetická evolučná teória je založená na stovkách zložitých genetických a molekulárno-biologických experimentov. Zároveň to prakticky žiadnym spôsobom neodporuje Darwinovej základnej evolučnej teórii. Je úplne nepochopiteľné, ako mohol jeden vedec pred 150 rokmi vytvoriť túto teóriu bez toho, aby sa spoliehal na také pojmy ako gén alebo chromozóm. Darwinova genialita spočíva v tom, že svoju teóriu vytvoril len na základe paleontologickej metódy a metódy pozorovania živej prírody.
Zabránenie kolapsu darwinizmu
Huxleyho dielo – „Evolúcia – moderná syntéza“ prakticky zachránilo darwinizmus pred kolapsom (pozri obr. 3). Faktom je, že v polovici storočia bolo veľa vedcov pripravených opustiť darwinizmus len na základe toho, že niektoré experimenty mu odporovali. Huxley však dokázal, že tieto experimenty nielenže nie sú v rozpore s darwinizmom, ale navyše ho potvrdzujú.
Ryža. 3
Experiment potvrdzujúci mikroevolúciu
Evolúcia je prakticky neprístupná na experimentovanie. Výmena generácií u živých bytostí trvá mesiace, roky či dokonca desaťročia, takže je jednoducho nemožné vysledovať evolučnú cestu druhu. Veľkým úspechom v oblasti evolučných experimentov bolo pozorovanie mikroorganizmov. Faktom je, že nová generácia E. coli sa vytvorí za 10 - 20 minút, takže v priebehu niekoľkých dní, týždňov či mesiacov sa môže naakumulovať obrovské množstvo generácií (pozri obr. 4). V tomto rozsahu budú mutácie dostatočne výrazné, aby bolo možné posúdiť ich úlohu v prirodzenom výbere. Tieto experimenty brilantne potvrdili Darwinovu evolučnú teóriu.
Ryža. 4
Bibliografia
- Mamontov S.G., Zakharov V.B., Agafonova I.B., Sonin N.I. Biológia. Všeobecné vzory. - M.: Drop, 2009.
- Pasechnik V.V., Kamensky A.A., Kriksunov E.A. Biológia. Úvod do všeobecnej biológie a ekológie. Učebnica pre 9. ročník. 3. vyd., stereotyp. - M.: Drop, 2002.
- Ponomareva I.N., Kornilova O.A., Chernova N.M. Základy všeobecná biológia. 9. ročník: Učebnica pre žiakov 9. ročníka. vzdelávacie inštitúcie / Ed. Prednášal prof. I.N. Ponomareva. - 2. vyd., prepracované. - M.: Ventana-Graf, 2005.
Domáca úloha
- Aké objavy súviseli s krízou darwinizmu na začiatku dvadsiateho storočia?
- Prečo klasická genetika odporuje darwinizmu?
- Ste presvedčení o evolučných dôkazoch?
- Ktoré konkrétne teórie spájala syntetická evolučná teória J. Huxleyho?
Federálna agentúra pre vzdelávanie
Štátna vzdelávacia inštitúcia vyššieho odborného vzdelávania "Čeljabinská štátna univerzita"
Inštitút ekonomiky priemyslu, podnikania a administratívy
Katedra ekonomiky odvetví a trhov
ABSTRAKT
Na tému „Teória evolúcie organického sveta“
Na tému „Koncepcie moderných prírodných vied“
Čeľabinsk
Úvod 4
1. Formovanie myšlienky rozvoja v biológii 5
2. Evolučná teória Charlesa Darwina 11
3. Antidarvinizmus 14
4. Základy genetiky 16
5. Syntetická evolučná teória 20
Záver 29
Internetové zdroje 32
Úvod
Moderný pokrok vo vede a technike napreduje nepredstaviteľnou rýchlosťou. Bol to on, kto umožnil ľuďom spoznať tajomstvá prírody, naučil ich využívať prírodné zdroje, s jeho pomocou sa ľudia môžu ocitnúť ako v rozľahlosti vesmíru, tak sa ponoriť na dno najhlbšej priehlbiny v zemskej kôre a mnoho viac. Napriek tomu všetkému však stále existujú tajomstvá a možno jedným z najzáhadnejších tajomstiev, ktoré sa ľuďom doteraz len mierne odhalilo, bolo a zostáva tajomstvom pôvodu života na planéte Zem.
Podľa jednej hypotézy sa život začal v kuse ľadu. Hoci mnohí vedci veria, že oxid uhličitý v atmosfére udržiaval skleníkové podmienky, iní veria, že na Zemi vládla zima. Úlomky meteoritov prinesené z vesmíru, emisie z hydrotermálnych prieduchov a chemické reakcie vyskytujúce sa počas elektrických výbojov v atmosfére boli zdrojmi amoniaku a organických zlúčenín, ako sú formaldehyd a kyanid. Keď sa dostali do vody Svetového oceánu, zamrzli spolu s ním. V ľadovom stĺpci sa molekuly organických látok priblížili k sebe a vstúpili do interakcií, ktoré viedli k tvorbe glycínu a iných aminokyselín.
Charles Darwin a jeho súčasníci verili, že život mohol vzniknúť vo vodnej ploche. Mnoho vedcov sa stále drží tohto názoru. V uzavretej a relatívne malej nádrži by sa mohli v požadovanom množstve hromadiť organické látky, ktoré do nej pritekajúce vody prinášajú.
Alebo možno život vznikol v oblastiach sopečnej činnosti? Ihneď po svojom vzniku bola Zem ohnivou guľou magmy. Počas sopečných erupcií a s plynmi uvoľnenými z roztavenej magmy sa na zemský povrch dostali rôzne chemikálie potrebné na syntézu organických molekúl.
1. Formovanie myšlienky rozvoja v biológii
Myšlienka evolúcie živej prírody vznikla v modernej dobe ako protiklad ku kreacionizmu (z latinského „stvorenia“) - doktríne o stvorení sveta Bohom z ničoho a nemennosti sveta vytvoreného Stvoriteľom. . Kreacionizmus ako svetonázor sa vyvinul v neskorej antike a stredoveku a zaujal dominantné postavenie v kultúre.
Zásadnú úlohu vo vtedajšom svetonázore zohrali aj myšlienky teleológie – doktríny, podľa ktorej je v prírode všetko účelovo usporiadané a celý vývoj je realizáciou vopred stanovených cieľov. Teleológia pripisuje procesom a prírodným javom ciele, ktoré sú buď ustanovené Bohom (H. Wolf), alebo sú vnútornými príčinami prírody (Aristoteles, Leibniz).
Pri prekonávaní ideí kreacionizmu a teleológie zohral významnú úlohu koncept obmedzenej variability druhov v rámci relatívne úzkych delení (od jedného jediného predka) pod vplyvom prostredia – transformizmus. Tento koncept v rozšírenej podobe sformuloval vynikajúci prírodovedec 18. storočia Georges Buffon vo svojom 36-zväzkovom diele Prírodoveda.
Transformizmus má v podstate predstavy o zmene a premene organických foriem, o pôvode niektorých organizmov od iných. Z prírodovedcov a transformistických filozofov 17. a 18. storočia sú najznámejší aj R. Hooke, J. La Mettrie, D. Diderot, E. Darwin, I. Goethe, E. Saint-Hilaire. Všetci transformisti uznávali variabilitu druhov organizmov pod vplyvom zmien prostredia.
Pri formovaní myšlienky evolúcie organického sveta zohrala významnú úlohu systematika - biologická veda o diverzite všetkých existujúcich a vyhynutých organizmov, vzťahoch a vzťahoch medzi ich rôznymi skupinami (taxónmi). Hlavnými úlohami taxonómie je určiť, porovnaním, špecifické znaky každého druhu a každého taxónu vyššej úrovne a objasniť všeobecné vlastnosti určitých taxónov. Základy systematiky sú položené v prácach J. Raya (1693) a C. Linného (1735).
Švédsky prírodovedec z 18. storočia Carl Linné ako prvý dôsledne aplikoval binárne názvoslovie a vybudoval najúspešnejšiu umelú klasifikáciu rastlín a živočíchov.
V roku 1751 vyšla jeho kniha „Filozofia botaniky“, v ktorej C. Linné napísal: „Umelý systém slúži len dovtedy, kým sa nenájde prirodzený. Prvý z nich vás len naučí rozpoznávať rastliny. Druhá nás naučí porozumieť podstate samotnej rastliny.“ A ďalej: "Prirodzená metóda je konečným cieľom botaniky."
To, čo Linné nazýva „prirodzená metóda“, je v podstate nejaká základná teória živých vecí. Linného zásluhou je, že vytvorením umelého systému priviedol biológiu k potrebe uvažovať o kolosálnom empirickom materiáli z hľadiska všeobecných teoretických princípov.
Embryológia, ktorá sa v modernej dobe vyznačovala protikladom medzi preformationizmom a epigenézou, zohrala veľkú úlohu pri formovaní a rozvoji myšlienky evolúcie živej prírody.
Preformizmus – z lat. „predlisok“ - doktrína prítomnosti materiálnych štruktúr v zárodočných bunkách, ktoré predurčujú vývoj embrya a vlastnosti organizmu, ktorý sa z neho vyvíja.
Preformacionizmus vznikol na základe myšlienky preformácie, ktorá bola dominantná v 17. a 18. storočí, podľa ktorej bol vytvorený organizmus údajne preformovaný vo vajíčku (ovis) alebo spermiách (animalculists). Preformisti (C. Bonnet, A. Haller a ďalší) sa domnievali, že problém embryonálneho vývoja treba riešiť z pozície univerzálnych princípov bytia, chápaných výlučne rozumom, bez empirického výskumu.
Epigenéza je doktrína, podľa ktorej v procese embryonálneho vývoja dochádza k postupnej a dôslednej novotvorbe orgánov a častí embrya z bezštruktúrnej hmoty oplodneného vajíčka.
Epigenéza ako doktrína vznikla v 17. a 18. storočí v boji proti preformacionizmu. Epigenetické myšlienky rozvinuli W. Harvey, J. Buffon, K. F. Wolf. Epigenetici opustili myšlienku božského stvorenia živých vecí a pristúpili k vedeckej formulácii problému pôvodu života.
V 17. a 18. storočí tak vznikla myšlienka historických zmien v dedičných vlastnostiach organizmov, nezvratný historický vývoj živej prírody - myšlienka evolúcie organického sveta.
Evolúcia – z lat. „rozvíjanie“ je historický vývoj prírody. V priebehu evolúcie po prvé vznikajú nové druhy, t.j. zvyšuje sa rozmanitosť foriem organizmov. Po druhé, organizmy sa prispôsobujú, t.j. prispôsobiť sa zmenám podmienok prostredia. Po tretie, v dôsledku evolúcie sa všeobecná úroveň organizácie živých bytostí postupne zvyšuje: stávajú sa zložitejšími a vylepšenými.
Prechod od myšlienky premeny druhov k myšlienke evolúcie, historický vývoj druhov predpokladal, po prvé, zváženie procesu formovania druhov v jeho histórii, berúc do úvahy konštruktívnu úlohu časového faktora. v historickom vývoji organizmov a po druhé, v rozvoji predstáv o vzniku kvalitatívne nových vecí v takomto historickom procese. Prechod od transformizmu k evolucionizmu v biológii nastal na prelome 18.-19.
Prvé evolučné teórie vytvorili dvaja veľkí vedci 19. storočia – J. Lamarck a Charles Darwin.
A 
Baptiste Lamarck a Charles Robert Darwin vytvorili evolučné teórie, ktoré sú opačné v štruktúre, povahe argumentácie a hlavných záveroch. Rozdielne sa vyvíjali aj ich historické osudy. Lamarckova teória nebola široko uznávaná jeho súčasníkmi, zatiaľ čo Darwinova teória sa stala základom evolučného učenia. Dnes darwinizmus aj lamarckizmus naďalej ovplyvňujú vedecké koncepty, hoci rôznymi spôsobmi.
V roku 1809 vyšla Lamarckova kniha „Filozofia zoológie“, ktorá načrtla prvú holistickú teóriu evolúcie organického sveta.
Lamarck v tejto knihe dal odpovede na otázky, ktorým čelí evolučná teória, vyvodením logických záverov z niektorých postulátov, ktoré prijal. Ako prvý identifikoval dva najvšeobecnejšie smery evolúcie: vzostupný vývoj od najjednoduchších foriem života k čoraz zložitejším a dokonalejším a formovanie adaptácií v organizmoch v závislosti od zmien vonkajšieho prostredia (vývoj „vertikálny“ a „horizontálny“. “). Lamarck bol jedným z prvých prírodovedcov, ktorí rozvinuli myšlienku evolúcie organického sveta na úroveň teórie.
Lamarck zahrnul do svojho učenia kvalitatívne nové chápanie úlohy životného prostredia vo vývoji organických foriem, pričom vonkajšie prostredie považoval za dôležitý faktor, podmienku evolúcie.
Lamarck veril, že historický vývoj organizmov nie je náhodný, ale má prirodzený charakter a prebieha v smere postupného a neustáleho zlepšovania. Lamarck nazval toto zvýšenie všeobecnej úrovne organizácie gradáciou.
Lamarck považoval za hnaciu silu gradácií „túžbu prírody po pokroku“, „túžbu po zlepšovaní“, ktorá bola spočiatku vlastná všetkým organizmom a Stvoriteľovi vlastná. Organizmy sú zároveň schopné účelne reagovať na akékoľvek zmeny vonkajších podmienok a prispôsobiť sa podmienkam prostredia. Lamarck špecifikoval túto pozíciu v dvoch zákonoch:
aktívne používaný orgán sa intenzívne rozvíja a nepotrebný zmizne;
zmeny, ktoré organizmy nadobudli aktívnym používaním niektorých orgánov a nepoužívaním iných, sa v potomstve zachovajú.
Úlohu prostredia vo vývoji organizmov rôzne smery evolučného učenia zvažujú rôzne.
Pre smery v evolučnom učení, ktoré považujú historický vývoj živej prírody za priame prispôsobenie organizmov ich prostrediu, sa používa spoločný názov - ektogenéza (z gréckych slov „vonku, vonku“ a „vznik, formácia“). Zástancovia ektogenézy vnímajú evolúciu ako proces priameho prispôsobovania sa organizmov prostrediu a jednoduché zhrnutie zmien, ktoré organizmy získali vplyvom prostredia.
Učenia, ktoré vysvetľujú evolúciu organizmov pôsobením iba vnútorných nemateriálnych faktorov („princíp zlepšovania“, „sila rastu“ atď.), spája spoločný názov – autogenéza.
Tieto učenia vnímajú evolúciu živej prírody ako proces nezávislý od vonkajších podmienok, riadený a regulovaný vnútornými faktormi. Autogenéza je opakom ektogenézy.
Autogenéza má blízko k vitalizmu - súboru trendov v biológii, podľa ktorých sa vitálne javy vysvetľujú prítomnosťou nehmotnej nadprirodzenej sily („vitálna sila“, „duša“, „entelechia“, „archaea“), ktorá ovláda tieto javy. Vitalizmus – z latinského „vital“ – vysvetľuje životné javy pôsobením špeciálneho nehmotného princípu.
Myšlienka vývoja organického sveta sa svojím spôsobom vyvinula v teórii katastrof.
F 
Francúzsky biológ Georges Cuvier (1769 – 1832) napísal: „Život opakovane šokoval našu krajinu strašnými udalosťami. Nespočetné množstvo živých bytostí sa stalo obeťami katastrof: niektorí, obyvatelia krajiny, boli pohltení povodňami, iní, obývajúci hlbiny vôd, sa ocitli na súši spolu s náhle zdvihnutým morským dnom, samotné ich rasy navždy zmizli a zostalo len len málo zvyškov na svete, pre prírodovedcov sotva viditeľné.“ .
Rozvíjaním takýchto názorov sa Cuvier stal zakladateľom teórie katastrof, konceptu, v ktorom sa myšlienka biologickej evolúcie objavila ako derivát všeobecnejšej myšlienky vývoja globálnych geologických procesov.
Teória katastrof (katastrofizmus) je založená na myšlienke jednoty geologických a biologických aspektov evolúcie.
V teórii katastrof sa pokrok organických foriem vysvetľuje cez rozpoznanie nemennosti jednotlivých biologických druhov.
Proti doktríne katastrofizmu sa postavili zástancovia iného konceptu evolúcie, ktorí sa tiež zameriavali predovšetkým na geologické problémy, ale vychádzali z myšlienky identity moderných a starovekých geologických procesov – konceptu uniformitarianizmu.
Uniformitarianizmus sa formoval pod vplyvom úspechov klasickej mechaniky, predovšetkým nebeskej mechaniky, galaktickej astronómie a predstáv o nekonečnosti a bezhraničnosti prírody v priestore a čase. V 18. a prvej polovici 19. storočia koncept uniformitarianizmu rozvinuli J. Getton, C. Lyell, M. V. Lomonosov, K. Goff a i. Tento koncept vychádza z predstáv o uniformite a kontinuite zákonov r. príroda, ich nemennosť počas celej histórie Zeme; absencia akýchkoľvek revolúcií a skokov v histórii Zeme; sčítanie malých odchýlok počas dlhých časových období; potenciálna zvratnosť javov a popretie pokroku vo vývoji.
2. Evolučná teória Charlesa Darwina
Anglický vedec Charles Darwin na rozdiel od J.B. Lamarck, upozornil na skutočnosť, že hoci sa každý živý tvor počas života mení, jedinci toho istého druhu sa rodia odlišní.
Učenie Charlesa Darwina je založené na veľkom množstve faktografického materiálu zozbieraného počas cesty a dokazujúceho platnosť jeho teórie, ako aj na vedeckých úspechoch (geológia, chémia, paleontológia, porovnávacia anatómia atď.), predovšetkým v oblasti výberu. Darwin najprv začal uvažovať o evolučných premenách nie v jednotlivých organizmoch, ale v druhoch alebo vnútrodruhových skupinách.
V roku 1859 Darwin publikoval svoju knihu „Pôvod druhov prostredníctvom prirodzeného výberu alebo zachovanie zvýhodnených rás v boji o život“, v ktorej vysvetlil mechanizmus evolučného procesu. Charles Darwin neustále premýšľal o príčinách evolučného procesu a dospel k najdôležitejšej myšlienke celej teórie o boji o existenciu. Podstata tejto myšlienky je na prvý pohľad veľmi jednoduchá: každý druh je schopný neobmedzenej reprodukcie a zdroje potrebné na reprodukciu sú obmedzené. Dôsledkom boja o existenciu je prirodzený výber, t.j. prežitie a úspešnú produkciu potomstva tými najschopnejšími organizmami. Charles Darwin na základe faktov dokázal, že prirodzený výber je najdôležitejším faktorom v evolučnom procese v prírode a umelý výber hrá rovnako dôležitú úlohu pri vytváraní plemien zvierat a odrôd rastlín.
C. Darwin formuloval myšlienky o umelom výbere, pričom rozlišoval jeho dve formy: metodickú, čiže vedomú a nevedomú.
Nevedomá selekcia je najskoršou formou umelého výberu, pri ktorej si človek nestanovuje konkrétny cieľ, ale zachováva najlepšie, užitočné organizmy (rastliny alebo zvieratá).
Metodický výber je tvorivý proces, ktorý sa vyznačuje tým, že chovateľ si kladie za úlohu vyšľachtiť určité plemeno zvierat alebo varietu rastlín s ekonomicky hodnotnými vlastnosťami.
Darwin ukázal, že existujú určité rozdiely medzi umelým a prírodným výberom.
Charles Darwin sformuloval aj princíp divergencie znakov, ktorý je veľmi dôležitý pre pochopenie procesu formovania nových druhov. V dôsledku prirodzeného výberu vznikajú formy, ktoré sa líšia od pôvodného druhu a sú prispôsobené špecifickým podmienkam prostredia. V priebehu času vedie divergencia k objaveniu sa veľkých rozdielov v pôvodne mierne odlišných formách. Výsledkom je, že v mnohých smeroch rozvíjajú rozdiely. Časom sa nahromadí toľko rozdielov, že vznikajú nové druhy. Práve to zabezpečuje rozmanitosť druhov na našej planéte.
V súlade s myšlienkami Charlesa Darwina sú hlavnými hnacími silami evolúcie dedičnosť, variabilita (určitá, alebo skupinová a neurčitá, alebo individuálna) a prirodzený výber – výsledok boja o existenciu, usmerňujúci evolučný proces.
Určitou variabilitou je premenlivosť skupiny jedincov toho istého druhu pod vplyvom určitých faktorov prostredia, ktorá má adaptívny charakter (strata listov rastlinami počas sucha alebo listnatými rastlinami mierneho pásma na jeseň). Ak neexistuje faktor spôsobujúci zmenu, zmena zvyčajne zmizne.
Neistá variabilita je individuálna variabilita individuálnych vlastností u jednotlivých jedincov druhu, ktorý nemá adaptačnú povahu (albíno, trpasličí rastlina). Takéto zmeny môžu byť zdedené bez ohľadu na podmienky prostredia. Preto podľa Darwina mala v evolúcii primárny význam neurčitá variabilita.
Korelatívna variabilita spočíva v tom, že keď sa zmení jeden orgán alebo orgánový systém, súčasne sa zmenia aj iné orgány alebo štruktúry. Napríklad vývoj prsných svalov a tvorba kíl u vtákov.
Kompenzačná variabilita je vyjadrená v tom, že vývoj niektorých orgánov alebo štruktúr vedie k nedostatočnému rozvoju iných.
Už v roku 1860 vedci v mnohých krajinách prijali Darwinove učenie (T. Huxley, A. Wallace, J. Hooker v Anglicku, E. Haeckel, F. Muller v Nemecku, K. A. Timiryazev, I. I. Mechnikov, A. O. a V. O. Kovalevsky, I. M. Sechenov v Rusku, A. Gray v USA). K podobným evolučným myšlienkam dospel nezávisle od Charlesa Darwina anglický zoológ Alfred Wallace. Charles Darwin vysoko ocenil myšlienky mladého vedca o prirodzenom výbere.
Základné princípy evolučného učenia Charlesa Darwina.
Každý druh je schopný neobmedzenej reprodukcie.
Obmedzené životne dôležité zdroje bránia realizácii potenciálu neobmedzenej reprodukcie. Väčšina jedincov zomiera v boji o existenciu a nezanecháva potomkov.
Smrť alebo úspech v boji o existenciu sú selektívne. Organizmy toho istého druhu sa navzájom líšia súborom charakteristík. V prírode prednostne prežívajú a zanechávajú potomstvo tie jedince, ktoré majú pre dané podmienky najúspešnejšiu kombináciu vlastností, t.j. lepšie prispôsobené.
Charles Darwin nazval selektívne prežívanie a rozmnožovanie najviac prispôsobených organizmov prirodzeným výberom.
Pod vplyvom prirodzeného výberu vyskytujúceho sa v rôznych podmienkach skupiny jedincov toho istého druhu z generácie na generáciu akumulujú rôzne adaptívne vlastnosti. Skupiny jedincov nadobúdajú také výrazné rozdiely, že sa menia na nové druhy (princíp divergencie znakov).
Charles Darwin ako prvý zdôvodnil materialistickú evolučnú teóriu. Dokázal reálnosť existencie vyvíjajúceho sa druhu, ktorý vzniká, vyvíja sa a zaniká. Darwin zdôvodnil princíp jednoty diskontinuity a kontinuity pri vzniku druhu a ukázal, ako sa neisté náhodné zmeny pod vplyvom prirodzeného výberu premieňajú na adaptívne charakteristiky druhu. Vedec identifikoval materiálne príčiny tohto javu a ukázal vznik relatívnej účelnosti. Zásluha Charlesa Darwina vo vede nespočíva ani tak v tom, že dokázal existenciu evolúcie, ale v tom, že vysvetlil, ako k nej môže dôjsť.
3. Antidarvinizmus
Antidarvinizmus (z gréckeho „anti-“ - proti a darwinizmus), skupina učenia, ktoré v tej či onej forme popiera vedúcu úlohu prirodzeného výberu v evolúcii. Táto kategória zahŕňa obe konkurenčné evolučné teórie: lamarckizmus, saltacionizmus, katastrofizmus a viac-menej čiastočnú kritiku základných princípov darwinizmu. Antidarvinizmus by sa nemal stotožňovať s popieraním evolúcie ako historického procesu (t. j. antievolucionizmom).
Historicky antidarvinizmus vznikol ako kritická reakcia na publikáciu „O pôvode druhov“ od Charlesa Darwina. Tieto námietky najdôslednejšie a najlogickejšie zhrnul v roku 1871 čl. Mivart v článku „O formovaní druhov“:
keďže odchýlky od normy sú zvyčajne malé, nemali by výrazne ovplyvňovať kondíciu jednotlivcov;
keďže dedičné odchýlky vznikajú náhodne, musia sa vzájomne kompenzovať v sérii generácií;
Je ťažké vysvetliť vznik zložitých integrálnych štruktúr, ako je oko alebo vnútorné ucho, akumuláciou a konsolidáciou malých odchýlok.
Okrem toho by podľa Darwina mali byť v prírode široko zastúpené prechodné formy, pričom medzi taxónmi sa zvyčajne nachádzajú viac-menej jasné zlomy (hiátusy), viditeľné najmä v paleontologickom materiáli. Sám Darwin na tieto námietky upozornil v ďalších vydaniach svojho diela, no nedokázal ich racionálne vysvetliť. Z tohto dôvodu sa v druhej polovici 19. storočia objavili konkurenčné evolučné doktríny ako neolamarckizmus a neokatastrofizmus.
Na začiatku 20. storočia početné, často populárne práce mechanolamarckistov demonštrovali možnosť „primeranej variability a dedenia získaných vlastností“. Prvé práce genetikov (H. de VriesU. Batson) v praxi dokázali kŕčovitý, náhly charakter výskytu dedičných zmien, a nie postupné hromadenie zmien pod vplyvom selekcie (tzv. genetický antidarwinizmus). Napokon sa objavilo mnoho prác, ktoré experimentálne dokazujú „neefektívnosť“ prirodzeného výberu. V. Johannsen teda v roku 1903 vykonal selekciu v čistých líniách fazule, pričom semená rozdelil podľa veľkosti do troch skupín: veľké, stredné a malé. Zistil, že potomkovia každej skupiny reprodukovali celú škálu veľkostí semien identických s rodičmi. Z moderného pohľadu je tento výsledok zrejmý – nededí sa vlastná vlastnosť, ale reakčná norma. Na začiatku 20. storočia však boli takéto diela vnímané ako vyvrátenie princípu prirodzeného výberu. Tieto okolnosti určili tzv. kríza darwinizmu, alebo „agnostické obdobie vo vývoji evolučného učenia“, ktoré trvalo do 30. rokov 20. storočia. Prirodzeným východiskom z krízy bola syntéza genetiky a populačného prístupu, ako aj vznik syntetickej teórie evolúcie.
4. Základy genetiky
Hlavná genetická informácia je uložená v špecifických telách bunkového jadra eukaryotov, ktoré sa nazývajú chromozómy. Chromozóm je komplex pozostávajúci z jednej obrovskej molekuly deoxyribonukleovej kyseliny (DNA) a mnohých proteínových molekúl. DNA je polymér, to znamená, že pozostáva z veľkého počtu monomérov spojených do série - nukleotidov. Existujú štyri rôzne nukleotidy adenín (A), tymín (T), guanín (G) a cytozín (C). Molekula DNA pozostáva z dvoch polynukleotidových reťazcov stočených do dvojitej špirály. Aby bola molekula dvojvláknovej DNA stabilná, je potrebné, aby oproti nukleotidu A umiestnenému v jednom reťazci bol nukleotid T v opačnom reťazci a naopak. To isté platí pre nukleotidy G a C. Je to spôsobené vlastnosťou nukleotidov nazývanou komplementarita. Sekvencia nukleotidov v jednom reťazci teda úplne určuje poradie nukleotidov v druhom reťazci.
Nukleotidy A, T, G a C sú akousi abecedou, pomocou ktorej sú všetky dedičné informácie zakódované v molekulách DNA. Gén je časť chromozómu, ktorá uchováva informácie o špecifickej vlastnosti organizmu. (Táto definícia je mimoriadne zjednodušená, ale celkom vhodná na ďalšiu prezentáciu). Každý chromozóm pozostáva z kódujúcich oblastí, ktorými sú gény, a nekódujúcich sekvencií.
Jadrá ľudských somatických buniek normálne obsahujú 46 chromozómov: 44 autozómov a 2 pohlavné chromozómy.
Autozómy sú spárované, to znamená, že 44 autozómov možno rozdeliť na 22 párov homológnych chromozómov. Homologické chromozómy majú rovnakú štruktúru, to znamená, že nesú gény obsahujúce informácie o rovnakých vlastnostiach organizmu. Nukleotidové sekvencie v kódujúcich aj nekódujúcich oblastiach homológnych chromozómov sa však môžu líšiť. Sekvencie nukleotidov, ktoré sa nachádzajú na rovnakom mieste (lokuse) na homológnych chromozómoch, ale majú rôzne nukleotidové zloženie, sa nazývajú 
sú alely. Ak má osoba identické alely v akomkoľvek lokuse, potom sa hovorí, že je homozygotná pre tento lokus. Lokusy sa značne líšia v počte prítomných alel. Väčšina lokusov má až dve alely, existujú však takzvané vysoko polymorfné lokusy, ktorých počet je desať alebo viac. Súbor alel daného jedinca na akomkoľvek lokuse alebo skupine lokusov sa nazýva genotyp. Súbor alelických variantov lokusov ležiacich na rovnakom chromozóme sa nazýva haplotyp. Proces určenia genotypu alebo haplotypu jednotlivca na základe akéhokoľvek lokusu alebo skupiny lokusov sa nazýva typizácia.
Existujú dva typy pohlavných chromozómov – X a Y, ktoré sa značne líšia veľkosťou aj génmi v nich uloženými. Obsah pohlavných chromozómov v jadrách ľudských buniek závisí od pohlavia: ženy majú normálne dva chromozómy X, muži jeden chromozóm X a jeden chromozóm Y.
Súbor chromozómov obsahujúci 22 párov autozómov a dva pohlavné chromozómy sa nazýva diploidný súbor.
K prenosu dedičnej informácie dochádza pri delení buniek. Existujú dva typy bunkového delenia – mitóza a meióza.
V dôsledku mitózy sa jedna materská bunka rozdelí na dve dcérske bunky. V určitom štádiu mitózy sa chromozómy materskej bunky zdvojnásobia a následne každá dcérska bunka dostane úplnú diploidnú sadu chromozómov. Somatické bunky sa delia podľa typu mitózy.
Pri tvorbe zárodočných buniek (vajíčka u žien, spermie u mužov) dochádza v určitom štádiu k deleniu buniek podľa typu meiózy. Počas meiózy dochádza k dvom aktom delenia. Počas prvého štádia meiózy sú chromozómy duplikované, ale dve sesterské chromatidy sa neoddeľujú, ale zostávajú spolu, spojené na špecifickom mieste nazývanom centroméra. V určitej fáze prvého delenia meiózy nastáva konjugácia, to znamená adhézia jednej zo sesterských chromatíd na jednu z chromatíd homológneho chromozómu. V tomto čase dochádza k rekombinácii, čo je výmena úsekov medzi adherentnými chromatidami homológnych chromozómov. Treba poznamenať, že u mužov, ktorých bunky nesú jeden X a jeden Y chromozóm, dochádza ku konjugácii medzi pohlavnými chromozómami na veľmi malej ploche. U žien sa dva chromozómy X konjugujú a rekombinujú rovnakým spôsobom ako autozómy. Prvé delenie meiózy produkuje dve dcérske bunky obsahujúce jeden z každého páru homológnych chromozómov. Treba poznamenať, že divergencia homológnych chromozómov do dcérskych buniek je náhodný proces, to znamená, že nie je možné vopred predpovedať, ktorý chromozóm skončí v ktorej bunke. Počas druhého delenia meiózy sa oddeľujú sesterské chromatidy, z ktorých každá končí v dcérskej bunke. V dôsledku meiózy sa teda z jednej bunky nesúcej 46 chromozómov vytvoria štyri zárodočné bunky, z ktorých každá nesie 23 chromozómov (22 autozómov a jeden pohlavný chromozóm), teda polovicu genetického materiálu obsiahnutého v somatických bunkách. Tento súbor chromozómov sa nazýva haploidný súbor.
Všimnite si, že všetky ženské vajíčka nesú jeden chromozóm X, zatiaľ čo jedna polovica mužských spermií nesie chromozóm X a druhá polovica chromozóm Y.
Počas oplodnenia dochádza k fúzii jadier spermie a vajíčka, v dôsledku čoho jadro výslednej zygoty dostane úplnú diploidnú sadu chromozómov. Ak bolo vajíčko oplodnené spermiou, ktorej jadro obsahovalo chromozóm X, potom sa zo zygoty normálne vyvinie ženský plod. Ak je vajíčko oplodnené spermiou nesúcou chromozóm Y, pohlavie plodu bude muž.
Z uvedeného vyplýva, že jednu polovicu chromozómov obsiahnutých v jadrách somatických buniek každého človeka dostal od svojej biologickej matky a druhú polovicu od biologického otca. V dôsledku rekombinačných udalostí, ktoré sa vyskytujú počas prvého štádia meiózy, chromozómy dieťaťa nie sú presnými kópiami chromozómov každého rodiča, ale sú to zvláštne chiméry.
DNA je okrem bunkového jadra obsiahnutá v mitochondriách – bunkových organelách umiestnených v cytoplazme a ktoré sú akýmisi energetickými stanicami bunky. Mitochondriálna DNA je relatívne malá (~16,5 tisíc párov báz), uzavretá do kruhu, molekuly. V priemere jedna mitochondria obsahuje 4-5 identických kópií takýchto molekúl. Keďže v bunke je niekoľko stoviek mitochondrií, počet molekúl mitochondriálnej DNA na bunku môže dosiahnuť napríklad niekoľko tisíc vo vajíčkach, ale priemerná hodnota kolíše okolo 500. Dôležitou vlastnosťou človeka, podobne ako väčšiny cicavcov, je fakt že počas oplodnenia spermie mitochondrie nepreniknú do vajíčka. To znamená, že zygota vytvorená počas oplodnenia obsahuje iba mitochondrie (a teda mitochondriálnu DNA) materského vajíčka. Súbor alelických variantov mitochondriálnej molekuly DNA sa nazýva mitotyp.
5. Syntetická evolučná teória
Syntetická evolučná teória – moderný darwinizmus – vznikla začiatkom 40. rokov 20. storočia. Je to doktrína evolúcie organického sveta, vyvinutá na základe údajov modernej genetiky, ekológie a klasického darwinizmu. Termín „syntetický“ pochádza z názvu knihy slávneho anglického evolucionistu J. Huxleyho „Evolution: A Modern Synthesis“ (1942). Mnoho vedcov prispelo k rozvoju syntetickej teórie evolúcie.
Po znovuobjavení Mendelových zákonov, dôkazoch o diskrétnej povahe dedičnosti a najmä po vytvorení teoretickej populačnej genetiky prácami R. Fishera (1918-1930), J. B. S. Haldane ml. (1924), S. Wrighta (1931). ; 1932), Darwinovo učenie získalo pevný genetický základ. No kým teoretici polemizovali o frekvencii prirodzeného mutačného procesu, nemecký rastlinný genetik E. Baur v roku 1924 ukázal na snapdragonoch saturáciu prirodzených populácií malými, hlavne fyziologickými mutáciami.
S.S.Chetverikova bola pri tvorbe genetiky prirodzených populácií nielen genetičkou, ale aj hlboko erudovanou zoologičkou, čo umožnilo po prvý raz diskutovať o problémoch druhov a speciácií z genetického hľadiska. Preto bola evolučná syntéza obsiahnutá takpovediac v zárodku v Chetverikovovom článku „O niektorých aspektoch evolučného procesu z hľadiska modernej genetiky“ (1926). Chetverikov článok zostavil špecifický program populačného genetického výskumu, ktorý realizovali jeho talentovaní študenti. N.V. a E.A. Timofeev-Resovsky „exportovali“ Chetverikovove myšlienky do Európy a F.G. Dobzhansky, študent leningradského evolučného genetika Yu.A. Filipčenka, vytvoril najväčšiu svetovú medzinárodnú školu evolučných genetikov, ktorá spustila výskum v rozsahu bezprecedentnom v Spojené štáty. Mnohé základné myšlienky budúcej syntetickej evolučnej teórie boli teda prevzaté z Ruska.
Dôležitým predpokladom pre vznik novej evolučnej teórie bola kniha anglického genetika, matematika a biochemika J. B. S. Haldana Jr., ktorý ju vydal v roku 1932 pod názvom „Príčiny evolúcie“. Ruský preklad z roku 1935 bol vyrobený so skratkami a neodráža úplnosť autorových myšlienok.
Haldane, vytvárajúci genetiku individuálneho vývoja, okamžite zahrnul novú vedu do riešenia problémov makroevolúcie. Zásadné evolučné inovácie vznikajú veľmi často na základe neoténie (zachovanie juvenilných vlastností v dospelom organizme). Neoteny Haldane vysvetlil pôvod človeka (nahej opice), vývoj takých veľkých taxónov, ako sú amonoidy, graptolity a foraminifery. Chetverikov učiteľ N. K. Koltsov v roku 1933 ukázal, že neoténia je rozšírená v živočíšnej ríši a hrá dôležitú úlohu v progresívnom vývoji. Neoténia vedie k morfologickému zjednodušeniu, ale bohatosť genotypu je zachovaná.
V 30. a 40. rokoch 20. storočia rýchlo prebehla široká syntéza medzi genetikou a darwinizmom. Genetické myšlienky prenikli do taxonómie, paleontológie, embryológie a biogeografie. Pojem „moderná“ alebo „evolučná syntéza“ pochádza z názvu knihy J. Huxleyho „Evolúcia: Moderná syntéza“ (1942). Výraz „syntetická evolúcia“ v presnej aplikácii na túto teóriu prvýkrát použil J. Simpson v roku 1949.
V americkej literatúre sa medzi tvorcami STE najčastejšie spomínajú mená F. Dobzhansky, J. Huxley, E. Mayr, J. Simpson, B. Rensch, J. Stebbins. Toto samozrejme nie je úplný zoznam. Len z ruských vedcov treba aspoň menovať A. N. Severcova, I. I. Šmalgauzena, N. V. Timofeeva-Resovského, G. F. GauseN. P. DubininaA. L. Takhtadzhyan, E. I. Lukin. Z britských vedcov je skvelá úloha J. B. S. Haldana Jr., D. Lacka, K. Waddingtona a G. de Beera. Nemeckí historici (W. Reif, Th. Junker, U. Hosfeld) z aktívnych tvorcov STE vymenúvajú mená E. Baura, W. Zimmermanna, W. Ludwiga, G. Heberera a i.
Autori syntetickej teórie sa nezhodli na množstve zásadných problémov a pracovali v rôznych oblastiach biológie, ale takmer jednomyseľne interpretovali tieto základné ustanovenia: miestne obyvateľstvo sa považuje za elementárnu jednotku evolúcie; materiálom pre evolúciu je mutačná a rekombinačná variabilita; prirodzený výber sa považuje za hlavný dôvod vývoja adaptácií, speciácií a pôvodu nadšpecifických taxónov; genetický drift a princíp zakladateľa sú dôvodmi pre vytvorenie neutrálnych vlastností; druh je systém populácií reprodukčne izolovaných od populácií iných druhov a každý druh je ekologicky izolovaný (jeden druh - jedna nika); speciácia pozostáva zo vzniku genetických izolačných mechanizmov a vyskytuje sa predovšetkým v podmienkach geografickej izolácie; závery o príčinách makroevolúcie (pôvodu nadšpecifických taxónov) možno získať štúdiom mikroevolúcie, vybudovaným na základe presných experimentálnych údajov, terénnych pozorovaní a teoretických dedukcií. Je celkom zrejmé, že „Syntéza“ nebola metafyzickou konštrukciou bez vymedzených hraníc. Skôr to bolo jasné vedecký program, pôsobiaci ako organizátor konkrétnych štúdií.
Aktivita amerických tvorcov STE bola taká vysoká, že rýchlo vytvorili Medzinárodnú spoločnosť pre štúdium evolúcie, ktorá sa v roku 1946 stala zakladateľom časopisu Evolution. Časopis American Naturalist sa vrátil k publikovaniu prác na evolučné témy, pričom kladie dôraz na syntézu genetiky, experimentálnej a terénnej biológie. V dôsledku početných a rôznorodých štúdií boli hlavné ustanovenia STE nielen úspešne otestované, ale aj upravené a doplnené o nové myšlienky.
Takmer vo všetkých historických a vedeckých modeloch bol rok 1937 vyhlásený za rok vzniku STE - tento rok sa objavila kniha rusko-amerického genetika a entomológa-systematika F. G. Dobzhanského „Genetika a pôvod druhov“. Úspech Dobzhanského knihy predurčil fakt, že bol prírodovedcom aj experimentálnym genetikom. Dobzhanského „dvojitá“ špecializácia mu umožnila ako prvému postaviť pevný most z tábora experimentálnych biológov do tábora prírodovedcov“ (E. Mayr). Dobzhanského často nazývali „Darwinovým dvojníkom 20. storočia“. Prvýkrát bol sformulovaný najdôležitejší koncept „izolačných mechanizmov evolúcie“ - tie reprodukčné bariéry, ktoré oddeľujú genofond jedného druhu od genofondu iných druhov. Dobzhansky uviedol do širokého vedeckého obehu polozabudnutú Hardy-Weinbergovu rovnicu. Do naturalistického materiálu zaviedol aj „efekt S. Wrighta“, pričom sa domnieval, že mikrogeografické rasy vznikajú pod vplyvom náhodných zmien vo frekvenciách génov u malých izolátov, teda adaptačne neutrálnym spôsobom.
V roku 1942 vydal nemecko-americký ornitológ a zoogeograf E. Mayr knihu „Systematics and the Origin of Species“ (ruský preklad: 1947), v ktorej sa dôsledne rozvíjal koncept polytypického druhu a geneticko-geografický model speciácie. . Mayr navrhol zakladateľský princíp, ktorý bol sformulovaný do konečnej podoby v roku 1954. Ak genetický drift spravidla poskytuje kauzálne vysvetlenie pre formovanie neutrálnych znakov v časovej dimenzii, potom zakladateľský princíp v priestorovej dimenzii (model ostrova zo špecializácie.).
Po zverejnení prác Dobzhanského a Mayra dostali taxonómovia genetické vysvetlenie toho, čomu dlho verili: poddruhy a blízko príbuzné druhy sa líšia adaptívne neutrálnymi znakmi. Žiadna z prác o STE sa nemôže porovnávať so spomínanou knihou z roku 1942. Anglický experimentálny biológ a prírodovedec J. Huxley. Huxleyho dielo objemom analyzovaného materiálu a šírkou problémov prevyšuje aj vlastnú Darwinovu knihu. Po mnoho rokov mal Huxley na pamäti všetky smery vo vývoji evolučného myslenia, pozorne sledoval vývoj príbuzných vied a mal osobná skúsenosť experimentálny genetik. Významný historik biológie zhodnotil Huxleyho prácu takto: „Evolúcia. Moderná syntéza“ bola k téme a dokumentom najobsiahlejšia ako iné práce na túto tému. Knihy Haldane a Dobzhansky boli napísané predovšetkým pre genetikov, Mayr pre taxonómov a Simpson pre paleontológov. Huxleyho kniha sa stala dominantnou silou v evolučnej syntéze." (Provin)
Z hľadiska objemu nemala Huxleyho kniha obdobu (645 strán). Najzaujímavejšie však je, že všetky hlavné myšlienky prezentované v knihe veľmi jasne spísal Huxley na strane 20 už v roku 1936, keď poslal adresu Britskej asociácii pre pokrok vedy s názvom: „Prirodzený výber a vývoj pokrok.” V tomto aspekte sa žiadna z publikácií o evolučnej teórii publikovaných v 30. a 40. rokoch nedá porovnávať s Huxleyho článkom. Huxley si dobre uvedomoval ducha doby a napísal: „Biológia je momentálne vo fáze syntézy. Dovtedy nové disciplíny fungovali izolovane. Teraz existuje tendencia k zjednocovaniu, ktorá je plodnejšia ako staré jednostranné pohľady na evolúciu“ (Huxley, 1936, s. 81). Aj v prácach z 20. rokov Huxley ukázal, že dedenie získaných vlastností je nemožné (Mayr a Rensch boli v tom čase lamarckisti); prirodzený výber pôsobí ako faktor evolúcie a ako faktor stabilizácie populácií a druhov (evolučná stagnácia); prirodzený výber pôsobí na malé a veľké mutácie; Geografická izolácia je najdôležitejšou podmienkou pre speciáciu. Zjavný účel evolúcie je vysvetlený mutáciami a prirodzeným výberom.
Hlavné body Huxleyho článku z roku 1936 možno veľmi stručne zhrnúť do tejto formy:
Mutácie a prirodzený výber sú komplementárne procesy, ktoré jednotlivo nie sú schopné vytvárať riadené evolučné zmeny.
Selekcia v prirodzených populáciách najčastejšie nepôsobí na jednotlivé gény, ale na génové komplexy. Mutácie nemusia byť prospešné ani škodlivé, ale ich selektívna hodnota sa v rôznych prostrediach líši. Mechanizmus účinku selekcie závisí od vonkajšieho a genotypového prostredia a vektor jej účinku závisí od fenotypového prejavu mutácií
Reprodukčná izolácia je hlavným kritériom indikujúcim dokončenie speciácie. Špeciácia môže byť spojitá a lineárna, spojitá a divergentná, náhla a konvergentná.
Gradualizmus a panadaptacionizmus nie sú univerzálnymi charakteristikami evolučného procesu. Väčšina suchozemských rastlín sa vyznačuje diskontinuitou a náhlou tvorbou nových druhov. Rozšírené druhy sa vyvíjajú postupne, zatiaľ čo malé izoláty sa vyvíjajú diskontinuálne a nie vždy adaptívne. Diskontinuálna speciácia je založená na špecifických genetických mechanizmoch (hybridizácia, polyploidia, chromozomálne a genómové aberácie). Druhy a nadšpecifické taxóny sa spravidla líšia adaptívne-neutrálnymi znakmi. Hlavné smery evolučného procesu (pokrok, špecializácia) sú kompromisom medzi prispôsobivosťou a neutralitou.
V prirodzených populáciách sú rozšírené potenciálne preadaptívne mutácie. Tento typ mutácie hrá rozhodujúcu úlohu v makroevolúcii, najmä počas období náhlych zmien prostredia.
Onto- a fylogenéza. Koncept miery pôsobenia génov vysvetľuje evolučnú úlohu heterochrónie a alometrie. Syntéza problémov genetiky s konceptom rekapitulácie vedie k vysvetleniu rýchleho vývoja druhov v slepých uličkách špecializácie. Prostredníctvom neoténie dochádza k „omladzovaniu“ taxónu a získava nové rýchlosti evolúcie. Analýza vzťahu onto- a fylogenézy umožňuje odhaliť epigenetické mechanizmy smeru evolúcie.
V procese progresívnej evolúcie pôsobí výber v smere zlepšovania organizácie. Hlavným výsledkom evolúcie bol vznik človeka. So vznikom človeka sa veľká biologická evolúcia rozvinie do psycho-sociálnej evolúcie. Evolučná teória je jednou z vied, ktoré skúmajú formovanie a vývoj ľudskej spoločnosti a vytvára základ pre pochopenie podstaty človeka a jeho budúcnosti.
Široká syntéza údajov z porovnávacej anatómie, embryológie, biogeografie, paleontológie s princípmi genetiky bola uskutočnená v prácach I. I. Shmalhausena (1939), A. L. Takhtadzhyana (1943), J. Simpsona (1944), B. Renscha (1947). ). Z týchto štúdií vyrástla teória makroevolúcie. Len Simpsonova kniha vyšla v angličtine a v období rozsiahleho rozmachu americkej biológie sa najčastejšie spomína medzi zásadnými dielami. I. I. Shmalgauzen bol žiakom A. N. Severtsova. Už v 20. rokoch sa však určila jeho samostatná cesta. Študoval kvantitatívne vzorce rastu, genetiku prejavov vlastností a samotnú genetiku. Schmalhausen bol jedným z prvých, ktorí uskutočnili syntézu genetiky a darwinizmu. Z obrovského odkazu I. I. Shmalhausena vyniká jeho monografia „Cesty a vzory evolučného procesu“ (1939). Prvýkrát v dejinách vedy sformuloval princíp jednoty mechanizmov mikro- a makroevolúcie. Táto téza nebola jednoducho postulovaná, ale priamo vyplývala z jeho teórie stabilizačnej selekcie, ktorá zahŕňa populačné genetické a makroevolučné komponenty (autonomizácia ontogenézy) v priebehu progresívnej evolúcie. A. L. Takhdadzhyan v monografickom článku: „Vzťahy ontogenézy a fylogenézy u vyšších rastlín“ (1943) nielen aktívne zaradil botaniku na obežnú dráhu evolučnej syntézy, ale v skutočnosti vybudoval originálny ontogenetický model makroevolúcie („mäkký saltacionizmus“). Takhtadzhyanov model založený na botanickom materiáli rozvinul mnohé z úžasných myšlienok A. N. Severtsova, najmä teóriu archalaxie (náhla zmena orgánu v najskorších štádiách jeho morfogenézy, ktorá vedie k prudkým zmenám v celom priebehu ontogenézy). Najťažší problém makroevolúcie - medzery medzi veľkými taxónmi - vysvetlil Takhtadzhyan úlohou neoténie v ich pôvode. Neoténia zohrala dôležitú úlohu pri vzniku mnohých vyšších taxonomických skupín, vrátane kvitnúcich. Bylinné rastliny sa vyvinuli z drevín cez vrstvenú neoténiu
Ekológia populácií a spoločenstiev vstúpila do evolučnej teórie syntézou Gauseovho zákona a geneticko-geografického modelu speciácie. Reprodukčná izolácia bola doplnená o ekologickú niku ako najdôležitejšie kritérium pre druh. Zároveň sa ukázalo, že špecifický prístup k druhom a speciácii je všeobecnejší ako čisto genetický, pretože je použiteľný aj pre druhy, ktoré nemajú sexuálny proces.
Vstup ekológie do evolučnej syntézy predstavoval záverečnú fázu formovania teórie. Od tohto momentu sa začalo obdobie využívania STE v praxi taxonómie, genetiky a selekcie, ktoré pokračovalo až do rozvoja molekulárnej biológie a biochemickej genetiky.
Snáď najdôležitejším príspevkom molekulárnej genetiky k teórii evolúcie bolo rozdelenie génov na regulačné a štrukturálne (model R. Brittena a E. Davidsona 1971). Sú to regulačné gény, ktoré riadia vznik reprodukčných izolačných mechanizmov a vysokú mieru tvorby nových foriem. Skutočnosť, že sa regulačné gény menia nezávisle od génov enzýmov a spôsobujú rýchle zmeny (v geologických časových mierkach) na morfologickej a fyziologickej úrovni, bola jedným z dôvodov rozsiahleho oživenia myšlienok v duchu „tvrdého“ saltacionizmu. Priaznivci STE (F. Dobzhansky, E. Mayr, A.L. Takhadzhyan, F. Ayala) zároveň presvedčivo interpretovali tieto údaje v rámci myšlienok STE. Predovšetkým bola preukázaná tvorba reprodukčných izolačných mezán. Rozvojom najnovších vied však ešte nevznikol koncept evolúcie, ktorý by mohol plnohodnotne nielen nahradiť, ale dokonca konkurovať syntetickej teórii.
Hlavné ustanovenia syntetickej teórie evolúcie možno vo všeobecnosti vyjadriť takto:
Materiálom pre evolúciu sú dedičné zmeny – mutácie (zvyčajne genetické) a ich kombinácie.
Hlavným hnacím faktorom evolúcie je prirodzený výber, ktorý vzniká na základe boja o existenciu.
Najmenšou evolučnou jednotkou je populácia.
Evolúcia má vo väčšine prípadov divergentný charakter, to znamená, že jeden taxón sa môže stať predkom viacerých dcérskych taxónov.
Evolúcia je postupná a dlhodobá. Speciácia ako štádium evolučného procesu je postupné nahradenie jednej dočasnej populácie sériou následných dočasných populácií.
Druh pozostáva z mnohých podriadených, morfologicky, fyziologicky, ekologicky, biochemicky a geneticky odlišných, ale reprodukčne nie izolovaných jednotiek – poddruhov a populácií.
Druh existuje ako holistická a uzavretá entita. Integrita druhu je udržiavaná migráciou jedincov z jednej populácie do druhej, počas ktorej sa pozoruje výmena alel („tok génov“),
Makroevolúcia na vyššej úrovni ako druh (rod, čeľaď, rad, trieda atď.) sleduje cestu mikroevolúcie. Podľa syntetickej teórie evolúcie neexistujú žiadne vzorce makroevolúcie, ktoré by sa líšili od mikroevolúcie. Inými slovami, evolúciu skupín druhov živých organizmov charakterizujú rovnaké predpoklady a hnacie sily ako mikroevolúcia.
Každý skutočný (a nie zložený) taxón má monofyletický pôvod.
Evolúcia je neriadená, to znamená, že nesmeruje k žiadnemu konečnému cieľu.
Syntetická evolučná teória odhalila hlboké mechanizmy evolučného procesu, nazhromaždila mnoho nových faktov a dôkazov o evolúcii živých organizmov a spojila údaje z mnohých biologických vied. Napriek tomu je syntetická evolučná teória (alebo neodarwinizmus) v súlade s myšlienkami a smermi, ktoré stanovil Charles Darwin.
V súčasnosti väčšina vedcov používa výraz „moderná evolučná teória“. Pri takomto názve už nie je potrebný žiadny jediný koncept makroevolúcie striktne odvodený z mikroevolučných štúdií. Hlavným výdobytkom modernej evolučnej teórie je pohľad na evolúciu, v ktorom sa postupné zmeny môžu striedať so saltačnými.
Záver
Biologická evolúcia je nezvratný a do určitej miery riadený historický vývoj živej prírody, sprevádzaný zmenami v genetickom zložení populácií, formovaním adaptácie, vznikom a zánikom druhov, premenami biogeocenóz a biosféry ako celku. Inými slovami, biologickú evolúciu treba chápať ako proces adaptívneho historického vývoja živých foriem na všetkých úrovniach organizácie živých vecí.
V poslednom čase sa pri štúdiu dejín vývoja vedy čoraz viac vyostruje problém racionálnej rekonštrukcie jej historického vývoja, ktorý súvisí s rozdielom medzi naším chápaním vedeckého výskumu, ktorý prebiehal v minulosti, a tým, ako sami prírodovedci chápali svoje objavy. . Dlhodobo dominantný kumulatívny model rozvoja vedy, t.j. prezentácia obsahu poznania v jeho historickom vývoji je predmetom kritiky, pretože v jeho rámci je poznanie vytrhnuté zo svojho historického kontextu a zaradené do systému moderných predstáv, teda existencia určitej racionality spoločnej pre všetkých je predpokladané. V poslednej dobe sa rozšíril koncept revolučnej zmeny v základných programoch poznania a na miesto spoločnej pre všetkých nastupujú rôzne historické typy racionality. Pri štúdiu štádií formovania myšlienky rozvoja v biológii od staroveku po súčasnosť je potrebné pokúsiť sa na jednej strane vytvoriť racionálnu rekonštrukciu a zároveň zohľadniť rozdiely v typy racionality so zmenou epoch.
Samotná biologická evolúcia je dnes už vedecky potvrdeným faktom, o ktorom žiadny prírodovedec nemôže pochybovať. Napriek jej zdanlivej úplnosti sa aj v súčasnosti vedú mnohé spory týkajúce sa pôvodu rôznych biologických druhov a života samotného na Zemi.
Predstavy o vzniku života medzi starovekými filozofmi boli veľmi rôznorodé. Za povšimnutie stojí najmä jeden z prvých fyzikálnych filozofov, Anaximander, so svojím brilantným odhadom o pôvode života vo vode a následnej migrácii živých bytostí na súš. Aristoteles bol tiež veľkým systematizátorom starovekého biologického poznania.
V stredoveku prevládal kreacionizmus, podľa ktorého všetko, čo existovalo, bolo stvorením najvyššej bytosti. Od chvíle, keď kresťanstvo zvíťazilo na Západe, autorita Biblie, akceptovaná bez výhrad, na mnoho storočí brzdila akýkoľvek nezávislý a nezávislý výskum a hľadanie v oblasti evolucionizmu. Doslovné vyjadrenie genézy vylučovalo možnosť prechodu jednej formy života na druhú. Každý druh vďačil za svoju existenciu aktu stvorenia a dnes existujú len tie formy života, ktoré prežili z vôd potopy vďaka Noemovej arche.
Všetko sa zmenilo s príchodom takzvaného New Age: vďaka technickej revolúcii a osvietenstvu sa začína prudký rozvoj biológie. V 18. storočí k dominantnej teórii o vzniku života pridali teóriu o nemennosti druhov veľkého Carla Linného, podľa ktorej rastliny a živočíchy stvorené Bohom, s najväčšou pravdepodobnosťou pred stvorením človeka, bez výnimky zostávajú to isté, rozmnožovanie samovýrobou, a potom teória Buffona, ktorý ako jeden z prvých podrobne predstavil koncept transformizmu, teda obmedzenej variability druhov a pôvodu druhov v rámci relatívne úzkych divízií ( od jedného jediného predka) vplyvom prostredia.
19. storočie sa vyznačovalo prudkým rozvojom biologického myslenia: vznikli teórie Cuvierovho katastrofizmu, Laeilleho uniformitarizmus, Darwinov veľký predchodca Lamarck predložil teóriu o vplyve vonkajšieho prostredia a sám Darwin, ktorému sa podarilo spojiť všetko najlepšie teórií, ktoré v tom čase existovali.
Po Darwinovej smrti vznikli v jeho učení relatívne samostatné smery, z ktorých každý svojim spôsobom pochopil, doplnil a zdokonalil jeho názory.
20. storočie sa nieslo v znamení vytvárania syntetickej teórie a prechodu na populačnú koncepciu evolúcie. Najnovšou teóriou je systémová teória nositeľa Nobelovej ceny Prigogina, podľa ktorej je vývoj akéhokoľvek biologického systému spojený s evolúciou systémov vyššej úrovne, v ktorých je zahrnutý ako prvok, a predpokladá sa, že sa uvažuje o interakciách“ zhora nadol“ z biosféry do ekosystému, spoločenstiev, organizmov atď.
Bibliografia
Agapová O.V., Agapov V.I. Prednášky o konceptoch moderných prírodných vied. Univerzitný kurz. - Rjazaň, 2000. - 304.
Voroncov N.N. Vývoj evolučných myšlienok v biológii. ― M.: Vydavateľstvo. Katedra UC DO MsÚ, Progress-Tradition, ABF, 1999. - 640.
Grodnitsky D.L. Dve teórie biologickej evolúcie. ― Saratov: Vydavateľstvo Vedecká kniha“, 2001. - 160.
Sadokhin A.P. Koncepty moderných prírodných vied: učebnica pre vysokoškolákov študujúcich humanitné odbory a odbory ekonómia a manažment / A.P. Sadokhin. - 2. vyd., prepracované. a dodatočné - M.: UNITY-DANA, 2006. ― 447.
Yablokov A.V., Yusufov A.G. Evolučná doktrína. Učebnica pomoc pre študentov univ. - M., absolventská škola, 1976. ― 331.
Globálne sieťové zdrojeinternet
Biologický obraz sveta. [Elektronický zdroj]: Režim prístupu: http://nrc.edu.ru/est/r4/5.html, zadarmo.
História genetiky. [Elektronický zdroj]: Režim prístupu: http://www.po4emu.ru/drugoe/history/index/raznoe/stat_raznoe/177.htm, zadarmo.
História vývoja evolučnej teórie. [Elektronický zdroj]: Režim prístupu: http://www.rsu.edu.ru/~zoo/r1g1.html, zadarmo.
Iordansky N.N. Evolúcia života. [Elektronický zdroj]: Režim prístupu: http://p16q48.firstvds.ru/evzhcont.htm, zadarmo.
Makeev A.V. Základy biológie 1996 a 1997. [Elektronický zdroj]: Režim prístupu: http://newlibrary.ru/download/makeev_a_v_/osnovy_bioloii.html, zadarmo.
Vedecká stránka o DNA. Základy genetiky. [Elektronický zdroj]: Režim prístupu: http://www.aboutdna.ru/p/85, zadarmo.
Stvorenie sveta alebo teória evolúcie. [Elektronický zdroj]: Režim prístupu: http://creation.xpictoc.com/?page_id=2#awp::?page_id=2, zadarmo.
Cuvierova teória katastrof [Elektronický zdroj]: Režim prístupu: http://www.airmed.com.ua/forum/index.php?showtopic=3267, zadarmo.
Evolúcia Zeme. [Elektronický zdroj]: Režim prístupu: http://evolution.powernet.ru/history, zadarmo.
Evolučná doktrína. [Elektronický zdroj]: Režim prístupu: http://ru.wikwpedia.org/wiki, zadarmo.
Encyklopédia Cyrila a Metoda [Elektronický zdroj]: Režim prístupu: http://www.megabook.ru/Article.asp?AID=689217, zadarmo.
