نظرية التطور البيولوجي والتنوع الجيني. تطوير الأفكار التطورية

تطورهي عملية التطور التاريخي العالم العضوي. جوهر هذه العملية هو التكيف المستمر للكائنات الحية مع الظروف المتنوعة والمتغيرة باستمرار. بيئة، في التعقيد المتزايد لتنظيم الكائنات الحية مع مرور الوقت. في سياق التطور، يحدث تحول بعض الأنواع إلى أنواع أخرى.

أهمها في نظرية التطور– فكرة التطور التاريخي من الناحية النسبية أشكال بسيطةالحياة إلى حياة أكثر تنظيماً. لقد وضع أسس النظرية المادية العلمية للتطور عالم الطبيعة الإنجليزي العظيم تشارلز داروين. قبل داروين، كان علم الأحياء يهيمن عليه بشكل أساسي المفهوم الخاطئ المتمثل في الثبات التاريخي للأنواع، وهو أن عدد الأنواع يساوي عدد الكائنات التي خلقها الله. ومع ذلك، حتى قبل داروين، فهم علماء الأحياء الأكثر بصيرة عدم اتساق وجهات النظر الدينية حول الطبيعة، وتوصل بعضهم إلى أفكار تطورية بشكل تأملي.

وكان أبرز عالم طبيعي وسلف تشارلز داروين هو العالم الفرنسي الشهير جان بابتيست لامارك. في كتاب مشهور"فلسفة علم الحيوان" أثبت تنوع الأنواع. أكد لامارك على أن ثبات الأنواع ليس سوى ظاهرة واضحة، فهو يرتبط بقصر مدة مراقبة الأنواع. تطورت أشكال الحياة الأعلى، وفقًا لامارك، من الأشكال الأدنى في عملية التطور. لم تكن عقيدة لامارك التطورية قاطعة بما فيه الكفاية ولم تحظ باعتراف واسع النطاق بين معاصريه. فقط بعد الأعمال المتميزة لتشارلز داروين، أصبحت الفكرة التطورية مقبولة بشكل عام.

لدى العلم الحديث العديد من الحقائق التي تثبت وجود العملية التطورية. هذه بيانات من الكيمياء الحيوية وعلم الأجنة وعلم التشريح والنظاميات والسيرة الذاتية وعلم الحفريات والعديد من التخصصات الأخرى.

الأدلة الجنينية- تشابه المراحل الأوليةالتطور الجنيني للحيوانات. من خلال دراسة فترة التطور الجنينية في مجموعات مختلفة، اكتشف K. M. Baer تشابه هذه العمليات في مجموعات مختلفة من الكائنات الحية، خاصة في المراحل الأولى من التطور. في وقت لاحق، بناء على هذه الاستنتاجات، أعرب E. Haeckel عن فكرة أن هذا التشابه له أهمية تطورية وعلى أساسه تم صياغة "قانون الوراثة الحيوية" - التولد هو انعكاس موجز لعلم التطور. يمر كل فرد في تطوره الفردي (تكوين الجنين) بالمراحل الجنينية لأشكال الأجداد. إن دراسة المراحل الأولى فقط من تطور جنين أي حيوان فقاري لا يسمح لنا بتحديد المجموعة التي ينتمون إليها بدقة. تتشكل الاختلافات مراحل متأخرةتطوير. كلما اقتربت المجموعات التي تنتمي إليها الكائنات قيد الدراسة، كلما تم الحفاظ على السمات المشتركة لفترة أطول في مرحلة التطور الجنيني.

شكلية– تجمع العديد من الأشكال بين خصائص عدة وحدات نظامية كبيرة. عند دراسة مجموعات مختلفة من الكائنات الحية، يصبح من الواضح أنها متشابهة بشكل أساسي في عدد من الميزات. على سبيل المثال، يعتمد تركيب الطرف في جميع الحيوانات ذات الأرجل الأربعة على طرف ذو خمسة أصابع. هذا الهيكل الأساسي هو أنواع مختلفةتحولت بسبب ظروف مختلفةالوجود: وهو طرف حيوان الخيل الذي عند المشي يرتكز على إصبع واحد فقط، وزعنفة حيوان ثديي بحري، وطرف خلد يختبئ، وجناح خفاش.

تسمى الأعضاء المبنية وفقًا لخطة واحدة والمتطورة من أساسيات واحدة متجانسة. لا يمكن للأعضاء المتماثلة أن تكون في حد ذاتها دليلاً على التطور، لكن وجودها يشير إلى أصل مجموعات مماثلة من الكائنات الحية من سلف مشترك. ومن الأمثلة الصارخة على التطور وجود الأعضاء الأثرية والتافاسية. تسمى الأعضاء التي فقدت وظيفتها الأصلية ولكنها تبقى في الجسم بالأعضاء الأثرية. ومن أمثلة الأساسيات ما يلي: في البشر، والتي تؤديها في الثدييات المجترة وظيفة الجهاز الهضمي; عظام الحوضالثعابين والحيتان، التي لا تؤدي لها أي وظيفة؛ الفقرات العصعصية عند البشر، والتي تعتبر من أساسيات الذيل الذي كان لدى أسلافنا البعيدين. استدعاء ظهور الهياكل والأعضاء المميزة لأشكال الأجداد في الكائنات الحية. من الأمثلة الكلاسيكية على التآلفات تعدد الحلمات والذيل عند البشر.

الحفريات– يمكن مقارنة البقايا الأحفورية للعديد من الحيوانات مع بعضها البعض ويمكن اكتشاف أوجه التشابه. يعتمد على دراسة البقايا الأحفورية للكائنات الحية ومقارنتها بالأشكال الحية. لديهم مزايا وعيوب. وتشمل المزايا فرصة رؤية كيف تغيرت هذه المجموعة من الكائنات الحية بشكل مباشر فترات مختلفة. تشمل العيوب أن بيانات الحفريات غير مكتملة للغاية لأسباب عديدة. وتشمل هذه مثل التكاثر السريع للكائنات الميتة بواسطة الحيوانات التي تتغذى على الجيف؛ يتم الحفاظ على الكائنات ذات الأجسام الرخوة بشكل سيء للغاية؛ وأخيرًا، لم يتم اكتشاف سوى جزء صغير من بقايا الحفريات. في ضوء ذلك، هناك العديد من الثغرات في البيانات الحفرية، والتي هي الموضوع الرئيسي للنقد من قبل معارضي نظرية التطور.

العقيدة التطورية

العقيدة التطورية (نظرية التطور)- علم يدرس التطور التاريخي للحياة: الأسباب والأنماط والآليات. هناك تطور صغير وكبير.

التطور الجزئي- العمليات التطورية على مستوى السكان مما يؤدي إلى تكوين أنواع جديدة.

التطور الكلي- تطور الأصناف فوق النوعية، ونتيجة لذلك يتم تشكيل مجموعات نظامية أكبر. وهي تقوم على نفس المبادئ والآليات.

تطوير الأفكار التطورية

صاغ هيراقليطس وإمبيدوكليس وديموقريطوس ولوكريتيوس وأبقراط وأرسطو وغيرهم من الفلاسفة القدماء الأفكار الأولى حول تطور الطبيعة الحية.
كارل لينيوسآمن بخلق الله للطبيعة وثبات الأنواع، لكنه سمح بإمكانية ظهور أنواع جديدة عن طريق التهجين أو تحت تأثير الظروف البيئية. في كتابه "نظام الطبيعة"، أثبت سي. لينيوس أن الأنواع هي وحدة عالمية والشكل الأساسي لوجود الكائنات الحية؛ تم تعيين تسمية مزدوجة لكل نوع من أنواع الحيوانات والنباتات، حيث يكون الاسم هو اسم الجنس، والصفة هي اسم النوع (على سبيل المثال، Homo sapiens)؛ الموصوفة كمية كبيرةالنباتات والحيوانات. طور المبادئ الأساسية لتصنيف النباتات والحيوانات وأنشأ تصنيفها الأول.
جان بابتيست لاماركأنشأ أول تعليم تطوري شامل. في عمله "فلسفة علم الحيوان" (1809)، حدد الاتجاه الرئيسي للعملية التطورية - التعقيد التدريجي للتنظيم من الأشكال الأدنى إلى الأعلى. كما طور فرضية حول أصل طبيعيالبشر من أسلاف يشبهون القرود الذين تحولوا إلى نمط حياة أرضي. يعتقد لامارك القوة الدافعةالتطور ورغبة الكائنات الحية في الكمال وأكد وراثة الخصائص المكتسبة. أي أن الأعضاء الضرورية في الظروف الجديدة تتطور نتيجة التمرين (رقبة الزرافة)، وضمور الأعضاء غير الضرورية بسبب عدم التمرين (عيون الخلد). ومع ذلك، لم يتمكن لامارك من الكشف عن آليات العملية التطورية. تبين أن فرضيته حول وراثة الخصائص المكتسبة لا يمكن الدفاع عنها، وكان بيانه حول الرغبة الداخلية للكائنات الحية في التحسين غير علمي.
تشارلز داروينخلق نظرية تطورية تعتمد على مفاهيم الصراع من أجل الوجود والانتقاء الطبيعي. كانت المتطلبات الأساسية لظهور تعاليم تشارلز داروين ما يلي: تراكم المواد الغنية في ذلك الوقت في علم الحفريات والجغرافيا والجيولوجيا والبيولوجيا؛ تطوير الاختيار؛ التقدم في التصنيف. ظهور نظرية الخلية. ملاحظات العالم الخاصة أثناء الطواف حول العالم على متن سفينة البيجل. أوجز تشارلز داروين أفكاره التطورية في عدد من الأعمال: "أصل الأنواع عن طريق الانتقاء الطبيعي"، "التغيرات في الحيوانات الأليفة والنباتات المزروعة تحت تأثير التدجين"، "أصل الإنسان والانتقاء الجنسي"، وغيرها.

تتلخص تعاليم داروين في الآتي:

• كل فرد من نوع معين لديه الفردية (التقلب)؛
• يمكن توريث سمات الشخصية (وإن لم تكن كلها) (الوراثة)؛
• ينتج الأفراد ذرية أكثر من البقاء على قيد الحياة حتى سن البلوغ وبداية التكاثر، أي أن هناك صراعًا من أجل الوجود في الطبيعة؛
• تظل الميزة في النضال من أجل البقاء مع الأفراد الأكثر تكيفًا، والذين لديهم فرصة أكبر لترك ذرية وراءهم ( الانتقاء الطبيعي);
• ونتيجة للانتقاء الطبيعي، تصبح مستويات تنظيم الحياة أكثر تعقيدًا تدريجيًا وتظهر الأنواع.

عوامل التطور عند تشارلز داروين- هذا

• الوراثة,
• تقلب,
• النضال من أجل الوجود،
• الانتقاء الطبيعي.

الوراثة - قدرة الكائنات الحية على نقل خصائصها من جيل إلى جيل (خصائص البنية والتطور والوظيفة).
التقلب - قدرة الكائنات الحية على اكتساب خصائص جديدة.
النضال من أجل الوجود - مجموعة العلاقات المعقدة بين الكائنات الحية والظروف البيئية: مع الطبيعة غير الحية (العوامل غير الحيوية) ومع الكائنات الحية الأخرى (العوامل الحيوية). إن الصراع من أجل الوجود ليس "صراعا" بالمعنى الحرفي للكلمة، بل هو في الواقع استراتيجية بقاء وطريقة وجود للكائن الحي. هناك صراعات بين الأنواع، وصراعات بين الأنواع، وصراعات ضد العوامل البيئية غير المواتية. صراع بين الأنواع- القتال بين أفراد من نفس السكان. إنه أمر مرهق للغاية دائمًا، نظرًا لأن الأفراد من نفس النوع يحتاجون إلى نفس الموارد. قتال بين الأنواع- الصراع بين أفراد المجموعات السكانية المختلفة. ويحدث ذلك عندما تتنافس الأنواع على نفس الموارد أو عندما تكون مرتبطة بعلاقة بين المفترس والفريسة. كفاح مع العوامل البيئية اللاأحيائية غير المواتيةيتجلى بشكل خاص عندما تتدهور الظروف البيئية. يكثف الصراع بين الأنواع. في النضال من أجل البقاء، يتم تحديد الأفراد الأكثر تكيفًا مع الظروف المعيشية المحددة. الصراع من أجل الوجود يؤدي إلى الانتقاء الطبيعي.
الانتقاء الطبيعي- عملية ينتج عنها في الغالب الأفراد الذين يعانون من تغيرات وراثية مفيدة في ظل ظروف معينة على قيد الحياة ويتركون وراءهم ذرية.

تمت إعادة هيكلة جميع العلوم البيولوجية والعديد من العلوم الطبيعية الأخرى على أساس الداروينية.
حاليا الأكثر قبولا عموما هو النظرية الاصطناعية للتطور (STE). الخصائص المقارنةترد في الجدول الأحكام الرئيسية للتعاليم التطورية لتشارلز داروين وستي.

الخصائص المقارنة للأحكام الرئيسية للتعاليم التطورية لتشارلز داروين ونظرية التطور الاصطناعية (STE)

ظهور الأجهزة.يتم تطوير كل تكيف على أساس التباين الوراثي في ​​​​عملية الصراع من أجل الوجود والاختيار على مدى سلسلة من الأجيال. يدعم الانتقاء الطبيعي فقط التكيفات المناسبة التي تساعد الكائن الحي على البقاء وإنتاج ذرية.
إن قدرة الكائنات الحية على التكيف مع البيئة ليست مطلقة، ولكنها نسبية، لأن الظروف البيئية يمكن أن تتغير. العديد من الحقائق تثبت ذلك. على سبيل المثال، تتكيف الأسماك بشكل مثالي مع البيئة المائية، ولكن كل هذه التكيفات غير مناسبة تمامًا للموائل الأخرى. يجمع العث الرحيق من الزهور ذات الألوان الفاتحة التي يمكن رؤيتها بوضوح في الليل، ولكنها غالبًا ما تطير في النار وتموت.

العوامل الأولية للتطور- العوامل التي تغير تواتر الأليلات والأنماط الجينية في مجتمع ما (التركيب الجيني للسكان).

هناك عدة عوامل أولية أساسية للتطور:
عملية الطفرة
الموجات السكانية والانحراف الوراثي؛
عازلة؛
الانتقاء الطبيعي.

التباين الطفري والتوليفي.

عملية الطفرةيؤدي إلى ظهور أليلات (أو جينات) جديدة ومجموعاتها نتيجة الطفرات. نتيجة للطفرة، من الممكن انتقال الجين من حالة أليلية إلى أخرى (A→a) أو تغيير في الجين بشكل عام (A→C). إن عملية الطفرة، بسبب عشوائية الطفرات، ليس لها اتجاه، وبدون مشاركة عوامل تطورية أخرى، لا يمكنها توجيه التغييرات في السكان الطبيعيين. إنها توفر فقط المواد التطورية الأولية للانتقاء الطبيعي. تشكل الطفرات المتنحية في الحالة المتغايرة احتياطيًا خفيًا من التقلبات التي يمكن استخدامها عن طريق الانتقاء الطبيعي عندما تتغير ظروف الوجود.
التباين التوافقيينشأ نتيجة لتكوين مجموعات جديدة من الجينات الموجودة بالفعل الموروثة من والديهم في أحفادهم. مصادر التباين التوافقي هي تقاطع الكروموسومات (إعادة التركيب)، والتباعد العشوائي للكروموسومات المتماثلة في الانقسام الاختزالي، والجمع العشوائي للأمشاج أثناء الإخصاب.

الموجات السكانية والانحراف الوراثي.

الموجات السكانية(موجات الحياة) - التقلبات الدورية وغير الدورية في حجم السكان، صعودا وهبوطا. قد تكون الموجات السكانية ناجمة عن التغيرات الدورية العوامل البيئيةالبيئة (التقلبات الموسمية في درجات الحرارة والرطوبة وغيرها)، والتغيرات غير الدورية ( الكوارث الطبيعية) ، استعمار الأنواع لمناطق جديدة (مصحوبًا بزيادة حادة في الأعداد).
تعمل الموجات السكانية كعامل تطوري في التجمعات السكانية الصغيرة حيث قد يحدث الانحراف الوراثي. الانحراف الجيني- التغير العشوائي غير الاتجاهي في ترددات الأليل والنمط الوراثي في ​​السكان. في التجمعات السكانية الصغيرة، يؤدي عمل العمليات العشوائية إلى عواقب ملحوظة. إذا كان عدد السكان صغير الحجم، فنتيجة لذلك الأحداث العشوائيةبعض الأفراد، بغض النظر عن تكوينهم الجيني، قد يتركون أو لا يتركون ذرية، ونتيجة لذلك يمكن أن تتغير ترددات بعض الأليلات بشكل كبير على مدى جيل واحد أو عدة أجيال. وبالتالي، مع انخفاض حاد في حجم السكان (على سبيل المثال، بسبب التقلبات الموسمية، وانخفاض الموارد الغذائية، والحرائق، وما إلى ذلك)، قد تكون هناك أنماط وراثية نادرة بين الأفراد القلائل الباقين على قيد الحياة. إذا تم استعادة الرقم في المستقبل بسبب هؤلاء الأفراد، فسيؤدي ذلك إلى تغيير عشوائي في ترددات الأليل في تجمع الجينات للسكان. وبالتالي، فإن الموجات السكانية هي مورد للمواد التطورية.
عازلةينجم عن ظهور عوامل مختلفة تمنع العبور الحر. يتوقف تبادل المعلومات الوراثية بين المجموعات السكانية الناتجة، ونتيجة لذلك تزداد الاختلافات الأولية في مجموعات الجينات لهذه المجموعات وتصبح ثابتة. يمكن أن تخضع المجموعات المعزولة لتغيرات تطورية مختلفة وتتحول تدريجياً إلى أنواع مختلفة.
هناك العزلة المكانية والبيولوجية. العزلة المكانية (الجغرافية).المرتبطة بالعقبات الجغرافية (حواجز المياه والجبال والصحاري وما إلى ذلك)، وللسكان المستقرين، ببساطة لمسافات طويلة. العزلة البيولوجيةيحدث بسبب استحالة التزاوج والإخصاب (بسبب التغيرات في توقيت التكاثر أو البنية أو العوامل الأخرى التي تمنع التهجين)، أو موت اللاقحات (بسبب الاختلافات البيوكيميائية في الأمشاج)، أو عقم النسل (نتيجة ضعف اقتران الكروموسوم أثناء تكوين الأمشاج).
تكمن الأهمية التطورية للعزلة في أنها تعمل على إدامة وتعزيز الاختلافات الجينية بين المجموعات السكانية.
الانتقاء الطبيعي.التغيرات في ترددات الجينات والأنماط الجينية الناجمة عن العوامل التطورية التي نوقشت أعلاه هي عشوائية وغير اتجاهية. العامل الموجه للتطور هو الانتقاء الطبيعي.

الانتقاء الطبيعي- عملية ينتج عنها بقاء الأفراد الذين يمتلكون خصائص مفيدة للسكان ويتركون وراءهم ذرية.

يعمل الانتخاب في التجمعات السكانية؛ وأهدافه هي الأنماط الظاهرية للأفراد الأفراد. ومع ذلك، فإن الاختيار على أساس الأنماط الظاهرية هو اختيار للأنماط الجينية، حيث إنها ليست سمات، ولكن الجينات هي التي تنتقل إلى الأحفاد. ونتيجة لذلك، هناك زيادة في عدد السكان النسبي للأفراد الذين يمتلكون خاصية أو نوعية معينة. وبالتالي، فإن الانتقاء الطبيعي هو عملية التكاثر التفاضلي (الانتقائي) للأنماط الجينية.
ليس فقط الخصائص التي تزيد من احتمالية ترك النسل هي التي تخضع للاختيار، ولكن أيضًا السمات التي لا ترتبط مباشرة بالتكاثر. في بعض الحالات، قد يهدف الاختيار إلى إنشاء تكيفات متبادلة للأنواع مع بعضها البعض (زيارة الزهور النباتية والحشرات). يمكن أيضًا إنشاء شخصيات ضارة بالفرد، ولكنها تضمن بقاء النوع ككل (النحلة التي تلسع تموت، ولكن بمهاجمة العدو، فإنها تنقذ الأسرة). بشكل عام، يلعب الاختيار دورًا إبداعيًا في الطبيعة، لأنه من التغييرات الوراثية غير الموجهة يتم إصلاح تلك التي يمكن أن تؤدي إلى تكوين مجموعات جديدة من الأفراد أكثر كمالا في ظروف معينة من الوجود.
هناك ثلاثة أشكال رئيسية من الانتقاء الطبيعي: الاستقرار، والقيادة، والتخريبية (التخريبية) (الجدول).

أشكال الانتقاء الطبيعي

تاريخ موجز لتطور العالم العضوي

عمر الأرض حوالي 4.6 مليار سنة. نشأت الحياة على الأرض في المحيط منذ أكثر من 3.5 مليار سنة.
قصة قصيرةيتم عرض تطور العالم العضوي في الجدول. يظهر الشكل نسالة المجموعات الرئيسية للكائنات الحية.
تتم دراسة تاريخ تطور الحياة على الأرض من خلال البقايا الأحفورية للكائنات الحية أو آثار نشاطها الحيوي. تم العثور عليها في الصخور من مختلف الأعمار.
ينقسم المقياس الجغرافي الزمني لتاريخ الأرض إلى عصور وفترات.

النطاق الجيولوجي وتاريخ تطور الكائنات الحية

سنتحدث اليوم عن ماهية التطور في علم الأحياء وما هي أهميته. وبالطبع عند الحديث عن هذا الموضوع، لا يمكننا أن نتجاهل نظرية التطور لتشارلز داروين الذي اقترحها على العالم، وهي موجودة حتى يومنا هذا.

إذن ما هو التطور في علم الأحياء؟ يُفهم هذا المفهوم عادةً على أنه تغييرات تدريجية ليست ملحوظة جدًا. ولكن نتيجة لهذه العملية، تظهر التغييرات الأساسية أيضا. يمكن أن يؤدي التطور في علم الأحياء إلى تكوين أنواع جديدة من الكائنات الحية أو إلى تغيير جذري وتكيف مع الأنواع القديمة. ما أهمية التطور في العلوم الطبيعية؟ بالتأكيد المفتاح. ستفهم هذا بعد الانتهاء من قراءة هذا العمل.

تطور

الآن دعونا نتحدث قليلاً عن المفهوم الأكثر أهمية في مقالتنا. ما هو التطور في علم الأحياء؟ من المهم أن نفهم أن هذه الظاهرة لا رجعة فيها وترتبط ارتباطًا مباشرًا بها عملية تاريخية، تطور الطبيعة الحية. يمكنك التفكير في تطور الأجزاء الفردية من المحيط الحيوي أو بشكل عام جميع الكائنات الحية على كوكبنا. تذكر أن الكائن الحي فقط هو الذي يمكنه التطور.

في السابق، كان التطور يعارض مفهوم مثل "الثورة". ولكن في سياق الدراسة الدؤوبة لهاتين العمليتين، اتضح أن التطور والثورة يصعب التمييز بينهما. لماذا؟ يمكن أن يستغرق التطور ملايين السنين أو يمكن أن يحدث بسرعة. لذا أصبحت الحدود بين هاتين العمليتين غير واضحة للغاية.

يعتقد البعض أن الإنسان هو نتيجة التطور، أي أننا انحدرنا من القرود القديمة. هذه النظرية طرحها العالم الشهير تشارلز داروين. وكانت النظرية تسمى التطورية. صدق أو لا تصدق، يقرر الجميع أنفسهم، لأنه يوجد الآن الكثير من الفرضيات المحتملة الأخرى. لكن بما أننا نتحدث عن التطور في عملنا، فلا يمكننا أن نتجاهل نظرية داروين. نقترح عليك أن تبدأ ذلك الآن.

نظرية داروين

كان تشارلز داروين أول من شرح للإنسانية ما هو التطور في علم الأحياء. ولنذكر أيضًا أن نظريته استندت إلى أعمال ت. مالتوس، الذي قدم للعالم "أطروحته حول السكان" في عام 1778. وبعد دراسة هذا العمل، تمكن تشارلز داروين من صياغة القوانين الأساسية، أي القوى التي تحرك التطور. ما هو عمل ت. مالتوس؟ وأوضح ما يمكن أن يحدث لنا إذا لم يتم تقييد النمو السكاني بأي عوامل.

ونلاحظ أيضًا أن داروين نقل نظرية مالتوس إلى أنظمة حية أخرى؛ وكانت مساهمته الرئيسية في العلم هي تفسير كيفية حدوث التطور. كان أول من قدم مفهوم "الانتقاء الطبيعي". وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن عالمًا آخر (A.R. Wallace) تمكن من التوصل إلى نفس النتيجة. ثم تعاون داروين ووالاس وقدموا تقريرًا مشتركًا في اجتماع عام 1858، وفي عام 1859 قدم تشارلز داروين للعالم عمل "أصل الأنواع".

النظرية الحديثة

إذن ما هو التطور في علم الأحياء، سبق أن قدمنا ​​تعريفا له وفقا لنظرية تشارلز داروين. ولكن هناك أيضًا نظرية تطور حديثة (وتسمى أيضًا نظرية اصطناعية). نقترح النظر فيه لفترة وجيزة.

نظرية الداروينية الجديدة هي نظرية داروين-والاس التي تم تحديثها في القرن العشرين. وذلك نتيجة لتحديث وإضافة بيانات جديدة في المجالات التالية:

• علم الوراثة.
• علم الحفريات.
• البيولوجيا الجزيئية؛
• علم البيئة.
• علم الأخلاق.

لماذا تسمى هذه النظرية الاصطناعية؟ على وجه التحديد لأنه يمثل تجميعًا للمواقف الرئيسية التي قدمها تشارلز داروين.

قوانين التطور

• معدل التطور ليس هو نفسه؛
• يحدث تكوين أنواع جديدة في أشكال بسيطة؛
• وقد لوحظت حالات التطور التراجعي.
• يحدث التطور بسبب عوامل معينة (الطفرات، الانتقاء الطبيعي، الانجراف الوراثي).

عوامل التطور

لقد تعلمنا ما هو التطور في علم الأحياء وجوهره. دعونا نتحدث عن العوامل الآن. تم الحصول عليها نتيجة لدراسة وتنظيم جميع المعرفة المتراكمة المتعلقة بالتطور. هذه هي الطريقة الوحيدة للرؤية والفهم القوى الدافعةوالتي تسمح للعديد من الأنواع (الأقل تكيفًا للبقاء على قيد الحياة) بالبقاء على كوكبنا.

لذلك، هناك ثلاثة عوامل رئيسية فقط:

• موجات سكانية
• عزلة المجموعة.

نماذج الاختيار

عند الحديث عن التطور، يمكننا التمييز بين عدة أشكال من الانتقاء الطبيعي:

• استقرار
• متحرك؛
• مدمرة.

يهدف النوع الأول إلى الحفاظ على استدامة نوع معين. دعونا نلقي نظرة على مثال العصافير. خلال عاصفة شديدة، تم العثور على 136 طائرًا ميتًا. مات 64 منهم بسبب أن لديهم أجنحة قصيرة أو طويلة. لقد نجا الأفراد متوسطو الحجم لأنهم تبين أنهم أكثر مرونة.

ويتجلى المحرك على النحو التالي: اختفاء الأطراف في الثعابين أو العيون في حيوانات الكهف، والأصابع في ذوات الحوافر، ونحو ذلك. أي أن العضو (أو جزء منه) الذي لا يحتاجه الحيوان يختفي ببساطة.

مثال على الاختيار التخريبي يمكن أن يكون القواقع (بتعبير أدق، لونها). إذا كانت التربة بنية، فسيكون للقشرة لون بني أو أصفر.

التطور في علم الأحياء- التطور التاريخي الذي لا رجعة فيه للطبيعة الحية. يمكننا النظر في تطور المحيط الحيوي بأكمله والمجتمعات الفردية التي تتكون من الحيوانات والنباتات والكائنات الحية الدقيقة، وتطور المجموعات المنهجية الفردية وحتى أجزاء من الكائنات الحية - الأعضاء (على سبيل المثال، تطوير طرف حصان ذو إصبع واحد)، الأنسجة (مثل العضلات والجهاز العصبي) والوظائف (التنفس والهضم)) وحتى البروتينات الفردية (مثل الهيموجلوبين). ولكن بالمعنى الدقيق للكلمة، فإن الكائنات الحية التي تشكل مجتمعة مجموعات من الأنواع الفردية هي وحدها القادرة على التطور.

كان التطور يتناقض في كثير من الأحيان مع الثورة - التغيرات السريعة والهامة في الحجم. ولكن الآن أصبح من الواضح أن عملية تطور الطبيعة الحية تتكون من تغييرات تدريجية ومفاجئة؛ كلاهما سريع ودائم لملايين السنين.

ما هي السمات المميزة للتطور البيولوجي؟

بادئ ذي بدء - الاستمرارية. منذ لحظة ظهور الحياة، تنشأ أشياء جديدة في الطبيعة الحية، ليس من الصفر، وليس من لا شيء، بل من القديم. نحن والكائنات الحية الدقيقة البدائية الأولى التي نشأت منذ حوالي 4 مليارات سنة مرتبطون بسلسلة متواصلة من الأجيال.

ينحدر الإنسان من سلف مشترك

لا اقل صفة مميزةالتطور - تعقيد وتحسين هياكل الكائنات الحية من عصر جيولوجي إلى آخر. في البداية، كانت الكائنات الحية الدقيقة فقط موجودة على الأرض، ثم ظهرت حيوانات أحادية الخلية - البروتوزوا، ثم الحيوانات اللافقارية متعددة الخلايا. وبعد "عصر الأسماك" جاء "عصر البرمائيات"، ثم "عصر الزواحف"، وخاصة الديناصورات، وأخيرا "عصر الثدييات والطيور". على مدى آلاف السنين الماضية، بدأ الإنسان في الحصول على مكانة مهيمنة في المحيط الحيوي.

لم يعد التطور يبدو مفاجئًا لنا. ولكن هذا ليس هو الحال دائما. على الرغم من أن الحكيم اليوناني القديم هيراقليطس قال: "كل شيء يتدفق"، بالنسبة لأهل العصور الوسطى، وحتى أولئك الأقرب إلى عصرنا الطبيعة الحيةبدا وكأنه شيء متجمد، بلا حراك، خلقه الرب الإله مرة واحدة وإلى الأبد في أيام الخليقة. تم اضطهاد المتمردين المنفردين، ولم يقتنع أحد تقريبًا. في ذلك الوقت، على سبيل المثال، بدت الحقيقة التي اكتشفها علماء الحيوان بمثابة حجة قوية ضد التطور: القطط، التي كانت مومياواتها في المقابر المصرية، لم تكن مختلفة عن القطط الحديثة. وهكذا فالطفل الذي ينظر إلى ساعته لمدة دقيقة يدّعي ذلك عقرب الساعةبلا حراك. ففي نهاية المطاف، فإن تلك الآلاف القليلة من السنين التي تفصلنا عن بناة الهرم لا تزيد عن ثانية واحدة في تطور القطط.

ولم يقتنع أحد ببقايا حيوانات أحفورية لم تعد موجودة على الأرض. في أحسن الأحوال، يعتقد العلماء الجادون أن نوح الكتاب المقدس لم يأخذ الماموث إلى فلكه بسبب نقص المساحة. ولهذا السبب انتشر مصطلح "حيوانات ما قبل الطوفان". كان من الممكن التكهن نظريًا بحتًا بالتغيرات المحتملة في الحيوانات والنباتات من جيل إلى جيل. لكن ما هي آليات هذه التغييرات؟ ما هي القوى الدافعة وراء التطور؟لا أحد يعرف هذا.

عالم الطبيعة الفرنسي جي بي لامارك في عام 1809 أوجز لأول مرة بالتفصيل أول مفهوم تطوري شامل في عمله "فلسفة علم الحيوان". ومع ذلك، فقد شرح طبيعة التطور وقواه الدافعة بشكل غير مرض حتى في ذلك الوقت، ولم يكن مفهومه (اللاماركية) ناجحًا. صحيح، بشكل أو بآخر، تظهر الأفكار اللاماركية حول التطور بين الحين والآخر، على الرغم من أن العلماء الحقيقيين لا يأخذونها على محمل الجد.

منذ زمن لامارك، تراكمت في علم الأحياء كمية هائلة من الحقائق الجديدة التي تؤكد وجود العملية التطورية. في عام 1859، صاغ عالم الطبيعة الإنجليزي تشارلز داروين أول نظرية نظرية علميةتطور. استمرت عقيدة التطور في التطور. إن كشف قوانين الوراثة والتقلبية والجمع بينها وبين الداروينية أدى إلى ظهور النظرية الحديثة للتطور.

في عملية التطور التاريخي، تموت بعض الأنواع، والبعض الآخر يتغير ويؤدي إلى ظهور أنواع جديدة. ما هي الأنواع؟ هل الأنواع موجودة فعلا في الطبيعة؟

تم تقديم مصطلح "الأنواع" لأول مرة من قبل عالم النبات الإنجليزي جون راي (1628-1705). اعتبر عالم النبات السويدي ك. لينيوس أن الأنواع هي الوحدة المنهجية الرئيسية. لم يكن مؤيدًا للآراء التطورية ويعتقد أن الأنواع لا تتغير بمرور الوقت.

لاحظ J. B. Lamarck أن الاختلافات بين بعض الأنواع ضئيلة للغاية، وفي هذه الحالة يكون من الصعب للغاية التمييز بين الأنواع. وخلص إلى أن الأنواع غير موجودة في الطبيعة، وأن التصنيف اخترع من قبل الإنسان من أجل الراحة. فقط الفرد موجود حقا. العالم العضوي عبارة عن مجموعة من الأفراد المرتبطين ببعضهم البعض عن طريق الروابط العائلية.

كما ترون، كانت آراء لينيوس ولامارك حول الوجود الحقيقي للأنواع متعارضة تمامًا: اعتقد لينيوس أن الأنواع موجودة، فهي غير قابلة للتغيير؛ نفى لامارك الوجود الحقيقي للأنواع في الطبيعة.

حاليًا، وجهة نظر تشارلز داروين المقبولة عمومًا هي أن الأنواع موجودة بالفعل في الطبيعة، لكن ثباتها نسبي؛ تنشأ الأنواع، وتتطور، ثم تختفي أو تتغير، مما يؤدي إلى ظهور أنواع جديدة.

منظرهو شكل فوق عضوي لوجود الطبيعة الحية. إنها مجموعة من الأفراد المتشابهين شكليا وفسيولوجيا، يتزاوجون بحرية وينتجون ذرية خصبة، ويحتلون منطقة معينة ويعيشون في ظروف بيئية مماثلة. تختلف الأنواع وفقًا للعديد من المعايير. يتم عرض المعايير التي ينتمي بها الأفراد إلى نفس النوع في الجدول.

اكتب المعايير

عند تحديد ما إذا كان الفرد ينتمي إلى أي نوع، لا يمكن للمرء أن يقتصر على معيار واحد فقط، ولكن يجب أن يستخدم مجموعة المعايير بأكملها. لذلك، لا يمكن أن نقتصر على ذلك فقط المعيار المورفولوجيلأن الأفراد من نفس النوع يمكن أن يختلفوا في المظهر. على سبيل المثال، في العديد من الطيور - العصافير، مصارعة الثيران، الدراج، يختلف الذكور بشكل كبير في المظهر عن الإناث.

في الطبيعة، ينتشر المهق على نطاق واسع في الحيوانات، حيث يتم انتهاك تخليق الصباغ في خلايا الأفراد نتيجة للطفرة. الحيوانات التي لديها مثل هذه الطفرات تكون بيضاء اللون. عيونهم حمراء لأنه لا يوجد صبغة في القزحية، وهي تتألق من خلالها الأوعية الدموية. بالرغم من الاختلافات الخارجية، مثل هؤلاء الأفراد، على سبيل المثال، الغربان البيضاء، الفئران، القنافذ، النمور، ينتمون إلى أنواع خاصة بهم، ولا يتم تمييزهم كأنواع مستقلة.

في الطبيعة، هناك أنواع توأم لا يمكن تمييزها تقريبا. لذلك، في السابق، كان بعوض الملاريا يسمى في الواقع ستة أنواع، متشابهة في المظهر، ولكن لا تتزاوج ولا تختلف في معايير أخرى. ومع ذلك، هناك نوع واحد فقط من هذه الأنواع يتغذى على دم الإنسان وينشر الملاريا.

غالبًا ما تسير عمليات الحياة في الأنواع المختلفة بشكل مشابه جدًا. هذا يتحدث عن النسبية المعيار الفسيولوجي. على سبيل المثال، تتمتع بعض أنواع أسماك القطب الشمالي بنفس معدل الأيض الذي تتمتع به الأسماك التي تعيش في المياه الاستوائية.

لا يمكنك استخدام واحد فقط المعيار البيولوجي الجزيئينظرًا لأن العديد من الجزيئات الكبيرة (البروتينات والحمض النووي) ليس لها أنواع فحسب، بل لها أيضًا خصوصية فردية. ولذلك، بحسب المعلمات البيوكيميائيةليس من الممكن دائمًا تحديد ما إذا كان الأفراد ينتمون إلى نفس الأنواع أو إلى أنواع مختلفة.

المعيار الوراثيأيضا ليست عالمية. أولاً، في الأنواع المختلفة، يمكن أن يكون عدد وحتى شكل الكروموسومات هو نفسه. ثانيا، في نوع واحد قد يكون هناك أفراد مع أرقام مختلفةالكروموسومات. وبالتالي، فإن أحد أنواع السوسة له أشكال ثنائية الصيغة الصبغية (2p)، وثلاثية الصيغة الصبغية (Zp)، ورباعية الصيغة الصبغية (4p). ثالثا، في بعض الأحيان يمكن للأفراد من الأنواع المختلفة أن يتزاوجوا وينتجوا ذرية خصبة. من المعروف أن هجينة الذئب والكلب والثور والماشية والسمور والمارتن معروفة. في المملكة النباتية، تكون الهجينة بين الأنواع شائعة جدًا، وفي بعض الأحيان توجد أنواع هجينة بين الأجيال أكثر بعدًا.

لا يمكن اعتبارها عالمية المعيار الجغرافي، حيث أن نطاقات العديد من الأنواع تتطابق في الطبيعة (على سبيل المثال، نطاق الصنوبر الداهوري والحور العطري). بالإضافة إلى ذلك، هناك أنواع عالمية منتشرة في كل مكان وليس لها نطاق محدود بشكل واضح (بعض أنواع الحشائش والبعوض والفئران). إن نطاقات بعض الأنواع سريعة التوسع، مثل الذبابة المنزلية، تتغير. لدى العديد من الطيور المهاجرة مناطق تكاثر وشتاء مختلفة. إن المعيار البيئي ليس معيارًا عالميًا، نظرًا لأن العديد من الأنواع تعيش في نفس الموطن في ظروف مختلفة تمامًا الظروف الطبيعية. وبالتالي، فإن العديد من النباتات (على سبيل المثال، القمح الزاحف، الهندباء) يمكن أن تعيش في الغابة وفي مروج السهول الفيضية.

الأنواع موجودة بالفعل في الطبيعة. فهي ثابتة نسبيا. يمكن تمييز الأنواع من خلال المعايير المورفولوجية والبيولوجية الجزيئية والوراثية والبيئية والجغرافية والفسيولوجية. عند تحديد ما إذا كان الفرد ينتمي إلى نوع معين، ينبغي للمرء أن يأخذ في الاعتبار ليس معيارًا واحدًا فقط، بل مجمعه بأكمله.

أنت تعلم أن النوع يتكون من مجموعات سكانية. سكانهي مجموعة من الأفراد المتشابهين شكليا من نفس النوع، يتزاوجون بحرية مع بعضهم البعض ويحتلون موطنا محددا في نطاق الأنواع.

كل سكان لديهم خاصة بهم تجمع الجينات- مجموع الأنماط الجينية لجميع الأفراد في المجتمع. يمكن أن تختلف المجموعات الجينية للمجموعات السكانية المختلفة، حتى من نفس النوع.

تبدأ عملية تكوين أنواع جديدة داخل المجتمع، أي أن المجتمع هو وحدة أولية للتطور. لماذا يعتبر السكان، وليس النوع أو الفرد، الوحدة الأولية للتطور؟

لا يمكن للفرد أن يتطور. يمكن أن تتغير وتتكيف مع الظروف البيئية. لكن هذه التغييرات ليست تطورية، لأنها ليست موروثة. عادة ما تكون الأنواع غير متجانسة وتتكون من عدد من المجموعات السكانية. السكان مستقلون نسبيًا ويمكن أن يتواجدوا لفترة طويلة دون الاتصال بمجموعات أخرى من النوع. تحدث جميع العمليات التطورية في مجتمع ما: تحدث الطفرات في الأفراد، ويحدث التهجين بين الأفراد، ويعمل الصراع من أجل الوجود والانتقاء الطبيعي. ونتيجة لذلك، يتغير المجمع الجيني للسكان بمرور الوقت، ويصبح سلفًا لنوع جديد. ولهذا السبب فإن الوحدة الأساسية للتطور هي السكان، وليس النوع.

دعونا نفكر في أنماط تعاقب السمات في المجموعات السكانية أنواع مختلفة. تختلف هذه الأنماط بالنسبة للكائنات ذاتية التخصيب والكائنات ثنائية المسكن. الإخصاب الذاتي شائع بشكل خاص في النباتات. في النباتات ذاتية التلقيح، مثل البازلاء والقمح والشعير والشوفان، تتكون المجموعات السكانية مما يسمى بالخطوط المتجانسة. ما الذي يفسر تماثلهم الجيني؟ والحقيقة هي أنه أثناء التلقيح الذاتي، تزداد نسبة الزيجوت المتماثلة الزيجوت في السكان، وتنخفض نسبة الزيجوت المتغايرة.

خط نظيف- هؤلاء هم أحفاد فرد واحد. إنها مجموعة من النباتات ذاتية التلقيح.

بدأت دراسة علم الوراثة السكانية في عام 1903 على يد العالم الدنماركي ف. يوهانسن. لقد درس مجموعة من نبات الفاصوليا ذاتية التلقيح والتي تنتج بسهولة خطًا نقيًا - مجموعة من أحفاد فرد تكون أنماطه الجينية متطابقة.

أخذ يوهانسن بذورًا من أحد أصناف الفاصوليا وحدد التباين في سمة واحدة وهي وزن البذرة. اتضح أنها تتراوح من 150 مجم إلى 750 مجم. زرع العالم مجموعتين من البذور بشكل منفصل: وزنها من 250 إلى 350 ملغ ووزنها من 550 إلى 650 ملغ. وبلغ متوسط ​​وزن بذور النباتات حديثة النمو 443.4 ملجم في المجموعة الخفيفة، و518 ملجم في المجموعة الثقيلة. وخلص يوهانسن إلى أن صنف الفاصوليا الأصلي كان يتكون من نباتات مختلفة وراثيا.

لمدة 6-7 أجيال، اختار العالم البذور الثقيلة والخفيفة من كل نبات، أي أنه قام بالاختيار في خطوط نقية. ونتيجة لذلك توصل إلى استنتاج مفاده أن الانتخاب في الخطوط النقية لم ينتج عنه تحول سواء نحو البذور الخفيفة أو نحو البذور الثقيلة، مما يعني أن الانتخاب في الخطوط النقية ليس فعالا. وتباين كتلة البذور ضمن الخط النقي هو تعديل وغير وراثي ويحدث تحت تأثير الظروف البيئية.

تم إنشاء أنماط وراثة الشخصيات في مجموعات الحيوانات ثنائية المسكن والنباتات الملقحة بشكل مستقل عن بعضها البعض من قبل عالم الرياضيات الإنجليزي ج. هاردي والطبيب الألماني دبليو واينبرغ في 1908-1909. ويعكس هذا النمط، الذي يسمى قانون هاردي-واينبرغ، العلاقة بين ترددات الأليلات والأنماط الجينية في التجمعات السكانية. يشرح هذا القانون كيفية الحفاظ على التوازن الجيني في مجتمع ما، أي أن عدد الأفراد ذوي السمات السائدة والمتنحية يظل عند مستوى معين.

وفقًا لهذا القانون، فإن ترددات الأليلات السائدة والمتنحية في مجتمع ما ستظل ثابتة من جيل إلى جيل في ظل ظروف معينة: وجود عدد كبير من الأفراد في المجتمع؛ معبرهم الحر؛ قلة الاختيار والهجرة للأفراد ؛ نفس العدد من الأفراد ذوي الأنماط الجينية المختلفة.

يؤدي انتهاك أحد هذه الشروط على الأقل إلى إزاحة أليل واحد (على سبيل المثال، A) بواسطة أليل آخر (a). تحت تأثير الانتقاء الطبيعي والموجات السكانية والعوامل التطورية الأخرى، فإن الأفراد الذين لديهم الأليل السائد A سوف يحلون محل الأفراد الذين لديهم الأليل المتنحي a.

في مجتمع ما، قد تتغير نسبة الأفراد ذوي الأنماط الجينية المختلفة. لنفترض أن التركيب الجيني للسكان كان على النحو التالي: 20% AA، 50% Aa، 30% aa. وتحت تأثير العوامل التطورية قد يتبين أنها على النحو التالي: 40% AA، 50% Aa، 10% aa. باستخدام قانون هاردي-فاينبرغ، يمكنك حساب تكرار حدوث أي جين سائد أو متنحي في مجتمع ما، وكذلك أي نمط وراثي.

يعد السكان وحدة أولية للتطور، نظرًا لأنه يتمتع باستقلال نسبي ويمكن أن يتغير مجموع الجينات الخاص به. تختلف أنماط الميراث في المجموعات السكانية ذات الأنواع المختلفة. في مجموعات النباتات ذاتية التلقيح، يحدث الاختيار بين الخطوط النقية. في مجموعات الحيوانات ثنائية المسكن والنباتات الملقحة، تخضع أنماط الميراث لقانون هاردي-واينبرغ.

وفقًا لقانون هاردي-فاينبرج، في ظل ظروف ثابتة نسبيًا، يظل تواتر الأليلات في مجتمع ما دون تغيير من جيل إلى جيل. في ظل هذه الظروف، يكون السكان في حالة توازن وراثي ولا تحدث أي تغييرات تطورية. ومع ذلك، لا توجد ظروف مثالية في الطبيعة. تحت تأثير العوامل التطورية - عملية الطفرة، والعزلة، والانتقاء الطبيعي، وما إلى ذلك - ينتهك التوازن الجيني لدى السكان باستمرار، وتحدث ظاهرة تطورية أولية - تغيير في الجينات السكانية. دعونا ننظر في تأثير العوامل التطورية المختلفة.

واحدة من العوامل الرئيسية للتطور هي عملية الطفرة. تم اكتشاف الطفرات في بداية القرن العشرين. عالم النبات وعالم الوراثة الهولندي دي فريس (1848-1935).

واعتبر الطفرات هي السبب الرئيسي للتطور. في ذلك الوقت، لم تكن هناك سوى الطفرات الكبيرة التي تؤثر على النمط الظاهري معروفة. ولذلك رأى دي فريس أن الأنواع تنشأ نتيجة طفرات كبيرة بشكل فوري ومتقطع دون الانتقاء الطبيعي.

وأظهرت الأبحاث الإضافية أن العديد من الطفرات الكبيرة ضارة. ولذلك، يعتقد العديد من العلماء أن الطفرات لا يمكن أن تكون بمثابة مادة للتطور.

فقط في العشرينات. قرننا هذا، أظهر العلماء المحليون S. S. Chetverikov (1880-1956) و I. I. شمالجوزين (1884-1963) دور الطفرات في التطور. وقد وجد أن أي مجتمع طبيعي مشبع، مثل الإسفنج، بطفرات مختلفة. في أغلب الأحيان، تكون الطفرات متنحية، وتكون في حالة متغايرة الزيجوت ولا تظهر نفسها ظاهريًا. هذه الطفرات هي بمثابة الأساس الجيني للتطور الجديد. عندما يتم تهجين أفراد متغايري الزيجوت، فإن هذه الطفرات في النسل يمكن أن تصبح متماثلة الزيجوت. إن الانتقاء من جيل إلى جيل يحفظ الأفراد ذوي الطفرات المفيدة. يتم الحفاظ على الطفرات المفيدة عن طريق الانتقاء الطبيعي، بينما تتراكم الطفرات الضارة في المجتمع بشكل كامن، مما يخلق احتياطيًا من التباين. وهذا يؤدي إلى تغيير في الجينات للسكان.

يتم تسهيل تراكم الاختلافات الوراثية بين السكان من خلال عازلةوبفضل ذلك لا يوجد أي تهجين بين أفراد من مجموعات سكانية مختلفة، وبالتالي لا يوجد تبادل للمعلومات الجينية.

في كل مجموعة، بسبب الانتقاء الطبيعي، تتراكم بعض الطفرات المفيدة. بعد عدة أجيال، عاشت مجموعات سكانية معزولة ظروف مختلفة، سوف تختلف بعدة طرق.

واسع الانتشار مكاني، أو العزلة الجغرافيةعندما يتم فصل المجموعات السكانية بحواجز مختلفة: الأنهار والجبال والسهوب، وما إلى ذلك. على سبيل المثال، حتى الأنهار القريبة تسكنها مجموعات مختلفة من الأسماك من نفس النوع.

هناك أيضا العزل البيئيعندما يفضل أفراد من مجموعات مختلفة من نفس النوع أماكن مختلفةوالظروف المعيشية. وهكذا، في مولدوفا، تشكلت مجموعات الغابات والسهوب بين فأر الخشب أصفر الحلق. أفراد سكان الغابات أكبر حجمًا ويتغذون على بذور أنواع الأشجار، بينما يتغذى أفراد سكان السهوب على بذور الحبوب.

العزلة الفسيولوجيةيحدث عندما يحدث نضوج الخلايا الجرثومية في الأفراد من مجموعات سكانية مختلفة مصطلحات مختلفة. لا يمكن للأفراد من هذه المجموعات السكانية أن يتزاوجوا. على سبيل المثال، يوجد في بحيرة سيفان مجموعتان من سمك السلمون المرقط، يحدث تفريخهما في أوقات مختلفة، لذلك لا يتزاوجان.

يوجد ايضا العزلة السلوكية. يختلف سلوك التزاوج بين الأفراد من مختلف الأنواع. وهذا يمنعهم من العبور. العزل الميكانيكييرتبط بالاختلافات في بنية الأعضاء التناسلية.

يمكن أن تحدث التغيرات في ترددات الأليلات في التجمعات السكانية ليس فقط تحت تأثير الانتقاء الطبيعي، ولكن أيضًا بشكل مستقل عنه. يمكن أن يتغير تردد الأليل بشكل عشوائي. على سبيل المثال، الوفاة المبكرة للفرد - المالك الوحيد لأي أليل - ستؤدي إلى اختفاء هذا الأليل بين السكان. وتسمى هذه الظاهرة الانحراف الجيني.

مصدر مهم للانجراف الوراثي هو الموجات السكانية- تغييرات كبيرة دورية في عدد الأفراد في السكان. يختلف عدد الأفراد من سنة إلى أخرى ويعتمد على عوامل كثيرة: كمية الطعام، الظروف الجوية، عدد الحيوانات المفترسة، أمراض جماعيةوآخرون.تم تأسيس دور الموجات السكانية في التطور من قبل إس.إس.تشيتفيريكوف، الذي أظهر أن التغيرات في عدد الأفراد في مجتمع ما تؤثر على فعالية الانتقاء الطبيعي. وبالتالي، مع الانخفاض الحاد في حجم السكان، قد يبقى الأفراد الذين لديهم نمط وراثي معين على قيد الحياة عن طريق الخطأ. على سبيل المثال، يمكن للأفراد الذين لديهم الأنماط الجينية التالية البقاء في مجتمع ما: 75% Aa، 20% AA، 5% aa. الأنماط الجينية الأكثر عددا، في في هذه الحالةأأ، سيحددون التركيب الجيني للسكان حتى "الموجة" التالية.

عادةً ما يؤدي الانجراف الوراثي إلى تقليل التباين الوراثي في ​​مجتمع ما، وذلك بشكل رئيسي من خلال فقدان الأليلات النادرة. آلية التغيير التطوري هذه فعالة بشكل خاص في المجموعات السكانية الصغيرة. ومع ذلك، فإن الانتقاء الطبيعي فقط، القائم على النضال من أجل الوجود، يساهم في الحفاظ على الأفراد الذين لديهم نمط جيني معين يتوافق مع الموائل.

ظاهرة تطورية أولية - يحدث تغيير في الجينات للسكان تحت تأثير العوامل الأولية للتطور - عملية الطفرة، والعزلة، والانحراف الوراثي، والانتقاء الطبيعي. ومع ذلك، فإن الانجراف الوراثي والعزلة وعملية الطفرات لا تحدد اتجاه العملية التطورية، أي بقاء الأفراد ذوي النمط الجيني المعين المتوافق مع البيئة. العامل الموجه الوحيد في التطور هو الانتقاء الطبيعي.

الأحكام الرئيسية للتعاليم التطورية لتشارلز داروين.

1. التقلب الوراثي هو أساس العملية التطورية.
2. الرغبة في الإنجاب ومحدودية وسائل الحياة؛
3. الصراع من أجل البقاء هو العامل الأساسي في التطور؛
4. الانتقاء الطبيعي نتيجة التقلب الوراثي والصراع من أجل الوجود.

أشكال الانتقاء الطبيعي

أنواع الانتقاء الطبيعي

المهام والاختبارات حول موضوع "الموضوع 14. "التدريس التطوري"."

• بعد دراسة هذه المواضيع، يجب أن تكون قادرًا على:

  1. قم بصياغة التعاريف بكلماتك الخاصة: التطور، والانتقاء الطبيعي، والنضال من أجل الوجود، والتكيف، والبدائية، والرجعية، والتكيف الذاتي، والتقدم البيولوجي والانحدار.
  2. صف بإيجاز كيف يتم الحفاظ على تكيف معين عن طريق الاختيار. ما هو الدور الذي تلعبه الجينات في هذا، التباين الوراثي، وتكرار الجينات، والانتقاء الطبيعي.
  3. اشرح لماذا لا ينتج الانتخاب مجموعة من الكائنات الحية المتطابقة والمتكيفة تمامًا.
  4. صياغة ما هو الانحراف الوراثي؛ أعط مثالاً للموقف الذي يلعب فيه دور مهم، واشرح سبب أهمية دورها بشكل خاص في التجمعات السكانية الصغيرة.
  5. صف طريقتين لنشوء الأنواع.
  6. قارن بين الانتقاء الطبيعي والاصطناعي.
  7. أدرج بإيجاز الروائح في تطور النباتات والفقاريات، والتكيفات الذاتية في تطور الطيور والثدييات، وكاسيات البذور.
  8. تسمية العوامل البيولوجية والاجتماعية لتكوين الإنسان.
  9. قارن بين فعالية استهلاك الأغذية النباتية والحيوانية.
  10. صف بإيجاز سمات أقدم وأقدم وأحفوري للإنسان الحديث.
  11. أشر إلى السمات التنموية وأوجه التشابه بين الأجناس البشرية.

  إيفانوفا تي في، كالينوفا جي إس، مياجكوفا أ.ن. “علم الأحياء العام”. موسكو، "التنوير"، 2000

  • الموضوع 14. "التدريس التطوري". §38، §41-43 ص 105-108، ص 115-122
  • الموضوع 15. "قدرة الكائنات الحية على التكيف. الأنواع." §44-48 ص 123-131
  • الموضوع 16. "أدلة التطور. تطور العالم العضوي." §39-40 ص 109-115، §49-55 ص 135-160
  • الموضوع 17. "أصل الإنسان". §49-59 ص 160-172