Elusolendite järglased on väga sarnased oma vanematega. Kui aga elusorganismide keskkond muutub, võivad ka nemad oluliselt muutuda. Näiteks kui kliima muutub järk-järgult külmemaks, siis võivad mõned liigid omandada põlvest põlve järjest tihedamaid karvu. Seda protsessi nimetatakse evolutsioon. Miljonite evolutsiooniaastate jooksul võivad väikesed muutused, kuhjuvad, viia uute taime- ja loomaliikide tekkeni, mis erinevad järsult oma esivanematest.
Kuidas evolutsioon toimub?
Evolutsioon põhineb looduslik valik. See juhtub niimoodi. Kõik samasse liiki kuuluvad loomad või taimed on siiski üksteisest veidi erinevad. Mõned neist erinevustest võimaldavad nende omanikel elutingimustega paremini kohaneda kui nende sugulastel. Näiteks mõni hirv eriti kiired jalad ja tal õnnestub iga kord kiskja eest põgeneda. Sellisel hirvel on suuremad võimalused ellu jääda ja järglasi saada ning võime kiiresti joosta võib edasi kanduda poegadele või, nagu öeldakse, pärandusena nende poolt.
Evolutsioon on loonud lugematul hulgal viise, kuidas kohaneda Maa elu raskuste ja ohtudega. Näiteks seemned hobukastan Aja jooksul omandasid nad teravate ogadega kaetud kesta. Okkad kaitsevad seemet, kui see puult maapinnale langeb.
Mis on evolutsiooni kiirus?
Varem olid neil liblikatel heledad tiivad. Nad peitsid end vaenlaste eest sama heleda koorega puutüvedele. Umbes 1% neist liblikatest olid aga tumedate tiibadega. Loomulikult märkasid linnud neid kohe ja reeglina sõid nad enne teisi ära
Tavaliselt evolutsioon kulgeb väga aeglaselt. Kuid on juhtumeid, kui loomaliik läbib kiireid muutusi ja kulutab sellele mitte tuhandeid ja miljoneid aastaid, vaid palju vähem. Näiteks on mõned liblikad viimase kahesaja aasta jooksul oma värvi muutnud, et kohaneda uute elutingimustega Euroopa piirkondades, kus on tekkinud palju tööstusettevõtteid.
Umbes kakssada aastat tagasi aastal Lääne-Euroopa hakati ehitama söeküttel töötavaid tehaseid. Tehase korstnate suits sisaldas tahma, mis settis puutüvedele ja need muutusid mustaks. Nüüd on heledamad liblikad paremini märgatavad. Kuid tumedate tiibadega liblikaid jäid ellu vähesed, sest linnud neid enam ei märganud. Nende seast tulid teised samasuguste tumedate tiibadega liblikad. Ja nüüd on enamikul selle liigi tööstuspiirkondades elavatel liblikatel tumedad tiivad.
Miks mõned loomaliigid välja surevad?
Mõned elusolendid ei saa areneda, kui nende keskkond dramaatiliselt muutub, ja surevad selle tulemusena välja. Näiteks elevantidega sarnased hiigelsuured karvased loomad – mammutid surid suure tõenäosusega välja seetõttu, et toonane kliima Maal muutus kontrastsemaks: suvel oli liiga palav ja talvel liiga külm. Lisaks on nende arvukus vähenenud nende küttimise suurenemise tõttu. ürgne mees. Ja pärast mammuteid surid välja ka mõõkhambulised tiigrid – olid ju nende tohutud kihvad kohanenud küttima ainult suuri loomi nagu mammutid. Väiksemad loomad olid mõõkhambuliste tiigrite jaoks kättesaamatud ja saagita jäetud kadusid meie planeedilt.
Kuidas me teame, et ka inimene arenes?
Enamik teadlasi usub, et inimesed arenesid tänapäeva ahvidega sarnastest puudel elavatest loomadest. Selle teooria tõestuseks on meie keha teatud struktuurilised omadused, mis võimaldavad meil eelkõige eeldada, et meie esivanemad olid kunagi taimetoitlased ja sõid ainult taimede puuvilju, juuri ja varsi.
Teie selgroo põhjas on luu moodustumine, mida nimetatakse sabaluuks. See on kõik, mis sabast järele jääb. Enamik teie keha katvatest karvadest on lihtsalt pehme kohev, kuid meie esivanemad juuksepiir oli palju paksem. Iga karv on varustatud spetsiaalse lihasega ja tõuseb püsti, kui teil on külm. Sama on kõigi karvase nahaga imetajatega: see hoiab õhku, mis ei lase soojusel välja pääseda.
Paljudel täiskasvanutel on laiad välimised hambad – neid nimetatakse tarkusehammasteks. Nüüd pole neid hambaid enam vaja, kuid omal ajal kasutasid meie esivanemad neid kangete taimsete toiduainete närimiseks. Pimesool on väike toru, mis on ühendatud sooltega. Meie kauged esivanemad kasutasid seda taimse toidu seedimiseks, mis oli organismile halvasti seeditav. Nüüd pole seda enam vaja ja jääb tasapisi aina vähemaks. Paljudel taimtoidulistel - näiteks küülikutel - on pimesool väga hästi arenenud.
Kas inimene suudab evolutsiooni kontrollida?
Inimesed juhivad evolutsiooni mõned loomad on eksisteerinud üle 10 000 aasta. Näiteks paljud tänapäevased koeratõud põlvnesid suure tõenäosusega huntidest, kelle karjad tiirlesid iidsete inimeste laagrites. Järk-järgult arenesid neist, kes hakkasid inimestega koos elama uut tüüpi loomad ehk neist said koerad. Siis hakkasid inimesed spetsiaalselt konkreetsetel eesmärkidel koeri kasvatama. Seda nimetatakse valikuks. Selle tulemusena on täna üle 150 erinevad tõud koerad.
- Koeri, kellele sai õpetada erinevaid käsklusi, nagu see inglise lambakoer, kasvatati karja karjatamiseks.
- Uluki jälitamiseks kasutati koeri, kes suutsid kiiresti joosta. Sellel hurtakoeral on võimsad jalad ja ta jookseb suurte hüpetega.
- Hea haistmismeelega koerad aretati spetsiaalselt ulukite jälgimiseks. See siledakarvaline taks võib jäneseaugud lahti rebida.
Looduslik valik kulgeb tavaliselt väga aeglaselt. Valikuline valik võimaldab teil seda oluliselt kiirendada.
Mis on geenitehnoloogia?
70ndatel XX sajand teadlased on leiutanud viisi, kuidas muuta elusorganismide omadusi nendesse sekkudes geneetiline kood. Seda tehnoloogiat nimetatakse geenitehnoloogiaks. Geenid kannavad omamoodi bioloogilist koodi, mis sisaldub igas elusrakus. See määrab mõõtmed ja välimus iga elusolend. Kasutades geenitehnoloogia saab aretada taimi ja loomi, kes näiteks kasvavad kiiremini või on mõnele haigusele vähem vastuvõtlikud
1. Darwin-Wallace'i evolutsiooniteooria
2. Kaasaegne (sünteetiline) evolutsiooniteooria
3. Evolutsiooni põhiseadused
4. Evolutsiooni peamised tegurid
5. Loodusliku valiku vormid
Evolutsioon tähendab pikaajaliste, järkjärguliste, aeglaste muutuste protsessi, mis lõppkokkuvõttes viivad radikaalsete kvalitatiivsete muutusteni, mis kulmineeruvad uute süsteemide, struktuuride ja liikide tekkega. Loodusteaduste evolutsiooni kontseptsioonid on võtmetähtsusega. Kursuse alguses uurisime paradigma kontseptsiooni – eriline organiseerimisviis teaduslikud teadmised, mis määratleb maailmanägemuse olemuse, eelduste süsteemi, juhised ja eeldused erinevate teooriate konstrueerimise ja põhjendamise protsessis, s.o. süsteem, mis määrab üldised arengusuunad teaduslikud uuringud. Paradigma kaasaegne loodusteadus on evolutsiooni-sünergeetiline paradigma, mis põhineb ideedel aine iseorganiseerumise ja evolutsiooni kohta kõigil selle struktuuritasanditel. Oleme juba rääkinud Universumi arengust, tähtedest, planeedisüsteemidest, geoloogilisest ja keemilisest evolutsioonist. Kuid esimest korda sõnastati evolutsiooniline kontseptsioon selgelt ja sisuliselt bioloogias.
1. Darwin-Wallace'i evolutsiooniteooria
Mõtteid elusolendite evolutsioonist väljendati peaaegu kogu loodusteaduse arenguperioodi vältel (Empedokles, Aristoteles, Lamarck). Charles Darwinit peetakse aga bioloogia evolutsiooniteooria rajajaks. Teatud mõttes võib evolutsiooniteooria väljatöötamise tõukejõuks pidada T. Malthuse raamatut “Raktaat rahvastikust” (1778), kus ta näitas, milleni rahvastiku kasv viiks, kui seda ei piiraks miski. Darwin rakendas Malthuse lähenemist teistele elussüsteemidele. Uurides rahvastiku arvu muutusi, jõudis ta loodusliku valiku kaudu toimuva evolutsiooni selgituseni (1839). Seega ei olnud Darwini suurim panus teadusesse mitte see, et ta tõestas evolutsiooni olemasolu, vaid see, et ta selgitas, kuidas see võib toimuda.
Samal ajal on teine loodusteadlane A.R. Wallace, nagu ka palju reisinud ja ka Malthust lugenud Darwin, jõudis samadele järeldustele. 1858. aastal esinesid Darwin ja Wallace Londonis Linnean Society koosolekul oma ideedega. 1859. aastal avaldas Darwin oma teose "Liigi päritolu".
Darwin-Wallace’i teooria kohaselt on uute liikide tekkemehhanism looduslik valik. See teooria põhineb kolmel tähelepanekul ja kahel järeldusel, mida saab mugavalt kujutada järgmisel diagrammil.
2 Kaasaegne (sünteetiline) evolutsiooniteooria
Darwini-Wallace'i teooriat laiendati ja arendati 20. sajandil märkimisväärselt geneetika (mida Darwini ajal veel ei eksisteerinud), paleontoloogia, molekulaarbioloogia, ökoloogia, etoloogia (loomade käitumise teadus) andmete valguses ning nimetatakse neodarvinismiks või sünteetilise teooria evolutsiooniks.
Uus sünteetiline evolutsiooniteooria on Darwini põhiliste evolutsiooniliste ideede süntees, eelkõige loodusliku valiku idee, koos uute tulemustega pärilikkuse ja varieeruvuse valdkonnas tehtud bioloogilistest uuringutest. Kaasaegne evolutsiooniteooria on järgmisi funktsioone:
· see identifitseerib selgelt elementaarstruktuuri, millest evolutsioon alguse saab – see on populatsioon;
· tuvastab evolutsiooni elementaarse nähtuse (protsessi) – populatsiooni genotüübi stabiilse muutumise;
· tõlgendab evolutsiooni tegureid ja liikumapanevaid jõude laiemalt ja sügavamalt;
· eristab selgelt mikroevolutsiooni ja makroevolutsiooni (need mõisted võttis esmakordselt kasutusele 1927. aastal Yu.A. Filiptšenko ning neid täpsustas ja arendas edasi silmapaistev bioloog-geneetik N. V. Timofejev-Resovski).
Mikroevolutsioon on kogum evolutsioonilisi muutusi, mis toimuvad populatsioonide genofondides suhteliselt lühikese aja jooksul ja mille tulemusena tekivad uued liigid.
Makroevolutsioon on seotud evolutsiooniliste transformatsioonidega pika aja jooksul ajalooline periood, mis viivad elusolendite organiseerumise supraspetsiifiliste vormide tekkeni.
Mikroevolutsiooni raames uuritud muutused on otseseks jälgimiseks kättesaadavad, samas kui makroevolutsioon toimub kogu ulatuses pikk periood, ja selle protsessi saab vaid rekonstrueerida, vaimselt taasluua. Nii mikro- kui ka makroevolutsioon toimuvad lõpuks keskkonnamuutuste mõjul.
Evolutsiooniteooria kinnitus. Kinnitav teave kaasaegsed ideed evolutsiooni kohta on uurimistöö tulemused aastal erinevaid valdkondi teadused, millest olulisemad on:
· paleontoloogia,
· biogeograafia,
· morfoloogia,
· võrdlev embrüoloogia,
· molekulaarbioloogia,
· taksonoomia,
· taimede ja loomade valik.
Olulisemad argumendid evolutsiooniteooria kasuks on nn paleontoloogiline rekord, s.o. elusorganismide avastatavad fossiilsed vormid ja Haeckeli biogeneetiline seadus (“ontogenees kordab fülogeneesi”).
3. Evolutsiooni põhiseadused.
Eelnimetatud teaduste raames tehtud arvukad uuringud võimaldasid sõnastada järgmise põhilise evolutsiooni seadused .
1. Evolutsiooni kiirus aastal erinevad perioodid ei ole sama ja seda iseloomustab kiirendustendents *. Praegu kulgeb see kiiresti ning seda iseloomustab uute vormide tekkimine ja paljude vanade väljasuremine.
2. Evolutsioon mitmesugused organismid toimub erinevatel kiirustel.
3. Uued liigid ei moodustu mitte kõige kõrgemalt arenenud ja spetsialiseerunud vormidest, vaid suhteliselt lihtsatest, spetsialiseerimata vormidest.
4. Evolutsioon ei lähe alati lihtsast keeruliseks. On näiteid "regressiivsest" evolutsioonist, kui keerulisest vormist tekkisid lihtsamad (mõned organismirühmad, näiteks bakterid, säilisid ainult nende organisatsiooni lihtsustamise tõttu).
5. Evolutsioon mõjutab populatsioone, mitte indiviide, ning toimub mutatsioonide, loodusliku valiku ja geneetilise triivi kaudu.
Viimane on väga oluline Darwini evolutsiooniteooria ja kaasaegse teooria (neodarvinismi) erinevuse mõistmiseks.
4. Evolutsiooni peamised tegurid.
Kaasaegne evolutsiooniteooria, võttes kokku arvukate bioloogiliste uuringute andmeid, on võimaldanud sõnastada evolutsiooni peamised tegurid ja edasiviivad jõud.
1. Evolutsiooni esimene kõige olulisem tegur on mutatsiooniprotsess, mis tuleneb tõdemusest, et põhiosa evolutsioonimaterjalist koosneb erinevaid kujundeid mutatsioonid, st. muutused organismide pärilikes omadustes loomulikult või kunstlikult tekitatud.
2. Teiseks kõige olulisem tegur– rahvastikulained, mida sageli nimetatakse "elulaineteks". Need määravad populatsioonis olevate organismide arvu kvantitatiivsed kõikumised (kõrvalekalded keskmisest väärtusest), samuti selle elupaiga pindala (ala).
3. Kolmas evolutsiooni põhitegur on organismide rühma isolatsioon.
Loetletud peamistele evolutsiooni teguritele lisanduvad nagu põlvkondade vahetumise sagedus populatsioonis, mutatsiooniprotsesside tempo ja iseloom jne. Oluline on meeles pidada, et kõik loetletud tegurid ei tegutse isoleeritult, vaid vastastikuses ühenduses ja vastastikuses suhtluses. Kõik need tegurid on aga vajalikud, kuid iseenesest ei selgita evolutsiooniprotsessi mehhanismi ja selle liikumapanevat jõudu. Evolutsiooni liikumapanev jõud on loodusliku valiku toimimine, mis on populatsioonide ja keskkond. Loodusliku valiku enda tulemus on eliminatsioon paljunemisest (eliminatsioon) üksikud organismid, populatsioonid, liigid ja muud elusüsteemide organiseerituse tasemed. (Tuleb meeles pidada, et loodusliku valiku tõlgendus tugevaimate, kõige sobivamate ellujäämisprotsessina on vale, kuna ühest küljest pole mõnel juhul mõtet rääkida suuremast või väiksemast sobivusest, teisest küljest on paljunemisvõimalus lubatud ka selgelt madalama sobivusastmega ).
5. Loodusliku valiku vormid.
Looduslik valik võtab evolutsiooni käigus erinevaid vorme. Eristada saab kolme peamist vormi: stabiliseeriv valik, sõiduvalik ja häiriv valik.
Stabiliseeriv valik on loodusliku valiku vorm, mille eesmärk on säilitada ja suurendada populatsioonis keskmise, varem väljakujunenud tunnuse või omaduse rakendamise stabiilsust. Stabiliseeriva valikuga saavad sigimise eelised isendid, kellel on tunnuse keskmine väljendus (piltlikult öeldes on see "keskpärasuse ellujäämine"). Selline selektsioonivorm kaitseb ja tugevdab justkui uut tunnust, kõrvaldades paljunemisest kõik isendid, kes fenotüübiliselt ühes või teises suunas märgatavalt kõrvale kalduvad kehtestatud normist.
Näide: pärast lumesadu ja tugevad tuuled Leiti 136 uimastatud ja poolsurnud varblast; 72 neist jäi ellu ja 64 suri. Surnud lindudel olid väga pikad või väga lühikesed tiivad. Keskmiste – “normaalsete” tiibadega isendid osutusid vastupidavamaks.
Eelnevalt mainitud biokeemiline elu ühtsus Maal on üks stabiliseeriva valiku tulemusi. Tõesti, aminohapete koostis madalamad selgroogsed ja inimesed on peaaegu samad. Elu biokeemilised alused on osutunud usaldusväärseteks organismide paljunemisel, sõltumata nende organiseerituse tasemest.
Stabiliseeriv valik miljonite põlvkondade jooksul kaitseb väljakujunenud liike oluliste muutuste eest, mutatsiooniprotsessi hävitava mõju eest, kõrvaldades kõrvalekalded kohanemisnormist. Selline valikuvorm toimib seni, kuni elutingimused, milles liigi antud tunnused või omadused kujunevad, oluliselt ei muutu.
Juhtiv (suunaline) valik on valik, mis soodustab tunnuse või omaduse keskmise väärtuse muutumist. See valik aitab konsolideerida uus normaalne vahetada välja vana, mis sattus muutunud tingimustega vastuollu. Sellise valiku tulemuseks on näiteks mõne tunnuse kadumine. Seega soodustab elundi või selle osa funktsionaalse sobimatuse tingimustes looduslik valik nende vähenemist, s.t. vähenemine, kadumine. Näide: kabiloomade sõrmede kaotus, koopaloomadel silmad, madudel jäsemed jne. Materjali sellise valiku toimimiseks pakuvad mitmesugused mutatsioonid.
Häiriv valik on valiku vorm, mis soosib rohkem kui ühte fenotüüpi ja toimib keskmiste, vahepealsete vormide vastu. Selline valikuvorm esineb juhtudel, kui ühel territooriumil samaaegselt esinevate tingimuste mitmekesisuse tõttu ei saa ükski genotüüpide rühm olelusvõitluses absoluutset eelist. Mõnes olukorras valitakse tunnuse üks omadus, teistes aga teine. Häiriv valik on suunatud keskmiste, vahepealsete tunnustega isendite vastu ja viib polümorfismi, s.o. palju vorme ühes populatsioonis, mis näib olevat tükkideks rebitud.
Näide: metsades, kus pinnas Pruun Maatigu isenditel on sageli pruuni ja roosa värvi karbid, jämeda ja kollase rohuga aladel domineerib kollane värvus jne. .
Mõned kaasaegsed teadlased usuvad õigustatult, et sünteetiline evolutsiooniteooria ei ole piisavalt kõikehõlmav elu arengu mudel ja areneb. süsteemiteooria evolutsioon, mis rõhutab järgmist:
1. Evolutsioon toimub avatud süsteemides ning on vaja arvestada biosfääri geoloogiliste ja kosmiliste protsesside vastasmõju, mis ilmselt annab tõuke elussüsteemide arengule. Märkimisväärseid sündmusi eluloos tuleb seetõttu käsitleda planeedi arenguga seoses.
2. Evolutsioonilised impulsid levivad kõrgematelt süsteemitasanditelt madalamatele: biosfäärist ökosüsteemidesse, kooslustesse, populatsioonidesse, organismidesse, genoomidesse. Põhjus-tagajärg seoste jälgimine mitte ainult "alt-üles" (geenimutatsioonidest populatsiooniprotsessideni), nagu on tüüpiline traditsioonilisele lähenemisviisile, vaid ka "ülalt-alla" võimaldab meil mitte loota juhuslikkusele iga kord, kui koostate evolutsiooni mudel.
3. Evolutsiooni olemus muutub ajas, s.t. evolutsioon ise areneb: teatud sobivuse ja kohanematuse märkide tähtsus, mille kaudu toimub looduslik valik, evolutsiooni ja bioloogilise progressi protsessis väheneb või suureneb, näiteks roll individuaalne areng, üksikisiku roll ajaloolises arengus.
4. Evolutsiooni suuna määravad süsteemsed omadused, mis seavad selle eesmärgi, mis võimaldab mõista bioloogilise progressi tähendust. Tõepoolest, elavates (avatud) süsteemides vastab statsionaarne olek entroopia minimaalsele tootmisele. Entroopia tekitamise füüsiline tähendus elussüsteemide suhtes on elusaine surm organismide surma näol, s.t. surnud massi (“mortmass”) moodustumist ning mida suurem on surnud massi ja biomassi suhe, seda suurem on entroopia tootmine. See suhe väheneb, kui liigume evolutsiooniredelil lihtsatest organismidest keerukateni. Vastavalt I. Prigogine’i teoreemile, mida me varem käsitlesime, vastab avatud süsteemides statsionaarne olek minimaalsele entroopiaproduktsioonile. Seetõttu on sellistel süsteemidel eesmärk, teatud seisund, mille poole nad püüdlevad. See võimaldab selgitada, miks evolutsioon ei peatunud bakterikoosluste tasemel, vaid liikus edasi mööda teed, mis viis kõrgemate loomade ja inimeste tekkeni.
Uued teaduslikud paradigmad reeglina ei eita, vaid seavad neile eelnenud teooriate õigsuse piirid. Näiteks relatiivsusteooria ei kaotanud klassikalist füüsikat, vaid kirjeldas raamistikku, milles klassikalise teooria sätted kehtivad. Newtoni füüsika - erijuhtum Einsteini füüsikud.
* Esimesed elusorganismid tekkisid umbes 3,5 miljardit aastat tagasi, mitmerakulised - 2,5 miljardit aastat tagasi, loomad ja taimed - 400 miljonit aastat tagasi, imetajad ja linnud - 100 miljonit aastat tagasi, primaadid - 60 miljonit aastat tagasi, homiidid - 16 miljonit aastat tagasi, inimene rass – 6 miljonit aastat, Homo sapiens – 60 tuhat aastat tagasi.
Evolutsioon bioloogias- eluslooduse pöördumatu ajalooline areng. Võime käsitleda kogu biosfääri ja üksikute loomadest, taimedest ja mikroorganismidest koosnevate koosluste evolutsiooni, üksikute süsteaatiliste rühmade ja isegi organismide osade – elundite – arengut (näiteks hobuse ühevarbalise jäseme areng), kuded (näiteks lihased, närvid), funktsioonid (hingamine, seedimine) ja isegi üksikud valgud (näiteks hemoglobiin). Kuid selle sõna otseses tähenduses saavad areneda ainult organismid, mis ühiselt moodustavad üksikute liikide populatsioonid.
Evolutsiooni vastandati sageli revolutsioonile – kiiretele ja olulistele mastaabimuutustele. Nüüd on aga selgunud, et eluslooduse arenguprotsess koosneb nii järkjärgulistest kui järskudest muutustest; nii kiired kui kestavad miljoneid aastaid.
Millised on iseloomulikud tunnused bioloogiline evolutsioon?
Esiteks – järjepidevus. Elu tekkimise hetkest ei teki eluslooduses uut mitte nullist, mitte millestki, vaid vanast. Meid ja esimesi primitiivseid mikroorganisme, mis tekkisid umbes 4 miljardit aastat tagasi, ühendab katkematu põlvkondade ahel.
Hominiidid põlvnesid ühisest esivanemast
Mitte vähem iseloomulik evolutsioon - organismide struktuuride komplitseerimine ja täiustamine ühest geoloogilisest ajastust teise. Algul eksisteerisid Maal ainult mikroorganismid, seejärel ilmusid ainuraksed loomad - algloomad, seejärel mitmerakulised selgrootud. Pärast "kalade ajastut" tuli "kahepaiksete ajastu", seejärel "roomajate", peamiselt dinosauruste, ja lõpuks "imetajate ja lindude ajastu". Viimaste aastatuhandete jooksul on inimene hakanud saavutama biosfääris domineerivat kohta.
Evolutsioon ei tundu meile enam üllatav. Kuid see ei olnud alati nii. Kuigi Vana-Kreeka salvei Herakleitos ütles: "Kõik voolab", keskaja inimestele ja isegi neile, kes olid meie ajale lähemal. Elav loodus tundus midagi tardunud, liikumatut, mille Issand Jumal loomispäevadel lõplikult lõi. Üksikuid mässulisi kiusati taga ja peaaegu keegi ei olnud selles veendunud. Näiteks tundus tollal üks zooloogide avastatud tõsiasi olevat tugev argument evolutsiooni vastu: kassid, kelle muumiad olid Egiptuse hauakambrites, ei erinenud tänapäevastest. Seega, laps, kes vaatab oma kella ühe minuti, väidab seda tunniosuti liikumatuks. Lõppude lõpuks ei ole need paar tuhat aastat, mis meid püramiidiehitajatest eraldavad, kasside arengus rohkem kui üks sekund.
Kedagi ei veennud fossiilsete loomade jäänused, mida Maal enam ei eksisteeri. Parimal juhul uskusid üsna tõsised teadlased, et piibellik Noa ei võtnud mammuteid oma laeva ruumipuuduse tõttu. Seetõttu oli mõiste "veeveekogude eelsed loomad" laialt levinud. Loomade ja taimede võimalike muutuste üle põlvest põlve sai spekuleerida puhteoreetiliselt. Kuid millised on nende muutuste mehhanismid? Mis on evolutsiooni liikumapanevad jõud? Keegi ei teadnud seda.
Prantsuse loodusteadlane J. B. Lamarck kirjeldas 1809. aastal esimest korda üksikasjalikult esimest terviklikku evolutsioonikontseptsiooni oma teoses “Zooloogia filosoofia”. Kuid ta selgitas evolutsiooni olemust ja selle liikumapanevaid jõude isegi tolle aja kohta ebarahuldavalt ning tema kontseptsioon (lamarckism) ei olnud edukas. Tõsi, ühel või teisel kujul kerkib aeg-ajalt esile Lamarcki ideid evolutsiooni kohta, kuigi tõelised teadlased neid tõsiselt ei võta.
Lamarcki ajast peale on bioloogiat kogunenud suur summa uued faktid, mis kinnitavad evolutsiooniprotsessi olemasolu. 1859. aastal sõnastas inglise loodusteadlane Charles Darwin esimese teadusliku evolutsiooniteooria. Evolutsioonidoktriin arenes edasi. Lahendus pärilikkuse ja muutlikkuse seadustele ning nende kombineerimine darvinismiga andis kaasaegne teooria evolutsioon.
Täna räägime sellest, mis on evolutsioon bioloogias ja mis tähtsus sellel on. Loomulikult ei saa me sellel teemal rääkides ignoreerida evolutsiooniteooria Charles Darwin, kes pakkus selle maailmale välja, mis eksisteerib tänapäevani.
Mis on siis evolutsioon bioloogias? Seda mõistet mõistetakse tavaliselt kui järkjärgulisi muutusi, mis ei ole eriti märgatavad. Aga selle tulemusena seda protsessi ilmnevad põhimõttelised muutused. Bioloogia evolutsioon võib viia isegi uute elusolendiliikide tekkeni või vanade radikaalse muutumiseni ja kohanemiseni. Mis tähtsus on evolutsioonil loodusteadustes? Kindlasti võti. Saate sellest aru pärast selle töö lugemist.
Evolutsioon
Räägime nüüd veidi meie artikli kõige olulisemast kontseptsioonist. Mis on evolutsioon bioloogias? Oluline on mõista, et see nähtus on pöördumatu ja on sellega otseselt seotud ajalooline protsess, eluslooduse arendamine. Evolutsiooni võib pidada üksikud osad biosfäär või üldiselt kõik meie planeedi elusolendid. Pidage meeles, et areneda saab ainult elusorganism.
Varem oli evolutsioon vastandatud sellisele mõistele nagu "revolutsioon". Kuid nende kahe protsessi usina uurimise käigus selgus, et evolutsiooni ja revolutsiooni on üsna raske üksteisest eristada. Miks? Evolutsioon võib kesta miljoneid aastaid või juhtuda kiiresti. Seega on piirid nende kahe protsessi vahel muutunud väga häguseks.
Mõned usuvad, et inimesed on evolutsiooni tulemus, see tähendab, et me põlvnesime iidsetest ahvidest. Selle teooria esitas kuulus teadlane Charles Darwin. Ja seda teooriat nimetati evolutsiooniliseks. Kas uskuda või mitte, otsustab igaüks ise, sest nüüd on palju muid võimalikke hüpoteese. Kuid kuna me räägime oma töös evolutsioonist, ei saa me ignoreerida Darwini teooriat. Soovitame teil seda kohe alustada.
Darwini teooria
Charles Darwin oli esimene, kes selgitas inimkonnale, mis on evolutsioon bioloogias. Olgu veel mainitud, et tema teooria põhines T. Malthuse töödel, kes esitas 1778. aastal maailmale oma “Raktaadi rahvastikust”. Pärast selle töö uurimist suutis Charles Darwin sõnastada põhiseadused, jõud, mis juhivad evolutsiooni. Millest T. Malthuse looming räägib? Ta selgitas, mis juhtuks meist, kui rahvastiku kasvu ei piiraks ükski tegur.
Samuti märgime, et Darwin kandis Malthuse teooria üle teistele elussüsteemidele; tema peamine panus teadusesse on evolutsiooni toimumise selgitus. Esmalt tutvustas ta mõistet "looduslik valik". Võib ka mainida, et teine teadlane (A.R. Wallace) suutis samale järeldusele jõuda. Seejärel ühinesid Darwin ja Wallace ning esitasid 1858. aastal toimunud kohtumisel ühise ettekande ning juba 1859. aastal esitles Charles Darwin maailmale teost “Liikide päritolu”.
Kaasaegne teooria
Niisiis, mis on evolutsioon bioloogias, oleme Charles Darwini teooria kohaselt juba määratluse esitanud. Kuid on ka kaasaegne (nimetatakse ka sünteetiliseks) evolutsiooniteooria. Teeme ettepaneku seda lühidalt kaaluda.
Neodarvinismi teooria on Darwin-Wallace'i teooria, mida uuendati 20. sajandil. See juhtus järgmiste piirkondade andmete värskendamise ja lisamise tulemusena:
- geneetika;
- paleontoloogia;
- molekulaarbioloogia;
- ökoloogia;
- etoloogia.
Miks nimetatakse seda teooriat sünteetiliseks? Just sellepärast, et see esindab Charles Darwini esitatud peamiste seisukohtade sünteesi.
Evolutsiooni seadused
- evolutsiooni kiirus ei ole sama;
- uute liikide teke toimub lihtvormides;
- on täheldatud regressiivse evolutsiooni juhtumeid;
- evolutsioon toimub teatud tegurite mõjul (mutatsioonid, looduslik valik, geneetiline triiv).
Evolutsiooni tegurid
Saime teada, mis on evolutsioon bioloogias ja selle olemus. Räägime nüüd teguritest. Need saadi kõigi evolutsiooni kohta kogunenud teadmiste uurimise ja süstematiseerimise tulemusena. See on ainus viis näha ja mõista liikumapanevaid jõude, mis võimaldavad paljudel liikidel (ellujäämiseks vähem kohanenud) meie planeedile jääda.
Seega on ainult kolm peamist tegurit:
- rahvastiku lained;
- rühma isoleerimine.
Valikuvormid
Evolutsioonist rääkides võime eristada mitmeid loodusliku valiku vorme:
- stabiliseeriv;
- kolimine;
- häiriv.
Esimene tüüp on suunatud konkreetse liigi jätkusuutlikkuse säilitamisele. Vaatame varblaste näidet. Tugeva tormi ajal leiti 136 surevat lindu. 64 neist surid, kuna neil olid kas lühikesed või pikad tiivad. Keskmise suurusega isendid jäid ellu, kuna osutusid vastupidavamaks.
Liigutaja avaldub järgmiselt: madudel jäsemete või koopaloomadel silmade, sõralistel sõrmede kadumine jne. See tähendab, et elund (või osa sellest), mida loom ei vaja, kaob lihtsalt ära.
Häiriva valiku näiteks võivad olla teod (täpsemalt nende värvus). Kui muld on pruun, on kest pruuni või kollase varjundiga.
Loodus täiustab ennast kogu aeg. Kuid evolutsioonilised muutused toimuvad äärmiselt aeglaselt. Inimese eluga võrreldes muidugi. Vaid miljardite Maa eksisteerimisaastate jooksul suutis loodus saavutada sellise täiuslikkuse ja elu mitmekesisuse, nagu me praegu näeme.
Darwin väitis, et evolutsiooni liikumapanevad jõud ehk eluslooduse arengut mõjutavad tegurid on:
- ühe liigi isendite pärilikkus ja varieeruvus;
Pärilikkus ja muutlikkus
On teada, et sama liigi isendid on sarnased, kuid siiski mitte ühesugused. Need erinevad veidi välimuse ja sisemine struktuur, käitumine. Need erinevused võivad mõjutada ellujäämise võimalust. Nendel isikutel on suurem võimalus ellu jääda ja järglasi jätta. Funktsioonid mis vastavad elupaigale. Need muutused võivad pärida järglastele. Selle tulemusena suureneb selliste omadustega isendite arv järgmises põlvkonnas.
Võitlus olemasolu eest
Looduslik valik
Olelusvõitlus viib loodusliku valikuni - liigi paremini kohanenud isendite eelistatud ellujäämise ja paljunemiseni ning vähem kohanenud isendite hukkumiseni.
Loodusliku valiku toimimine paljude põlvkondade jooksul viib väikeste kasulike pärilike muutuste kuhjumiseni ja organismide kohanemiseni oma keskkonnaga.
Euroopa metsade elanikul on siilil teravad ogad, mis kaitsevad kiskjate eest. Nende tekkimine on loodusliku valiku tulemus. Isegi kerge naha kõvenemine võis aidata siili kaugetel esivanematel ellu jääda. Paljude põlvkondade jooksul oli olelusvõitluses eelis arenenud selgrooga inimestel. Just nemad võisid järglasi maha jätta ja oma pärilikud muutused neile edasi anda. Järk-järgult levivad liigis ja kõigis isendites uued kasulikud tunnused Euroopa siil sai okaste omanikeks.
Näitlemine kaua aega, evolutsiooni liikumapanevad jõud viivad elusorganismide kohanemiste kujunemiseni erinevate keskkonnatingimustega, mõne liigi muutumiseni teisteks, keerukamate eluvormide tekkeni lihtsamate baasil.
Kohanemine (kohanemisvõime)
Kohanemised on elusorganismide omadused, tänu millele nad looduses eksisteerivad. Kasulikud märgid, mis tekivad üksikutes organismides varieeruvuse tagajärjel, aitavad neil olelusvõitluses ellu jääda. Need omadused säilivad loodusliku valiku tulemusena ja on päritud järeltulijatelt. Seega muutuvad loomade ja taimede omadused põlvest põlve järk-järgult nende jaoks paremaks. evolutsioonilised muutused. Ja sellepärast on kõik elusorganismid nii hästi kohanenud nende elutingimustega.
Spetsifikatsioon
Spetsifikatsioon on evolutsiooni tulemus. Paljude põlvkondade jooksul saab populatsiooni isoleerida antud liigi teistest populatsioonidest (näiteks asuda neist väga kaugel). Looduslik valik, toimides pikka aega, toob kaasa paljude erinevuste kuhjumise isoleeritud ja teiste populatsioonide vahel.
Selle tulemusena kaotavad erinevatest populatsioonidest pärit isendid võime ristuda ja järglasi saada. Ületamatute bioloogiliste tõkete tekkimine ületamisel viib spetsifikatsiooniprotsessini.
Spetsifikatsioon tõi kaasa kahte tüüpi rebaste - hariliku rebase ja korsaki rebase - tekkimise. Põhjas soodustas looduslik valik suurimate isendite ellujäämist (kui suurem suurus keha, seda vähem soojust keha kaotab). Selle tulemusena tekkis liik harilik rebane. Vastupidi, lõunapoolsetes piirkondades oli looduslik valik suunatud kõige väiksemate isendite säilitamisele (kui väiksem suurus keha, seda rohkem soojust keha ilma ülekuumenemiseta välja annab). Selle tulemusena tekkis liik korsaki rebane.
Tänaseks on bioloogiline evolutsioon täielikult kinnitatud teaduslikud faktid kogunenud erinevates tööstusharudes bioloogiateadus. Tõendid evolutsiooni kohta põhinevad võrdleval uurimisel välise ja sisemise struktuuri, arengu ja eluprotsessid iidsete väljasurnud liikide kaasaegsed esindajad. Selleks on olemas teaduslikult põhjendatud tsütoloogilised,