Varomosios evoliucijos jėgos

BAIGIAMASIS BIOLOGijos KONTROLINIS DARBAS 11 KLASĖS KURSUI

1 variantas

1 dalis. Atlikdami užduotis pasirinkite vienas teisingas atsakymas

1. Mokslas tiria gyvo organizmo vystymąsi nuo zigotos susidarymo momento iki gimimo.

a) sistematika b) atranka c) embriologija d) paleontologija

2. Individai priskiriami vienai rūšiai, jei

a) jie turi tą patį chromosomų rinkinį b) tarp jų yra biotinių ryšių

c) jie gyvena toje pačioje aplinkoje d) patiria įvairių mutacijų

3. Tos pačios rūšies individų gyvybės procesų panašumas yra kriterijus

a) fiziologinis b) genetinis c) geografinis d) morfologinis

4. Kovos už būvį priežastis yra

a) populiacijos individų kintamumas b) stichinės nelaimės

c) riboti aplinkos ištekliai ir intensyvus dauginimasis

d) individų prisitaikymo prie aplinkos trūkumas

5. Dėl evoliucijos varomųjų jėgų sąveikos

a) populiacijų skaičiaus svyravimai b) naujų rūšių formavimasis gamtoje

c) mutacijos procesas d) populiacijų išskyrimas

6. Evoliucijos veiksnys, kurio pagrindas yra kliūčių laisvai atsiradimas asmenų kirtimas yra

a) natūrali atranka b) izoliacija c) modifikacija d) genetinis dreifas

7. Keturių kamerų širdies, šiltakraujiškumo ir išsivysčiusios smegenų žievės atsiradimas senovės žinduoliams – pavyzdys

a) idioadaptacija b) aromorfozė c) biologinė pažanga d) biologinė regresija

8. Vidinių ir išorinė struktūra organizmai yra

a) aromorfozė b) idioadaptacija c) degeneracija d) regeneracija

9. Skirtumas grindžiamas principu

a) ženklo divergencija b) ženklo konvergencija c) išsigimimas d) prisitaikymas

10. Organizmų gyvybingumą mažinantys veiksniai vadinami

a) ribojantis b) aplinkosauginis c) sezoninis d) natūralus

11. Ryšio tipas, atsirandantis tarp panašių ekologinių poreikių turinčių rūšių

12. Perėjimo iš vienos biocenozės į kitą priežastis yra

pasikeitimas oro sąlygos b) gyvų organizmų pakeitimas buveine

c) vienos rūšies populiacijų skaičiaus svyravimai d) sezoniniai gamtos pokyčiai

13. Būtina sąlyga tvarios plėtros biosfera -

1) dirbtinių agrocenozių kūrimas 2) plėšriųjų gyvūnų skaičiaus mažinimas

3) pramonės plėtra, atsižvelgiant į aplinkosaugos įstatymus

4) žemės ūkio pasėlių kenkėjų vabzdžių naikinimas

2 dalis. Atlikdami užduotis pasirinkite trys teisingas atsakymas

14. Paleontologiniai evoliucijos įrodymai apima

a) trečiojo amžiaus liekanos žmonėms b) augalų įspaudai ant anglių siūlių

c) suakmenėjusios paparčių liekanos d) gimsta žmonės su storais plaukais ant kūno

e) žmogaus skeleto uodegikaulis f) arklio filogenetinė serija

15. Dykumos gyvūnų prisitaikymo prie drėgmės trūkumo ypatybės yra šios:

a) kasdienis gyvenimo būdas b) naktinė veikla c) riebalų nusėdimas d) didelis judėjimo greitis e) tankus išorinis sluoksnis f) plona oda, padengta gleivėmis

16. Biologinio progreso požymiai yra

a) rūšių skaičiaus padidėjimas b) arealo ploto sumažėjimas c) rūšių skaičiaus sumažėjimas d) arealo išplėtimas

e) organizmų prisitaikymo prie sąlygų lygio sumažėjimas aplinką

f) organizmų prisitaikymo prie aplinkos sąlygų lygio didinimas

17. Nustatyti atitiktį tarp gamtoje vykstančio proceso ir kovos už būvį formos

A) kova tarp populiacijos individų dėl teritorijos

B) vienos rūšies naudojimas kitoms

B) konkurencija tarp individų dėl patelės

D) represijos juoda žiurkė pilka žiurkė

D) grobuoniškumas

1) intraspecifinis

2) tarprūšinis

18. Nustatykite aplinkos veiksnio pavyzdžio ir jo rūšies atitiktį

A) cheminė dirvožemio sudėtis

B) pasodinti miško juostą

B) kurmiai miške

D) uraganai

D) kelių tiesimas

E) plėšrieji paukščiai

1) biotinis

2) abiotinis

3) antropogeninis

19. Nustatyti medžiagų apykaitos savybių ir organizmų, kuriems jos būdingos, atitiktį

Metabolizmo ypatybės

Organizmai

A) naudokite saulės šviesos energiją ATP sintezei

B) maiste esančios energijos panaudojimas ATP sintezei

C) naudokite tik paruoštą organinės medžiagos

D) organinių medžiagų sintezė iš neorganinių

D) deguonies išsiskyrimas metabolizmo metu

1) autotrofai

2) heterotrofai

20. Nustatyti evoliucinių procesų Žemėje seką chronologine tvarka

a) ląstelių gyvybės formų atsiradimas b) koacervatų atsiradimas vandenyje

c) fotosintezės atsiradimas d) gyvybės vystymasis sausumoje e) ozono ekrano susidarymas

21 Pateikite išsamų atsakymą į klausimą:

1. Kokį vaidmenį miško biocenozėje atlieka paukščiai? Pateikite bent tris charakteristikas

1 variantas.

Pagrindinis Charleso Darwino nuopelnas plėtojant biologiją yra:

1) atrankos metodų kūrimas 2) evoliucijos varomųjų jėgų nustatymas

3) taksonomijos mokslinių pagrindų kūrimas; 4) paleontologinių radinių tyrimas.

Dėl evoliucijos varomųjų jėgų sąveikos atsiranda:

1) populiacijų skaičiaus svyravimai 2) naujų rūšių formavimasis gamtoje

3) mutacijos procesas 4) populiacijų išskyrimas.

Kokios yra kovos už būvį priežastys?

1) populiacijos individų kintamumas

2) riboti aplinkos ištekliai ir intensyvus individų dauginimasis

3) stichinės nelaimės

4) individų prisitaikymo prie savo buveinės stoka.

Koks kintamumas yra natūralios atrankos medžiaga?

1) sezoninis 2) mutacinis 3) specifinis 4) fenotipinis.

Naudingos mutacijos plinta per populiaciją dėl:

1) asmenų judėjimas 2) laisvas kirtimas

3) fiziologinė izoliacija 4) aplinkos izoliacija.

Natūrali atranka yra:

1) sudėtingi ryšiai tarp organizmų ir negyvosios gamtos

2) asmenų, turinčių jiems naudingų paveldimų pokyčių, išsaugojimo procesas

3) naujų rūšių formavimosi gamtoje procesas

4) gyventojų skaičiaus augimo procesas.

Organizmų prisitaikymo prie aplinkos linkme veikia šie veiksmai:

1) metodinė atranka 2) natūrali atranka

3) paveldimas kintamumas 4) kova už būvį.

Asmenų, kurių bruožai skiriasi nuo vidurkio, atranka vadinama:

1) vairavimas 2) metodinis 3) stabilizuojantis 4) masė.

Kas yra genetinis dreifas?

1) atsitiktinis jų alelių atsiradimo populiacijoje dažnio pokytis

2) individų judėjimas iš vienos populiacijos į kitą

Augalai ir gyvūnai prisitaiko prie aplinkos:

1) individų savęs tobulėjimo siekiai 2) žmogaus veikla

3) modifikacijų kintamumas 4) evoliucijos varomųjų jėgų sąveika.

Augalų prisitaikymas prie vabzdžių apdulkinimo pasireiškia:

1) didelio kiekio žiedadulkių susidarymas 2) kuokelių gijų pailgėjimas

3) ankstyvas pavasario žydėjimas 4) nektaro ir ryškios vainikėlio buvimas žieduose.

Kaip baltasis kiškis prisitaikęs apsisaugoti nuo plėšrūnų žiemą?

1) pastovios kūno temperatūros buvimas 2) plaukų kailio pasikeitimas

3) žiemos miego buvimas 4) galimybė greitai judėti sniege.

Embriologiniai evoliucijos įrodymai apima:

1) organizmų ląstelinė sandara

2) panašių organų sistemų buvimas stuburiniuose gyvūnuose

3) stuburinių gyvūnų embrionų panašumas

4) gyvūnų gyvybės procesų panašumas.

Bestuburių ir stuburinių gyvūnų ryšį galima įrodyti ištyrus struktūrą:

1) kremzlinės žuvys 2) anelidai 3) kaulinės žuvys 4) lancetai.

aš . Atrankos ženklas Pasirinkimo tipas

A) išsaugo naudingų savybių turinčius individus tam tikromis sąlygomis 1) natūralius

aplinkos pokyčiai.

B) veda prie naujų gyvūnų veislių kūrimo 2) dirbtinių

ir augalų veislių.

C) skatina organizmų su būtinomis kūrimąsi

žmogui dėl paveldimų pokyčių.

D) pasireiškia populiacijos viduje ir tarp populiacijų

viena rūšis gamtoje.

D) gamtoje veikė milijonus metų.

E) veda prie naujų rūšių formavimosi ir formavimosi

prisitaikymas prie aplinkos.

G) atlieka asmuo.

II . Ženklo tipo kriterijus

A) kūnas yra padengtas mantija. 1) morfologinis

B) kriauklė turi dvi duris. 2) aplinkosaugos

B) gyvena gėlo vandens telkiniuose.

D) kraujotakos sistema neuždaryta.

D) minta vandens mikroorganizmais.

E) lerva vystosi vandenyje.

III. Organizmas Evoliucijos kryptis

A) emu 1) biologinė pažanga

B) pilka žiurkė 2) biologinė regresija

B) naminė pelė

Mėlyna-žalia (cianobakterijos)

D) erelis auksinis erelis

E) Ussuri tigras

3 užduotis. Nustatyti aromorfozių atsiradimo seką stuburinių gyvūnų evoliucijoje:

A) dviejų kamerų žuvies širdis

B) kūdikio vystymasis žinduolių gimdoje

B) vidinis roplių apvaisinimas

D) varliagyvių plaučių kvėpavimas

Testas biologijoje. 11 klasė.

„Čarlzo Darvino mokymai apie evoliucijos varomąsias jėgas ir rezultatus.

Sintetinė evoliucijos teorija“.

2 variantas.

1 užduotis. Pasirinkite teisingą atsakymą:

Kas yra paveldimumas, kintamumas, kova už būvį ir natūrali atranka?

1) gyvosios gamtos savybės 2) evoliucijos rezultatai

3) evoliucijos varomosios jėgos 4) pagrindinės evoliucijos kryptys.

Evoliucijos varomosios jėgos apima:

1) rūšių įvairovė 2) kova už būvį

3) specifikacija 4) prisitaikymas.

Kokia yra kovos už būvį reikšmė evoliucijoje?

1) individų išsaugojimas daugiausia su naudingais pakeitimais

2) asmenų su bet kokiais paveldimais pakitimais išsaugojimas

3)medžiagos atrankai sukūrimas

4) santykių tarp asmenų paaštrėjimas.

Ką lemia mutacijos proceso padidėjimas natūralioje populiacijoje?

1)natūralios atrankos efektyvumo didinimas

2) medžiagų apykaitos intensyvumo didinimas

3) asmenų skaičiaus didinimas 4) savireguliacijos tobulinimas.

Koks yra recesyvinių mutacijų vaidmuo evoliucijoje?

1) pasirodo pirmoje kartoje

2) yra paslėptas paveldimo kintamumo rezervas

3) dažniausiai kenkia organizmui 4) veikia kūno ląstelių, o ne lytinių ląstelių genus.

Naujų rūšių susidarymas gamtoje atsiranda dėl:

1) individų noras tobulėti

2) žmogaus su jam naudingų paveldimų pokyčių išsaugojimas

3) žmonių, turinčių jam naudingų paveldimų pokyčių, išsaugojimas

4) fenotipinis.

individų, turinčių jiems naudingų paveldimų pokyčių, išsaugojimas natūralios atrankos būdu.

4) individų su įvairiais nepaveldimais pakitimais išsaugojimas natūralios atrankos būdu.

Kaip vadinasi atranka, kai populiacijoje išlaikomi individai, turintys vidutinę požymio normą?

1) stabilizuojantis 2) vairavimas 3) dirbtinis 4) metodinis.

Kokios yra atrankos stabilizavimo pasekmės?

1) senų rūšių išsaugojimas 2) reakcijos normos pasikeitimas

3) naujų rūšių atsiradimas 4) pasikeitusių savybių individų išsaugojimas.

Evoliucijos veiksnys, kurio pagrindas yra kliūčių laisvam individų kirtimui atsiradimas, vadinamas:

1) modifikacija 2) natūrali atranka

3) izoliacija 4) populiacijos bangos.

Kokios yra rūšių įvairovės gamtoje priežastys?

1) sezoniniai ekosistemos pokyčiai 2) organizmų prisitaikymas prie aplinkos

3) paveldimumo kintamumas ir natūrali atranka

4) modifikacijų kintamumas ir dirbtinė atranka.

Gyvūnų prisitaikymas prie sezoninių gamtos pokyčių yra:

1) ryklių, rajų medžioklė 2) migruojančių paukščių migracija

3) naktinis šikšnosparnių veikla 4) moliuskų kiauto vožtuvų judėjimas.

Kokiam pritaikymo tipui priklauso ryškios boružėlių spalvos?

1) mimika 2) užmaskuoti

3) apsauginis dažymas 4) įspėjamasis dažymas.

Pateikite paleontologinių evoliucijos įrodymų pavyzdį:

1) Archeopteryx atspaudas 2) organizmų rūšių įvairovė

3) žuvų prisitaikymas prie gyvenimo skirtinguose gyliuose 4) moliuskų kriauklių buvimas.

Organai, kurie evoliucijos metu prarado pradinę funkciją, vadinami:

1) atavizmai 2) užuomazgos 3) homologiški 4) analogiški.

2 užduotis. Rungtynės:

aš. Teikti evoliucijos įrodymus

A) žmogaus ontogenezė, kaip ir šimpanzės, 1) embriologinė

prasideda nuo zigotos.

B) paukščio sparnas ir apgamo letena yra homologiški 2) lyginamoji anatominė

C) arklių bandoje gali pasirodyti tripirščiai

D) žiaunų plyšių buvimas žinduolių embrione.

D) visi stuburiniai gyvūnai vystosi individualiai

blastula, gastrula, neurula stadijos.

II. Ženklo tipo kriterijus

A) lerva gyvena vandenyje 1) morfologinė

B) kūnas suplotas. 2) aplinkosaugos

D) minta šeimininko audiniais.

D) turi siurbtukus.

E) virškinimo sistema turi burnos angą.

III. Charakteristikos Aplinkos veiksnys

A) atmosferos dujų sudėties pastovumas. 1) biotinis

B) ozono ekrano storio pokytis. 2) abiotinis

B) oro drėgmės pasikeitimas.

D) vartotojų skaičiaus pokytis.

D) gamintojų skaičiaus pokytis.

3 užduotis. Nustatyti stuburinių gyvūnų embrioninio vystymosi procesų seką:

A) blastomerų susidarymas zigotos suskaidymo metu

B) pradinių embriono organų klojimas

B) kiaušinėlio ir spermos susiliejimas ir zigotos susidarymas

D) nervinės plokštelės vystymasis

D) gemalo sluoksnių susidarymas

Biologijos testas. 11 klasė.

„Čarlzo Darvino mokymai apie evoliucijos varomąsias jėgas ir rezultatus.

Sintetinė evoliucijos teorija“.

Atsakymai. 1 variantas.

1 pratimas.

2 užduotis.

III.

3 užduotis.

2 variantas.

1 pratimas.

III.

Tipas, jo kriterijai. Populiacija yra struktūrinis rūšies vienetas ir elementarus evoliucijos vienetas. Mikroevoliucija. Naujų rūšių formavimasis. Specifikacijos metodai. Rūšių įvairovės išsaugojimas kaip biosferos tvarumo pagrindas

Tipas, jo kriterijai

Šiuolaikinės taksonomijos pradininkas C. Linnaeus rūšį laikė morfologinėmis savybėmis panašių organizmų grupe, kuri laisvai kryžminasi. Biologijai tobulėjant, atsirado įrodymų, kad skirtumai tarp rūšių yra daug gilesni, susiję su chemine sudėtimi ir medžiagų koncentracija audiniuose, kryptimi ir greičiu. cheminės reakcijos, gyvybės procesų pobūdis ir intensyvumas, chromosomų skaičius ir forma, t.y. rūšis yra mažiausia organizmų grupė, atspindinti jų glaudų ryšį. Be to, rūšys neegzistuoja amžinai – jos atsiranda, vystosi, atsiranda naujų rūšių ir išnyksta.

Žiūrėti- tai savo struktūra ir gyvenimo procesų ypatybėmis panašių, bendrą kilmę turinčių, gamtoje laisvai tarpusavyje besikryžiuojančių ir vaisingų palikuonių susilaukusių individų rinkinys.

Visi tos pačios rūšies individai turi tą patį kariotipą ir gamtoje užima tam tikrą geografinę sritį - plotas

Panašumo ženklai tarp tos pačios rūšies individų vadinami tipo kriterijai. Kadangi nė vienas iš kriterijų nėra absoliutus, norint teisingai nustatyti tipą, būtina naudoti kriterijų rinkinį.

Pagrindiniai rūšies kriterijai yra morfologiniai, fiziologiniai, biocheminiai, ekologiniai, geografiniai, etologiniai (elgesio) ir genetiniai.

1. Morfologinis- tos pačios rūšies organizmų išorinių ir vidinių savybių rinkinys. Nors kai kurios rūšys turi unikalių savybių, dažnai labai sunku atskirti glaudžiai susijusias rūšis naudojant vien morfologinius požymius. Taigi pastaruoju metu buvo aptikta nemažai toje pačioje teritorijoje gyvenančių dvynių rūšių, pavyzdžiui, naminė pelė ir pelė Kurgančik, todėl rūšiai nustatyti nepriimtina naudoti išimtinai morfologinius kriterijus.
2. Fiziologinis- gyvybės procesų organizmuose panašumas, pirmiausia dauginimasis. Tai taip pat nėra universali, nes kai kurios rūšys gamtoje kryžminasi ir susilaukia vaisingų palikuonių.
3. Biocheminis- cheminės sudėties ir medžiagų apykaitos procesų panašumas. Nepaisant to, kad šie rodikliai gali labai skirtis tarp skirtingų tos pačios rūšies individų, šiuo metu jiems skiriama daug dėmesio, nes biopolimerų struktūrinės ypatybės ir sudėtis padeda identifikuoti rūšis net molekuliniu lygmeniu ir nustatyti jų ryšio laipsnį.
4. Ekologiškas- rūšių atskyrimas pagal jų priklausymą tam tikroms ekosistemoms ir ekologinėms nišoms, kurias jos užima. Tačiau daugelis nesusijusių rūšių užima panašias ekologines nišas, todėl pagal šį kriterijų galima atskirti rūšį tik kartu su kitomis savybėmis.
5. Geografinė- kiekvienos rūšies populiacijos egzistavimas tam tikroje biosferos dalyje – plote, kuris skiriasi nuo visų kitų rūšių plotų. Dėl to, kad daugelio rūšių arealo ribos sutampa, taip pat yra nemažai kosmopolitinių rūšių, kurių arealas apima plačias erdves, geografinis kriterijus taip pat negali tarnauti kaip „rūšies“ požymis.
6. Genetinė- chromosomų rinkinio charakteristikų - kariotipo - pastovumas ir tos pačios rūšies individų DNR nukleotidų sudėtis. Dėl to, kad nehomologinės chromosomos negali konjuguoti mejozės metu, palikuonys, sukryžminus skirtingų rūšių individus su nevienodu chromosomų rinkiniu, arba visai neatsiranda, arba yra nevaisingi. Taip sukuriama rūšies reprodukcinė izoliacija, išlaikomas jos vientisumas ir užtikrinamas egzistavimo gamtoje realumas. Ši taisyklė gali būti pažeista kryžminant panašios kilmės rūšis su tuo pačiu kariotipu arba įvykus įvairioms mutacijoms, tačiau išimtis tik patvirtina bendrą taisyklę, o rūšys laikytinos stabiliomis genetinėmis sistemomis. Genetinis kriterijus rūšių kriterijų sistemoje yra pagrindinis, bet ir neišsamus.

Nepaisant kriterijų sistemos sudėtingumo, rūšis negali būti vaizduojama kaip visais atžvilgiais absoliučiai identiškų organizmų grupė, tai yra, klonai. Priešingai, daugeliui rūšių būdinga didelė net išorinių savybių įvairovė, nes, pavyzdžiui, kai kurioms boružėlių populiacijoms vyrauja raudona spalva, o kitoms – juoda.

Populiacija yra struktūrinis rūšies vienetas ir elementarus evoliucijos vienetas

Sunku įsivaizduoti, kad iš tikrųjų vienos rūšies individai būtų tolygiai pasiskirstę žemės paviršiuje arealo ribose, nes, pavyzdžiui, ežerinė varlė daugiausia gyvena gana retuose stovinčioje gėlo vandens telkiniuose ir vargu ar bus rasta. laukuose ir miškuose. Rūšys gamtoje dažniausiai skirstomos į atskiras grupes, priklausomai nuo jų buveinėms – populiacijoms – tinkamų sąlygų derinio.

Gyventojų skaičius- tos pačios rūšies individų grupė, užimanti dalį savo arealo, laisvai kryžminantis tarpusavyje ir santykinai izoliuota nuo kitų tos pačios rūšies individų grupių daugiau ar mažiau ilgą laiką.

Populiacijos gali būti atskirtos ne tik erdviškai, jos netgi gali gyventi toje pačioje teritorijoje, tačiau skiriasi maisto pomėgiai, dauginimosi laikas ir kt.

Taigi rūšis yra populiacijų rinkinys individų, turinčių daug bendrų morfologinių, fiziologinių, biocheminių savybių ir santykių su aplinka tipų, gyvenančių tam tikroje teritorijoje, taip pat galinčių kryžmintis tarpusavyje, kad susidarytų vaisingi palikuonys, tačiau beveik arba visai nesikryžmina su kitomis grupėmis tos pačios rūšies individais.

Tarp rūšių, kurių arealas yra didelis, apimantis teritorijas su skirtingomis gyvenimo sąlygomis, jos kartais išskiriamos porūšis- didelės populiacijos arba gretimų populiacijų grupės, turinčios nuolatinius morfologinius skirtumus nuo kitų populiacijų.

Populiacijos nėra išsibarsčiusios po žemės paviršių atsitiktinai, jos yra susietos su tam tikromis sritimis. Visų negyvosios gamtos veiksnių, reikalingų tam tikros rūšies individams gyventi, visuma vadinama buveinė. Tačiau vien šių veiksnių gali nepakakti, kad populiacija užimtų šią teritoriją, nes ji vis tiek turi glaudžiai bendrauti su kitų rūšių populiacijomis, tai yra užimti tam tikrą vietą gyvų organizmų bendrijoje. ekologinė niša. Taigi, Australijos koala marsupial lokys, jei visi kiti dalykai yra vienodi, negali egzistuoti be pagrindinio maisto šaltinio – eukalipto.

Įvairių rūšių populiacijos, kurios sudaro neatsiejamą vienybę tose pačiose buveinėse, paprastai sudaro daugiau ar mažiau uždarą medžiagų ciklą ir yra elementarios ekologinės sistemos (ekosistemos) - biogeocenozės.

Nepaisant visų aplinkos sąlygų reikalavimų, tos pačios rūšies populiacijos yra nevienalytės pagal plotą, skaičių, tankį ir erdvinį individų pasiskirstymą, dažnai sudaro mažesnes grupes (šeimos, pulkus, bandas ir kt.), lytį, amžių, genofondą ir kt. ., todėl išskiriamas jų dydis, amžius, lytis, erdvinė, genetinė, etologinė ir kitos struktūros bei dinamika.

Svarbios populiacijos savybės yra genofondas- tam tikros populiacijos ar rūšies individams būdingų genų rinkinys, taip pat tam tikrų alelių ir genotipų dažnis. Skirtingos tos pačios rūšies populiacijos iš pradžių turi skirtingus genų fondus, nes naujas teritorijas kolonizuoja individai su atsitiktiniais, o ne specialiai atrinktais genais. Veikiant vidiniams ir išoriniams veiksniams, genofondas patiria dar reikšmingesnių pokyčių: jis praturtėja dėl mutacijų atsiradimo ir naujo bruožų derinio bei išsenka dėl atskirų alelių praradimo žūties ar migracijos metu. tam tikras skaičius asmenų.

Naujos savybės ir jų deriniai gali būti naudingi, neutralūs arba žalingi, todėl populiacijoje išgyvena ir sėkmingai dauginasi tik prie tam tikrų aplinkos sąlygų prisitaikę individai. Tačiau dviejuose skirtinguose žemės paviršiaus taškuose aplinkos sąlygos niekada nėra visiškai identiškos, todėl net dviejose gretimose populiacijose pokyčių kryptis gali būti visiškai priešinga arba jie vyks skirtingu greičiu. Genų fondo pokyčių rezultatas – populiacijų divergencija pagal morfologines, fiziologines, biochemines ir kitas savybes. Jei populiacijos taip pat yra izoliuotos viena nuo kitos, jos gali sukelti naujų rūšių.

Taigi, atsiranda bet kokių kliūčių kertant skirtingų tos pačios rūšies populiacijų individus, pavyzdžiui, dėl susiformavimo. kalnynai, upių vagų pokyčiai, reprodukcijos laiko skirtumai ir kt., lemia tai, kad populiacijos palaipsniui įgauna vis daugiau skirtumų ir galiausiai tampa skirtingomis rūšimis. Kurį laiką šių populiacijų ribose vyksta individų kryžminimas ir atsiranda hibridų, tačiau laikui bėgant šie kontaktai išnyksta, t.y. populiacijos iš atvirų genetinių sistemų užsidaro.

Nepaisant to, kad asmenys pirmiausia yra veikiami aplinkos veiksnių, vieno organizmo genetinės sudėties pokyčiai yra nereikšmingi ir geriausiu atveju atsiras tik jo palikuonims. Porūšiai, rūšys ir stambesni taksonai taip pat netinka elementarių evoliucijos vienetų vaidmeniui, nes nesiskiria morfologine, fiziologine, biochemine, ekologine, geografine ir genetine vienove, o populiacijos yra smulkiausi rūšies struktūriniai vienetai, besikaupiantys. įvairūs atsitiktiniai pokyčiai, iš kurių blogiausi bus pašalinti, atitinka šią sąlygą ir yra elementarūs evoliucijos vienetai.

Mikroevoliucija

Genetinės populiacijų struktūros pakeitimas ne visada lemia naujos rūšies formavimąsi, o gali tik pagerinti populiacijos prisitaikymą prie konkrečiomis sąlygomis aplinka, tačiau rūšys nėra amžinos ir nekintančios – jos yra pajėgios vystytis. Šis negrįžtamos istorinės gyvų būtybių kaitos procesas vadinamas evoliucija. Pirminės evoliucinės transformacijos vyksta rūšies viduje populiacijos lygiu. Jie visų pirma pagrįsti mutacijos procesu ir natūralia atranka, dėl kurios keičiasi populiacijų ir visos rūšies genofondas ar net formuojasi naujos rūšys. Šių elementarių evoliucinių įvykių visuma vadinama mikroevoliucija.

Populiacijoms būdinga didžiulė genetinė įvairovė, kuri dažnai nėra išreikšta fenotipiškai. Genetinė įvairovė atsiranda dėl spontaniškos mutagenezės, kuri vyksta nuolat. Dauguma mutacijų yra nepalankios organizmui ir mažina visos populiacijos gyvybingumą, tačiau jei jos yra recesyvinės, heterozigotuose jos gali išlikti ilgą laiką. Kai kurios mutacijos, neturinčios adaptacinės vertės tam tikromis egzistavimo sąlygomis, gali tokią vertę įgyti ateityje arba susiformavus naujoms ekologinėms nišoms, taip sukurdamos paveldimo kintamumo rezervą.

Mikroevoliuciniams procesams didelę įtaką daro individų skaičiaus populiacijose svyravimai, migracija ir nelaimės, taip pat populiacijų ir rūšių izoliacija.

Nauja rūšis yra tarpinis evoliucijos rezultatas, bet jokiu būdu ne jos rezultatas, nes mikroevoliucija tuo nesibaigia – ji tęsiasi toliau. Renginyje atsiranda naujų rūšių geras derinys veikėjai kolonizuoja naujas buveines ir, savo ruožtu, sukuria naujas rūšis. Tokios artimai giminingų rūšių grupės jungiasi į gentis, šeimas ir tt Supraspecifinėse grupėse vykstantys evoliucijos procesai jau vadinami makroevoliucija. Skirtingai nei makroevoliucija, mikroevoliucija vyksta per daug trumpesnį laiką, o pirmajai reikia dešimčių ir šimtų tūkstančių ir milijonų metų, pavyzdžiui, žmogaus evoliucija.

Dėl mikroevoliucijos susiformuoja visa Žemėje kada nors egzistavusių ir dabar gyvenančių gyvų organizmų rūšių įvairovė.

Tuo pačiu metu evoliucija yra negrįžtama, o rūšys, kurios jau išnyko, niekada nebeatsiranda. Besiformuojančios rūšys sutvirtina viską, kas pasiekta evoliucijos procese, tačiau tai negarantuoja, kad ateityje neatsiras naujų rūšių, kurios būtų labiau prisitaikiusios prie aplinkos sąlygų.

Naujų rūšių formavimasis

IN plačiąja prasme naujų rūšių susidarymas suprantamas ne tik kaip naujos rūšies atsiskyrimas nuo pagrindinio kamieno ar motininės rūšies suirimas į kelias dukterines, bet ir bendras vystymasis rūšis kaip vientisa sistema, lemianti reikšmingus jos morfostruktūrinės organizacijos pokyčius. Tačiau dažniau nei ne specifikacija vertinamas kaip naujų rūšių formavimosi procesas šakojantis rūšies „šeimos medžiui“.

Esminį specifikacijos problemos sprendimą pasiūlė Charlesas Darwinas. Pagal jo teoriją, plintant tos pačios rūšies individams formuojasi populiacijos, kurios dėl aplinkos sąlygų skirtumų yra priverstos prie jų prisitaikyti. Tai savo ruožtu reiškia tarprūšinės kovos už egzistavimą, kuriai vadovauja natūrali atranka, intensyvėjimą. Šiuo metu manoma, kad kova už būvį visai nėra privalomas specifikacijos veiksnys, priešingai, kai kuriose populiacijose gali sumažėti atrankos spaudimas. Gyvenimo sąlygų skirtumai prisideda prie nevienodų prisitaikymo pokyčių rūšies populiacijose atsiradimo, kurių pasekmė yra populiacijų savybių ir savybių skirtumai. divergencija.

Tačiau skirtumų susikaupimo net genetiniame lygmenyje jokiu būdu nepakanka naujai rūšiai atsirasti. Kol kai kuriomis savybėmis besiskiriančios populiacijos ne tik kontaktuoja, bet ir geba kryžmintis, formuodami vaisingus palikuonis, jos priklauso tai pačiai rūšiai. Tik neįmanomas genų srautas iš vienos individų grupės į kitą, net ir sunaikinus juos skiriančias kliūtis, t.

Specifikacija yra mikroevoliucijos procesų tąsa. Egzistuoja požiūris, kad specifikacijos negalima redukuoti iki mikroevoliucijos; tai yra kokybinis evoliucijos etapas ir vykdomas kitų mechanizmų dėka.

Specifikacijos metodai

Yra du pagrindiniai rūšiavimo būdai: alopatrinis ir simpatrinis.

Alopatrinis, arba geografinė specifikacija yra erdvinio populiacijų atskyrimo fizinėmis kliūtimis (kalnų grandinėmis, jūromis ir upėmis) pasekmė dėl jų atsiradimo arba išplitimo į naujas buveines (geografinė izoliacija). Kadangi šiuo atveju atskirtos populiacijos genofondas labai skiriasi nuo motininio, o sąlygos jos buveinėje nesutaps su pirminėmis, laikui bėgant tai lems skirtumus ir naujos rūšies formavimąsi. Ryškus pavyzdys geografinė specifika yra kikilių rūšių įvairovė, kurią Charlesas Darwinas atrado per savo kelionę Biglio laivu Galapagų salos prie Ekvadoro krantų. Matyt, pavieniai vienintelio Pietų Amerikos žemyne ​​gyvenančio kikilio individai kažkokiu būdu atsidūrė salose ir dėl skirtingų sąlygų (pirmiausia maisto prieinamumo) ir geografinės izoliacijos pamažu išsivystė, sudarant giminingų rūšių grupę.

Pagrinde simpatiškas, arba biologinė specifikacija slypi tam tikra reprodukcinės izoliacijos forma, kai pirminių rūšių diapazone atsiranda naujų rūšių. Būtina simpatinės specifikacijos sąlyga yra greitas gautų formų išskyrimas. Tai greitesnis procesas nei alopatrinė specifikacija, o naujos formos yra panašios į pirminius protėvius.

Simpatišką specifiką gali sukelti greiti chromosomų sudėties pokyčiai (poliploidizacija) arba chromosomų pertvarkymai. Kartais naujos rūšys atsiranda dėl dviejų originalių rūšių hibridizacijos, pavyzdžiui, naminių slyvų, kurios yra slyvų ir vyšnių slyvų hibridas. Kai kuriais atvejais simpatinė specifikacija yra susijusi su ekologinių nišų pasidalijimu tos pačios rūšies populiacijose viename diapazone arba sezonine izoliacija – augalų dauginimosi laiko skirtumais (skirtingos pušų rūšys Kalifornijoje vasario ir balandžio mėnesiais gamina dulkes) ir gyvūnų reprodukcijos laiką.

Iš visos naujai atsirandančių rūšių įvairovės gali egzistuoti tik kelios, labiausiai prisitaikiusios ilgas laikas ir sukelti naujų rūšių. Daugumos rūšių žūties priežastys vis dar nežinomos, greičiausiai tai yra dėl staigių klimato pokyčių, geologinių procesų ir jų išstūmimo į labiau prisitaikiusius organizmus. Šiuo metu viena iš nemažos dalies rūšių žūties priežasčių yra žmogus, kuris naikina didžiausius gyvūnus ir gražiausius augalus, ir jei XVII amžiuje šis procesas prasidėjo tik sunaikinus paskutinį raundą, tai m. XXI amžiuje kas valandą nyksta daugiau nei 10 rūšių.

Rūšių įvairovės išsaugojimas kaip biosferos tvarumo pagrindas

Nepaisant to, kad, įvairiais vertinimais, planetoje gyvena 5–10 milijonų dar neaprašytų organizmų rūšių, apie daugumos jų egzistavimą niekada nesužinosime, nes iš Žemės paviršiaus išnyksta apie 50 rūšių. Žemę kas valandą. Gyvų organizmų nykimas šiuo metu nebūtinai yra susijęs su jų fiziniu sunaikinimu, o dažniau dėl jų natūralių buveinių sunaikinimo dėl žmogaus veiklos. Mažai tikėtina, kad atskiros rūšies mirtis sukels mirtinų pasekmių biosferai, tačiau jau seniai nustatyta, kad vienos augalų rūšies išnykimas lemia 10–12 gyvūnų rūšių mirtį, o tai jau kelia grėsmę tiek egzistavimui. atskirų biogeocenozių ir apskritai pasaulinei ekosistemai.

Liūdni faktai, sukaupti per ankstesnius dešimtmečius, privertė Tarptautinę gamtos ir gamtos išteklių apsaugos sąjungą (IUCN) 1949 metais pradėti rinkti informaciją apie retas ir nykstančias augalų ir gyvūnų rūšis. 1966 m. IUCN paskelbė pirmąją Raudonąją faktų knygą.

Raudonoji knyga yra oficialus dokumentas, kuriame nuolat atnaujinami duomenys apie retų ir nykstančių augalų, gyvūnų ir grybų rūšių būklę ir paplitimą.

Šiame dokumente buvo patvirtinta penkių lygių saugomos rūšies statuso skalė, kurioje pirmasis apsaugos lygis apima rūšis, kurių išgelbėjimas neįmanomas be specialių priemonių, o penktuoju – atkurtos rūšys, kurių būklė dėl imtų priemonių gerėja. nekelia susirūpinimo, tačiau jie dar nėra naudojami pramonėje. Tokio masto sukūrimas leidžia nukreipti prioritetines apsaugos pastangas rečiausioms rūšims, pavyzdžiui, Amūro tigrams.

Be tarptautinės Raudonosios knygos versijos, yra ir nacionalinės bei regioninės versijos. SSRS Raudonoji knyga buvo įsteigta 1974 m Rusijos Federacija jos priežiūros tvarką reglamentuoja federaliniai įstatymai „Dėl aplinkos apsaugos“, „Dėl laukinės gamtos“ ir Rusijos Federacijos Vyriausybės dekretas „Dėl Rusijos Federacijos Raudonosios knygos“. Šiandien į Rusijos Federacijos Raudonąją knygą įrašyta 610 augalų rūšių, 247 gyvūnų rūšys, 42 kerpių ir 24 grybų rūšys. Kai kurių kažkada nykstančių (europinių bebrų, bizonų) populiacijos jau gana sėkmingai atkurtos.

Rusijoje saugomos šios gyvūnų rūšys: rusinė ondatra, tarbaganas (Mongolijos kiaunė), baltasis lokys, europinė Kaukazo audinė, jūrinė ūdra, manulis, amūrinis tigras, leopardas, Sniego leopardas, jūrų liūtas, vėpliai, ruoniai, delfinai, banginiai, Prževalskio arklys, laukinis asilas, rožinis pelikanas, paprastasis flamingas, juodasis gandras, maža gulbė, stepinis erelis, auksinis erelis, juodoji gervė, sibirinė gervė, baublys, erelis, baltasis kiras, Viduržemio jūros vėžlys, japoninė gyvatė, angis, nendrinė rupūžė, Kaspijos nėgis, visų rūšių eršketai, ežerinė lašiša, elninis vabalas, nepaprastoji kamanė, paprastasis apolonas, mantis krabas, paprastoji perlinė midija ir kt.

Į Rusijos Federacijos Raudonąją knygą įtrauktos 7 putinų rūšys, kai kurios pelynų rūšys, tikrasis ženšenis, 7 mėlynių rūšys, dantytasis ąžuolas, skiltis, 11 vilkdalgių rūšių, rusiškasis lazdynas, Šrenko tulpė, riešutmedis. lotosas, moteriškoji šlepetė, plonalapis bijūnas, plunksninė žolė, Julijos raktažolė, pievų lumbagas (miego žolė), belladonna belladonna, Pitsunda pušis, kukmedis, kininis skydažolės, ežero žolė, minkštasis sfagnumas, garbanota gija ir kt.

Retus grybus atstoja vasarinis triufelis, arba rusiškasis juodasis triufelis, lakuotasis grybas ir kt.

Retų rūšių apsauga dažniausiai siejama su draudimu jas naikinti, išsaugoti dirbtinai sukurtose buveinėse (zoologijos soduose), buveinių apsauga ir žemos temperatūros genetinių bankų kūrimu.

Veiksmingiausia retų rūšių apsaugos priemonė yra jų buveinių išsaugojimas, kuris pasiekiamas organizuojant specialiai saugomų teritorijų tinklą, kuris pagal federalinį įstatymą „Dėl specialiai saugomų gamtos teritorijų“ (1995 m.) turi tarptautines , federalinės, regioninės ar vietinės reikšmės. Tai valstybiniai gamtos rezervatai, nacionaliniai parkai, gamtos parkai, valstybiniai gamtos rezervatai, gamtos paminklai, dendrologiniai parkai, botanikos sodai ir kt.

Valstybinis gamtos rezervatas- tai ypatingai saugomas gamtos kompleksas (žemė, vandens telkiniai, podirvis, augalas ir gyvūnų pasaulis), turintys aplinkosauginę, mokslinę, aplinkosauginę ir edukacinę reikšmę kaip gamtinės aplinkos, tipinių ar retų kraštovaizdžių, floros ir faunos genetinio fondo išsaugojimo vietų pavyzdys.

Draustiniai, kurie yra tarptautinės biosferos rezervatų sistemos, atliekančios pasaulinį aplinkos monitoringą, dalis, turi statusą valstybiniai gamtiniai biosferos rezervatai. Draustinys – tai aplinkosaugos, mokslinių tyrimų ir aplinkosaugos mokymo įstaiga, skirta išsaugoti ir tirti gamtos tėkmę natūralių procesų ir reiškiniai, floros ir faunos genetinis fondas, atskiros augalų ir gyvūnų rūšys bei bendrijos, tipiškos ir unikalios ekologinės sistemos.

Šiuo metu Rusijoje yra apie 100 valstybių gamtos rezervatai, iš kurių 19 turi biosferos statusą, įskaitant Baikalskį, Barguzinskį, Kaukazo, Kedrovaya Pad, Kronotsky, Prioksko-Terrasny ir kt.

Skirtingai nuo gamtos rezervatų, teritorijos (vandens zonos) Nacionalinis parkas apima gamtos kompleksus ir objektus, turinčius ypatingas aplinkosaugines, istorines ir estetines vertybes, skirtus naudoti aplinkosaugos, švietimo, mokslo ir kultūros reikmėms bei reguliuojamam turizmui. Šį statusą turi 39 specialiai saugomi asmenys. natūralios teritorijos, įskaitant Užbaikalio ir Sočio nacionalinius parkus, taip pat nacionalinius parkus „Kuršių nerija“, „Rusijos šiaurė“, „Šušenskio boras“ ir kt.

Gamtos parkai yra Rusijos Federaciją sudarančių subjektų jurisdikcijai priklausančios aplinkosaugos rekreacinės įstaigos, kurių teritorijose (akvatorijose) yra gamtinių kompleksų ir objektų, turinčių reikšmingą aplinkos ir estetinę vertę, ir kurie yra skirti naudoti aplinkosaugos, švietimo ir rekreaciniais tikslais.

Valstybiniai gamtos rezervatai yra teritorijos (vandens zonos), kurios turi ypatinga prasmė išsaugoti ar atkurti natūralius kompleksus ar jų komponentus ir palaikyti ekologinę pusiausvyrą.

Evoliucinių idėjų plėtra. Charleso Darwino evoliucijos teorijos prasmė. Evoliucijos varomųjų jėgų tarpusavio ryšys. Natūralios atrankos formos, kovos už būvį rūšys. Sintetinė evoliucijos teorija. Elementarieji evoliucijos veiksniai. S. S. Četverikovo tyrimas. Evoliucijos teorijos vaidmuo formuojant šiuolaikinį gamtos mokslų pasaulio vaizdą

Evoliucinių idėjų plėtra

Visas organinio pasaulio atsiradimo ir vystymosi teorijas galima suvesti į tris pagrindines kryptis: kreacionizmą, transformizmą ir evoliucionizmą. Kreacionizmas yra rūšių pastovumo samprata, atsižvelgiant į organinio pasaulio įvairovę, kurią sukūrė Dievas. Ši kryptis susiformavo įsigalėjus dominavimui krikščionių bažnyčia Europoje, remiantis Biblijos tekstais. Žymūs kreacionizmo atstovai buvo C. Linnaeus ir J. Cuvier.

„Botanikų princas“ C. Linnaeusas, atradęs ir aprašęs šimtus naujų augalų rūšių ir sukūręs pirmąją harmoningą jų sistemą, vis dėlto tvirtino, kad bendras organizmų rūšių skaičius nuo Žemės sukūrimo nepakito, tai yra ne tik nepasirodo, bet ir neišnyksta. Tik savo gyvenimo pabaigoje jis priėjo prie išvados, kad gentys yra Dievo darbas, o rūšys gali išsivystyti prisitaikant prie vietinių sąlygų.

Žymaus prancūzų zoologo J. Cuvier (1769–1832) indėlis į biologiją buvo pagrįstas daugybe paleontologijos, lyginamosios anatomijos ir fiziologijos duomenų. koreliacijų doktrina- santykiai tarp kūno dalių. Dėl to tapo įmanoma atkurti išorinę gyvūno išvaizdą atskirose dalyse. Tačiau paleontologinių tyrimų procese J. Cuvier negalėjo nekreipti dėmesio ir į akivaizdžią iškastinių formų gausą, ir į ryškius gyvūnų grupių pokyčius per geologinę istoriją. Šie duomenys buvo formulavimo atskaitos taškas katastrofų teorijos, pagal kurią dėl periodinių stichinių nelaimių ne kartą žuvo visi arba beveik visi Žemėje esantys organizmai, o paskui planetą vėl apgyvendino rūšys, kurios išgyveno nelaimę. J. Cuvier pasekėjai Žemės istorijoje suskaičiavo iki 27 tokių katastrofų. Svarstymai apie evoliuciją J. Cuvier atrodė atitrūkę nuo realybės.

Prieštaravimai pradinėse kreacionizmo prielaidose, kurie vis labiau išryškėjo kaupiantis moksliniams faktams, tapo atspirties tašku formuojant kitą pažiūrų sistemą - transformizmas, pripažįstant tikrą rūšių egzistavimą ir jų istorinę raidą. Šios krypties atstovai – J. Buffon, I. Goethe, E. Darwin ir E. Geoffroy Saint-Hilaire, negalėdami atskleisti tikrųjų evoliucijos priežasčių, redukavo jas iki prisitaikymo prie aplinkos sąlygų ir įgytų savybių paveldėjimo. Transformizmo šaknis galima rasti senovės graikų ir viduramžių filosofų darbuose, kurie pripažino istorinius pokyčius organiniame pasaulyje. Taigi Aristotelis išreiškė gamtos vienybės ir laipsniško perėjimo nuo negyvosios gamtos kūnų prie augalų, o nuo jų prie gyvūnų - „gamtos kopėčių“ idėją. Pagrindine gyvų organizmų pokyčių priežastimi jis laikė vidinį tobulumo troškimą.

Prancūzų gamtininkas J. Buffonas (1707–1788), kurio pagrindinis gyvenimo darbas buvo 36 tomų Gamtos istorija, priešingai kreacionistų pažiūroms, Žemės istorijos apimtį išplėtė iki 80–90 tūkst. Tuo pačiu metu jis atkreipė dėmesį į floros ir faunos vienybę, taip pat į galimybę keistis susijusiuose organizmuose, veikiant aplinkos veiksniams dėl prijaukinimo ir hibridizacijos.

Anglų gydytojas, filosofas ir poetas E. Darwinas (1731–1802), Charleso Darwino senelis, manė, kad organinio pasaulio istorija siekia milijonus metų, o gyvūnų pasaulio įvairovė yra kelių „mišinio rezultatas. natūralios“ grupės, išorinės aplinkos įtaka, mankšta ir mankštos organų trūkumas bei kiti veiksniai.

E. Geoffroy'us Saint-Hilaire'as (1772–1844) vienu pagrindinių gyvojo pasaulio raidos įrodymų laikė gyvūnų grupių struktūrinio plano vienovę. Tačiau skirtingai nei jo pirmtakai, jis buvo linkęs manyti, kad rūšių pokyčius lemia aplinkos veiksnių įtaka ne suaugusiems individams, o embrionams.

Nepaisant to, kad 1831 m. tarp J. Cuvier ir E. Geoffroy Saint-Hilaire įsiplieskusios diskusijos Mokslų akademijoje pranešimų serijos forma, aiškus pranašumas išliko pirmojo pusėje, transformizmas, tapęs evoliucijos pirmtaku. Evoliucionizmas(evoliucijos teorija, evoliucijos doktrina) – tai pažiūrų sistema, pripažįstanti gamtos raidą pagal tam tikrus dėsnius. Tai teorinė biologijos viršūnė, leidžianti paaiškinti stebimų gyvų sistemų įvairovę ir sudėtingumą. Tačiau dėl to, kad evoliucinis mokymas aprašo sunkiai pastebimus reiškinius, susiduria su dideliais sunkumais. Kartais evoliucijos teorija vadinama „darvinizmu“ ir tapatinama su Charleso Darwino mokymu, o tai iš esmės yra neteisinga, nes nors Charleso Darwino teorija padarė neįkainojamą indėlį plėtojant ne tik evoliucijos doktriną, bet ir biologiją. Bendroji (kaip ir daugelis kitų mokslų), evoliucijos teorijos pagrindus padėjo kiti mokslininkai, ji vystosi iki šiol, o „darvinizmas“ daugeliu aspektų turi tik istorinę reikšmę.

Pirmosios evoliucijos teorijos – lamarkizmo – kūrėjas buvo prancūzų gamtininkas J. B. Lamarkas (1744–1829). Varomoji jėga evoliucija, jis laikė vidinį organizmų troškimą tobulėti ( gradacijos dėsnis), tačiau prisitaikymas prie aplinkos sąlygų verčia juos nukrypti nuo šios pagrindinės linijos. Tuo pačiu metu vystosi organai, kuriuos gyvūnas intensyviai naudoja gyvenimo procese, o tie, kurie jam nereikalingi, priešingai, susilpnėja ir gali net išnykti ( organų mankštos ir nemankštinimo dėsnis). Per gyvenimą įgytos savybės fiksuojamos ir perduodamos palikuonims. Taigi membranų buvimą tarp vandens paukščių pirštų jis aiškino jų protėvių bandymais judėti vandens aplinkoje, o ilgas žirafų kaklas, pasak Lamarcko, yra pasekmė to, kad jų protėviai bandė gauti lapus. nuo medžių viršūnių.

Lamarkizmo trūkumai buvo daugelio konstrukcijų teorinis pobūdis, taip pat Kūrėjo įsikišimo į evoliuciją prielaida. Biologijos raidos procese paaiškėjo, kad individualūs organizmų gyvenimo metu įgyti pokyčiai didžiąja dalimi patenka į fenotipinio kintamumo ribas, o jų perdavimas praktiškai neįmanomas. Pavyzdžiui, vokiečių zoologas ir evoliucijos teoretikas A. Weismannas (1834–1914) daugybę kartų nukirto pelėms uodegas ir savo palikuonių visada gaudavo tik uodeguotus graužikus. J. B. Lamarko teorija nebuvo priimta jo amžininkų, tačiau amžių sandūroje ji sudarė pagrindą vadinamajai. neolamarkizmas.

Charleso Darwino evoliucijos teorijos prasmė

Žymiausios Charleso Darwino arba darvinizmo evoliucijos teorijos sukūrimo prielaidos buvo anglų ekonomisto T. Malthuso veikalo „Traktatas apie populiaciją“ paskelbimas 1778 m., geologo Charleso Lyello darbas, formuluotė ląstelių teorija, atrankos sėkmė Anglijoje ir paties Charleso pastebėjimai Darvinas (1809–1882), paimtas studijų Kembridže, gamtininko ekspedicijos Biglyje metu ir ją baigiant.

Taigi T. Malthusas įrodinėjo, kad Žemės gyventojų skaičius didėja eksponentiškai, o tai gerokai viršija planetos galimybes aprūpinti ją maistu ir lemia kai kurių palikuonių mirtį. Charleso Darwino ir jo bendraautorio A. Wallace'o (1823–1913) nubrėžtos paralelės parodė, kad gamtoje individai dauginasi labai dideliu greičiu, tačiau populiacijos dydis išlieka gana pastovus. Anglų geologo C. Lyell tyrimai leido nustatyti, kad Žemės paviršius ne visada buvo toks, koks yra dabar, o jo pokyčius lėmė vandens, vėjo, ugnikalnių išsiveržimų įtaka ir gyvųjų aktyvumas. organizmai. Pats Charlesas Darwinas net studijų metais buvo sužavėtas didžiulio vabalų kintamumo laipsnio, o jo kelionių metu – žemyninės Pietų Amerikos ir šalia esančių Galapagų salų floros ir faunos panašumo, o kartu ir reikšmingo rūšių, tokių kaip kikiliai ir vėžliai, įvairovė. Be to, ekspedicijoje jis galėjo stebėti milžiniškų išnykusių žinduolių, panašių į šiuolaikinius šarvuočius ir tinginius, skeletus, kurie gerokai sukrėtė jo tikėjimą rūšių kūrimu.

Pagrindinės evoliucijos teorijos nuostatos buvo išsakytos Charleso Darwino 1859 m. Londono karališkosios draugijos posėdyje, o vėliau išplėtotos knygose „Rūšių kilmė natūralios atrankos būdu arba palankių veislių išsaugojimas pasaulyje. Kova už gyvybę“ (1859), „Naminių gyvūnų kaita ir auginami augalai„(1868), „Žmogaus kilmė ir seksualinė atranka“ (1871), „Žmogaus ir gyvūnų emocijų raiška“ (1872) ir kt.

Charleso Darwino sukurta esmė evoliucijos koncepcijos gali būti redukuojama į eilę nuostatų, kylančių viena iš kitos, turinčios atitinkamą įrodymas:

1. Asmenys, sudarantys bet kurią populiaciją, susilaukia daug daugiau palikuonių, nei reikia norint išlaikyti populiacijos dydį.
2. Dėl to, kad bet kokio tipo gyvų organizmų gyvybės ištekliai yra riboti, tarp jų neišvengiamai atsiranda kova už būvį. Charlesas Darwinas išskyrė tarprūšinę ir tarprūšinę kovą, taip pat kovą su aplinkos veiksniais. Kartu jis atkreipė dėmesį ir į tai, kad kalbame ne tik apie konkretaus individo kovą už būvį, bet ir už palikuonių palikimą.
3. Kovos už būvį pasekmė yra natūrali atranka- vyraujantis organizmų išlikimas ir dauginimasis, kurie atsitiktinai pasirodė labiausiai prisitaikę prie tam tikrų egzistavimo sąlygų. Natūrali atranka daugeliu atžvilgių yra panaši į dirbtinę atranką, kurią žmonės nuo seno naudojo naujoms augalų ir naminių gyvūnų veislėms veisti. Pasirinkdamas asmenis, turinčius kokių nors pageidaujamų savybių, žmogus išsaugo šias savybes dirbtinis veisimas per selektyvų dauginimąsi arba apdulkinimą. Ypatinga natūralios atrankos forma yra seksualinė atranka pagal bruožus, kurie paprastai neturi tiesioginės adaptacinės reikšmės (ilgos plunksnos, didžiuliai ragai ir kt.), bet prisideda prie reprodukcinės sėkmės, nes padaro individą patrauklesnį priešingai lyčiai arba grėsmingesnį. tos pačios lyties varžovai.
4. Evoliucijos medžiaga yra skirtumai tarp organizmų, atsirandantys dėl jų kintamumo. Charlesas Darwinas išskyrė neapibrėžtą ir apibrėžtą kintamumą. Tam tikras(grupinis) kintamumas pasireiškia visuose rūšies individuose vienodai veikiant tam tikram veiksniui ir išnyksta palikuonyse, kai šio veiksnio poveikis nutrūksta. Neaiškus(individualus) kintamumas yra pokyčiai, atsirandantys kiekviename individe, neatsižvelgiant į aplinkos veiksnių verčių svyravimus, ir perduodami palikuonims. Toks kintamumas neturi prisitaikančio pobūdžio. Vėliau paaiškėjo, kad tam tikras kintamumas yra nepaveldimas, o neapibrėžtas kintamumas yra paveldimas.
5. Natūrali atranka galiausiai lemia atskirų izoliuotų veislių savybių skirtumus – skirtumus ir galiausiai naujų rūšių formavimąsi.

Charleso Darwino evoliucijos teorija ne tik postulavo rūšių atsiradimo ir vystymosi procesą, bet ir atskleidė patį evoliucijos mechanizmą, kuris remiasi natūralios atrankos principu. Darvinizmas taip pat neigė užprogramuotą evoliucijos prigimtį ir postulavo jos tęstinumą.

Tuo pačiu metu Charleso Darwino evoliucijos teorija negalėjo atsakyti į daugybę klausimų, pavyzdžiui, apie genetinės medžiagos prigimtį ir jos savybes, paveldimo ir nepaveldimo kintamumo esmę bei jų evoliucinį vaidmenį. Tai lėmė darvinizmo krizę ir naujų teorijų atsiradimą: neolamarckizmą, saltacionizmą, nomogenezės sampratą ir kt. Neolamarkizmas remiasi J. B. Lamarko įgytų savybių paveldėjimo teorijos pozicija. Saltacionizmas yra požiūrių į evoliucijos procesą kaip staigius pokyčius, lemiančius greitą naujų rūšių, genčių ir didesnių sisteminių grupių atsiradimą, sistema. Koncepcija nomogenezė postuluoja užprogramuotą evoliucijos kryptį ir įvairių charakteristikų raidą, pagrįstą vidiniais dėsniais. Tik darvinizmo ir genetikos sintezė XX amžiaus 20–30-aisiais sugebėjo įveikti prieštaravimus, kurie neišvengiamai iškildavo aiškinant daugybę faktų.

Evoliucijos varomųjų jėgų tarpusavio ryšys

Evoliucija negali būti siejama su kurio nors vieno veiksnio veikimu, nes pačios mutacijos yra atsitiktiniai ir neorientuoti pokyčiai ir negali užtikrinti individų prisitaikymo prie aplinkos veiksnių, o natūrali atranka jau rūšiuoja šiuos pokyčius. Be to, pati atranka negali būti vienintelis evoliucijos veiksnys, nes atrankai reikia tinkamos medžiagos, kurią pateikia mutacijos.

Tačiau galima pastebėti, kad mutacijos procesas ir genų srautas sukuria variaciją, o natūrali atranka ir genetinis dreifas išsprendžia šią variaciją. Tai reiškia, kad veiksniai, kurie sukuria kintamumą, inicijuoja mikroevoliucijos procesą, o tie, kurie rūšiuoja kintamumą, jį tęsia, todėl atsiranda naujų variantų dažnių. Taigi, evoliuciniai pokyčiai populiacijoje gali būti vertinami kaip priešingų jėgų, sukuriančių ir rūšiuojančių genotipinius pokyčius, rezultatas.

Mutacijos proceso ir atrankos sąveikos pavyzdys yra žmonių hemofilija. Hemofilija yra liga, kurią sukelia sumažėjęs kraujo krešėjimas. Anksčiau tai sukėlė mirtį prieš reprodukcinį laikotarpį, nes bet koks minkštųjų audinių pažeidimas gali sukelti didelį kraujo netekimą. Šią ligą sukelia recesyvinė su lytimi susieto geno H (Xh) mutacija. Moterys hemofilija serga itin retai, dažniau yra heterozigotinės, tačiau ligą gali paveldėti jų sūnūs. Teoriškai per kelias kartas tokie vyrai miršta iki brendimo ir palaipsniui šis alelis turėtų išnykti iš populiacijos, tačiau šios ligos atsiradimo dažnis nemažėja dėl pasikartojančių mutacijų šiame lokuse, kaip atsitiko karalienei Viktorijai, kuri perdavė ligą trims Europos karališkųjų rūmų kartoms. Nuolatinis šios ligos dažnis rodo pusiausvyrą tarp mutacijos proceso ir atrankos slėgio.

Natūralios atrankos formos, kovos už būvį rūšys

Natūrali atranka Jie vadina tinkamiausių individų atrankinį išgyvenimą ir palikuonių palikimą, o mažiausiai tinkamų – mirtimi.

Natūralios atrankos esmė evoliucijos teorijoje yra diferencijuotas (neatsitiktinis) tam tikrų genotipų išsaugojimas populiacijoje ir selektyvus jų dalyvavimas perduodant genus kitai kartai. Be to, jis veikia ne vieną požymį (ar geną), o visą fenotipą, susidarantį dėl genotipo sąveikos su aplinkos veiksniais. Natūrali atranka skirtingomis aplinkos sąlygomis bus kitokio pobūdžio. Šiuo metu yra keletas natūralios atrankos formų: stabilizavimo, vairavimo ir plyšimo.

Stabilizuojantis pasirinkimas siekiama įtvirtinti siaurą reakcijos normą, kuri tam tikromis egzistavimo sąlygomis pasirodė pati palankiausia. Tai būdinga tiems atvejams, kai fenotipinės savybės yra optimalios nesikeičiančioms aplinkos sąlygoms. Ryškus atrankos stabilizavimo veiksmo pavyzdys yra santykinai pastovios šiltakraujų gyvūnų kūno temperatūros išsaugojimas. Šią atrankos formą išsamiai ištyrė puikus rusų zoologas I. I. Shmalgauzenas.

Vairavimo pasirinkimas atsiranda reaguojant į aplinkos sąlygų pokyčius, dėl kurių išsaugomos nuo vidutinės požymio vertės nukrypstančios mutacijos, o anksčiau vyravusi forma sunaikinama, nes nepakankamai atitinka naujas egzistavimo sąlygas. Pavyzdžiui, Anglijoje dėl oro taršos dėl pramoninių išmetamųjų teršalų paplito anksčiau daug kur nematyti beržiniai drugiai su tamsios spalvos sparneliais, kurie suodingų beržų kamienų fone buvo mažiau matomi paukščiams. Vairavimo pasirinkimas neprisideda prie visiško formos, prieš kurią ji veikia, sunaikinimo, nes dėl vyriausybės ir aplinkosaugos organizacijų priemonių oro taršos padėtis smarkiai pagerėjo, o drugelio sparnų spalva grįžo į jo originali versija.

Plyšimas, arba trikdanti atranka skatina išsaugoti kraštutinius bruožo variantus ir pašalina tarpinius, nes, pavyzdžiui, naudojant pesticidus atsiranda jam atsparių vabzdžių grupių. Savo mechanizmu trikdanti atranka yra priešinga stabilizuojančiai atrankai. Per šią atrankos formą populiacijoje atsiranda keletas ryškiai atskirtų fenotipų. Šis reiškinys vadinamas polimorfizmas. Reprodukcinė izoliacija tarp skirtingų formų gali sukelti specifiką.

Kartais jie taip pat svarstomi atskirai destabilizuojanti atranka, kurioje išsaugomos mutacijos, lemiančios daugybę bet kokių savybių, pavyzdžiui, kai kurių moliuskų, gyvenančių nevienalytėmis uolų jūros banglentės mikrosąlygomis, kriauklių spalvą ir struktūrą. Šią atrankos formą D.K.Beliajevas atrado tyrinėdamas gyvūnų prijaukinimą.

Gamtoje neegzistuoja jokia natūralios atrankos forma gryna forma, bet priešingai, yra įvairių jų derinių, o keičiantis aplinkos sąlygoms pirmiausia išryškėja vienas ar kitas. Taigi, pasibaigus aplinkos pokyčiams, vairavimo atranka pakeičiama stabilizuojančia atranka, kuri optimizuoja individų grupę naujomis egzistavimo sąlygomis.

Natūrali atranka vyksta įvairiais lygmenimis, todėl išskiriama ir individuali, grupinė bei seksualinė atranka. Individualus atranka pašalina mažiau adaptuotus individus nuo dalyvavimo reprodukcijoje, o grupinė atranka yra skirta išsaugoti bruožą, naudingą ne individui, o visai grupei. Esant spaudimui grupė atranka gali visiškai sunaikinti ištisas populiacijas, rūšis ir didesnes organizmų grupes nepalikdama palikuonių. Skirtingai nuo individualios atrankos, grupinė atranka mažina formų įvairovę gamtoje.

Seksualinė atranka atliekami vienos lyties ribose. Jis skatina savybių, užtikrinančių sėkmę paliekant didžiausius palikuonis, vystymąsi. Dėl šios natūralios atrankos formos išsivystė seksualinis dimorfizmas, išreikštas povo uodegos dydžiu ir spalva, elnių ragais ir kt.

Natūrali atranka yra rezultatas kova už būvį remiantis paveldimu kintamumu. Kova už būvį suprantama kaip visuma santykių tarp savo ir kitų rūšių individų, taip pat su abiotiniais aplinkos veiksniais. Šie santykiai lemia konkretaus individo sėkmę ar nesėkmę išgyvenant ir susilaukiant palikuonių. Kovos už būvį priežastis yra perteklinis individų skaičius, palyginti su turimais ištekliais. Be konkurencijos, šie santykiai turėtų apimti ir savitarpio pagalbą, kuri padidina asmenų išgyvenimo galimybes.

Sąveika su aplinkos veiksniais taip pat gali žūti didžioji dauguma individų, pavyzdžiui, vabzdžių, kurių tik nedidelė dalis išgyvena žiemą.

Sintetinė evoliucijos teorija

XX amžiaus pradžios genetikos sėkmė, pavyzdžiui, mutacijų atradimas, leido manyti, kad paveldimi organizmų fenotipo pokyčiai atsiranda staiga ir nesusiformuoja per ilgą laiką, kaip teigia evoliucijos teorija. Čarlzas Darvinas. Tačiau tolesni tyrimai populiacijos genetikos srityje paskatino XX amžiaus XX–50-aisiais sukurti naują evoliucinių pažiūrų sistemą - sintetinė evoliucijos teorija. Didelį indėlį į jo kūrimą įnešė įvairių šalių mokslininkai: sovietų mokslininkai S. S. Četverikovas, I. I. Šmalgauzenas ir A. N. Severtsovas, anglų biochemikas ir genetikas D. Haldane'as, amerikiečių genetikai S. Wrightas ir F. Dobzhansky, evoliucionistas D. Huxley, paleontologas D. Simpsonas ir zoologas E. Mayras.

Pagrindinės sintetinės evoliucijos teorijos nuostatos:

1. Evoliucijos elementarioji medžiaga yra paveldimas kintamumas (mutacinis ir kombinacinis) populiacijos individuose.
2. Elementarus evoliucijos vienetas yra populiacija, kurioje vyksta visi evoliuciniai pokyčiai.
3. Elementarus evoliucijos reiškinys – populiacijos genetinės struktūros pasikeitimas.
4. Elementarūs evoliucijos veiksniai – genetinis dreifas, gyvybės bangos, genų srautas – yra neorientuoti, atsitiktinio pobūdžio.
5. Vienintelis krypties veiksnys evoliucijoje yra natūrali atranka, kuri yra kūrybinga. Natūrali atranka gali būti stabilizuojanti, skatinanti ir trikdanti.
6. Evoliucija yra skirtingo pobūdžio, tai yra, vienas taksonas gali sukelti keletą naujų taksonų, o kiekviena rūšis turi tik vieną protėvį (rūšį, populiaciją).
7. Evoliucija yra laipsniška ir nuolatinė. Specifikacija, kaip evoliucijos proceso etapas, yra nuoseklus vienos populiacijos pakeitimas keletu kitų laikinų populiacijų.
8. Yra dviejų tipų evoliucijos procesai: mikroevoliucija ir makroevoliucija. Makroevoliucija neturi savo specialių mechanizmų ir yra vykdoma tik mikroevoliucijos mechanizmų dėka.
9. Bet kuri sisteminė grupė gali klestėti (biologinė pažanga) arba išnykti (biologinė regresija). Biologinė pažanga pasiekiama keičiantis organizmų struktūrai: aromorfozei, idioadaptacijai ar bendrai degeneracijai.
10. Pagrindiniai evoliucijos dėsniai yra jos negrįžtama prigimtis, laipsniškas gyvybės formų komplikavimas ir rūšių prisitaikymo prie aplinkos vystymasis. Tačiau evoliucija neturi Pagrindinis tikslas, t.y. procesas yra neorientuotas.

Nepaisant to, kad evoliucijos teorija per pastaruosius dešimtmečius buvo praturtinta giminingų mokslų – genetikos, atrankos ir kt. – duomenimis, joje vis dar neatsižvelgiama į daugybę aspektų, pavyzdžiui, kryptingus paveldimos medžiagos pokyčius, todėl ateityje galima sukurti naują evoliucijos sampratą, kuri pakeis sintetinę teoriją.

Elementarieji evoliucijos veiksniai

Pagal sintetinę evoliucijos teoriją elementarus evoliucijos reiškinys susideda iš populiacijos genetinės sudėties pasikeitimo, o įvykiai ir procesai, lemiantys genų fondų pokyčius, vadinami. elementarūs evoliucijos veiksniai. Tai apima mutacijos procesą, populiacijos bangas, genetinį dreifą, izoliaciją ir natūralią atranką. Dėl išskirtinės natūralios atrankos reikšmės evoliucijoje ji bus nagrinėjama atskirai.

Mutacijos procesas kuri yra tokia pat nenutrūkstama kaip pati evoliucija, išlaiko genetinį populiacijos nevienalytiškumą dėl atsirandančių vis naujų genų variantų. Mutacijos, atsirandančios veikiant išoriniams ir vidiniams veiksniams, skirstomos į genų, chromosomų ir genomines.

Genų mutacijos pasitaiko 10 –4 –10 –7 vienai gametai, tačiau dėl to, kad žmonėms ir daugumai aukštesni organizmai bendras genų skaičius gali siekti kelias dešimtis tūkstančių, neįmanoma įsivaizduoti, kad du organizmai yra visiškai identiški. Dauguma atsirandančių mutacijų yra recesyvinės, ypač todėl, kad dominuojančios mutacijos iš karto priklauso nuo natūralios atrankos. Recesyvinės mutacijos sukuria tą patį paveldimo kintamumo rezervą, tačiau prieš pasireikšdamos fenotipu, jos turi įsitvirtinti daugelyje heterozigotinės būsenos individų dėl laisvo kryžminimo populiacijoje.

Chromosomų mutacijos susiję su chromosomos dalies (visos chromosomos) praradimu ar perkėlimu į kitą, taip pat yra gana dažni įvairiuose organizmuose, pavyzdžiui, kai kurių rūšių žiurkių skirtumas slypi vienoje chromosomų poroje, todėl sunku. juos kirsti.

Genominės mutacijos, susijęs su poliploidizacija, taip pat sukelia naujai atsiradusios populiacijos reprodukcinę izoliaciją dėl pirmojo zigotos padalijimo mitozės sutrikimų. Nepaisant to, jie gana plačiai paplitę augaluose ir tokie augalai dėl didesnio atsparumo aplinkos veiksniams gali augti arktinėse bei alpinėse pievose.

Kombinacinis kintamumas, užtikrinantis naujų genų jungimosi variantų atsiradimą genotipe ir atitinkamai padidinantis naujų fenotipų atsiradimo tikimybę, taip pat prisideda prie evoliucijos procesų, nes vien žmogui chromosomų derinių variantų skaičius yra 2 23, tai yra, organizmo, panašaus į jau egzistuojantį, atsiradimas yra beveik neįmanomas.

Gyventojų bangos. Priešingą rezultatą (genų sudėties išeikvojimą) dažnai sukelia natūraliose populiacijose esančių organizmų skaičiaus svyravimai, kurie kai kuriose rūšyse (vabzdžiuose, žuvyse ir kt.) gali keistis dešimtis ar šimtus kartų - gyventojų bangos, arba "gyvenimo bangos". Asmenų skaičiaus padidėjimas arba sumažėjimas populiacijose gali būti arba periodiškai, taip neperiodinis. Pirmieji yra sezoniniai arba daugiamečiai, pavyzdžiui, migruojančių paukščių migracija arba dafnijų dauginimasis, kurių pavasarį ir vasarą būna tik patelės, o rudenį pasirodo patinai, būtini lytiniam dauginimuisi. Neperiodinius skaičių svyravimus dažnai sukelia staigus maisto kiekio padidėjimas palankūs metai, buveinių sąlygų sutrikdymas, kenkėjų ar plėšrūnų dauginimasis.

Kadangi populiacijos atkūrimas vyksta dėl nedidelio skaičiaus individų, kurie neturi viso alelių rinkinio, naujos ir originalios populiacijos turės skirtingas genetines struktūras. Genų dažnio pokytis populiacijoje atsitiktinių veiksnių įtakoje vadinamas genetinis dreifas, arba genetiniai-automatiniai procesai. Tai taip pat atsiranda kuriant naujas teritorijas, nes jos gauna labai ribotą tam tikros rūšies individų skaičių, dėl kurio gali atsirasti nauja populiacija. Todėl šių asmenų genotipai ( įkūrėjo efektas). Dėl genetinio dreifo dažnai atsiranda naujų homozigotinių formų (mutantinių alelių), kurios gali pasirodyti adaptyviai vertingos ir vėliau jas paima natūrali atranka.

Taigi tarp Amerikos žemyno indėnų ir laplandiečių I (0) kraujo grupę turinčių žmonių dalis yra labai didelė, o III ir IV grupės – itin reti. Tikriausiai pirmuoju atveju populiacijos steigėjais buvo asmenys, kurie neturėjo IB alelio arba buvo prarasti atrankos metu.

Iki tam tikro taško alelių mainai vyksta tarp kaimyninių populiacijų dėl skirtingų populiacijų individų kryžminimo - genų srautas, kuris sumažina atskirų populiacijų skirtumus, tačiau atsiradus izoliacijai jis sustoja. Iš esmės genų srautas yra uždelstas mutacijos procesas.

Izoliacija. Bet kokie populiacijos genetinės struktūros pokyčiai turi būti fiksuoti, o tai ir atsitinka isolation- bet kokių kliūčių (geografinių, aplinkos, elgesio, reprodukcinių ir kt.), kurios apsunkina ir daro neįmanomą skirtingų populiacijų individų kirtimą, atsiradimas. Nors pati izoliacija nesukuria naujų formų, ji vis dėlto išsaugo genetinius skirtumus tarp natūralios atrankos veikiamų populiacijų. Yra dvi izoliacijos formos: geografinė ir biologinė.

Geografinė izoliacija atsiranda dėl teritorijos padalijimo fizinėmis kliūtimis (vandens kliūtys sausumos organizmams, sausumos plotai vandens rūšims, aukštų plotų ir lygumų kaitaliojimas); Tai palengvina sėslus arba prisirišęs (augaluose) gyvenimo būdas. Kartais geografinę izoliaciją gali sukelti rūšies arealo išplėtimas ir jos populiacijų išnykimas tarpinėse teritorijose.

Biologinė izoliacija yra tam tikrų tos pačios rūšies organizmų skirtumų pasekmė, kurie tam tikru būdu neleidžia laisvai kryžmintis. Yra keletas biologinės izoliacijos tipų: aplinkos, sezoninė, etologinė, morfologinė ir genetinė. Aplinkos izoliacija pasiekiamas dalijant ekologines nišas (pavyzdžiui, teikiant pirmenybę tam tikroms buveinėms ar maisto rūšims, pvz., eglės kryžminio ir pušinio snapo). Sezoninis(laikina) izoliacija įvyksta, kai tos pačios rūšies individai dauginasi skirtingi terminai(skirtingos silkės ištekliai). Etologinė izoliacija priklauso nuo elgesio ypatumų (piršties ritualo ypatybių, skirtingų populiacijų patelių ir patinų spalvinimo, „dainavimo“). At morfologinė izoliacija Kryžminimo kliūtis yra reprodukcinių organų struktūros ar net kūno dydžio neatitikimas (pekinas ir vokiečių dogas). Genetinė izoliacija turi didžiausią įtaką ir pasireiškia lytinių ląstelių nesuderinamumu (zigotos mirtimi po apvaisinimo), sterilumu ar sumažėjusiu hibridų gyvybingumu. To priežastys – chromosomų skaičiaus ir formos ypatumai, dėl kurių visiškas ląstelių dalijimasis (mitozė ir mejozė) tampa neįmanomas.

Sutrikdydama laisvą populiacijų kirtimą, izoliacija taip sustiprina jose tuos skirtumus, kurie atsirado genotipiniame lygmenyje dėl mutacijų ir skaičiaus svyravimų. Šiuo atveju kiekviena populiacija yra veikiama natūralios atrankos atskirai nuo kitų, ir tai galiausiai sukelia skirtumus.

Kūrybinis natūralios atrankos vaidmuo evoliucijoje

Natūrali atranka veikia kaip tam tikras „sietelis“, kuris rūšiuoja genotipus pagal jų tinkamumo laipsnį. Tačiau Charlesas Darwinas pabrėžė, kad atranka yra ne tik ir ne tiek siekiama išsaugoti išskirtinai geriausius, bet ir pašalinti blogiausius, tai yra, leidžia išsaugoti daugialypiškumą. Natūralios atrankos funkcija tuo neapsiriboja, nes ji užtikrina adaptuotų genotipų dauginimąsi, taigi, lemia evoliucijos kryptį, nuosekliai sumuojant atsitiktinius ir daugybę nukrypimų. Natūrali atranka neturi konkretaus tikslo: remiantis ta pačia medžiaga (paveldimas kintamumas) skirtingomis sąlygomis, galima gauti skirtingus rezultatus.

Šiuo atžvilgiu nagrinėjamas evoliucijos veiksnys negali būti lyginamas su skulptoriaus, pjaustančio marmuro luitą, darbu, veikiau jis veikia kaip tolimas žmogaus protėvis, gaminantis įrankį iš akmens skeveldros, neįsivaizduodamas galutinio rezultato. kuri priklauso ne tik nuo akmens prigimties ir formos, bet ir nuo smūgio stiprumo, krypties ir pan. Tačiau nesėkmės atveju atranka, kaip ir humanoidinis padaras, atmeta „neteisingą“ formą.

Pasirinkimo kaina yra įvykis genetinė apkrova, tai yra mutacijų kaupimasis populiacijoje, kurios laikui bėgant gali tapti vyraujančiomis dėl staigios daugumos individų mirties ar nedidelio jų skaičiaus migracijos.

Natūralios atrankos spaudimu formuojasi ne tik rūšių įvairovė, bet ir didėja jų organizuotumo lygis, įskaitant jų komplikaciją ar specializaciją. Tačiau, priešingai nei dirbtinė atranka, kurią žmonės atlieka tik dėl ekonomiškai vertingų savybių, dažnai kenkiant prisitaikymo savybėms, natūrali atranka negali prie to prisidėti, nes jokia adaptacija gamtoje negali kompensuoti žalos, kurią sukelia sumažėjęs jų gyvybingumas. gyventojų.

S. S. Četverikovo tyrimas

Vieną iš svarbių žingsnių darvinizmo ir genetikos derinimo link žengė Maskvos zoologas S. S. Četverikovas (1880–1959). Remdamasis vaisinės muselės Drosophila natūralių populiacijų genetinės sudėties tyrimo rezultatais, jis įrodė, kad jos turi daug heterozigotinės formos recesyvinių mutacijų, kurios nepažeidžia fenotipo vienodumo. Dauguma šių mutacijų yra nepalankios organizmui ir sukuria vadinamąsias genetinė apkrova, mažinant visų gyventojų gebėjimą prisitaikyti prie aplinkos. Kai kurios mutacijos, kurios tam tikru rūšies vystymosi momentu neturi adaptacinės reikšmės, vėliau gali įgyti tam tikrą vertę, todėl paveldimo kintamumo rezervas. Tokių mutacijų plitimas tarp populiacijos individų dėl nuoseklių laisvų kirtimų galiausiai gali sukelti jų perėjimą į homozigotinę būseną ir pasireiškimą fenotipu. Jei ši ženklo būsena yra Plaukų džiovintuvas- yra adaptyvus, tada po kelių kartų jis visiškai išstums dominuojantį feną kartu su jo nešiotojais iš mažiau tinkamos tam tikroms sąlygoms populiacijos. Taigi dėl tokių evoliucinių pokyčių išlaikomas tik recesyvinis mutantinis alelis, o jo dominuojantis alelis išnyksta.

Pabandykime tai įrodyti konkrečiu pavyzdžiu. Tirdami bet kurią konkrečią populiaciją galite pastebėti, kad ne tik jos fenotipinė, bet ir genotipinė struktūra gali išlikti nepakitusi ilgą laiką dėl laisvo kirtimo arba panmiksija diploidiniai organizmai.

Šis reiškinys aprašytas įstatymu Hardy-Weinbergas, pagal kurią idealioje populiacijoje yra neribota dideli dydžiai nesant mutacijų, migracijų, populiacijos bangų, genetinio dreifo, natūralios atrankos ir laisvo kryžminimo, diploidinių organizmų alelių ir genotipų dažnis nesikeis per kelias kartas.

Pavyzdžiui, populiacijoje tam tikrą požymį koduoja du to paties geno aleliai – dominuojantis ( A) ir recesyvinis ( A). Dominuojančio alelio dažnis žymimas kaip R, ir recesyvinis - q. Šių alelių dažnių suma yra 1: p + q= 1. Todėl, jei žinome dominuojančio alelio dažnį, galime nustatyti recesyvinio alelio dažnį: q = 1 – p. Tiesą sakant, alelių dažnis yra lygus atitinkamų lytinių ląstelių susidarymo tikimybei. Tada, susidarius zigotams, pirmosios kartos genotipo dažniai bus tokie:

(pA + qa) 2 = p 2 A.A. + 2pqAa + q 2 aa = 1,

Kur p 2 A.A.- dominuojančių homozigotų dažnis;

2pqAa- heterozigotų dažnis;

q 2 aa- recesyvinių homozigotų dažnis.

Nesunku suskaičiuoti, kad vėlesnėse kartose genotipų dažniai išliks tokie patys, išlaikant genetinę populiacijos įvairovę. Tačiau gamtoje idealių populiacijų nėra, todėl jose mutantiniai aleliai gali ne tik išlikti, bet ir plisti, netgi pakeisti anksčiau įprastus alelius.

S. S. Četverikovas aiškiai suvokė, kad natūrali atranka ne tik pašalina atskirus mažiau sėkmingus bruožus ir atitinkamai juos koduojančius alelius, bet ir veikia visą genų kompleksą, turintį įtakos konkretaus geno pasireiškimui fenotipe, arba genotipinė aplinka. Kaip genotipinė aplinka, visas genotipas šiuo metu laikomas genų rinkiniu, kuris gali sustiprinti arba susilpninti specifinių alelių pasireiškimą.

Ne mažiau svarbūs plėtojant evoliucinį mokymą yra S. S. Četverikovo tyrimai populiacijos dinamikos, ypač „gyvybės bangų“, arba gyventojų bangų, srityje. Dar būdamas studentas, 1905 metais paskelbė straipsnį apie masinio vabzdžių dauginimosi protrūkių galimybę ir ne mažiau spartų jų skaičiaus mažėjimą.

Evoliucijos teorijos vaidmuo formuojant šiuolaikinį gamtos mokslų pasaulio vaizdą

Vargu ar galima pervertinti evoliucijos teorijos svarbą biologijos ir kitų gamtos mokslų raidai, nes ji pirmoji paaiškino mūsų planetos gyvybės istorinės raidos sąlygas, priežastis, mechanizmus ir rezultatus, tai yra davė materialistinis organinio pasaulio raidos paaiškinimas. Be to, natūralios atrankos teorija buvo pirmoji tikrai mokslinė biologinės evoliucijos teorija, nes kai ji buvo sukurta, Charlesas Darwinas nesirėmė spekuliacinėmis konstrukcijomis, o rėmėsi savo stebėjimais ir rėmėsi tikrosiomis gyvų organizmų savybėmis. Kartu ji istoriniu metodu praturtino biologines priemones.

Evoliucijos teorijos formulavimas ne tik sukėlė karštas mokslines diskusijas, bet ir davė impulsą tokių mokslų, kaip bendroji biologija, genetika, selekcija, antropologija ir daugybė kitų, raidai. Šiuo atžvilgiu negalima nesutikti su teiginiu, kad evoliucijos teorija vainikavo kitą biologijos raidos etapą ir tapo atspirties tašku jos pažangai XX amžiuje.

Gyvosios gamtos evoliucijos įrodymas. Evoliucijos rezultatai: organizmų prisitaikymas prie aplinkos, rūšių įvairovė

Laukinės gamtos evoliucijos įrodymas

IN skirtingos sritys biologiją, dar prieš Charlesą Darwiną ir po jo evoliucijos teorijos paskelbimo buvo gauta visa eilė ją patvirtinančių įrodymų. Šis įrodymas vadinamas evoliucijos įrodymas. Dažniausiai cituojami paleontologiniai, biogeografiniai, lyginamieji embriologiniai, lyginamieji anatominiai ir lyginamieji biocheminiai evoliucijos įrodymai, nors negalima atmesti taksonomijos duomenų, taip pat augalų ir gyvūnų atrankos.

Paleontologiniai įrodymai remiantis iškastinių organizmų liekanų tyrimais. Tai ne tik gerai išsilaikę lede sušalę ar gintare apgaubti organizmai, bet ir rūgščiuose durpynuose aptiktos „mumijos“, nuosėdinėse uolienose išlikę organizmų liekanos ir fosilijos. Senovės uolienose buvimas paprastesnių organizmų nei vėlesniuose sluoksniuose ir tai, kad viename lygyje rastos rūšys išnyksta kitame, laikomas vienu reikšmingiausių evoliucijos įrodymų ir paaiškinamas rūšių atsiradimu ir išnykimu atitinkamomis epochomis. į aplinkos sąlygų pokyčius.

Nepaisant to, kad iki šiol buvo aptikta nedaug iškastinių liekanų, o daug fragmentų iškastiniuose šaltiniuose trūksta dėl mažos organinių liekanų išsaugojimo tikimybės, vis dar rasta organizmų formų, turinčių tiek evoliuciškai senesnių, tiek jaunesnių grupių požymių. organizmų. Tokios organizmų formos vadinamos pereinamosios formos. Žymūs pereinamųjų formų atstovai, iliustruojantys perėjimą nuo žuvų prie sausumos stuburinių, yra skiltelinės žuvys ir stegocefalai, o archeopteriksas užima tam tikrą vietą tarp roplių ir paukščių.

Fosilijų formų eilės, kurios evoliucijos procese nuosekliai susietos viena su kita ne tik bendrais, bet ir tam tikrais struktūriniais bruožais, vadinamos. filogenetinė serija. Jie gali būti atstovaujami iškastinių liekanų iš skirtingų žemynų ir teigia, kad jie yra daugiau ar mažiau išsamūs, tačiau jų tyrimas neįmanomas nepalyginus su gyvomis formomis, siekiant parodyti evoliucijos proceso progresą. Klasikinis filogenetinės serijos pavyzdys yra arklio protėvių evoliucija, kurią tyrė evoliucinės paleontologijos įkūrėjas V. O. Kovalevskis.

Biogeografiniai įrodymai. Biogeografija kaip mokslas tiria rūšių, genčių ir kitų gyvų organizmų grupių, taip pat jų bendrijų paplitimo ir paplitimo mūsų planetos paviršiuje modelius.

Tai, kad bet kurioje žemės paviršiaus dalyje nėra organizmų rūšių, kurios būtų prisitaikę prie tokios buveinės ir gerai įsišaknija dirbtinai įvežtos, pavyzdžiui, triušiai Australijoje, taip pat panašių organizmų formų buvimas žemės dalyse, esančiose dideli atstumai vienas nuo kito visų pirma rodo, kad Žemė ne visada atrodė tokia, o geologiniai pokyčiai, ypač žemynų dreifas, kalnų formavimasis, Pasaulio vandenyno lygio kilimas ir kritimas. organizmų evoliucija. Pavyzdžiui, Pietų Amerikos, Pietų Afrikos ir Australijos atogrąžų regionuose yra keturi panašios rūšys plaučių žuvys, o tai pačiai grupei priklausančių kupranugarių ir lamų buveinės yra Šiaurės Afrikoje, daugumoje Azijos ir Pietų Amerikos. Paleontologiniai tyrimai parodė, kad kupranugariai ir lamos kilę iš bendro protėvio, kadaise gyvenusio Šiaurės Amerikoje, o paskui per Beringo sąsiaurio vietoje išplito į Aziją, o taip pat per Panamos sąsmauką į Pietų Ameriką. Vėliau visi šios šeimos atstovai tarpiniuose regionuose išnyko, o regioniniuose regionuose evoliucijos procese susiformavo naujos rūšys. Ankstesnis Australijos atsiskyrimas nuo kitų sausumos masyvų leido joje susiformuoti visiškai ypatingai florai ir faunai, kurioje buvo išsaugotos tokios žinduolių formos kaip monotremos – plekšnė ir echidna.

Biogeografiniu požiūriu galima paaiškinti ir Darvino kikilių įvairovę Galapagų salose, kurios yra 1200 km nuo Pietų Amerikos krantų ir yra vulkaninės kilmės. Matyt, kadaise skraidė ar buvo su jais introdukuoti vienintelės Ekvadore kikilių rūšies atstovai, o vėliau, jiems dauginantis, dalis individų apsigyveno likusiose salose. Centrinėse didžiosiose salose buvo aštriausia kova už būvį (maistas, lizdavietės ir kt.), todėl susiformavo šiek tiek viena nuo kitos išorinėmis savybėmis besiskiriančios rūšys, valgančios skirtingą maistą (sėklas, vaisius, nektarą, vabzdžius, ir tt) .).

Jie įtakojo įvairių organizmų grupių pasiskirstymą ir klimato sąlygų pokyčius Žemėje, o tai prisidėjo prie vienų grupių klestėjimo, o kitų – išnykimo. Atskiros organizmų rūšys ar grupės, išlikusios iš anksčiau plačiai paplitusios floros ir faunos, vadinamos. relikvijos. Tai ginkmedis, sekvoja, tulpmedis, skiltinė žuvis koelakantas ir kt. Platesne prasme vadinamos augalų ir gyvūnų rūšys, gyvenančios ribotose teritorijos ar vandens plotuose. endeminis, arba endeminis. Pavyzdžiui, visi Australijos vietinės floros ir faunos atstovai yra endeminiai, o Baikalo ežero floroje ir faunoje iki 75% jų yra endeminės.

Lyginamieji anatominiai įrodymai. Giminingų gyvūnų ir augalų grupių anatomijos tyrimas įtikina jų organų sandaros panašumą. Nors Aplinkos faktoriai, žinoma, palieka savo pėdsaką organų struktūroje, gaubtasėkliuose su visa nuostabia įvairove gėlės turi taurėlapius, žiedlapius, kuokelius ir piesteles, o sausumos stuburiniams galūnė statoma pagal penkių pirštų planą. Panašios sandaros, tą pačią kūno padėtį užimantys ir iš tų pačių užuomazgų gimininguose organizmuose besivystantys, bet skirtingas funkcijas atliekantys organai vadinami. homologiškas. Taigi, klausos kaulai (plaktukas, inkas ir balnakilpė) yra homologiški žuvų žiaunų lankams, o gyvačių nuodingos liaukos. seilių liaukos kiti stuburiniai gyvūnai, žinduolių pieno liaukos – prakaito liaukos, ruonių ir banginių šeimos plaukeliai – paukščių sparnai, arklių ir kurmių galūnės.

Ilgą laiką neveikiantys organai greičiausiai virsta liekanas (rudimentai)- struktūros, kurios yra nepakankamai išvystytos, palyginti su protėvių formomis, ir praradusios savo pagrindinę prasmę. Tai paukščių šlaunikaulis, apgamų ir kurmių žiurkių akys, žmonių plaukai, uodegikaulis ir apendiksas ir kt.

Tačiau atskiri individai gali pasižymėti savybėmis, kurių tam tikroje rūšyje nėra, bet jos buvo tolimuose protėviuose – atavizmai, pavyzdžiui, šiuolaikinių arklių trijų pirštų atsiradimas, papildomų pieno liaukų porų, uodegos ir viso žmogaus kūno plaukų atsiradimas.

Jei homologiniai organai yra įrodymas, kad organizmai yra giminingi ir skiriasi evoliucijos procese, tada panašūs kūnai- panašios struktūros skirtingų grupių organizmuose, kurie atlieka tas pačias funkcijas, priešingai, yra pavyzdžiai konvergencija(konvergencija – tai apskritai nepriklausomas panašių savybių vystymasis skirtingose ​​organizmų grupėse, egzistuojančiose tomis pačiomis sąlygomis) ir patvirtina faktą, kad aplinka organizme palieka reikšmingą pėdsaką. Analogai yra vabzdžių ir paukščių sparnai, stuburinių ir galvakojų (kalmarų, aštuonkojų) akys, nariuotakojų ir sausumos stuburinių gyvūnų sujungtos galūnės.

Lyginamieji embriologiniai įrodymai. Tyrinėdamas skirtingų stuburinių grupių atstovų embrionų vystymąsi, K. Baer atrado stulbinamą jų struktūrinę vienybę, ypač ankstyvosios stadijos plėtra ( gemalo panašumo dėsnis). Vėliau E. Haeckel suformulavo biogenetinis dėsnis, pagal kurią ontogenezė yra trumpas filogenezės pakartojimas, t.y. etapai, kuriuos organizmas išgyvena individualaus vystymosi procese, atkartoja grupės, kuriai jis priklauso, istorinę raidą.

Taigi pirmaisiais vystymosi etapais stuburinio gyvūno embrionas įgyja struktūrinių bruožų, būdingų žuvims, o vėliau varliagyviams ir galiausiai grupei, kuriai jis priklauso. Ši transformacija paaiškinama tuo, kad kiekviena iš minėtų klasių turi bendrų protėvių su šiuolaikiniais ropliais, paukščiais ir žinduoliais.

Tačiau biogenetinis dėsnis turi nemažai apribojimų, todėl rusų mokslininkas A. N. Severtsovas gerokai apribojo jo taikymo sritį, ontogenezėje pakartodamas išskirtinai protėvių formų embrioninių vystymosi stadijų ypatybes.

Lyginamieji biocheminiai įrodymai. Tikslesnių biocheminės analizės metodų kūrimas suteikė evoliucijos mokslininkams naują duomenų grupę, palankią istorinei organinio pasaulio raidai, nes tų pačių medžiagų buvimas visuose organizmuose rodo galimą biocheminę homologiją, panašią kaip organų ir audinių lygis. Lyginamieji biocheminiai tokių plačiai paplitusių baltymų kaip citochromas pirminės struktūros tyrimai Su ir hemoglobinas, taip pat nukleino rūgštys, ypač rRNR, parodė, kad daugelis jų turi beveik vienodą struktūrą ir atlieka tas pačias funkcijas skirtingų rūšių atstovuose, ir kuo artimesnis ryšys, tuo didesnis panašumas yra tiriamos medžiagos.

Taigi evoliucijos teoriją patvirtina nemažas kiekis duomenų iš įvairių šaltinių, o tai dar kartą rodo jos patikimumą, tačiau ji vis tiek keisis ir bus tobulinama, nes daugelis organizmų gyvenimo aspektų lieka už tyrinėtojų akiračio ribų. .

Evoliucijos rezultatai: organizmų prisitaikymas prie aplinkos, rūšių įvairovė

Be bendrų savybių, būdingų konkrečios karalystės atstovams, gyvų organizmų rūšims būdinga nuostabi išorinės ir vidinės struktūros, gyvybės aktyvumo ir net elgesio ypatybių įvairovė, kuri atsirado ir buvo atrinkta evoliucijos procese ir užtikrina prisitaikymą. į gyvenimo sąlygas. Tačiau nereikėtų manyti, kad paukščiai ir vabzdžiai turi sparnus, tai yra dėl tiesioginio oro poveikio, nes yra daug besparnių vabzdžių ir paukščių. Aukščiau minėtos adaptacijos buvo atrinktos natūralios atrankos būdu iš viso turimų mutacijų spektro.

Epifitiniai augalai, gyvenantys ne dirvožemyje, o ant medžių, prisitaikę sugerti atmosferos drėgmę šaknų pagalba be šaknų plaukelių, bet su specialiu higroskopiniu audiniu - velamenas. Kai kurios bromelijos gali sugerti vandens garus drėgnoje atogrąžų atmosferoje, naudodamos savo lapų plaukus.

Dirvožemiuose, kuriuose dėl vienokių ar kitokių priežasčių nėra azoto, gyvenantys vabzdžiaėdžiai augalai (saulėračiai, Veneros muselaičiai) sukūrė mechanizmą, kaip pritraukti ir sugerti smulkius gyvūnus, dažniausiai vabzdžius, kurie yra jiems reikalingo elemento šaltinis.

Kad apsisaugotų nuo žolėdžių valgių, daugelis augalų, besilaikančių prisirišusio gyvenimo būdo, sukūrė pasyvias gynybos priemones, tokias kaip erškėčiai (gudobelės), spygliai (rožės), geliantys plaukai (dilgėlė), kalcio oksalato kristalų kaupimasis (rūgštynės). , biologiškai veikliosios medžiagos audiniuose (kavoje, gudobelėse) ir tt Kai kuriuose iš jų net neprinokusių vaisių sėklos yra apsuptos akmenuotų ląstelių, kurios neleidžia kenkėjams jų pasiekti, ir tik rudenį vyksta medžių iškirtimo procesas, dėl kurio sėklos gali išdžiūti. patekti į dirvą ir sudygti (kriaušė).

Aplinka taip pat daro formuojančią įtaką gyvūnams. Taigi, daugelio žuvų ir vandens žinduolių kūno forma yra supaprastinta, todėl jiems lengviau judėti per jo storį. Tačiau nereikėtų manyti, kad vanduo tiesiogiai veikia kūno formą, tiesiog evoliucijos procese tie gyvūnai, kurie turėjo šią savybę, pasirodė labiausiai prie jo prisitaikę.

Banginių ir delfinų kūnas nėra padengtas plaukais, o giminingų irklakojų grupė turi daugiau ar mažiau sumažėjusį plaukų sluoksnį, nes, skirtingai nei pirmieji, jie dalį laiko praleidžia sausumoje, kur be vilnos jų oda iš karto būtų tapti lediniu.

Daugumos žuvų kūnas yra padengtas žvynais, kurių apatinė pusė yra šviesesnės spalvos nei viršuje, todėl dugno fone šie gyvūnai iš viršaus sunkiai pastebimi natūraliems priešams, o iš apačios - prieš. dangaus fonas. Spalvinimas, dėl kurio gyvūnai tampa nematomi jų priešams ar grobiui, vadinami globojantis. Jis plačiai paplitęs gamtoje. Ryškus tokio dažymo pavyzdys yra kalimos drugelio sparnų apatinės pusės dažymas, kuris, atsisėdęs ant šakos ir sulenkęs sparnus, atrodo kaip sausas lapas. Kiti vabzdžiai, pavyzdžiui, vabzdžiai pagaliukai, maskuojasi kaip augalų šakelės.

Dėmėtoji ar dryžuota spalva taip pat turi prisitaikymo reikšmę, nes dirvožemio fone paukščių, tokių kaip putpelės ar gagos, nesimato net iš arti. Taip pat nematomi ir dėmėti ant žemės lizdus perkančių paukščių kiaušiniai.

Gyvūnų spalva ne visada tokia pastovi kaip zebro, pavyzdžiui, plekšnė ir chameleonas gali ją pakeisti priklausomai nuo vietos, kurioje jie yra, pobūdžio. Gegutės, dėdami kiaušinius į įvairių paukščių lizdus, ​​gali taip keisti savo lukštų spalvą, kad lizdo „šeimininkai“ nepastebėtų skirtumų tarp jo ir savų kiaušinių.

Gyvūnų spalva ne visada daro juos nematomus – daugelis jų tiesiog patraukia akį, o tai turėtų įspėti apie pavojų. Dauguma šių vabzdžių ir roplių yra vienaip ar kitaip nuodingi, pavyzdžiui, boružėlė ar vapsva, todėl plėšrūnas, patyręs diskomfortas suvalgęs tokį daiktą, jo vengia. Nepaisant to, įspėjamasis dažymas nėra universalus, nes kai kurie paukščiai prisitaikė jais maitintis (baubas).

Padidėjusios galimybės išgyventi asmenims, turintiems įspėjamąją spalvą, be tinkamų priežasčių prisidėjo prie jo atsiradimo kitų rūšių atstovams. Šis reiškinys vadinamas mimika. Taigi kai kurių drugelių rūšių nenuodingi vikšrai imituoja nuodinguosius, o boružėlės – vieną iš tarakonų rūšių. Tačiau paukščiai gali greitai išmokti atskirti nuodingus organizmus nuo nenuodingų ir suvartoti pastaruosius, išvengdami pavyzdžiu tapusių individų.

Kai kuriais atvejais galima pastebėti ir priešingą reiškinį – plėšrieji gyvūnai mėgdžioja nekenksmingus gyvūnus spalvomis, todėl jie gali prieiti prie aukos iš arti, o paskui pulti (kardadantė blenny).

Daugeliui rūšių apsaugą suteikia ir prisitaikantis elgesys, susijęs su maisto saugojimu žiemai, palikuonių priežiūra, šaldymu vietoje arba, priešingai, grėsmingos pozos priėmimu. Taip upiniai bebrai žiemai paruošia kelis kubinius metrus šakų, kamienų dalių ir kito augalinio maisto, užliedami jį vandeniu prie „trobelių“.

Rūpinimasis palikuonimis būdingas daugiausia žinduoliams ir paukščiams, tačiau jis randamas ir kitų chordatų klasių atstovams. Pavyzdžiui, žinomas agresyvus lazdelių patinų elgesys, išvarantis visus priešus iš lizdo, kuriame yra kiaušinėliai. Varlių patinai apvynioja kiaušinius aplink kojas ir nešioja, kol išsirita buožgalviai.

Net kai kurie vabzdžiai savo palikuonims sugeba suteikti palankesnes buveines. Pavyzdžiui, bitės maitina savo lervas, o jaunos bitės iš pradžių „dirba“ tik avilyje. Skruzdėlės lėliukes kilnoja aukštyn ir žemyn skruzdėlyne, priklausomai nuo temperatūros ir drėgmės, o iškilus potvynių grėsmei dažniausiai pasiima su savimi. Karabiniai vabalai savo lervoms ruošia specialius kamuoliukus iš gyvulinių atliekų.

Kai gresia užpuolimas, daugelis vabzdžių sušąla ir įgauna sausų pagaliukų, šakelių ir lapų pavidalą. Angiai, atvirkščiai, pakyla ir išpučia savo gaubtą, o barškuolė skleidžia ypatingą garsą barškučiu, esančiu uodegos gale.

Elgesio prisitaikymus papildo fiziologiniai prisitaikymai, susiję su buveinės ypatybėmis. Taigi žmogus be akvalango aprangos po vandeniu sugeba išbūti vos kelias minutes, po to gali netekti sąmonės ir mirti dėl deguonies trūkumo, o banginiai gana ilgai neiškyla į paviršių. Jų plaučių tūris nėra per didelis, tačiau yra ir kitų fiziologinių adaptacijų, pavyzdžiui, raumenyse yra didelė kvėpavimo pigmento – mioglobino koncentracija, kuri tarsi kaupia deguonį ir jį išskiria panardinant. Be to, banginiai turi ypatingą formaciją - „nuostabų tinklą“, leidžiantį naudoti deguonį net iš veninio kraujo.

Gyvūnams karštose buveinėse, pavyzdžiui, dykumose, nuolat kyla pavojus perkaisti ir prarasti drėgmės perteklių. Todėl feneko lapė turi itin dideles ausis, leidžiančias jai skleisti šilumą. Dykumos regionų varliagyviai, norėdami išvengti drėgmės praradimo per odą, yra priversti pereiti prie naktinio gyvenimo būdo, kai pakyla drėgmė ir atsiranda rasa.

Paukščiai, įvaldę oro buveinę, be anatominių ir morfologinių pritaikymų skrydžiui, turi ir svarbių fiziologinių savybių. Pavyzdžiui, dėl to, kad judėjimas ore reikalauja itin didelių energijos sąnaudų, šiai stuburinių gyvūnų grupei būdingas didelis medžiagų apykaitos greitis, o pasišalinę medžiagų apykaitos produktai pasišalina iš karto, o tai padeda sumažinti specifinį organizmo tankį.

Prisitaikymas prie aplinkos, nepaisant viso jų tobulumo, yra santykinis. Taigi kai kurios pienžolės rūšys gamina alkaloidus, kurie yra nuodingi daugumai gyvūnų, tačiau vienos drugių rūšies – danaidų – vikšrai minta ne tik pienės audiniais, bet ir kaupia šiuos alkaloidus, tapdami nevalgomais paukščiams.

Be to, pritaikymai naudingi tik tam tikroje aplinkoje, o kitoje aplinkoje yra nenaudingi. Pavyzdžiui, retas ir stambus plėšrūnas Ussuri tigras, kaip ir visos katės, turi minkštas pagalvėles ant letenų ir ištraukiamus aštrius nagus, aštrius dantis, puikų regėjimą net tamsoje, aštrią klausą ir stiprius raumenis, kurie leidžia aptikti savo letenas. grobį, nepastebimai prie jo prilįskite ir užpulkite pasalą. Tačiau dryžuota spalva jį užmaskuoja tik pavasarį, vasarą ir rudenį, o sniege jis tampa aiškiai matomas ir tigras gali tikėtis tik žaibiško puolimo.

Figiniai žiedynai, duodantys vertingus vaisius, yra tokios specifinės struktūros, kad juos apdulkina tik blastofaginės vapsvos, todėl patekusios į kultūrą ilgai nedavė vaisių. Padėtį galėtų išgelbėti tik partenokarpinių figų veislių (vaisių formavimo be tręšimo) sukūrimas.

Nepaisant to, kad buvo aprašyti labai trumpų laikotarpių rūšiavimosi pavyzdžiai, pavyzdžiui, kaukazo pievose esantis barškutis, kuris dėl reguliaraus šienavimo iš pradžių buvo suskirstytas į dvi populiacijas – ankstyvą žydėjimą ir vaisingumą bei vėlyvą žydėjimą, Tiesą sakant, mikroevoliucija greičiausiai reikalauja daug ilgesnių laikotarpių – daugelio šimtmečių, nes žmonija, kurios skirtingos grupės buvo atskirtos viena nuo kitos tūkstantmečius, vis dėlto niekada nesiskirstė į skirtingas rūšis. Tačiau kadangi evoliucija trunka praktiškai neribotą laiką, per šimtus milijonų ir milijardus metų, Žemėje jau gyveno keli milijardai rūšių, kurių dauguma išnyko, o tos, kurios atkeliavo iki mūsų, yra kokybinės šio vykstančio proceso stadijos.

Šiuolaikiniais duomenimis, Žemėje yra per 2 milijonus gyvų organizmų rūšių, iš kurių dauguma (apie 1,5 mln. rūšių) priklauso gyvūnų karalystei, apie 400 tūkstančių – augalų, per 100 tūkstančių – grybų karalystei, poilsis – bakterijoms. Tokia nuostabi įvairovė yra rūšių divergencijos (divergencijos) rezultatas pagal įvairias morfologines, fiziologines-biochemines, ekologines, genetines ir reprodukcines savybes. Pavyzdžiui, viena didžiausių augalų genčių, priklausančių Orchidaceae šeimai, dendrobium, apima per 1400 rūšių, o vabalų – per 1600 rūšių.

Organizmų klasifikavimas yra taksonomijos uždavinys, jau 2 tūkstančius metų bandantis sukurti ne tik darnią hierarchiją, bet ir „natūralią“ sistemą, atspindinčią organizmų giminystės laipsnį. Tačiau visi bandymai tai padaryti dar nebuvo vainikuoti sėkme, nes daugeliu atvejų evoliucijos procese buvo pastebėtas ne tik simbolių išsiskyrimas, bet ir konvergencija (konvergencija), dėl kurios labai nutolusiose grupėse organai įgavo panašumų, pavyzdžiui, galvakojų akys ir žinduolių akys.

Makroevoliucija. Evoliucijos kryptys ir keliai (A. N. Severtsovas, I. I. Šmalgauzenas). Biologinis progresas ir regresija, aromorfozė, idioadaptacija, degeneracija. Biologinio progreso ir regresijos priežastys. Gyvybės atsiradimo Žemėje hipotezės. Pagrindinės aromorfozės augalų ir gyvūnų evoliucijoje. Gyvų organizmų komplikacija evoliucijos procese

Makroevoliucija

Rūšies formavimasis žymi naują evoliucijos proceso ratą, nes šios rūšies individai, labiau prisitaikę prie aplinkos sąlygų nei pirminės rūšies individai, pamažu apsigyvena naujose teritorijose, vyksta mutagenezė, populiacijos bangos, izoliacija ir natūrali atranka. jų kūrybinis vaidmuo jos populiacijose. Laikui bėgant iš šių populiacijų atsiranda naujų rūšių, kurios dėl genetinės izoliacijos turi daug daugiau panašumų viena su kita nei su tos genties rūšimis, iš kurios atsišako pirminė rūšis, ir taip atsiranda nauja gentis, tada nauja. šeima, tvarka (tvarka) , klasė ir tt Evoliucinių procesų visuma, lemianti viršspecifinių taksonų (genčių, šeimų, kategorijų, klasių ir kt.) atsiradimą, vadinama makroevoliucija. Makroevoliuciniai procesai tarsi apibendrina mikroevoliucinius pokyčius, vykstančius per ilgą laiką, kartu identifikuodami pagrindines organinio pasaulio raidos tendencijas, kryptis ir modelius, kurių žemesniame lygmenyje nepastebima. Kol kas specifinių makroevoliucijos mechanizmų nenustatyta, todėl manoma, kad ji vykdoma tik per mikroevoliucijos procesus, tačiau ši pozicija nuolat sulaukia pagrįstos kritikos.

Sudėtingos hierarchinės organinio pasaulio sistemos atsiradimas daugiausia yra nevienodo įvairių organizmų grupių evoliucijos greičio rezultatas. Taigi jau minėtas ginkmedis buvo tarsi „išsaugotas“ tūkstančius metų, o gana arti jo esančios pušys per šį laiką gerokai pakito.

Evoliucijos kryptys ir keliai (A. N. Severtsovas, I. I. Šmalgauzenas). Biologinis progresas ir regresija, aromorfozė, idioadaptacija, degeneracija

Analizuojant organinio pasaulio istoriją, galima pastebėti, kad tam tikrais laikotarpiais dominavo tam tikros organizmų grupės, kurios vėliau sumažėjo arba visai išnyko. Taigi galima išskirti tris pagrindines linijas evoliucijos kryptys: biologinė pažanga, biologinė regresija ir biologinis stabilizavimas. Didelį indėlį plėtojant evoliucijos krypčių ir kelių doktriną įnešė rusų evoliucionistai A. N. Severtsovas ir I. I. Šmalgauzenas.

Biologinė pažanga siejamas su visos grupės biologiniu klestėjimu ir apibūdina jos evoliucinę sėkmę. Tai atspindi natūralų gyvosios gamtos vystymąsi nuo paprasto iki sudėtingo, nuo žemesnio organizuotumo laipsnio iki aukštesnio. Anot A. N. Severtsovo, biologinės pažangos kriterijai yra tam tikros grupės individų skaičiaus padidėjimas, jos arealo išplėtimas, taip pat žemesnio rango grupių atsiradimas ir vystymasis jos sudėtyje (rūšies pavertimas gentis, gentis į šeimą ir pan.). Šiuo metu biologinė pažanga stebima gaubtasėklių, vabzdžių, kaulinių žuvų ir žinduolių organizme.

Pasak A. N. Severtsovo, biologinė pažanga gali būti pasiekta dėl tam tikrų morfofiziologinių organizmų transformacijų, ir jis išskyrė tris pagrindinius pasiekimo būdus: arogenezę, alogenezę ir katagenezę.

Arogenezė, arba morfofiziologinis progresas, yra susijęs su reikšmingu šios organizmų grupės arealo išplėtimu dėl didelių struktūrinių pokyčių – aromorfozių – įgijimo.

Aromorfozė vadinama evoliucine organizmo sandaros ir funkcijų transformacija, kuri padidina jo organizuotumo lygį ir atveria naujas galimybes prisitaikyti prie įvairių egzistavimo sąlygų.

Aromorfozių pavyzdžiai yra eukariotinės ląstelės atsiradimas, daugialąsteliškumas, širdies atsiradimas žuvyje ir jos dalijimasis per visą pertvarą paukščiams ir žinduoliams, žiedo susidarymas gaubtasėkliuose ir kt.

Alogenezė, skirtingai nei arogenezė, nelydi asortimento išplėtimas, tačiau senojoje iškyla didelė formų įvairovė, kuri turi ypatingą prisitaikymą prie aplinkos - idioadaptacijas.

Idiominis prisitaikymas- tai nedidelis morfofiziologinis prisitaikymas prie ypatingų aplinkos sąlygų, naudingas kovoje už būvį, bet nekeičiantis organizacijos lygio. Šiuos pokyčius iliustruoja gyvūnų apsauginė spalva, vabzdžių burnos dalių įvairovė, augalų spygliai ir kt. geras pavyzdys yra Darvino kikiliai, besispecializuojantys įvairių rūšių ėdaluose, kurių transformacijos pirmiausia paveikė snapą, o vėliau ir kitas kūno dalis – plunksną, uodegą ir kt.

Kad ir kaip atrodytų paradoksalu, organizacijos supaprastinimas gali lemti biologinę pažangą. Šis kelias vadinamas katagenezė.

Degeneracija- tai organizmų supaprastinimas evoliucijos procese, kurį lydi tam tikrų funkcijų ar organų praradimas.

Biologinio progreso fazė pakeičiama faze biologinis stabilizavimas, kurio esmė – išsaugoti tam tikros rūšies savybes kaip palankiausias tam tikroje mikroaplinkoje. Pasak I. I. Shmalhausen, tai „nereiškia evoliucijos nutraukimo, o atvirkščiai, tai reiškia maksimalų organizmo suderinamumą su aplinkos pokyčiais“. Koelakanto, gingko ir kt. „gyvos fosilijos“ yra biologinio stabilizavimosi fazėje.

Biologinio progreso antipodas yra biologinė regresija- tam tikros grupės evoliucinis nuosmukis dėl nesugebėjimo prisitaikyti prie aplinkos pokyčių. Jis pasireiškia populiacijų skaičiaus mažėjimu, arealų siaurėjimu ir žemesnio rango grupių skaičiaus mažėjimu aukštesniame taksone. Organizmų grupei, kuri yra biologinio regreso būsenoje, gresia išnykimas. Organinio pasaulio istorijoje galima pamatyti daug šio reiškinio pavyzdžių, o šiuo metu regresija būdinga kai kuriems paparčiams, varliagyviams ir ropliams. Atsiradus žmogui, biologinė regresija dažnai atsiranda dėl jo ekonominės veiklos.

Organinio pasaulio evoliucijos kryptys ir keliai vienas kito nepaneigia, tai yra, aromorfozės atsiradimas nereiškia, kad idioadaptacija ar degeneracija nebegali vykti. Priešingai, pagal tai, ką sukūrė A. N. Severtsovas ir I. I. Šmalgauzenas fazių kaitos taisyklė, įvairios evoliucijos proceso kryptys ir būdai pasiekti biologinę pažangą natūraliai keičia vienas kitą. Evoliucijos eigoje šie keliai derinami: gana retos aromorfozės perkelia organizmų grupę į kokybiškai naują organizavimo lygį, o tolesnė istorinė raida eina idioadaptacijos arba degeneracijos keliu, užtikrinant prisitaikymą prie specifinių aplinkos sąlygų.

Biologinio progreso ir regresijos priežastys

Evoliucijos procese įveikiama natūralios atrankos juosta ir atitinkamai progresuoja tik tos organizmų grupės, kuriose paveldimas kintamumas sukuria pakankamą skaičių derinių, galinčių užtikrinti visos grupės išlikimą.

Tos grupės, kurios dėl kokių nors priežasčių tokio rezervo neturi, dažniausiai yra pasmerktos išnykti. Tai dažnai nutinka dėl žemo atrankos spaudimo ankstesniuose evoliucijos proceso etapuose, o tai lėmė siaurą grupės specializaciją ar net degeneracinius reiškinius. To pasekmė – nesugebėjimas prisitaikyti prie naujų aplinkos sąlygų, kai įvyksta staigūs pokyčiai. Ryškus to pavyzdys yra staigi mirtis dinozaurai dėl prieš 65 milijonus metų į Žemę nukritusio milžiniško dangaus kūno, dėl kurio įvyko žemės drebėjimas, į orą pakilo milijonai tonų dulkių, smarkiai atvėso ir žuvo dauguma augalų ir žolėdžių gyvūnų. Tuo pačiu metu šiuolaikinių žinduolių protėviai, neturėdami siaurų pirmenybių maisto šaltiniams ir būdami šiltakraujai, sugebėjo išgyventi tokiomis sąlygomis ir užimti dominuojančią padėtį planetoje.

Gyvybės Žemėje atsiradimo hipotezės

Iš visų hipotezių, susijusių su Žemės formavimu, didžiausias skaičius faktų liudija „Didžiojo sprogimo“ teoriją. Kadangi ši mokslinė prielaida daugiausia grindžiama teoriniais skaičiavimais, Europos branduolinių tyrimų centre netoli Ženevos (Šveicarija) pastatytas Didysis hadronų greitintuvas raginamas ją eksperimentiškai patvirtinti. Remiantis Didžiojo sprogimo teorija, Žemė susiformavo daugiau nei prieš 4,5 milijardo metų kartu su Saule ir kitomis Saulės sistemos planetomis dėl dujų ir dulkių debesies kondensacijos. Planetos temperatūros sumažėjimas ir cheminių elementų migracija joje prisidėjo prie jos stratifikacijos į šerdį, mantiją ir plutą bei vėlesnius geologinius procesus (judėjimą). tektoninės plokštės, vulkaninė veikla ir kt.) sukėlė atmosferos ir hidrosferos susidarymą.

Gyvybė Žemėje taip pat egzistuoja labai ilgą laiką, tai liudija įvairių organizmų iškastinės liekanos uolienose, tačiau fizinės teorijos negali atsakyti į klausimą apie jos atsiradimo laiką ir priežastis. Yra du priešingi požiūriai į gyvybės atsiradimą Žemėje: abiogenezės ir biogenezės teorijos. Abiogenezės teorijos patvirtina gyvų būtybių atsiradimo iš negyvųjų dalykų galimybę. Tai apima kreacionizmą, spontaniškos kartos hipotezę ir A. I. Oparino biocheminės evoliucijos teoriją.

Pagrindinė pozicija kreacionizmas pasaulio sukūrimas buvo tam tikra antgamtinė būtybė (Kūrėjas), kuri atsispindi pasaulio tautų mituose ir religiniuose kultuose, tačiau planetos ir gyvybės joje amžius gerokai viršija šiuose šaltiniuose nurodytas datas, juose gausu neatitikimų.

Steigėjas spontaniškos kartos teorijos gyvybe laikomas senovės graikų mokslininkas Aristotelis, teigęs, kad daug kartų gali atsirasti naujų būtybių, pavyzdžiui, sliekai iš balų, o kirminai ir musės iš supuvusios mėsos. Tačiau šias nuomones XVII–XIX a. paneigė drąsūs F. Redi ir L. Pasteur eksperimentai.

Italų gydytojas Francesco Redi 1688 m. sudėjo mėsos gabalus į puodus ir sandariai užsandarino, tačiau juose neatsirado kirminų, o atviruose vazonuose. Siekdamas paneigti vyraujantį įsitikinimą, kad gyvybės principas slypi ore, jis pakartojo savo eksperimentus, bet puodų neužsandarino, o uždengė keliais muslino sluoksniais, ir vėl gyvybė neatsirado. Nepaisant F. Redi gautų įtikinamų duomenų, A. van Leeuwenhoek tyrimai suteikė naujo peno diskusijoms apie „gyvybinį principą“, kuri tęsėsi visą kitą šimtmetį.

Kitas italų tyrinėtojas Lazzaro Spallanzani 1765 metais modifikavo F. Redi eksperimentus, keletą valandų virdamas mėsos ir daržovių nuovirus ir juos sandariai uždarydamas. Po kelių dienų jis ten taip pat nerado jokių gyvybės ženklų ir padarė išvadą, kad gyva gali atsirasti tik iš gyvų būtybių.

Paskutinis smūgis spontaniškos kartos teorijai buvo sukeltas didysis prancūzų mikrobiologas Louisas Pasteuras 1860 m., kai jis įpylė virinto sultinio į S formos kaklelio kolbą ir neužkrėtė jokių mikrobų. Atrodytų, tai liudija biogenezės teorijų naudai, tačiau liko atviras klausimas, kaip atsirado pats pirmasis organizmas.

Į tai bandė atsakyti sovietų biochemikas A. I. Oparinas, priėjęs prie išvados, kad Žemės atmosferos sudėtis pirmaisiais jos egzistavimo etapais visiškai skyrėsi nuo mūsų laikų. Greičiausiai jį sudarė amoniakas, metanas, anglies dioksidas ir vandens garai, tačiau jame nebuvo laisvo deguonies. Esant įtakai elektros iškrovos didelės galios ir aukštoje temperatūroje joje galėtų susintetinti pirmuonys organiniai junginiai, ką patvirtino 1953 metais atlikti S. Miller ir G. Urey eksperimentai, kurie iš minėtų junginių gavo keletą aminorūgščių, paprastųjų angliavandenių, adenino, karbamido, taip pat paprasčiausių riebalų rūgščių, skruzdžių ir acto rūgščių.

Nepaisant to, organinių medžiagų sintezė dar nereiškia gyvybės atsiradimo, todėl A. I. Oparinas pasiūlė biocheminės evoliucijos hipotezė, pagal kurią įvairios organinės medžiagos atsirado ir susijungė į didesnes molekules sekliuose jūrų ir vandenynų vandenyse, kur sąlygos cheminei sintezei ir polimerizacijai yra palankiausios. RNR molekulės šiuo metu laikomos pirmosiomis gyvybės nešėjomis.

Kai kurios iš šių medžiagų palaipsniui sudarė stabilius kompleksus vandenyje - koacervuoja, arba koacervuoti lašai, primenantys riebalų lašus sultinyje. Šie koacervatai iš aplinkinio tirpalo gaudavo įvairių medžiagų, kurios patyrė cheminių transformacijų, vykstančių lašeliuose. Kaip ir organinės medžiagos, patys koacervatai nebuvo gyvos būtybės, o buvo kitas jų atsiradimo žingsnis.

Tie koacervatai, kurių sudėtyje esančių medžiagų, ypač baltymų ir nukleino rūgščių, santykis buvo palankus dėl fermentinių baltymų katalizinių savybių, laikui bėgant įgavo galimybę daugintis savo rūšims ir vykdyti medžiagų apykaitos reakcijas, o baltymų struktūra pablogėjo. užkoduotas nukleino rūgščių.

Tačiau, be reprodukcijos, gyvoms sistemoms būdinga priklausomybė nuo energijos tiekimo iš išorės. Ši problema iš pradžių buvo sprendžiama be deguonies skaidant organines medžiagas iš aplinkos (tuo metu atmosferoje deguonies nebuvo), t.y.

heterotrofinė mityba. Paaiškėjo, kad kai kurios absorbuotos organinės medžiagos gali kaupti saulės šviesos energiją, pavyzdžiui, chlorofilas, dėl kurio daugelis organizmų galėjo pereiti prie autotrofinės mitybos. Deguonies išsiskyrimas į atmosferą fotosintezės metu paskatino efektyvesnio deguonies kvėpavimo atsiradimą, ozono sluoksnio susidarymą ir galiausiai organizmų atsiradimą sausumoje.

Taigi, cheminės evoliucijos rezultatas buvo išvaizda protobiontai- pirminiai gyvi organizmai, iš kurių dėl biologinės evoliucijos atsirado visos šiuo metu egzistuojančios rūšys.

Mūsų laikų biocheminės evoliucijos teorija yra labiausiai patvirtinta, tačiau idėja apie specifinius gyvybės atsiradimo mechanizmus pasikeitė. Pavyzdžiui, paaiškėjo, kad organinės medžiagos prasideda erdvėje, o organinės medžiagos žaidžia svarbus vaidmuo net ir pačiame planetų formavime, užtikrinant smulkių dalių sukibimą. Organinių medžiagų susidarymas vyksta ir planetos žarnyne: vieno išsiveržimo metu ugnikalnis išskiria iki 15 tonų organinės medžiagos. Yra ir kitų hipotezių, susijusių su organinių medžiagų koncentracijos mechanizmais: tirpalo užšalimas, tam tikrų mineralinių junginių absorbcija (susirišimas) ant paviršiaus, natūralių katalizatorių veikimas ir kt. Gyvybės atsiradimas Žemėje šiuo metu neįmanomas, kadangi bet kokios organinės medžiagos, spontaniškai susidarančios bet kuriame planetų taške, būtų nedelsiant oksiduotos laisvo atmosferos deguonies arba panaudotos heterotrofinių organizmų. Tai dar 1871 metais suprato Charlesas Darwinas.

Biogenezės teorijos neigti spontanišką gyvybės kilmę. Pagrindinės iš jų yra pusiausvyrinės būsenos hipotezė ir panspermijos hipotezė. Pirmasis iš jų pagrįstas tuo, kad gyvybė egzistuoja amžinai, tačiau mūsų planetoje yra labai senovinių uolienų, kuriose nėra organinio pasaulio veiklos pėdsakų.

Panspermijos hipotezė teigia, kad gyvybės embrionus į Žemę iš kosmoso atnešė kokie nors ateiviai arba dieviškoji apvaizda. Šią hipotezę patvirtina du faktai: visos gyvos būtybės, kurios planetoje yra gana retos, tačiau dažnai randamos meteorituose, molibdeno, taip pat į bakterijas panašių organizmų atradimas ant meteoritų iš Marso. Tačiau kaip gyvybė atsirado kitose planetose, lieka neaišku.

Pagrindinės aromorfozės augalų ir gyvūnų evoliucijoje

Augalų ir gyvūnų organizmai, atstovaujantys įvairioms organinio pasaulio evoliucijos šakoms, istorinės raidos procese savarankiškai įgijo tam tikrų struktūrinių ypatybių, kurios bus aprašytos toliau.

Augaluose svarbiausi iš jų yra perėjimas iš haploidinio į diploidinį, nepriklausomybė nuo vandens tręšimo proceso metu, perėjimas nuo išorinio į vidinį apvaisinimą ir dvigubo apvaisinimo atsiradimas, kūno dalijimasis į organus, apvaisinimo vystymasis. laidumo sistema, audinių komplikacija ir tobulinimas, taip pat apdulkinimo vabzdžių pagalba specializacija bei sėklų ir vaisių platinimas.

Dėl perėjimo nuo haploidijos prie diploidijos augalai tapo atsparesni aplinkos veiksniams, nes sumažėjo recesyvinių mutacijų rizika. Matyt, ši transformacija paveikė kraujagyslių augalų protėvius, į kuriuos neįeina bryofitai, kuriems būdingas gametofito vyravimas gyvavimo cikle.

Pagrindinės gyvūnų evoliucijos aromatomorfozės siejamos su daugialąsčių atsiradimu ir vis didėjančiu visų organų sistemų suskaidymu, stipraus skeleto atsiradimu, centrinės sistemos vystymusi. nervų sistema, taip pat socialinis elgesys įvairiose itin organizuotų gyvūnų grupėse, davęs postūmį žmonijos pažangai.

Gyvų organizmų komplikacija evoliucijos procese

Organinio pasaulio istorija Žemėje tiriama iš išlikusių gyvų organizmų gyvybinės veiklos liekanų, atspaudų ir kitų pėdsakų. Ji yra mokslo subjektas paleontologija. Remiantis tuo, kad skirtingų organizmų liekanos yra skirtinguose uolienų sluoksniuose, buvo sukurta geochronologinė skalė, pagal kurią Žemės istorija buvo suskirstyta į tam tikrus laiko periodus: eonus, eras, laikotarpius ir šimtmečius.

Eon vadinamas dideliu geologijos istorijos laikotarpiu, apjungiančiu keletą epochų. Šiuo metu išskiriami tik du eonai: kriptozojaus (paslėpta gyvybė) ir fanerozojaus (akivaizdinė gyvybė). Era- tai laikotarpis geologinėje istorijoje, kuris yra eono padalijimas, kuris savo ruožtu jungia laikotarpius. Kriptozojaus yra dvi epochos (archėjos ir proterozojaus), o fanerozojaus - trys (paleozojaus, mezozojaus ir kainozojaus).

Svarbų vaidmenį kuriant geochronologinę skalę suvaidino vadovaujančios fosilijos- organizmų, kurių tam tikru laikotarpiu buvo daug ir gerai išsilaikiusių, liekanos.

Gyvybės raida kriptozojuje. Archeanas ir proterozojus sudaro didžiąją gyvenimo istorijos dalį (laikotarpis prieš 4,6 milijardo metų – prieš 0,6 milijardo metų), tačiau informacijos apie gyvenimą tuo laikotarpiu yra mažai. Pirmosios biogeninės kilmės organinių medžiagų liekanos yra apie 3,8 milijardo metų, o prokariotiniai organizmai egzistavo jau prieš 3,5 milijardo metų. Pirmieji prokariotai buvo specifinių ekosistemų dalis – melsvadumblių kilimėliai, kurių veiklos dėka susidarė specifiniai nuosėdinių uolienų stromatolitai („akmens kilimai“).

Suprasti senovės prokariotinių ekosistemų gyvenimą padėjo atrasti šiuolaikiniai jų analogai – stromatolitai Shark įlankoje Australijoje ir specifinės plėvelės ant dirvos paviršiaus Syvash įlankoje Ukrainoje. Melsvabakterių kilimėlių paviršiuje yra fotosintetinės cianobakterijos, o po jų sluoksniu – itin įvairios kitų grupių ir archėjų bakterijos. Mineralinės medžiagos, kurios nusėda ant kilimėlio paviršiaus ir susidaro dėl jo gyvybinės veiklos, nusėda sluoksniais (apie 0,3 mm per metus). Tokios primityvios ekosistemos gali egzistuoti tik kitiems organizmams negyvenamose vietose, ir išties abi minėtos buveinės pasižymi itin dideliu druskingumu.

Daugybė duomenų rodo, kad iš pradžių Žemėje buvo atsinaujinanti atmosfera, kuri apėmė: anglies dioksidas, vandens garai, sieros oksidas, taip pat anglies monoksidas, vandenilis, sieros vandenilis, amoniakas, metanas ir kt. Pirmieji Žemės organizmai buvo anaerobai, tačiau cianobakterijų fotosintezės dėka į aplinką pateko laisvas deguonis, kurie iš pradžių greitai susiejo su aplinkoje esančiomis redukuojančiomis medžiagomis ir tik susijungus visoms reduktorėms terpė pradėjo įgyti oksiduojančių savybių. Šį perėjimą liudija oksiduotų geležies formų – hematito ir magnetito – nusėdimas.

Maždaug prieš 2 milijardus metų dėl geofizinių procesų beveik visa nuosėdinėse uolienose nesusijusi geležis persikėlė į planetos šerdį, o dėl šio elemento nebuvimo atmosferoje pradėjo kauptis deguonis - „deguonies revoliucija“. įvyko. Tai buvo posūkio taškas Žemės istorijoje, dėl kurio pasikeitė ne tik atmosferos sudėtis ir atmosferoje susidarė ozono ekranas - pagrindinė sąlyga, kad žemė galėtų įsikurti, bet ir atmosferos sudėtis. Žemės paviršiuje susiformavusių uolienų.

Proterozojuje atsitiko dar kažkas svarbus įvykis- eukariotų atsiradimas. Pastaraisiais metais pavyko surinkti įtikinamų eukariotinės ląstelės endosimbiogenetinės kilmės teorijos įrodymų – per kelių prokariotinių ląstelių simbiozę. Tikriausiai „pagrindinis“ eukariotų protėvis buvo archėjos, kurios perėjo prie maisto dalelių įsisavinimo fagocitozės būdu. Paveldimas aparatas persikėlė giliai į ląstelę, vis dėlto išlaikydamas ryšį su membrana dėl besiformuojančios branduolinės membranos išorinės membranos perėjimo į endoplazminio tinklo membranas.

Geochronologinė Žemės istorija Eon Era Laikotarpis Pradžia, prieš milijonus metų Trukmė, milijonai metų Gyvenimo raida Fanerozojaus kainozojaus antropogenas 1,5 1,5 Keturi ledynmečiai, po kurių sekė potvyniai, susiformavo šalčiui atspari flora ir fauna (mamutai, muskuso jaučiai, šiaurės elniai, lemingai). Gyvūnų ir augalų mainai tarp žemynų dėl sausumos tiltų atsiradimo. Placentinių žinduolių dominavimas. Daugelio stambių žinduolių išnykimas. Žmogaus, kaip biologinės rūšies, formavimasis ir jos apsigyvenimas. Gyvūnų prijaukinimas ir augalų auginimas. Daugelio rūšių gyvų organizmų išnykimas dėl žmogaus ūkinės veiklos Neogenas 25 23.5 Javų paplitimas. Visų šiuolaikinių žinduolių kategorijų susidarymas. Atsiradimas didžiosios beždžionės Paleogenas 65 40 Žydinčių augalų, žinduolių ir paukščių dominavimas. Kanopinių, mėsėdžių, irklakojų, primatų ir kt. atsiradimas Mezozojus Kreidos periodas 135 70 Gausėja gaubtasėklių, žinduolių ir paukščių atsiradimas Jura 195 60 Roplių ir galvakojų era. Žvairių ir placentinių žinduolių atsiradimas. Gimnosėklių dominavimas Triasas 225 30 Pirmieji žinduoliai ir paukščiai. Roplių yra daug. Žolinių sporų paplitimas Paleozojaus Permė 280 55 Šiuolaikinių vabzdžių atsiradimas. Roplių vystymasis. Daugelio bestuburių grupių išnykimas. Spygliuočių pasiskirstymas Anglis 345 65 Pirmieji ropliai. Sparnuotųjų vabzdžių atsiradimas. Vyrauja paparčiai ir asiūkliai Devonas 395 50 Žuvų yra daug. Pirmieji varliagyviai. Gausiai atsiranda pagrindinių sporų grupių, pirmųjų gimnasėklių ir grybų Silurian 430 35 Dumbliai. Pirmieji sausumos augalai ir gyvūnai (vorai). Vaiduoklių žuvys ir vėžiagyviai yra dažni Ordoviko 500 70 Koralų ir trilobitų gausu. Žaliųjų, rudųjų ir raudonųjų dumblių žydėjimas. Pirmųjų chordatų atsiradimas Kambras 570 70 Daugybė žuvų fosilijų. Dažnas jūros ežiai ir trilobitai. Daugialąsčių dumblių atsiradimas Cryptose Proterozoic 2600 2000 Eukariotų atsiradimas. Dažniausiai pasitaiko vienaląsčiai žalieji dumbliai. Daugialąsčių atsiradimas. Daugialąsčių gyvūnų įvairovės protrūkis (visų rūšių bestuburių atsiradimas) Archaea 3500 1500 Pirmieji gyvybės pėdsakai Žemėje yra bakterijos ir melsvadumbliai. Fotosintezės atsiradimas

Ląstelės absorbuotos bakterijos negalėjo būti virškinamos, tačiau liko gyvos ir toliau funkcionavo. Manoma, kad mitochondrijos atsiranda iš purpurinių bakterijų, kurios prarado gebėjimą fotosintezuoti ir perėjo prie organinių medžiagų oksidacijos. Simbiozė su kitomis fotosintetinėmis ląstelėmis lėmė plastidų atsiradimą augalų ląstelėse. Tikriausiai eukariotinių ląstelių žvyneliai atsirado dėl simbiozės su bakterijomis, kurios, kaip ir šiuolaikinės spirochetos, galėjo raitytis judesius. Iš pradžių eukariotinių ląstelių paveldimas aparatas buvo struktūrizuotas maždaug taip pat, kaip ir prokariotų, o tik vėliau, atsiradus poreikiui kontroliuoti didelę ir sudėtingą ląstelę, susiformavo chromosomos. Tarpląstelinių simbiontų (mitochondrijų, plastidų ir žvynelių) genomai paprastai išlaikė prokariotinę organizaciją, tačiau dauguma jų funkcijų buvo perkeltos į branduolinį genomą.

Eukariotinės ląstelės atsirado pakartotinai ir nepriklausomai viena nuo kitos. Pavyzdžiui, raudondumbliai atsirado dėl simbiogenezės su melsvadumbliais, o žalieji dumbliai su prochlorofito bakterijomis.

Likusios vienos membranos organelės ir eukariotinės ląstelės branduolys, remiantis endomembranos teorija, atsirado dėl prokariotinės ląstelės membranos invaginacijų.

Tikslus eukariotų atsiradimo laikas nežinomas, nes jau maždaug 3 milijardų metų senumo nuosėdose yra panašaus dydžio ląstelių atspaudų. Eukariotai tikrai užfiksuoti maždaug 1,5–2 milijardų metų amžiaus uolienose, tačiau tik po deguonies revoliucijos (prieš maždaug 1 milijardą metų) susidarė jiems palankios sąlygos.

Proterozojaus eros pabaigoje (mažiausiai prieš 1,5 milijardo metų) jau egzistavo daugialąsčiai eukariotai. Daugialąstė, kaip ir eukariotinė ląstelė, ne kartą atsirado įvairiose organizmų grupėse.

Yra įvairių nuomonių apie daugialąsčių gyvūnų kilmę. Kai kuriais duomenimis, jų protėviai buvo daugiabranduolės, į blakstienas panašios ląstelės, kurios vėliau suskilo į atskiras vienabranduoles ląsteles.

Kitos hipotezės sieja daugialąsčių gyvūnų kilmę su kolonijinių vienaląsčių ląstelių diferenciacija. Skirtumai tarp jų yra susiję su ląstelių sluoksnių kilme pradiniame daugialąsčiame gyvūne. Pagal E. Haeckel gastrea hipotezę, tai įvyksta įsiveržus į vieną iš vienasluoksnio daugialąsčio organizmo sienelių, kaip ir koelenteratuose. Priešingai, I. I. Mechnikovas suformulavo fagocitų hipotezę, laikydamas, kad daugialąsčių organizmų protėviai yra vienasluoksnės sferinės kolonijos, tokios kaip Volvox, kurios fagocitozės būdu absorbavo maisto daleles. Ląstelė, kuri užfiksavo dalelę, prarado savo žvynelius ir pateko giliau į kūną, kur vykdė virškinimą, o proceso pabaigoje grįžo į paviršių. Laikui bėgant ląstelės buvo padalintos į du sluoksnius, turinčius specifines funkcijas – išorinis užtikrino judėjimą, o vidinis – fagocitozę. I. I. Mechnikovas tokį organizmą pavadino fagocitele.

Ilgą laiką daugialąsčiai eukariotai pralaimėjo konkuruodami prokariotiniams organizmams, tačiau proterozojaus pabaigoje (prieš 800–600 mln. metų) dėl staigus pokytis sąlygos Žemėje – mažėjantis jūros lygis, didėjanti deguonies koncentracija, mažėjanti karbonatų koncentracija jūros vandenyje, reguliarūs aušinimo ciklai – daugialąsčiai eukariotai įgijo pranašumų prieš prokariotus. Jei iki tol buvo rasti tik pavieniai daugialąsčiai augalai ir, galbūt, grybai, tai nuo šio taško Žemės istorijoje buvo žinomi ir gyvūnai. Iš proterozojaus pabaigoje atsiradusios faunos geriausiai ištirtos ediakarinės ir vendinės. Vendijos laikotarpio gyvūnai paprastai yra įtraukiami į specialią organizmų grupę arba priskiriami tokiems tipams kaip koelenteratai, plokščiosios kirmėlės, nariuotakojai ir kt. Tačiau nė viena iš šių grupių neturi skeletų, o tai gali reikšti, kad plėšrūnų nėra.

Gyvybės raida paleozojaus eroje. Paleozojaus era, trukusi daugiau nei 300 milijonų metų, skirstoma į šešis periodus: Kambro, Ordoviko, Silūro, Devono, Karbono (karbono) ir Permo.

IN Kambro laikotarpisŽemę sudarė keli žemynai, daugiausia išsidėstę pietiniame pusrutulyje. Šiuo laikotarpiu gausiausi fotosintetiniai organizmai buvo melsvadumbliai ir raudondumbliai. Vandens storymėje gyveno foraminiferos ir radiolarijos. Kambro zonoje atsiranda daugybė gyvūnų skeleto organizmų, kaip rodo daugybė iškastinių liekanų. Šie organizmai priklausė maždaug 100 rūšių daugialąsčių gyvūnų, tiek šiuolaikinių (kempinės, koelenteratai, kirminai, nariuotakojai, moliuskai), tiek išnykusiems, pavyzdžiui: didžiuliam plėšrūnui Anomalocaris ir kolonijiniams graptolitams, kurie plūduriavo vandens storymėje arba buvo pritvirtinti prie dugno. Visame Kambryje žemė išliko beveik negyvenama, tačiau dirvožemio formavimosi procesą jau pradėjo bakterijos, grybai ir, galbūt, kerpės, o laikotarpio pabaigoje sausumoje pasirodė oligochaetiniai kirminai ir šimtakojai.

IN Ordoviko laikotarpis Pasaulio vandenyno vandens lygis pakilo, dėl to buvo užtvindytos žemyninės žemumos. Pagrindiniai gamintojai šiuo laikotarpiu buvo žalieji, rudieji ir raudonieji dumbliai. Skirtingai nuo Kambro, kuriame rifus statė kempinės, Ordovike juos pakeitė koralų polipai. Klestėjo pilvakojai ir galvakojai, taip pat trilobitai (dabar jau išnykę voragyvių giminaičiai). Šiuo laikotarpiu pirmą kartą buvo įrašyti ir akordai, ypač bežandikauliai. Ordoviko laikotarpio pabaigoje įvyko didžiulis išnykimo įvykis, sunaikinęs apie 35% jūrų gyvūnų šeimų ir daugiau nei 50% genčių.

Silūrinis būdingas padidėjęs kalnų užstatymas, dėl kurio išdžiūvo žemyninės platformos. Silūro bestuburėje faunoje pagrindinį vaidmenį atliko galvakojai, dygiaodžiai ir milžiniški vėžiagyviai, o tarp stuburinių išliko daugybė bežandikaulių gyvūnų ir atsirado žuvų. Laikotarpio pabaigoje į sausumą atkeliavo pirmieji kraujagysliniai augalai – rinofitai ir likofitai, kurie pradėjo kolonizuoti seklius vandenis ir pakrančių potvynių zoną. Į sausumą atvyko ir pirmieji voragyvių klasės atstovai.

IN Devono laikotarpis Dėl sausumos iškilimo susidarė dideli sekli vandenys, kurie išdžiūvo ir net užšalo, nes klimatas tapo dar žemyninis nei Silūre. Jūrose vyrauja koralai ir dygiaodžiai, o galvakojus – spirale susisukę amonitai. Tarp devono stuburinių klestėjo žuvys, o šarvuotąsias pakeitė kremzlinės ir kaulinės žuvys, plaučiai ir skilčių pelekai. Laikotarpio pabaigoje pasirodo pirmieji varliagyviai, kurie pirmiausia gyveno vandenyje.

Viduriniame devone sausumoje atsirado pirmieji paparčių, samanų ir asiūklių miškai, kuriuose gyveno kirminai ir daugybė nariuotakojų (šimtakojai, vorai, skorpionai, besparniai vabzdžiai). Devono pabaigoje pasirodė pirmieji gimnasėkliai. Augalams plėtojant žemę sumažėjo oro sąlygos ir padidėjo dirvožemio susidarymas. Dirvožemių sutvirtinimas paskatino upių vagų susidarymą.

IN Anglies periodasžemę reprezentavo du žemynai, kuriuos skyrė vandenynas, o klimatas tapo pastebimai šiltesnis ir drėgnesnis. Laikotarpio pabaigoje žemė šiek tiek pakilo, o klimatas pasikeitė į žemyninį. Jūrose dominavo foraminiferos, koralai, dygiaodžiai, kremzliniai ir kaulinė žuvis, o gėlo vandens telkiniuose gyveno dvigeldžiai moliuskai, vėžiagyviai ir įvairūs varliagyviai. Karbono viduryje iškilo smulkūs vabzdžiaėdžiai ropliai, tarp vabzdžių – sparnuotieji (tarakonai, laumžirgiai).

Tropikams buvo būdingi pelkėti miškai, kuriuose vyravo milžiniški asiūkliai, samanos ir paparčiai, kurių negyvos liekanos vėliau suformavo anglies telkinius. Laikotarpio viduryje vidutinio klimato zonoje dėl jų nepriklausomybės nuo vandens tręšimo proceso metu ir sėklų atsiradimo prasidėjo gimnasėklių plitimas.

Permo laikotarpis pasižymėjo visų žemynų susijungimu į vieną superkontinentą Pangea, jūrų atsitraukimu ir žemyninio klimato sustiprėjimu tiek, kad Pangėjos viduje susiformavo dykumos. Laikotarpio pabaigoje sausumoje beveik išnyko medžių paparčiai, asiūkliai ir samanos, o sausrai atsparūs gimnasėkliai užėmė dominuojančią padėtį. Nepaisant to, kad dideli varliagyviai vis dar egzistavo, atsirado įvairių roplių grupių, įskaitant didelius žolėdžius ir plėšrūnus. Permo pabaigoje įvyko didžiausias išnykimo įvykis gyvybės istorijoje, nes išnyko daugybė koralų, trilobitų, dauguma galvakojų, žuvų (pirmiausia kremzlinių ir skiltinių pelekų žuvų), varliagyvių grupių. Jūros fauna prarado 40–50% šeimų ir apie 70% genčių.

Gyvybės raida mezozojuje. Mezozojaus era truko apie 165 milijonus metų ir pasižymėjo kylančia žeme, intensyvia kalnų statyba ir klimato drėgmės sumažėjimu. Jis skirstomas į tris laikotarpius: triasą, jurą ir kreidą.

Iš pradžių Triaso laikotarpis Klimatas buvo sausas, tačiau vėliau, kylant jūros lygiui, tapo drėgnesnis. Tarp augalų vyravo gimnasėkliai, paparčiai ir asiūkliai, tačiau sumedėjusios sporų formos beveik visiškai išnyko. Kai kurie koralai, amonitai, naujos foraminiferos, dvigeldžių ir dygiaodžių grupės pasiekė aukštą išsivystymą, mažėjo kremzlinių žuvų įvairovė, keitėsi ir kaulinių žuvų grupės. Žemėje dominuojantys ropliai, kaip ichtiozaurai ir pleziozaurai, pradėjo valdyti vandens aplinką. Iš triaso roplių iki šių dienų išliko krokodilai, tuataria ir vėžliai. Triaso pabaigoje atsirado dinozaurai, žinduoliai ir paukščiai.

IN Juros periodas Superkontinentas Pangea suskilo į keletą mažesnių. Didžioji Juros periodo dalis buvo labai drėgna, o pabaigoje klimatas tapo sausesnis. Vyraujanti augalų grupė buvo gimnasėkliai, iš kurių iš tų laikų išliko sekvojos. Jūrose klestėjo moliuskai (ammonitai ir belemnitai, dvigeldžiai ir pilvakojai), kempinės, jūrų ežiai, kremzlinės ir kaulinės žuvys. Dideli varliagyviai beveik visiškai išmirė Juros periodu, bet atsirado šiuolaikinės juostos varliagyvių (uodeguotųjų ir beuodegių) ir žvynainių (driežų ir gyvačių), žinduolių įvairovė išaugo. Laikotarpio pabaigoje taip pat pasirodė galimi pirmųjų paukščių protėviai - Archeopteryx. Tačiau visose ekosistemose dominavo ropliai – ichtiozaurai ir pleziozaurai, dinozaurai ir skraidantys driežai – pterozaurai.

Kreidos periodas pavadinimą gavo dėl to meto nuosėdinėse uolienose susidariusios kreidos. Visoje Žemėje, išskyrus poliarinius regionus, tvyrojo šiltas ir drėgnas klimatas. Šiuo laikotarpiu atsirado ir plačiai paplito gaubtasėkliai, išstūmę gimnasėklius, todėl smarkiai išaugo vabzdžių įvairovė. Jūrose, be moliuskų, kaulinių žuvų ir pleziozaurų, vėl atsirado daugybė foraminiferų, kurių kriauklės sudarė kreidos nuosėdas, o sausumoje vyravo dinozaurai. Geriau prie oro prisitaikę paukščiai pradėjo palaipsniui išstumti skraidančius dinozaurus.

Laikotarpio pabaigoje įvyko visuotinis išnykimas, dėl kurio išnyko amonitai, belemnitai, dinozaurai, pterozaurai ir jūriniai driežai, senovinės paukščių grupės, taip pat kai kurie gimnasėkliai. Apskritai nuo Žemės paviršiaus išnyko apie 16% šeimų ir 50% gyvūnų genčių. Vėlyvojo kreidos periodo krizė buvo siejama su didelio meteorito smūgiu Meksikos įlankoje, tačiau greičiausiai tai nebuvo vienintelė pasaulinių pokyčių priežastis. Vėlesnio aušinimo metu išgyveno tik maži ropliai ir šiltakraujai žinduoliai.

Gyvybės raida kainozojuje. Kainozojaus era prasidėjo maždaug prieš 66 milijonus metų ir tęsiasi iki šių dienų. Jai būdingas vabzdžių, paukščių, žinduolių ir gaubtasėklių dominavimas. Kainozojus skirstomas į tris laikotarpius - Paleogenas, neogenas ir antropocenas – pastarasis yra trumpiausias per visą Žemės istoriją.

Paleogeno pradžioje ir viduryje klimatas išliko šiltas ir drėgnas, laikotarpio pabaigoje tapo vėsesnis ir sausesnis. Dominuojančia augalų grupe tapo angiosperiai, tačiau jei laikotarpio pradžioje vyravo visžaliai miškai, tai pabaigoje atsirado daug lapuočių miškų, o sausringose ​​zonose susiformavo stepės.

Tarp žuvų kaulinės žuvys užėmė dominuojančią padėtį, o kremzlinių rūšių skaičius, nepaisant pastebimo jų vaidmens sūraus vandens telkiniuose, yra nežymus. Sausumoje išliko tik žvynuoti ropliai, krokodilai ir vėžliai, o žinduoliai užėmė didžiąją dalį savo ekologinių nišų. Laikotarpio viduryje atsirado pagrindinės žinduolių būriai, įskaitant vabzdžiaėdžius, mėsėdžius, irklakojus, banginių šeimos gyvūnus, kanopinius gyvūnus ir primatus. Žemynų izoliacija padarė fauną ir augaliją geografiškai įvairesnę: Pietų Amerika ir Australija tapo marsupialų vystymosi centrais, o kiti žemynai - placentinių žinduolių.

Neogeno laikotarpis. Neogene žemės paviršius įgavo modernią išvaizdą. Klimatas tapo vėsesnis ir sausesnis. Neogene jau buvo susiformavę visi šiuolaikinių žinduolių būriai, o Afrikos drobulėse iškilo hominidų šeima ir žmonių gentis. Iki laikotarpio pabaigos, spygliuočių miškai, atsirado tundros, o javai užėmė vidutinio klimato stepes.

Kvartero laikotarpis(antropocenui) būdingi periodiniai apledėjimų pokyčiai ir atšilimai. Ledynų metu didelės platumos buvo padengtos ledynais, smarkiai krito vandenynų lygis, susiaurėjo tropinės ir subtropinės zonos. Šalia ledynų esančiose teritorijose susiformavo šaltas ir sausas klimatas, dėl kurio susiformavo šalčiui atsparios gyvūnų grupės – mamutai, elniai milžiniški, urviniai liūtai ir kt. apledėjimo procesas paskatino susiformuoti sausumos tiltai tarp Azijos ir Šiaurės Amerika, Europa ir Britų salos ir kt. Gyvūnų migracijos, viena vertus, lėmė abipusį floros ir faunos praturtėjimą, kita vertus, reliktus išstūmė ateiviai, pavyzdžiui, sterbliniai gyvūnai ir kanopiniai gyvūnai Pietų Amerikoje. Tačiau šie procesai neturėjo įtakos Australijai, kuri liko izoliuota.

Apskritai periodiniai klimato pokyčiai lėmė itin gausios rūšių įvairovės formavimąsi, būdingą dabartiniam biosferos evoliucijos etapui, taip pat turėjo įtakos žmogaus evoliucijai. Antropoceno laikais kelios žmonių genties rūšys išplito iš Afrikos į Euraziją. Maždaug prieš 200 tūkstančių metų Afrikoje atsirado Homo sapiens rūšis, kuri po ilgo gyvavimo Afrikoje maždaug prieš 70 tūkstančių metų pateko į Euraziją ir maždaug prieš 35–40 tūkstančių metų į Ameriką. Po tam tikro sambūvio su artimai giminingomis rūšimis laikotarpio jis jas išstūmė ir išplito visoje teritorijoje gaublys. Maždaug prieš 10 tūkstančių metų žmogaus ūkinė veikla vidutiniškai šiltuose Žemės rutulio regionuose pradėjo daryti įtaką tiek planetos išvaizdai (žemių arimas, miškų deginimas, ganyklų perteklius, dykumėjimas ir kt.), ir gyvūnų bei augalų pasauliui. į buveinių mažinimą ir jų buveinių naikinimą bei antropogeninį veiksnį.

Žmogaus kilmė. Žmogus kaip rūšis, jo vieta organinio pasaulio sistemoje. Žmogaus kilmės hipotezės. Varomosios jėgos ir žmogaus evoliucijos etapai. Žmonių rasės, jų genetinis ryšys. Biosocialinė žmogaus prigimtis. Socialinė ir gamtinė aplinka, žmogaus prisitaikymas prie jos

Žmogaus kilmė

Vos prieš 100 metų absoliuti dauguma planetos žmonių net nemanė, kad žmonės gali kilti iš tokių „žemai garbingų“ gyvūnų kaip beždžionės. Diskusijoje su vienu iš Darvino evoliucijos teorijos gynėjų profesoriumi Thomas Huxley, jo aršus priešininkas, Oksfordo vyskupas Samuelis Wilberforce'as, kuris rėmėsi religinėmis dogmomis, net paklausė, ar jis laiko save giminingu su beždžionių protėviais per savo senelį ar močiutę. .

Tačiau mintis apie evoliucinę kilmę išsakė senovės filosofai, o didysis švedų taksonomas C. Linnaeus XVIII amžiuje, remdamasis savybių rinkiniu, suteikė žmogui rūšies pavadinimą. Homo sapiens L.(Homo sapiens) ir suskirstė jį kartu su beždžionėmis į tą pačią kategoriją – primatai. J. B. Lamarckas palaikė C. Linnaeus ir manė, kad žmogus netgi turėjo bendrų protėvių su šiuolaikinėmis beždžionėmis, tačiau tam tikru savo istorijos momentu jis kilo nuo medžio, o tai buvo viena iš žmogaus, kaip rūšies, atsiradimo priežasčių.

Charlesas Darwinas taip pat neignoravo šios problemos ir 19 amžiaus aštuntajame dešimtmetyje išleido darbus „Žmogaus kilmė ir seksualinė atranka“ bei „Apie emocijų raišką gyvūnuose ir žmoguje“, kuriuose pateikė ne mažiau įtikinamų įrodymų apie bendra žmonių ir beždžionių kilmė, nei vokiečių tyrinėtojas E. Haeckelis („Natural History of Creation“, 1868 m.; „Antropogenezė arba žmogaus kilmės istorija“, 1874), net sudaręs gyvūnų karalystės genealogiją. . Tačiau šie tyrimai buvo susiję tik su biologine žmogaus, kaip rūšies, formavimosi puse socialinius aspektus atskleidė istorinio materializmo klasikas – vokiečių filosofas F. Engelsas.

Šiuo metu žmogaus, kaip biologinės rūšies, kilmė ir raida, taip pat populiacijų įvairovė šiuolaikinis žmogus o jų sąveikos modelius tiria mokslas antropologija.

Žmogus kaip rūšis, jo vieta organinio pasaulio sistemoje

Homo sapiens ( Homo sapiens) kaip biologinė rūšis priklauso gyvūnų karalystei, daugialąsčių organizmų subkaralystei. Notochordas, žiaunų plyšiai ryklėje, nervinis vamzdelis ir dvišalė simetrija embriono vystymosi metu leidžia jį klasifikuoti kaip chordatą, o stuburo išsivystymas, dviejų galūnių porų buvimas ir širdies vieta. ventralinėje kūno pusėje nurodykite jo ryšį su kitais stuburinių potipio atstovais.

Jauniklių maitinimas pieno liaukų išskiriamu pienu, šiltakraujiškumas, keturių kamerų širdis, plaukų buvimas kūno paviršiuje, septyni slanksteliai kaklinėje stuburo dalyje, burnos prieangis, alveoliniai dantys ir pakaitalas. Pieniniai dantys su nuolatiniais yra žinduolių klasės požymiai, o embriono intrauterinis vystymasis ir jo ryšys su motinos kūnu per placentą - placentos poklasį.

Specifiškesni bruožai, pvz., galūnių sugriebimas priešpriešiniais nykščiu ir nagais, raktikaulių išsivystymas, akys nukreiptos į priekį, kaukolės ir smegenų dydžio padidėjimas, taip pat visų dantų grupių buvimas (dantukai, iltys ir krūminiai dantys) nepalieka jokių abejonių, kad jo vieta yra primatų eilėje.

Dėl reikšmingo smegenų ir veido raumenų išsivystymo bei dantų struktūros ypatybių žmones galima priskirti aukštesniųjų primatų arba beždžionių pobūriui.

Uodegos nebuvimas, stuburo išlinkimai, priekinių smegenų pusrutulių išsivystymas, padengtas žieve su daugybe griovelių ir vingių, viršutinės lūpos buvimas ir reta plaukų linija suteikia pagrindo jį priskirti tarp stuburo. beždžionių, arba didžiųjų beždžionių, šeimos atstovai.

Tačiau net ir iš labiausiai organizuotų beždžionių žmonės išsiskiria staigiu smegenų tūrio padidėjimu, stačia laikysena, plačiu dubeniu, išsikišusiu smakru, artikuliuota kalba ir 46 chromosomų buvimu kariotipe ir lemia jo priklausymą žmonių genčiai.

Viršutinių galūnių naudojimas darbui, įrankių gamyba, abstraktus mąstymas, kolektyvinė veikla ir vystymasis, paremtas labiau socialiniais nei biologiniais dėsniais, yra specifinės Homo sapiens savybės.

Visi šiuolaikiniai žmonės priklauso vienai rūšiai - Homo sapiens ( Homo sapiens), ir porūšis H. sapiens sapiens. Ši rūšis yra populiacijų, kurios susikryžmindamos susilaukia vaisingų palikuonių, rinkinys. Nepaisant gana didelės morfofiziologinių savybių įvairovės, jos nėra aukštesnio ar žemesnio tam tikrų žmonių grupių organizuotumo laipsnio įrodymas – jie visi yra vienodo išsivystymo lygio.

Mūsų laikais jau buvo surinkta pakankamai mokslinių faktų, siekiant žmogaus, kaip rūšies, formavimosi evoliucijos procese - antropogenezė. Konkreti antropogenezės eiga dar nėra iki galo suprantama, tačiau dėka naujų paleontologinių radinių ir šiuolaikiniai metodai galime tikėtis, kad pakankamai greitai atsiras aiškus vaizdas.

Hipotezės apie žmogaus kilmę

Jei neatsižvelgsime į hipotezes apie dieviškąjį žmogaus sukūrimą ir jo prasiskverbimą iš kitų planetų, nesusijusių su biologijos sritimi, tai visos daugiau ar mažiau nuoseklios hipotezės apie žmogaus kilmę sieja jį su bendrais protėviais. šiuolaikiniai primatai.

Taigi, hipotezė apie žmogaus kilmę iš senovės atogrąžų primatų tarsier, arba tarsi hipotezė 1929 m. suformuluotas anglų biologas F. Woodas Jonesas yra pagrįstas žmonių ir tarsų kūno proporcijų panašumu, plaukų linijos ypatumais, pastarojo kaukolės veido dalies sutrumpėjimu ir kt. , šių organizmų sandaros ir gyvybinės veiklos skirtumai tokie dideli, kad visuotinio pripažinimo nesulaukė.

Žmonės netgi turi per daug panašumų su beždžionėmis. Taigi, be jau minėtų anatominių ir morfologinių ypatybių, reikėtų atkreipti dėmesį į jų poembrioninis vystymasis. Pavyzdžiui, mažos šimpanzės turi daug retesnius plaukus, smegenų tūrio ir kūno tūrio santykis yra daug didesnis, o galimybė judėti užpakalinėmis galūnėmis yra šiek tiek platesnė nei suaugusiųjų. Netgi aukštesniųjų primatų brendimas įvyksta daug vėliau nei kitų panašaus kūno dydžio žinduolių kategorijų atstovams.

Citogenetiniai tyrimai atskleidė, kad viena iš žmogaus chromosomų susidarė susiliejus dviejų skirtingų porų, esančių didžiųjų beždžionių kariotipo chromosomoms, ir tai paaiškina jų chromosomų skaičiaus skirtumą (žmonėms 2n = 46 ir beždžionėse 2n = 48 ), taip pat yra dar vienas šių organizmų ryšio įrodymas.

Molekuliniais biocheminiais duomenimis, žmonių ir beždžionių panašumas taip pat labai didelis, nes žmonės ir šimpanzės turi tuos pačius AB0 ir Rh kraujo grupių baltymus, daug fermentų, o hemoglobino grandinių aminorūgščių sekos skiriasi tik 1,6 proc. su kitomis beždžionėmis tai yra šiek tiek didesnis neatitikimas. O genetiniu lygmeniu šių dviejų organizmų DNR nukleotidų sekų skirtumai yra mažesni nei 1%. Jei atsižvelgsime į vidutinį tokių baltymų evoliucijos greitį giminingose ​​organizmų grupėse, galime nustatyti, kad žmogaus protėviai nuo kitų primatų grupių atsiskyrė maždaug prieš 6–8 mln.

Beždžionių elgesys daugeliu atžvilgių primena žmonių elgesį, nes jos gyvena grupėse, kuriose socialiniai vaidmenys yra aiškiai pasiskirstę. Bendra gynyba, savitarpio pagalba ir medžioklė nėra vieninteliai grupės kūrimo tikslai, nes joje beždžionės patiria meilę viena kitai, išreiškia ją visais įmanomais būdais ir emociškai reaguoja į įvairius dirgiklius. Be to, grupėse asmenys keičiasi patirtimi.

Taigi žmonių ir kitų primatų, ypač didžiųjų beždžionių, panašumų randama skirtinguose biologinės organizacijos lygiuose, o skirtumus tarp žmonių kaip rūšies daugiausia lemia šios žinduolių grupės ypatybės.

Hipotezių grupei, kuri neabejoja žmonių kilme iš bendrų protėvių su šiuolaikinėmis beždžionėmis, yra policentrizmo ir monocentrizmo hipotezės.

Pradinė padėtis policentrizmo hipotezės yra šiuolaikinių žmonių rūšių atsiradimas ir lygiagreti evoliucija keliuose Žemės rutulio regionuose iš skirtingų senovės ar net senovės žmogaus formų, tačiau tai prieštarauja pagrindinėms sintetinės evoliucijos teorijos nuostatoms.

Hipotezės apie vienintelę šiuolaikinio žmogaus kilmę, priešingai, postuluoja žmogaus atsiradimą vienoje vietoje, tačiau skiriasi, kur tai įvyko. Taigi, hipotezė apie ekstratropinę žmonių kilmę remiasi tuo, kad tik atšiaurios klimato sąlygos aukštosiose Eurazijos platumose galėjo prisidėti prie beždžionių „žmoginimo“. Tai patvirtino Jakutijos teritorijoje senovės paleolito - Diringo kultūros - radinių atradimas, tačiau vėliau buvo nustatyta, kad šių radinių amžius yra ne 1,8–3,2 milijono metų, o 260–370 tūkstančių metų. Taigi ši hipotezė taip pat nėra pakankamai patvirtinta.

Šiuo metu surinkta daugiausia įrodymų hipotezės apie afrikietišką žmonių kilmę, tačiau tai nėra be trūkumų, kurie yra išsamūs plati monocentrizmo hipotezė, derinant policentrizmo ir monocentrizmo hipotezių argumentus.

Varomosios jėgos ir žmogaus evoliucijos etapai

Skirtingai nuo kitų gyvūnų pasaulio atstovų, žmogus savo evoliucijos procese buvo veikiamas ne tik biologinių evoliucijos veiksnių, bet ir socialinių, kurie prisidėjo prie kokybiškai naujų, biosocialinių savybių turinčių būtybių rūšies atsiradimo. Socialiniai veiksniai lėmė proveržį į iš esmės naują prisitaikymo aplinką, kuri suteikė milžiniškų pranašumų žmonių populiacijų išlikimui ir smarkiai paspartino jos raidos tempą.

Biologiniai evoliucijos veiksniai, kurie iki šiol vaidina tam tikrą vaidmenį antropogenezėje, yra paveldimas kintamumas, taip pat genų, tiekiančių pirminę natūralios atrankos medžiagą, srautas. Tuo pačiu metu izoliacija, populiacijos bangos ir genetinis dreifas dėl mokslo ir technologijų pažangos beveik visiškai prarado prasmę. Tai duoda pagrindo kai kuriems mokslininkams manyti, kad ateityje net minimalūs skirtumai tarp skirtingų rasių atstovų išnyks dėl jų maišymosi.

Kadangi besikeičiančios aplinkos sąlygos privertė žmonių protėvius nuo medžių nusileisti į atvirą erdvę ir judėti dviem galūnėmis, atsilaisvinusias viršutines galūnes jie naudojo maistui ir vaikams nešti, taip pat įrankiams gaminti ir naudoti. Tačiau tokį įrankį galima sukurti tik tuo atveju, jei yra aiški galutinio rezultato - objekto įvaizdžio - idėja, todėl išsivystė ir abstraktus mąstymas. Gerai žinoma, kad sudėtingi judesiai ir mąstymo procesas yra būtini tam tikrų smegenų žievės sričių vystymuisi, kuri įvyko evoliucijos procese. Tačiau tokių žinių ir įgūdžių paveldėti neįmanoma, jie gali būti perduodami iš vieno individo kitam per pastarojo gyvenimą, todėl buvo sukurta ypatinga bendravimo forma - artikuliuota kalba.

Taigi, socialiniai evoliucijos veiksniai apima žmogaus darbo veiklą, abstraktų mąstymą ir artikuliuotą kalbą. Nereikėtų atmesti primityvaus žmogaus, kuris rūpinosi vaikais, moterimis ir seneliais, altruizmo apraiškų.

Žmogaus darbinė veikla ne tik turėjo įtakos jo išvaizdai, bet ir leido iš pradžių iš dalies palengvinti egzistencijos sąlygas naudojant ugnį, gaminant drabužius, statant būstą, o vėliau aktyviai jas keisti kertant miškus. žemių arimas ir kt. Mūsų laikais dėl nekontroliuojamos ekonominės veiklos žmonijai gresia pasaulinė katastrofa dėl dirvožemio erozijos, gėlo vandens telkinių išdžiūvimo ir ozono sluoksnio sunaikinimo, o tai savo ruožtu gali padidėti biologinių evoliucijos veiksnių spaudimas.

Dryopithecus, gyvenęs maždaug prieš 24 milijonus metų, greičiausiai buvo bendras žmonių ir beždžionių protėvis. Nepaisant to, kad jis laipiojo medžiais ir bėgo visomis keturiomis galūnėmis, jis galėjo judėti ant dviejų kojų ir neštis maistą rankose. Visiškas beždžionių ir linijos, vedančios į žmones, atsiskyrimas įvyko maždaug prieš 5–8 milijonus metų.

Australopithecus. Gentis, matyt, kilusi iš Dryopithecus Ardipithecus, susiformavusi daugiau nei prieš 4 milijonus metų Afrikos savanose dėl miškų atvėsimo ir traukimosi, privertusias šias beždžiones pereiti prie vaikščiojimo užpakalinėmis galūnėmis. Šis mažas gyvūnas, matyt, sukėlė gana didelę gentį Australopithecus(„pietinė beždžionė“).

Australopithecus atsirado maždaug prieš 4 milijonus metų ir gyveno Afrikos savanose ir sausuose miškuose, kur buvo visiškai juntami dvikojų judėjimo pranašumai. Iš Australopithecus kilo dvi šakos – dideli žolėdžiai gyvūnai su galingais nasrais Parantropas ir mažesnės bei mažiau specializuotos Žmonės. Per tam tikrą laiką šios dvi gentys vystėsi lygiagrečiai, o tai visų pirma pasireiškė smegenų tūrio padidėjimu ir naudojamų įrankių komplikacija. Mūsų genties bruožai yra akmeninių įrankių gamyba (Paranthropus naudojo tik kaulus) ir gana didelės smegenys.

Pirmieji žmonių genties atstovai pasirodė maždaug prieš 2,4 mln. Jie priklausė kvalifikuotų žmonių rūšiai (Homo habilis) ir buvo žemo ūgio padarai (apie 1,5 m), kurių smegenų tūris buvo maždaug 670 cm3. Jie naudojo neapdorotus akmenukus. Matyt, šios rūšies atstovai turėjo gerai išvystytą veido išraišką ir elementarią kalbą. Homo habilis paliko istorinę sceną maždaug prieš 1,5 milijono metų, todėl atsirado kita rūšis - tiesus vyras.

Žmogus stačias (H. erectus) kaip biologinė rūšis, susiformavusi Afrikoje maždaug prieš 1,6 milijono metų ir egzistavusi 1,5 milijono metų, greitai apsigyvenusi didžiulėse Azijos ir Europos teritorijose. Šios rūšies atstovas iš Javos salos kadaise buvo apibūdintas kaip Pitekantropas(„žmogus-beždžionė“), atrastas Kinijoje, buvo pavadintas Sinantropas, o jų Europos „kolega“ yra Heidelbergo žmogus.

Visos šios formos dar vadinamos archantropai(senovės žmonių). Stačias vyras išsiskyrė žema kakta, dideliais antakiais ir atgal pasvirusiu smakru, jo smegenų tūris buvo 900–1200 cm3. Ištiesinto žmogaus liemuo ir galūnės buvo panašūs į šiuolaikinio žmogaus. Be jokios abejonės, šios genties atstovai naudojo ugnį ir gamino dviašmenis kirvius. Kaip parodė naujausi atradimai, ši rūšis net įvaldė laivybą, nes jos palikuonys buvo aptikti atokiose salose.

Paleoantropas. Maždaug prieš 200 tūkstančių metų atsirado Heidelbergo žmogus Neandertalietis (H. neandertalensis), kuri yra nurodyta paleoantropai(senovės žmonės), gyvenę Europoje ir Vakarų Azijoje prieš 200–28 tūkstančius metų, įskaitant apledėjimo laikotarpius. Tai buvo stiprūs, fiziškai gana stiprūs ir ištvermingi žmonės, turintys didelį smegenų pajėgumą (netgi didesnį nei šiuolaikinio žmogaus). Jie turėjo artikuliuotą kalbą, gamino sudėtingus įrankius ir drabužius, laidojo savo mirusiuosius ir galbūt netgi turėjo tam tikrų meno užuomazgų. Neandertaliečiai nebuvo Homo sapiens protėviai; ši grupė vystėsi lygiagrečiai. Jų išnykimas yra susijęs su mamutų faunos išnykimu po paskutinio apledėjimo, o galbūt ir dėl konkurencinio mūsų rūšies perkėlimo.

Seniausias atstovo radinys Homo sapiens (Homo sapiens) Jam yra 195 tūkstančiai metų ir jis kilęs iš Afrikos. Greičiausiai šiuolaikinių žmonių protėviai yra ne neandertaliečiai, o tam tikri archantropai, pavyzdžiui, Heidelbergo žmogus.

Neoantropas. Maždaug prieš 60 tūkstančių metų dėl nežinomų įvykių mūsų rūšis beveik išnyko, todėl visi šie žmonės yra nedidelės grupės, kurioje buvo tik kelios dešimtys individų, palikuonys. Įveikusi šią krizę, mūsų rūšis pradėjo plisti po Afriką ir Euraziją. Jis skiriasi nuo kitų rūšių plonesniu kūno sudėjimu, didesniu dauginimosi greičiu, agresyvumu ir, žinoma, sudėtingiausiu ir lanksčiausiu elgesiu. Žmonių modernus tipas, kurie gyveno Europoje prieš 40 tūkstančių metų, vadinami Cro-Magnons ir kreiptis neoantropai(šiuolaikiniams žmonėms). Biologiškai jie niekuo nesiskyrė nuo šiuolaikinių žmonių: ūgis 170–180 cm, smegenų tūris apie 1600 cm3. Kromanjoniečiai išplėtojo meną ir religiją, prijaukino daugybę laukinių gyvūnų rūšių ir augino daugybę augalų rūšių. Šiuolaikiniai žmonės kilę iš kromanjoniečių.

Žmonių rasės, jų genetinis ryšys

Žmonijai apsigyvenus aplink planetą, atsirado tam tikrų skirtumų tarp skirtingų žmonių grupių dėl odos spalvos, veido bruožų, plaukų tipo, taip pat dėl ​​tam tikrų biocheminių savybių atsiradimo dažnumo. Tokių paveldimų savybių rinkinys apibūdina grupę tos pačios rūšies individų, kurių skirtumai yra mažiau reikšmingi nei porūšių - lenktynės.

Rasių tyrimą ir klasifikavimą apsunkina aiškių ribų tarp jų nebuvimas. Visa šiuolaikinė žmonija priklauso vienai rūšiai, kurioje išskiriamos trys didelės rasės: australo-negroidų (juoda), kaukazoidų (baltų) ir mongoloidų (geltonų). Kiekviena iš jų suskirstyta į mažas rases. Skirtumai tarp rasių priklauso nuo odos spalvos, plaukų, nosies formos, lūpų ir kt.

Aussie-Negroid, arba pusiaujo lenktynes pasižymi tamsia odos spalva, banguotais arba garbanotais plaukais, plačia ir šiek tiek išsikišusia nosimi, skersinėmis šnervėmis, storomis lūpomis ir daugybe kaukolės bruožų. Kaukazo, arba Eurazijos rasė būdinga šviesi arba tamsi oda, tiesūs arba banguoti minkšti plaukai, gerai išsivystę vyriški veido plaukai (barzda ir ūsai), siaura išsikišusi nosis, plonos lūpos ir daugybė kaukolės bruožų. Mongoloidas(Azijos ir Amerikos) lenktynės būdinga tamsi arba šviesi oda, dažnai šiurkštūs plaukai, vidutinis nosies ir lūpų plotis, suplotas veidas, stiprus skruostikaulių išsikišimas, gana didelis veido dydis, pastebimas „trečiojo voko“ išsivystymas.

Šios trys rasės skiriasi ir savo atsiskaitymu. Prieš erą Europos kolonizacija Australo-Negroidų rasė buvo plačiai paplitusi Senajame pasaulyje į pietus nuo vėžio atogrąžų; Kaukazo- Europoje, Šiaurės Afrikoje, Vakarų Azijoje ir Šiaurės Indijoje; Mongoloidų rasė – Pietryčių, Šiaurės, Vidurio ir Rytų Azijoje, Indonezijoje, Šiaurės ir Pietų Amerikoje.

Tačiau skirtumai tarp rasių yra susiję tik su nedidelėmis savybėmis, kurios turi prisitaikymo reikšmę. Taigi negroidų odą nudegina dešimteriopai didesnė ultravioletinių spindulių dozė nei baltaodžių, tačiau baltaodžiai rečiau serga rachitu didelėse platumose, kur gali trūkti vitamino D susidarymui būtinos ultravioletinės spinduliuotės.

Anksčiau kai kurie žmonės siekė įrodyti vienos iš rasių pranašumą, kad įgytų moralinį pranašumą prieš kitas. Dabar jau aišku, kad rasinės savybės atspindi tik skirtingus istorinius žmonių grupių kelius, bet niekaip nesusijusios su vienos ar kitos grupės pranašumu ar biologiniu atsilikimu. Žmonių rasės mažiau aiškiai apibrėžti nei kitų gyvūnų porūšiai ir rasės ir jokiu būdu negali būti lyginami, pavyzdžiui, su naminių gyvūnų veislėmis (kurios yra tikslingos atrankos rezultatas). Kaip rodo biomedicininiai tyrimai, tarprasinės santuokos pasekmės priklauso nuo individualių vyro ir moters savybių, o ne nuo jų rasės. Todėl bet kokie tarprasinių santuokų ar tam tikrų prietarų draudimai yra nemoksliški ir nežmoniški.

Žmonių grupės yra konkretesnės nei rasės tautybių- istoriškai susiformavusios kalbinės, teritorinės, ekonominės ir kultūrinės žmonių bendruomenės. Tam tikros šalies gyventojai sudaro jos žmones. Sąveikaujant daugeliui tautybių, tauta gali atsirasti tautoje. Dabar Žemėje nėra „grynų“ rasių, o kiekvienai pakankamai didelei tautai atstovauja žmonės, priklausantys skirtingoms rasėms.

Biosocialinė žmogaus prigimtis

Be jokios abejonės, žmonės, kaip biologinė rūšis, turi patirti spaudimą dėl evoliucinių veiksnių, tokių kaip mutagenezė, populiacijos bangos ir izoliacija. Tačiau vystantis žmonių visuomenei, vieni jų silpsta, o kiti, atvirkščiai, stiprėja, nes globalizacijos procesų užvaldytoje planetoje beveik nebelieka izoliuotų žmonių populiacijų, kuriose vyksta giminystė, o jų skaičius auga. pačių populiacijų nėra staigių svyravimų. Atitinkamai, evoliucijos varomasis veiksnys – natūrali atranka – dėl medicinos sėkmės žmonių populiacijose nebeatlieka tokio pat vaidmens kaip kitų organizmų populiacijose.

Deja, susilpnėjus atrankos spaudimui populiacijose daugėja paveldimų ligų. Pavyzdžiui, pramoninėse šalyse iki 5% gyventojų kenčia nuo daltonizmo, o mažiau išsivysčiusiose šalyse šis skaičius siekia iki 2%. Neigiamos pasekmėsŠį reiškinį galima įveikti dėl prevencinių priemonių ir pažangos tokiose mokslo srityse kaip genų terapija.

Tačiau tai nereiškia, kad žmogaus evoliucija baigėsi, nes natūrali atranka ir toliau veikia, pašalindama, pavyzdžiui, lytines ląsteles ir individus su nepalankiomis genų kombinacijomis net proembrioniniais ir embrioniniais ontogenezės laikotarpiais, taip pat atsparumą įvairių ligų sukėlėjams. ligų. Be to, medžiagą natūraliai atrankai teikia ne tik mutacijos procesas, bet ir žinių kaupimas, gebėjimas mokytis, kultūros suvokimas ir kitos savybės, kurios gali būti perduodamos iš žmogaus žmogui. Skirtingai nuo genetinės informacijos, individualaus vystymosi proceso metu sukaupta patirtis perduodama tiek iš tėvų palikuoniui, tiek priešinga kryptimi. O konkurencija jau atsiranda tarp kultūriškai besiskiriančių bendruomenių. Ši evoliucijos forma, būdinga tik žmonėms, vadinama kultūrinis, arba socialinė evoliucija.

Tačiau kultūrinė evoliucija neatmeta biologinės evoliucijos, nes ji tapo įmanoma tik susiformavus žmogaus smegenims, o pati žmogaus biologija šiuo metu yra nulemta kultūrinės evoliucijos, nes nesant visuomenės ir judėjimų įvairovės, tam tikros zonos nėra forma smegenyse.

Taigi žmogus turi biosocialinę prigimtį, kuri palieka pėdsaką biologinių, tame tarpe ir genetinių, dėsnių, valdančių jo individualų ir evoliucinį vystymąsi, pasireiškimui.

Socialinė ir gamtinė aplinka, žmogaus prisitaikymas prie jos

Pagal socialinė aplinka pirmiausia suprasti savo egzistavimo ir veiklos socialines, materialines ir dvasines sąlygas, supančias žmogų. Be ekonominės sistemos, socialinių santykių, socialinės sąmonės ir kultūros, ji apima ir artimiausią žmogaus aplinką – šeimą, darbo ir studentų grupes bei kitas grupes. Aplinka, viena vertus, daro lemiamą įtaką asmenybės formavimuisi ir vystymuisi, kita vertus, ji pati keičiasi veikiama žmogaus, o tai sukelia naujų pokyčių žmonėms ir pan.

Asmenų ar grupių prisitaikymas prie socialinė aplinka realizuoti savo poreikius, interesus, gyvenimo tikslus ir apima prisitaikymą prie studijų sąlygų ir pobūdžio, darbo, tarpusavio santykių, ekologinės ir kultūrinės aplinkos, laisvalaikio ir gyvenimo sąlygų, taip pat aktyvų jų keitimą, kad būtų patenkinti savo poreikiai. Didelį vaidmenį čia vaidina ir savęs, savo motyvų, vertybių, poreikių, elgesio ir tt keitimas.

Informaciniai krūviai ir emociniai išgyvenimai šiuolaikinėje visuomenėje dažnai yra pagrindinė streso priežastis, kurią galima įveikti aiškios saviorganizacijos, fizinio lavinimo ir autotreniruočių pagalba. Kai kuriais ypač sunkiais atvejais būtinas vizitas pas psichoterapeutą. Bandymas užmiršti šias problemas persivalgius, rūkant, vartojant alkoholį ir kitus žalingus įpročius neduoda norimo rezultato, o tik pablogina organizmo būklę.

Ne mažesnę įtaką žmogui daro ir natūrali aplinka, nepaisant to, kad žmonės jau apie 10 tūkstančių metų stengiasi sukurti sau patogią dirbtinę aplinką. Taigi, pakilus į didelį aukštį dėl sumažėjusios deguonies koncentracijos ore, kraujyje padaugėja raudonųjų kraujo kūnelių, padažnėja kvėpavimas ir širdies susitraukimų dažnis, o ilgesnis buvimas atviroje saulėje padidina odos pigmentaciją. - deginimasis. Tačiau išvardyti pokyčiai atitinka reakcijos normą ir nėra paveldimi. Tačiau žmonės, kurie ilgą laiką gyveno tokiomis sąlygomis, gali turėti tam tikrų adaptacijų. Taigi tarp šiaurės tautų nosies sinusai turi daug didesnį tūrį orui pašildyti, o išsikišusių kūno dalių dydis mažėja, kad sumažintų šilumos nuostolius. Afrikiečiai turi tamsesnę odos spalvą ir garbanotus plaukus, nes pigmentas melaninas saugo kūno organus nuo žalingų ultravioletinių spindulių prasiskverbimo, o plaukų kepurėlė turi šilumą izoliuojančių savybių. Šviesios europiečių akys yra prisitaikymas prie aštresnio vaizdinės informacijos suvokimo prieblandoje ir rūke, o mongoloidinė akių forma yra natūralios atrankos vėjų ir dulkių audrų pasekmė.

Šie pokyčiai reikalauja šimtmečių ir tūkstantmečių, tačiau gyvenimas civilizuotoje visuomenėje reikalauja tam tikrų pokyčių. Taigi, sumažinkite fizinė veikla veda prie lengvesnio skeleto ir jo jėgos sumažėjimo, raumenų masės mažėjimo. Mažas judrumas, kaloringo maisto perteklius, stresas lemia antsvorio turinčių žmonių skaičiaus padidėjimą ir sveiką baltymų mityba ir dienos šviesos valandų tęsimas dirbtinio apšvietimo pagalba prisideda prie pagreitėjimo - augimo ir brendimo pagreitėjimo, kūno dydžio padidėjimo.

Evoliucijos procese vyksta (evoliucijos rezultatai):

• Organizmų kaita, komplikacija.
• Naujų rūšių atsiradimas(rūšių skaičiaus [įvairovės] padidėjimas).
• Organizmų prisitaikymas aplinkos sąlygoms (gyvenimo sąlygoms), pavyzdžiui:
  • kenkėjų atsparumas pesticidams,
  • dykumos augalų atsparumas sausrai,
  • augalų prisitaikymas prie vabzdžių apdulkinimo,
  • įspėjamasis (ryškus) nuodingų gyvūnų dažymas,
  • mimika (nepavojingo gyvūno mėgdžiojimas pavojingu gyvūnu),
  • apsauginė spalva ir forma (nematomas fone).

Visas fitnesas yra santykinis, t.y. pritaiko organizmą tik prie vienos konkrečios būklės. Pasikeitus sąlygoms, fitnesas gali tapti nenaudingas ar net žalingas (tamsi kandis ant ekologiškai švaraus beržo).

Gyventojų skaičius – evoliucijos vienetas

Populiacija – tai tos pačios rūšies individų, ilgą laiką gyvenančių tam tikroje arealo dalyje (elementarios struktūros tipo vienetas).

Gyventojų ribose nemokamas perėjimas, populiacijų kryžminimasis yra ribotas.

Tos pačios rūšies populiacijos šiek tiek skiriasi viena nuo kitos, nes natūrali atranka kiekvieną populiaciją pritaiko prie specifinių jos arealo sąlygų (populiacijos - evoliucijos vienetas).

Mikroevoliucija ir makroevoliucija

Mikroevoliucija– tai pokyčiai, vykstantys populiacijose veikiami varomųjų evoliucijos jėgų. Galiausiai tai lemia naujos rūšies atsiradimą.

Makroevoliucija- tai didelių sisteminių vienetų, viršspecifinių taksonų - genčių, šeimų ir aukštesnių formavimosi procesas.

Suderinti ypatybes biologinė sistema ir sistema, kuriai būdingi šie požymiai: 1) populiacija, 2) rūšis. Parašykite skaičius 1 ir 2 teisinga tvarka.
A) elementarus evoliucijos vienetas pagal STE
B) atstovai niekada negali susitikti dėl izoliacijos
C) maksimaliai tikėtina grupės narių kryžminimosi tikimybė
D) skyla į mažesnes, atskiras grupes
D) platinimo sritis gali apimti kelis žemynus

Atsakymas

Pasirinkite vieną, tinkamiausią variantą. Rezultatas yra rūšių prisitaikymas prie savo aplinkos
1) pasikeičia modifikacijos išvaizda
2) evoliucinių veiksnių sąveika
3) jų organizavimo komplikacijos
4) biologinė pažanga

Atsakymas

Atsakymas

Nustatykite atitiktį tarp evoliucijos charakteristikos ir jos požymio: 1) faktoriaus, 2) rezultato.
A) natūrali atranka
B) organizmų prisitaikymas prie aplinkos
B) naujų rūšių formavimasis
D) kombinacinis kintamumas
D) rūšių išsaugojimas stabiliomis sąlygomis
E) kova už būvį

Atsakymas

Pasirinkite vieną, tinkamiausią variantą. Augalų makroevoliucijos rezultatas yra naujų atsiradimas
1) tipai
2) skyriai
3) populiacijos
4) veislės

Atsakymas

Pasirinkite vieną, tinkamiausią variantą. Nagrinėjamas elementarus evoliucinis vienetas
1) vaizdas
2) genomas
3) gyventojų skaičius
4) genotipas

Atsakymas

Pasirinkite vieną, tinkamiausią variantą. Makroevoliucija yra istorinis pokytis
1) biocenozės
2) populiacijos
3) viršspecifiniai taksonai
4) tipai

Atsakymas

Nustatykite atitiktį tarp evoliucijos proceso charakteristikų ir evoliucijos lygio, kuriame jis vyksta: 1) mikroevoliucijos, 2) makroevoliucinio. Parašykite skaičius 1 ir 2 teisinga tvarka.
A) susidaro naujos rūšys
B) susidaro viršspecifiniai taksonai
C) keičiasi populiacijos genofondas
D) progresas pasiekiamas per idioadaptacijas
D) progresas pasiekiamas per aromorfozę arba degeneraciją

Atsakymas

Perskaityk tekstą. Pasirinkite tris teisingus teiginius. Užsirašykite skaičius, po kuriais jie nurodyti.(1) Evoliucijos procesas susideda iš makroevoliucijos ir mikroevoliucijos. (2) Mikroevoliucija vyksta populiacijos ir rūšies lygmeniu. (3) Pagrindinis evoliucijos veiksnys yra kova už būvį. (4) Elementarus evoliucijos vienetas yra klasė. (5) Pagrindinės natūralios atrankos formos yra varymas, stabilizavimas ir laužymas.

Atsakymas

Pasirinkite vieną, tinkamiausią variantą. Negalima laikyti organizmų evoliucijos pasekme
1) organizmų prisitaikymas prie aplinkos
2) organinio pasaulio įvairovė
3) paveldimas kintamumas
4) naujų rūšių formavimasis

Atsakymas

Pasirinkite vieną, tinkamiausią variantą. Evoliucijos rezultatai apima
1) organizmų kintamumas
2) paveldimumas
3) prisitaikymas prie aplinkos sąlygų
4) natūrali paveldimų pokyčių atranka

Atsakymas

Pasirinkite vieną, tinkamiausią variantą. Pakopinis medžių šaknų sistemų išdėstymas miške yra įrenginys, susidaręs veikiant
1) medžiagų apykaita
2) medžiagų cirkuliacija
3) evoliucijos varomosios jėgos
4) savireguliacija

Atsakymas

Pasirinkite tris sintetinės evoliucijos teorijos nuostatas.
1) raidos vienetas – populiacija
2) evoliucijos vienetas – rūšis
3) evoliucijos veiksniai – mutacijų kintamumas, genetinis dreifas, populiacijos bangos
4) evoliucijos veiksniai – paveldimumas, kintamumas, kova už būvį
5) natūralios atrankos formos – vairavimas ir seksualinė
6) natūralios atrankos formos – skatinančios, stabilizuojančios, ardančios

Atsakymas

Perskaityk tekstą. Pasirinkite tris sakinius, apibūdinančius mimikos gamtoje pavyzdžius. Užsirašykite skaičius, po kuriais jie nurodyti. (1) Paukščių patelės, perinčios lizdus ant žemės, praktiškai įsilieja į bendrą teritorijos foną. (2) Šių paukščių rūšių kiaušiniai ir jaunikliai taip pat nematomi. (3) Daugelis nenuodingų gyvačių yra labai panašios į nuodingąsias. (4) Nemažai geliančių vabzdžių arba vabzdžių su nuodingomis liaukomis įgauna ryškių spalvų, kurios atgraso nuo jų išbandyti. (5) Bitės ir jų imitatoriai – skraidančios musės – nepatrauklios vabzdžiaėdžiams paukščiams. (6) Kai kurių drugelių sparnų raštas primena plėšrūno akis.

Atsakymas

Perskaityk tekstą. Pasirinkite tris sakinius, apibūdinančius apsauginio spalvinimo gamtoje pavyzdžius. Užsirašykite skaičius, po kuriais jie nurodyti. (1) Paukščių patelės, perinčios lizdus ant žemės, praktiškai įsilieja į bendrą teritorijos foną, o jų kiaušinių ir jauniklių taip pat nematyti. (2) Panašumas į aplinkos objektus taip pat leidžia daugeliui gyvūnų išvengti susidūrimų su plėšrūnais. (3) Kai kurie geliantys vabzdžiai arba vabzdžiai su nuodingomis liaukomis įgauna ryškias spalvas, kurios atgraso nuo jų išbandyti. (4) Tolimųjų Šiaurės regionuose balta spalva labai paplitusi tarp gyvūnų. (5) Kai kurių drugelių sparnų raštas primena plėšrūno akis. (6) Kai kurių gyvūnų dėmėtoji spalva imituoja šviesos ir šešėlių kaitą supančioje gamtoje ir daro juos mažiau pastebimus tankiuose krūmynuose.

Atsakymas

Pažvelkite į beržo drugelio nuotrauką ir nustatykite (A) prisitaikymo tipą, (B) natūralios atrankos formą ir (C) evoliucijos kryptį, dėl kurios susiformavo dvi drugelių formos. Užrašykite tris skaičius (terminų skaičius iš siūlomo sąrašo) teisinga tvarka.
1) idioadaptacija
2) mimika
3) konvergencija
4) vairavimas
5) aromorfozė
6) užmaskuoti
7) stabilizuojantis

Atsakymas

Apsvarstykite piešinį, kuriame pavaizduotos skirtingų žinduolių priekinės galūnės, ir nustatykite (A) evoliucijos kryptį, (B) evoliucinės transformacijos mechanizmą, (C) natūralios atrankos formą, dėl kurios susiformavo tokie organai. Kiekvienai raidei iš pateikto sąrašo pasirinkite atitinkamą terminą.
1) aromorfozė
2) stabilizuojantis
3) bendra degeneracija
4) divergencija
5) vairavimas
6) idioadaptacija
7) morfofiziologinė regresija
8) konvergencija

Atsakymas

Pažvelkite į jūrų arkliuko paveikslėlį ir nustatykite (A) prisitaikymo tipą, (B) natūralios atrankos formą ir (C) evoliucijos kelią, kuris paskatino šio gyvūno prisitaikymą. Kiekvienai raidei iš pateikto sąrašo pasirinkite atitinkamą terminą.
1) plyšimas
2) užmaskuoti
3) idioadaptacija
4) išskaidymas dažymas
5) paralelizmas
6) mimetizmas
7) vairavimas

Atsakymas

Pažvelkite į kolibrio ir skruzdėlyno paveikslą ir nustatykite (A) prisitaikymo tipą, (B) natūralios atrankos formą ir (C) evoliucijos kelią, dėl kurio susiformavo tokie prisitaikymai. Kiekvienai raidei iš pateikto sąrašo pasirinkite atitinkamą terminą.
1) vairavimas
2) trikdantis
3) degeneracija
4) idioadaptacija
5) divergencija
6) specializacija
7) seksualinis dimorfizmas

Atsakymas

Pasirinkite du teisingus atsakymus iš penkių ir užrašykite skaičius, po kuriais jie pažymėti. Kokie procesai vyksta gyventojų lygmeniu?
1) ontogeniškumas
2) divergencija
3) embriogenezė
4) aromorfozė
5) laisvas kirtimas

Atsakymas

Perskaityk tekstą. Pasirinkite tris sakinius, apibūdinančius populiaciją kaip evoliucijos vienetą. Užsirašykite skaičius, po kuriais jie nurodyti. (1) Rūšis yra populiacijų visuma. (2) Pagrindinės populiacijos ypatybės yra genetinė įvairovė ir pokyčiai laikui bėgant. (3) Rūšių populiacijos skiriasi dydžiu, tankumu, amžiumi ir lyties struktūra. (4) Kiekviena populiacija užima dalį rūšies arealo. (5) Populiacijoje nuolat vyksta mutacijos procesas, o mutacija, kuri suteikia pranašumų, plinta. (6) Populiacijoje genai keičiasi tarp individų dėl laisvo kryžminimo.

Atsakymas

Perskaityk tekstą. Pasirinkite tris sakinius, kurie teisingai apibūdina populiaciją kaip organinio pasaulio evoliucijos vienetą. Užsirašykite skaičius, po kuriais jie nurodyti. (1) Populiacija yra laisvai besikryžiuojančių individų, ilgą laiką gyvenančių bendroje teritorijoje, visuma. (2) Pagrindinės populiacijos savybės yra dydis, tankis, amžius, lytis ir erdvinė struktūra, leidžianti individams laisvai kryžmintis ir susilaukti vaisingų palikuonių. (3) Gyventojai yra struktūrinis biosferos vienetas. (4) Gyventojai yra elementarus organinio pasaulio sistematikos vienetas. (5) Gėlo vandens telkinyje gyvenančių įvairių vabzdžių lervos sudaro populiaciją. (6) Populiacijoje vieni individai miršta, o kiti išgyvena, todėl ji egzistuoja ilgą laiką.

Atsakymas

Pasirinkite tris parinktis. Kuris iš šių pavyzdžių iliustruoja organinio pasaulio evoliucijos rezultatus?
1) apsauginis dažymas Baltoji meška, baltoji kurapka, gyvenanti šiaurėje
2) išlikimo kova tarp pušų ir eglių miške
3) žmonių kūrimas naujų augalų ir gyvūnų veislių veislių
4) įspėjamasis (grasinantis) boružėlių dažymas
5) genų srauto iš populiacijos į populiaciją stabdymas (izoliacija)
6) nesaugomų gyvūnų kūno formų ir spalvos panašumas į saugomus

Atsakymas

Išanalizuokite lentelę „Organizmų prisitaikymas“. Kiekvienai raidei iš pateikto sąrašo pasirinkite atitinkamą terminą.
1) ryškių dėmių, juostelių, kūno dalių kaitaliojimas
2) susilieja su pagrindiniu aplinkos fonu
3) paslepia objektą šviesos ir šešėlio juostų fone
4) mimika
5) mazgo formos arba lapo formos
6) ladybug vabalas, ugnies blakė, smiginio varlės
7) stiklinis drugelis, drugelis
8) lazdelinis vabzdys, maldininkas

Atsakymas

© D.V. Pozdnyakovas, 2009-2019