forţe motrice ale evoluţiei. „Învățătura lui Ch. Darwin despre forțele motrice și rezultatele evoluției. Teoria sintetică a evoluției»

Opțiunea numărul 1

1. Selectia naturala este

A) relații complexe dintre organisme și natura neînsuflețită;

B) procesul de conservare a indivizilor cu modificări ereditare care le sunt benefice;

C) procesul de formare a unor noi specii în natură;

D) procesul de creştere a populaţiei.

2. Lupta pentru existență joacă un rol important în evoluție, deoarece

A) conservă indivizi predominant cu modificări benefice;

B) conservă indivizii cu orice modificări ereditare;

C) furnizează material pentru selecția naturală;

3. Ca rezultat al interacțiunii forțelor motrice ale evoluției,

A) reproducerea organismelor;

B) formarea de noi specii în natură;

C) proces de mutație;

D) izolarea populaţiilor

4. Indicați continuarea incorectă a frazei: „În procesul de evoluție, lupta cu condițiile adverse duce la...”

A) creste rezistenta organismului;

B) supraviețuirea celor mai viabile indivizi;

B) stingerea speciei;

D) îmbunătățirea vederii

5. Indicați continuarea incorectă a frazei: „Rezultatul acțiunii selecției naturale este ...”

A) adaptarea organismelor la mediu;

B) diversitatea lumii organice;

C) variabilitate ereditară;

D) formarea de noi specii

6. Motivul luptei pentru existență

A) variabilitatea indivizilor dintr-o populație;

B) dezastre naturale;

D) lipsa de adaptare a indivizilor la mediu

Opțiunea numărul 2

1. El a pus bazele taxonomiei moderne

A) C. Linnaeus B) J. Cuvier

B) D) Ehler

2. Ch. Darwin a trăit și a lucrat

A) Secolul al XIX-lea în Anglia B) Secolul XVII. în Suedia

B) secolul al XVIII-lea în Franţa D) Secolul XVIII. în Germania

3. Ch. Darwin credea că baza diversităţii speciilor este

A) variabilitatea ereditară și selecția naturală

B) lupta pentru existență

C) capacitatea de a se reproduce la infinit

D) un act de creație unic

A) o focă B) o balenă albastră

B) rechinul D) toate aceste animale

5. Ca urmare a evoluției prin selecție naturală, în lume au apărut schimbări ereditare nedefinite

A) Pui Leggorn B) Cai Oryol

B) cimpanzei care fac spectacol la circ D) camioane grele Vladimir

6. Dovada în favoarea evoluției poate fi prezența unui bursuc

A) vizuini B) fante branhiale în anumite stadii de dezvoltare

B) lână D) alb-negru

Opțiunea numărul 3

1. Organe similare din plante sunt

A) rădăcină și rizom B) frunză și sepal C) stamine și pistil

A) modificare B) combinații C) mutații

3. Organele similare sunt membrele

A) o cârtiță și un urs B) o cârtiță și o rață C) o cârtiță și un câine

4. Omoloage la animale sunt

A) aripa unei păsări și a unui fluture B) labele unui tigru și unei alunițe C) membrele unui gândac și ale unei broaște

5. Varietatea de cinteze este rezultatul

A) degenerescenta B) aromorfoza C) divergenta

6. Convergența caracteristicilor se observă în

A) un șoarece și un iepure de câmp B) un rechin și o balenă C) un lup și o vulpe

7. Forma de tranziție între amfibieni și reptile au fost

A) stegocefalie B) dinozauri C) reptile cu dinti de animale

8. Pentru prima dată, semințele au început să se înmulțească

9. Forma de tranziție între reptile și păsări este

A) pterodactil B) străin C) arheopteryx

10. Cine a descoperit rânduri succesive de fosile ecvine?

A) B) C) Carl Baer

11. Un exemplu de evoluție convergentă sunt

A) rechin și delfin B) pisică și tigru C) lup și câini D) șopârlă și crocodil

Opțiunea numărul 4

1. Teoria lui Darwin

A) respinge fezabilitatea biologică a adaptărilor

B) recunoaște oportunitatea biologică absolută

C) recunoaște oportunitatea biologică relativă

D) pledează pentru moștenirea trăsăturilor dobândite

2. Un exemplu de competiție interspecifică este

A) dodder care crește pe alte plante B) bacterii nodulare pe rădăcinile leguminoaselor

B) o colză într-un câmp de grâu D) o capcană de muște Venus care a prins un gândac

3. Selectia naturala opereaza mai eficient in conditii

A) un grup de gene monoton al unei populații B) un grup de gene divers al unei populații

B) compoziție stabilă de vârstă D) fără mutație

4. Lucrarea principală a lui Charles Darwin se numește

A) „Teoria sintetică a evoluției” B) „Teoria evoluției”

B) „Originea speciilor prin selecția naturală” D) „Călătorie pe Beagle”

5. Forma de tranziție între amfibieni și reptile au fost

A) pește cu aripioare lobe B) pește pulmonar

B) pterodactil D) stegocefalie

6. Existența formelor de tranziție este un exemplu de dovezi pentru evoluție

B) embriologice D) flora și fauna insulare

Vedere, criteriile sale. O populație este o unitate structurală a unei specii și o unitate elementară de evoluție. Microevoluție. Formarea de noi specii. Metode de speciație. Conservarea diversității speciilor ca bază pentru sustenabilitatea biosferei

Vedere, criteriile sale

Fondatorul taxonomiei moderne, K. Linnaeus, a considerat o specie ca un grup de asemănătoare caracteristici morfologice organisme care se încrucișează liber. Pe măsură ce biologia s-a dezvoltat, s-au obținut dovezi că diferențele dintre specii sunt mult mai profunde și afectează compoziția chimică și concentrația substanțelor în țesuturi, direcția și viteza reacțiilor chimice, natura și intensitatea proceselor de viață, numărul și forma cromozomilor. , adică specia este cel mai mic grup de organisme care reflectă relația lor strânsă. În plus, speciile nu există pentru totdeauna - ele apar, se dezvoltă, dau naștere la noi specii și dispar.

Vedere- acesta este un set de indivizi care sunt similare ca structură și trăsături ale proceselor de viață, au o origine comună, se încrucișează liber în natură și dau descendenți fertili.

Toți indivizii aceleiași specii au același cariotip și ocupă o anumită zonă geografică în natură - zonă.

Se numesc semne de asemănare ale indivizilor aceleiași specii criterii de tip. Deoarece niciunul dintre criterii nu este absolut, este necesar să se folosească un set de criterii pentru a determina corect specia.

Principalele criterii ale unei specii sunt morfologice, fiziologice, biochimice, ecologice, geografice, etologice (comportamentale) și genetice.

1. Morfologic- un set de caracteristici externe și interne ale organismelor din aceeași specie. Deși unele specii au caractere unice, este adesea foarte dificil să se facă distincția între specii strâns înrudite folosind doar caracteristicile morfologice. Astfel, recent au fost descoperite o serie de specii gemene care trăiesc pe același teritoriu, de exemplu, șoarecii de casă și movile, așa că este inacceptabil să se folosească doar un criteriu morfologic pentru a determina specia.
2. Fiziologic- asemănarea proceselor de viață în organisme, în primul rând reproducerea. De asemenea, nu este universal, deoarece unele specii se încrucișează în natură și produc descendenți fertili.
3. Biochimic- asemănarea compoziției chimice și a cursului proceselor metabolice. În ciuda faptului că acești indicatori pot varia semnificativ la diferiți indivizi ai aceleiași specii, ei primesc în prezent multă atenție, deoarece caracteristicile structurii și compoziției biopolimerilor ajută la identificarea speciilor chiar și la nivel molecular și la stabilirea gradului de relație a acestora. .
4. Ecologic- diferenţa dintre specii în funcţie de apartenenţa lor la anumite ecosisteme şi de nişele ecologice pe care le ocupă. Cu toate acestea, multe specii neînrudite ocupă nișe ecologice similare, astfel încât acest criteriu poate fi folosit pentru a distinge o specie numai în combinație cu alte caractere.
5. geografice- existența unei populații a fiecărei specii într-o anumită parte a biosferei - zonă care diferă de zonele tuturor celorlalte specii. Datorită faptului că, pentru multe specii, limitele zonei coincid și există, de asemenea, o serie de specii cosmopolite a căror rază de acțiune acoperă suprafețe vaste, criteriul geografic nu poate servi nici ca o trăsătură de „specie” marcatoare.
6. Genetic- constanța semnelor set de cromozomi- cariotip - și compoziția nucleotidică a ADN-ului la indivizii aceleiași specii. Datorită faptului că cromozomii neomologi nu se pot conjuga în timpul meiozei, descendenții din încrucișarea indivizilor de diferite specii cu un set inegal de cromozomi fie nu apar deloc, fie nu sunt fertili. Aceasta creează izolarea reproductivă a speciei, îi menține integritatea și asigură realitatea existenței în natură. Această regulă poate fi încălcată în cazul încrucișării unor specii strâns înrudite cu același cariotip sau apariției diferitelor mutații, cu toate acestea, excepția confirmă doar regula generală, iar speciile trebuie considerate ca sisteme genetice stabile. Criteriul genetic este principalul în sistemul de criterii de specie, dar nici nu exhaustiv.

În ciuda complexității sistemului de criterii, o specie nu poate fi reprezentată ca un grup de organisme absolut identice din toate punctele de vedere, adică clone. Dimpotrivă, multe specii se caracterizează printr-o varietate semnificativă de trăsături chiar externe, ca, de exemplu, pentru unele populații de buburuze, este caracteristică predominarea culorii roșii, în timp ce altele sunt negre.

Populație - o unitate structurală a unei specii și o unitate elementară de evoluție

Este greu de imaginat că, în realitate, indivizii aceleiași specii ar fi distribuiti uniform pe suprafața pământului în cadrul intervalului, deoarece, de exemplu, broasca de lac trăiește în principal în corpuri de apă dulce stagnante destul de rare și este puțin probabil să fie găsite în câmpuri și păduri. Speciile din natură sunt cel mai adesea împărțite în grupuri individuale, în funcţie de condiţiile potrivite pentru totalitatea habitatelor - populaţii.

populatie- un grup de indivizi din aceeași specie care ocupă o parte din aria sa, încrucișându-se liber și relativ izolat de alte populații de indivizi din aceeași specie pentru o perioadă mai mult sau mai puțin îndelungată.

Populațiile pot fi separate nu numai spațial, ele pot chiar trăi pe același teritoriu, dar au diferențe în preferințele alimentare, momentul reproducerii etc.

Astfel, o specie este o colecție de populații de indivizi care au o serie de caracteristici comune morfologice, fiziologice, biochimice și tipuri de relații cu mediul, locuiesc într-o anumită zonă și sunt, de asemenea, capabile să se încrucișeze între ele cu formarea de fertile. urmași, dar aproape sau deloc încrucișându-se cu alte grupuri de indivizi din aceeași specie.

În cadrul speciilor cu game extinse care acoperă teritorii cu condiții de viață diferite, uneori există subspecie- populații mari sau grupuri de populații învecinate care prezintă diferențe morfologice persistente față de alte populații.

Populațiile sunt împrăștiate pe suprafața pământului nu într-un mod aleatoriu, ci sunt legate de zonele sale specifice. Se numește totalitatea tuturor factorilor de natură neînsuflețită necesari pentru viața indivizilor unei specii date habitat. Cu toate acestea, acești factori singuri pot să nu fie suficienți pentru a ocupa această zonă cu o populație, deoarece trebuie să fie implicată și în interacțiune strânsă cu populațiile altor specii, adică să ocupe un anumit loc în comunitatea organismelor vii - nișă ecologică. Așadar, koala ursului marsupial australian, toate celelalte lucruri fiind egale, nu poate exista fără principala sa sursă de hrană - eucalipt.

Formând o unitate inseparabilă în aceleași habitate, populațiile diferitelor specii asigură de obicei o circulație mai mult sau mai puțin închisă a substanțelor și sunt sisteme ecologice elementare (ecosisteme) - biogeocenoze.

Cu toată exactitatea lor față de condițiile de mediu, populațiile unei specii sunt eterogene în ceea ce privește suprafața, numărul, densitatea și distribuția spațială a indivizilor, formând adesea mai mult de grupuri mici(familii, turme, turme etc.), sex, vârstă, bazin genetic etc., prin urmare, ei disting între dimensiunile, vârsta, sexul, structurile spațiale, genetice, etologice și alte structuri, precum și dinamică.

Caracteristicile importante ale unei populaţii sunt Fondului genetic- un set de gene caracteristice indivizilor unei populații sau specii date, precum și frecvența anumitor alele și genotipuri. Populațiile diferite ale aceleiași specii au inițial un bazin genetic inegal, deoarece indivizii cu gene aleatorii, mai degrabă decât gene special selectate, stăpânesc noi teritorii. Sub influența factorilor interni și externi, fondul genetic suferă modificări și mai semnificative: este îmbogățit din cauza apariției mutațiilor și a unei noi combinații de trăsături și epuizat ca urmare a pierderii alelelor individuale în timpul morții sau migrării un anumit număr de indivizi.

Noile trăsături și combinațiile lor pot fi benefice, neutre sau dăunătoare; prin urmare, doar indivizii adaptați la anumite condiții de mediu supraviețuiesc și se reproduc cu succes într-o populație. Cu toate acestea, în două puncte diferite de pe suprafața pământului, condițiile de mediu nu sunt niciodată complet identice și, prin urmare, direcția schimbărilor chiar și în două populații învecinate poate fi complet opusă sau vor continua cu viteze diferite. Rezultatul modificărilor fondului genetic este divergența populațiilor în funcție de caracteristicile morfologice, fiziologice, biochimice și de altă natură. Dacă populațiile sunt și izolate unele de altele, atunci ele pot da naștere la noi specii.

Astfel, apariția oricăror obstacole în încrucișarea indivizilor din diferite populații ale aceleiași specii, de exemplu, din cauza formării lanțurilor muntoase, modificări ale canalelor râurilor, diferențe în perioadele de reproducere etc., duce la faptul că populațiile dobândesc treptat din ce în ce mai multe diferențe și, în cele din urmă, devin specii diferite. De ceva timp, încrucișarea indivizilor are loc la granițele acestor populații și apar hibrizi, cu toate acestea, în timp, aceste contacte dispar și ele, adică populațiile din sistemele genetice deschise devin închise.

În ciuda faptului că indivizii individuali sunt afectați în primul rând de factorii de mediu, modificarea compoziției genetice a unui singur organism este nesemnificativă și se va manifesta, în cel mai bun caz, numai în descendenții săi. De asemenea, subspeciile, speciile și taxonii mai mari nu sunt potrivite pentru rolul de unități elementare de evoluție, deoarece nu diferă în unitatea morfologică, fiziologică, biochimică, ecologică, geografică și genetică, în timp ce populațiile, ca cele mai mici unități structurale ale unei specii, acumulează o varietate de modificări aleatorii, dintre care cele mai grave vor fi eliminate, îndeplinesc această condiție și sunt unitățile elementare ale evoluției.

microevoluție

Modificarea structurii genetice a populațiilor nu duce întotdeauna la formarea unei noi specii, ci poate doar îmbunătăți adaptarea populației la conditii specifice mediu, dar speciile nu sunt eterne și imuabile - sunt capabile să se dezvolte. Acest proces de schimbare istorică ireversibilă a celor vii se numește evoluție. Transformările evolutive primare au loc în cadrul unei specii la nivel de populație. Ele se bazează, în primul rând, pe procesul de mutație și selecția naturală, conducând la o schimbare a fondului genetic al populațiilor și al speciei în ansamblu, sau chiar la formarea de noi specii. Totalitatea acestor evenimente evolutive elementare se numește microevoluție.

Populațiile se caracterizează printr-o diversitate genetică enormă, care adesea nu se manifestă fenotipic. Diversitatea genetică apare din cauza mutagenezei spontane, care are loc continuu. Majoritatea mutațiilor sunt nefavorabile organismului și reduc viabilitatea populației în ansamblu, dar dacă sunt recesive, pot rămâne în heterozigot mult timp. Unele mutații care nu au valoare adaptativă în condițiile date de existență sunt capabile să dobândească o astfel de valoare în viitor sau în timpul dezvoltării altora noi. nişe ecologice creându-se astfel o rezervă de variabilitate ereditară.

Fluctuațiile numărului de indivizi în populații, migrațiile și catastrofele, precum și izolarea populațiilor și speciilor au un impact semnificativ asupra proceselor microevolutive.

O nouă specie este un rezultat intermediar al evoluției, dar în niciun caz rezultatul său, deoarece microevoluția nu se oprește aici - ea continuă. Noile specii care apar, în cazul unei combinații reușite de caractere, locuiesc în noi habitate și, la rândul lor, dau naștere la noi specii. Astfel de grupuri de specii strâns înrudite sunt combinate în genuri, familii etc. Procesele evolutive care apar în grupuri supraspecifice sunt deja numite macroevoluție. Spre deosebire de macroevoluție, microevoluția se desfășoară într-un timp mult mai scurt, în timp ce prima necesită zeci și sute de mii și milioane de ani, ca, de exemplu, evoluția omului.

Ca rezultat al microevoluției, se formează toată varietatea de specii de organisme vii care au existat vreodată și care trăiesc acum pe Pământ.

Cu toate acestea, evoluția este ireversibilă, iar speciile deja dispărute nu reapar niciodată. Speciile emergente consolidează tot ceea ce s-a realizat în procesul de evoluție, dar asta nu garantează că în viitor nu vor apărea specii noi, care vor avea adaptări mai perfecte la condițiile de mediu.

Formarea de noi specii

V în sens larg formarea de noi specii este înțeleasă nu numai ca desprinderea tulpinii principale a unei noi specii sau dezintegrarea speciei părinte în mai multe specii fiice, ci și dezvoltarea generală a speciei ca sistem integral, conducând la schimbări semnificative. în organizarea sa morfostructurală. Cu toate acestea, de cele mai multe ori speciația considerat ca un proces de formare a unor noi specii prin ramificarea „arborelului pedigree” al speciei.

Soluția fundamentală a problemei speciației a fost propusă de Ch. Darwin. Conform teoriei sale, dispersarea indivizilor din aceeași specie duce la formarea unor populații care, din cauza diferențelor de condiții de mediu, sunt nevoite să se adapteze la acestea. Aceasta, la rândul său, atrage după sine o agravare a luptei intraspecifice pentru existență, dirijată de selecția naturală. În prezent, se crede că lupta pentru existență nu este deloc un factor obligatoriu în speciație; dimpotrivă, presiunea de selecție într-un număr de populații poate scădea. Diferența în condițiile de existență contribuie la apariția unor schimbări adaptative inegale în populațiile speciei, a căror consecință este divergența caracteristicilor și proprietăților populațiilor - divergenţă.

Cu toate acestea, acumularea de diferențe, chiar și la nivel genetic, nu este deloc suficientă pentru apariția unei noi specii. Atâta timp cât populațiile care diferă într-un fel nu doar contactează, ci sunt și capabile să se încrucișeze cu formarea descendenților fertili, ele aparțin aceleiași specii. Numai imposibilitatea fluxului de gene de la un grup de indivizi la altul, chiar și în cazul distrugerii barierelor care îi separă, adică încrucișarea, înseamnă finalizarea celui mai complex proces evolutiv de formare a unei noi specii.

Speciația este o continuare a proceselor microevolutive. Există un punct de vedere că speciația nu poate fi redusă la microevoluție, ea reprezintă o etapă calitativă de evoluție și se realizează datorită altor mecanisme.

Metode de speciație

Există două moduri principale de speciație: alopatrică și simpatrică.

alopatric, sau speciația geografică este o consecință a separării spațiale a populațiilor prin bariere fizice (lanțuri muntoase, mări și râuri) datorită apariției sau așezării lor în noi habitate (izolare geografică). Deoarece în acest caz fondul genetic al populației separate diferă semnificativ de cel părinte, iar condițiile din habitatul său nu vor coincide cu cele originale, în timp acest lucru va duce la divergență și formarea unei noi specii. Un exemplu izbitor de speciație geografică este varietatea de cinteze descoperite de Charles Darwin în timpul călătoriei sale pe vasul Beagle pe Insulele Galapagos de pe coasta Ecuadorului. Aparent, indivizii singurelor cinteze care trăiesc pe continentul sud-american au ajuns cumva pe insule și, datorită diferenței de condiții (în primul rând disponibilitatea hranei) și izolării geografice, au evoluat treptat, formând un grup de specii înrudite.

In nucleu simpatrică, sau speciație biologică se află o formă de izolare a reproducerii, aparând noi specii în intervalul speciilor originale. O condiție prealabilă pentru speciația simpatrică este izolarea rapidă a formelor formate. Acesta este un proces mai rapid decât speciația alopatrică, iar noile forme sunt similare cu strămoșii originali.

Speciația simpatrică poate fi cauzată de modificări rapide ale setului de cromozomi (poliploidizare) sau de rearanjamente cromozomiale. Uneori apar specii noi ca urmare a hibridizării a două specii originale, cum ar fi, de exemplu, prunul domestic, care este un hibrid de prun negru și prun cireș. În unele cazuri, speciația simpatrică este asociată cu divizarea nișelor ecologice în populațiile aceleiași specii într-un singur interval sau izolarea sezonieră - discrepanțe în timpul reproducerii la plante ( tipuri diferite pini în praful din California în februarie și aprilie) și momentul reproducerii la animale.

Dintre toată varietatea de specii nou apărute, doar câteva, cele mai adaptate, pot exista o perioadă lungă de timp și pot da naștere unor noi specii. Motivele morții majorității speciilor sunt încă necunoscute, cel mai probabil acest lucru se datorează schimbărilor climatice abrupte, proceselor geologice și deplasării lor de către organisme mai adaptate. În prezent, unul dintre motivele morții unui număr semnificativ de specii este o persoană care extermină cele mai mari animale și cele mai frumoase plante, iar dacă în secolul al XVII-lea acest proces a început doar cu exterminarea ultimei runde, atunci în secolul 21 mai mult de 10 specii dispar în fiecare oră.

Conservarea diversității speciilor ca bază pentru sustenabilitatea biosferei

În ciuda faptului că, conform diverselor estimări, există 5-10 milioane de specii de organisme care nu au fost încă descrise pe planetă, nu vom ști niciodată despre existența celor mai multe dintre ele, deoarece aproximativ 50 de specii dispar de pe fața Pământul în fiecare oră. Dispariția organismelor vii în prezent nu este neapărat asociată cu exterminarea lor fizică, de cele mai multe ori se datorează distrugerii habitatelor lor naturale ca urmare a activității umane. Moartea unei specii individuale este puțin probabil să ducă la consecințe fatale pentru biosferă, cu toate acestea, s-a stabilit de mult timp că dispariția unei specii de plante implică moartea a 10-12 specii de animale și aceasta reprezintă deja o amenințare atât pentru existența biogeocenozelor individuale și a ecosistemului global în general.

Faptele triste acumulate în deceniile precedente au forțat Uniunea Internațională pentru Conservarea Naturii și Resurselor Naturale (IUCN) să înceapă în 1949 colectarea de informații despre speciile rare și pe cale de dispariție de plante și animale. În 1966, IUCN a publicat prima „Cartea roșie a faptelor”.

carte roșie este un document oficial care conține date actualizate în mod regulat privind starea și distribuția speciilor rare și pe cale de dispariție de plante, animale și ciuperci.

Acest document a adoptat o scară în cinci etape a statutului unei specii protejate, iar prima etapă de protecție include specii a căror salvare este imposibilă fără implementarea unor măsuri speciale, iar a cincea - specii restaurate, a căror stare, datorită măsurile luate, nu provoacă îngrijorare, dar nu sunt încă supuse utilizării industriale. Dezvoltarea unei asemenea scări face posibilă direcționarea eforturilor prioritare în domeniul protecției către cele mai rare specii, precum tigrii Amur.

Pe lângă versiunea internațională a Cărții Roșii, există și versiuni naționale și regionale. În URSS, Cartea Roșie a fost înființată în 1974, iar în Federația Rusă, procedura de întreținere a acesteia este reglementată de legile federale „Cu privire la protecția mediului”, „Cu privire la faune” și Decretul Guvernului Federației Ruse. „Pe Cartea Roșie a Federației Ruse”. Astăzi, 610 de specii de plante, 247 de specii de animale, 42 de specii de licheni și 24 de specii de ciuperci sunt enumerate în Cartea Roșie a Federației Ruse. Populațiile unora dintre ei, care la un moment dat erau sub amenințarea dispariției (castorul european, bizonul), au fost deja restaurate cu destul de mult succes.

Următoarele specii de animale sunt luate sub protecție în Rusia: șobolan rusesc, tarbagan (marmotă mongolică), urs polar, nurcă europeană caucaziană, vidră de mare, manul, tigru de Amur, leopard, Leopard de zăpadă, leu de mare, morsă, foci, delfini, balene, calul lui Przewalski, kulan, pelican roz, flamingo comun, barză neagră, lebădă mică, vultur de stepă, vultur auriu, macara neagră, Macara siberiană, bustardă, bufniță, pescăruș alb, mediteraneean broască țestoasă, șarpe japonez, gyurza, broasca de papură, lampredă caspică, toate tipurile de pește sturion, somon de lac, gândacul de cerb, bondar neobișnuit, Apollo obișnuit, creveți mantis, midii obișnuite etc.

Plantele Cărții Roșii a Federației Ruse includ 7 specii de ghiocei, unele tipuri de pelin, ginseng adevărat, 7 tipuri de clopoței, stejar dințat, afin, 11 specii de iris, cocoș de alun rusesc, lalea Schrenk, lotus de nuc, adevărat papuc de doamnă, bujor cu frunze fine, iarbă cu pene, primula Iuliei, pajiște cu dureri de spate (iarba de somn), belladonna belladonna, pin Pitsunda, boabe de tisa, glanda tiroidă chinezească, jumătate de iarbă de lac, sphagnum moale, filoforă creț, filiformă, etc.

Ciupercile rare sunt reprezentate de trufa de vară, sau trufa neagră rusească, ciuperca lacuită etc.

Protecția speciilor rare în cele mai multe cazuri este asociată cu interzicerea distrugerii lor, conservarea lor în habitate create artificial (grădina zoologică), protecția habitatelor lor și crearea de bănci genetice la temperatură scăzută.

Cel mai măsură eficientă Protecția speciilor rare este conservarea habitatelor acestora, care se realizează prin organizarea unei rețele de arii protejate special protejate care, în conformitate cu Legea federală „Cu privire la teritoriile naturale special protejate” (1995), au internațional, federal, regional sau semnificație locală. Acestea includ rezervațiile naturale de stat, Parcuri nationale, parcuri naturale, rezervatii naturale de stat, monumente ale naturii, parcuri dendrologice, gradini botanice etc.

Rezervație naturală de stat- acesta este un complex natural special protejat complet retras din folosinta economica (teren, corpuri de apa, subsol, flora si fauna), care are semnificatie ecologica, stiintifica, de mediu si educationala ca exemplu de mediu natural, peisaje tipice sau rare, locuri de conservare a fondului genetic al plantelor şi a lumii animale.

Rezervațiile care fac parte din sistemul internațional de rezervații ale biosferei care efectuează monitorizarea globală a mediului au statutul stare naturală rezervele biosferei . Rezervația este o instituție de protecție a naturii, cercetare și educație pentru mediu cu scopul de a conserva și studia cursul natural procese naturaleși fenomene, fondul genetic al florei și faunei, specii individuale și comunități de plante și animale, sisteme ecologice tipice și unice.

În prezent, în Rusia există aproximativ 100 de rezervații naturale de stat, dintre care 19 au statutul de rezervație a biosferei, inclusiv Baikalsky, Barguzinsky, Caucazian, Kedrovaya Pad, Kronotsky, Prioksko-Terrasny și altele.

Spre deosebire de rezervațiile naturale, teritoriile (zonele de apă) Parcuri nationale cuprind complexe naturale și obiecte cu valoare ecologică, istorică și estetică deosebită și sunt destinate utilizării în protecția mediului, în scopuri educaționale, științifice și culturale și turismului reglementat. Acest statut are 39 de zone naturale special protejate, inclusiv parcurile naționale Zabaikalsky și Soci, precum și parcurile naționale „Spitul Curonian”, „Nordul Rusiei”, „Shushensky Bor”, etc.

parcuri naturale sunt instituții de agrement de mediu aflate sub jurisdicția entităților constitutive ale Federației Ruse, ale căror teritorii (zone de apă) includ complexe naturale și obiecte cu valoare semnificativă de mediu și estetică și sunt destinate utilizării în scopuri de mediu, educaționale și recreative.

Rezervații naturale de stat sunt teritorii (zone de apă) de importanță deosebită pentru conservarea sau refacerea complexelor naturale sau a componentelor acestora și menținerea echilibrului ecologic.

Dezvoltarea ideilor evolutive. Valoarea teoriei evoluţioniste a lui Ch. Darwin. Relația forțelor motrice ale evoluției. Forme ale selecției naturale, tipuri de luptă pentru existență. Teoria sintetică a evoluției. Factori elementari ai evolutiei. Cercetare de S. S. Chetverikov. Rolul teoriei evoluționiste în formarea imaginii moderne de științe naturale a lumii

Dezvoltarea ideilor evolutive

Toate teoriile despre originea și dezvoltarea lumii organice pot fi reduse la trei domenii principale: creaționism, transformism și evoluționism. creaţionismul- acesta este conceptul de constanță a speciilor, luând în considerare diversitatea lumii organice ca urmare a creării acesteia de către Dumnezeu. Această direcție format ca urmare a instaurarii dominatiei Bisericii Crestine in Europa, pe baza textelor biblice. Reprezentanți proeminenți ai creaționismului au fost C. Linnaeus și J. Cuvier.

„Prințul botanicilor” K. Linnaeus, care a descoperit și descris sute de noi specii de plante și a creat primul lor sistem coerent, a dovedit totuși că numărul total de specii de organisme nu s-a schimbat de la crearea Pământului, adică , ele nu numai că nu apar din nou, dar și nu dispar. Abia spre sfârșitul vieții a ajuns la concluzia că genurile sunt opera lui Dumnezeu, în timp ce speciile se puteau dezvolta ca urmare a adaptării la condițiile locale.

Contribuția remarcabilului zoolog francez J. Cuvier (1769–1832) la biologie sa bazat pe numeroase date de paleontologie, anatomie comparată și fiziologie. doctrina corelaţiilor- interconexiunile părților corpului. Datorită acestui fapt, a devenit posibilă reconstrucția în părți separate aspect animal. Cu toate acestea, în procesul cercetării paleontologice, J. Cuvier nu a putut decât să acorde atenție atât abundenței evidente a formelor fosile, cât și schimbărilor bruște în grupurile de animale de-a lungul istoriei geologice. Aceste date au servit drept punct de plecare pentru formulare teoria catastrofei, conform căreia toate sau aproape toate organismele de pe Pământ au murit în mod repetat ca urmare a unor dezastre naturale periodice, iar apoi planeta a fost repopulată de specii care au supraviețuit catastrofei. Adepții lui J. Cuvier au numărat până la 27 de astfel de catastrofe în istoria Pământului. Considerațiile despre evoluție i s-au părut lui J. Cuvier divorțate de realitate.

Contradicțiile din prevederile inițiale ale creaționismului, care au devenit din ce în ce mai evidente odată cu acumularea faptelor științifice, au servit drept punct de plecare pentru formarea unui alt sistem de vederi - transformism care recunoaşte existenţa reală a speciilor şi dezvoltarea lor istorică. Reprezentanții acestei tendințe – J. Buffon, I. Goethe, E. Darwin și E. Geoffroy Saint-Hilaire, neputând dezvălui adevăratele cauze ale evoluției, le-au redus la adaptarea la condițiile de mediu și la moștenirea trăsăturilor dobândite. Rădăcinile transformismului pot fi găsite în lucrările filosofilor antici greci și medievali care au recunoscut schimbările istorice din lumea organică. Deci, Aristotel a exprimat ideea unității naturii și trecerea treptată de la corpurile naturii neînsuflețite la plante și de la ele la animale - „scara naturii”. El a considerat motivul principal al schimbărilor în organismele vii ca fiind strădania lor interioară spre perfecțiune.

Naturalistul francez J. Buffon (1707-1788), a cărui operă principală a vieții a fost „Istoria naturală”, în 36 de volume, contrar ideilor creaționiştilor, a împins limitele istoriei Pământului la 80-90 de mii de ani. În același timp, a afirmat unitatea florei și faunei, precum și posibilitatea de a schimba organismele înrudite sub influența factorilor de mediu ca urmare a domesticirii și hibridizării.

Medicul, filozoful și poetul englez E. Darwin (1731–1802), bunicul lui C. Darwin, credea că istoria lumii organice este veche de milioane de ani, iar diversitatea lumii animale este rezultatul unui amestec de mai multe grupuri „naturale”, influență Mediul extern, organe de exercițiu și non-exercițiu și alți factori.

E. Geoffroy Saint-Hilaire (1772–1844) a considerat unitatea planului structural al grupurilor de animale ca fiind una dintre principalele dovezi ale dezvoltării lumii vii. Cu toate acestea, spre deosebire de predecesorii săi, el a fost înclinat să creadă că schimbarea speciilor se datorează influenței factorilor de mediu nu asupra adulților, ci asupra embrionilor.

În ciuda faptului că în discuția care a izbucnit în 1831 între J. Cuvier și E. Geoffroy Saint-Hilaire sub forma unei serii de rapoarte la Academia de Științe, un avantaj clar a rămas de partea primului, a fost transformism care a devenit precursorul evoluţionismului. Evoluţionism(teoria evoluției, doctrina evoluționistă) este un sistem de vederi care recunoaște dezvoltarea naturii după anumite legi. Este apogeul teoretic al biologiei, care ne permite să explicăm diversitatea și complexitatea sistemelor vii pe care le observăm. Totuși, datorită faptului că predarea evoluționistă descrie fenomene greu de observat, ea întâmpină dificultăți semnificative. Uneori, teoria evoluției se numește „darwinism” și se identifică cu învățăturile lui Ch. Darwin, ceea ce este fundamental greșit, deoarece, deși teoria lui Ch. Darwin a adus o contribuție neprețuită la dezvoltarea nu numai a doctrinei evoluționiste, ci și a biologiei. în general (precum și multe alte științe), bazele teoriei evoluționiste au fost puse de alți oameni de știință, ea continuă să se dezvolte până în zilele noastre, iar „darwinismul” în multe aspecte are doar semnificație istorică.

Creatorul primei teorii evoluționiste - Lamarckismul - a fost naturalistul francez J. B. Lamarck (1744–1829). El a considerat efortul intern al organismelor pentru perfecțiune drept forța motrice a evoluției ( legea gradației), dar adaptarea la condițiile de mediu îi obligă să se abată de la această linie principală. În același timp, organele care sunt utilizate intensiv de animal în procesul vieții se dezvoltă, în timp ce cele care nu sunt necesare acestuia, dimpotrivă, slăbesc și pot chiar să dispară ( legea exercițiului și a organelor de neexercițiu). Dobândite în procesul vieții, semnele sunt fixate și transmise descendenților. Așadar, el a explicat prezența membranelor între degetele păsărilor de apă prin încercările strămoșilor lor de a se deplasa în mediul acvatic, iar gâtul lung al girafelor, potrivit lui Lamarck, este o consecință a faptului că strămoșii lor au încercat să obțină frunze. din vârfurile copacilor.

Dezavantajele lamarckismului au fost natura teoretică a multor construcții, precum și asumarea intervenției Creatorului în evoluție. În cursul dezvoltării biologiei, a devenit clar că schimbările individuale dobândite de organisme în cursul vieții, în cea mai mare parte, se încadrează în limitele variabilității fenotipice, iar transmiterea lor este practic imposibilă. De exemplu, zoologul și teoreticianul evoluționist german A. Weismann (1834–1914) a tăiat cozile șoarecilor pentru multe generații și a produs întotdeauna numai rozătoare cu coadă la urmași. Teoria lui J. B. Lamarck nu a fost acceptată de contemporanii săi, dar la începutul secolului a stat la baza așa-zisului neo-lamarckismul.

Valoarea teoriei evoluționiste a lui Charles Darwin

Condițiile preliminare pentru crearea celei mai faimoase teorii evoluționiste a lui Charles Darwin, sau darwinismul, au fost publicarea în 1778 a lucrării economistului englez T. Malthus „Tratat despre populație”, lucrarea geologului Ch. Lyell, formularea a teoriei celulare, succesul selecției în Anglia și Ch. Darwin (1809–1882), realizat în anii săi de studiu la Cambridge, în timpul și după expediția sa ca naturalist pe Beagle.

Deci, T. Malthus a susținut că populația Pământului crește exponențial, ceea ce depășește semnificativ capacitatea planetei de a-i furniza hrană și duce la moartea unei părți a urmașilor. Paralelele făcute de C. Darwin și co-autorul său A. Wallace (1823–1913) au indicat că în natură, indivizii se reproduc într-un ritm foarte mare, dar dimensiunea populației rămâne relativ constantă. Studiile geologului englez C. Lyell au permis să se stabilească că suprafața Pământului era departe de a fi întotdeauna aceeași ca în prezent, iar modificările sale au fost cauzate de influența apei, a vântului, a erupțiilor vulcanice și a activității vieții. organisme. Ch. Darwin însuși, chiar și în anii săi de studenție, a fost uimit de gradul extrem de variabilitate al gândacilor, iar în timpul călătoriei - de asemănarea florei și faunei din America de Sud continentală și a Insulelor Galapagos aflate în apropierea acesteia și la în același timp, o diversitate semnificativă de specii, cum ar fi cinteze și țestoase. În plus, în expediție, el a putut observa scheletele unor mamifere uriașe dispărute, asemănătoare armadillo-urilor și leneșilor moderni, care i-au zdruncinat semnificativ credința în crearea speciilor.

Principalele prevederi ale teoriei evoluției au fost exprimate de Charles Darwin în 1859 la o reuniune a Societății Regale din Londra și ulterior dezvoltate în cărțile The Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favored Breeds in the Struggle for Life (1859), Schimbări în animale domestice și plante cultivate „(1868), „Originea omului și selecția sexuală” (1871), „Expresia emoțiilor la om și la animale” (1872), etc.

Esența dezvoltată de Ch. Darwin concepte de evoluție pot fi reduse la un număr de prevederi care decurg unele din altele, având corespunzătoare dovada:

1. Indivizii care alcătuiesc orice populație produc mult mai mulți descendenți decât este necesar pentru a menține dimensiunea populației.
2. Datorită faptului că resursele de viață pentru orice fel de organisme vii sunt limitate, între ele inevitabil apare lupta pentru existență. Ch. Darwin a făcut distincția între lupta intraspecifică și interspecifică, precum și lupta cu factorii de mediu. Totodată, el a subliniat că vorbim nu numai despre lupta unui anumit individ pentru existență, ci și pentru abandonarea urmașilor.
3. Rezultatul luptei pentru existență este selecție naturală- supraviețuirea și reproducerea predominantă a organismelor care s-au dovedit accidental a fi cele mai adaptate la condițiile date de existență. Selecția naturală este în multe privințe similară cu selecția artificială, pe care omul o folosește din cele mai vechi timpuri pentru a dezvolta noi soiuri de plante și rase de animale domestice. Selectând indivizi care au o trăsătură de dorit, omul păstrează acele trăsături prin reproducere artificială prin propagare selectivă sau polenizare. O formă specială de selecție naturală este selecția sexuală pentru trăsături care de obicei nu au o valoare adaptativă directă (pene lungi, coarne uriașe etc.), dar contribuie la succesul în reproducere, deoarece fac un individ mai atractiv pentru sexul opus sau mai formidabil pentru rivalii de același gen.
4. Materialul pentru evoluție este diferențele dintre organisme care apar ca urmare a variabilității lor. C. Darwin a făcut distincția între variabilitatea nedefinită și cea definită. Anumit variabilitatea (grupului) se manifestă la toți indivizii unei specii în același mod sub influența unui anumit factor și dispare la descendenți atunci când acțiunea acestui factor încetează. nedefinită Variabilitatea (individuală) reprezintă modificările care apar la fiecare individ, indiferent de fluctuațiile valorilor factorilor de mediu, și sunt transmise descendenților. O astfel de variabilitate nu are un caracter adaptativ (adaptativ). Ulterior, s-a dovedit că o anumită variabilitate este neereditară, iar una nedefinită este ereditară.
5. Selecția naturală duce în cele din urmă la o divergență a caracteristicilor soiurilor izolate individuale - divergență și, în cele din urmă, la formarea de noi specii.

Teoria evoluției a lui Ch. Darwin nu numai că a postulat procesul de apariție și dezvoltare a speciilor, dar a dezvăluit și mecanismul însuși al evoluției, care se bazează pe principiul selecției naturale. Darwinismul a negat, de asemenea, programarea evoluției și a postulat natura ei continuă.

În același timp, teoria evoluționistă a lui Charles Darwin nu a putut răspunde la o serie de întrebări, de exemplu, despre natura materialului genetic și proprietățile sale, esența variabilității ereditare și neereditare și rolul lor evolutiv. Aceasta a dus la criza darwinismului și la apariția unor noi teorii: neolamarckismul, saltaționismul, conceptul de nomogeneză etc. Neo-lamarckismul se bazează pe poziţia teoriei lui J. B. Lamarck asupra moştenirii caracteristicilor dobândite. saltaționism- acesta este un sistem de vederi asupra procesului de evoluție ca modificări spasmodice care conduc la apariția rapidă a unor noi specii, genuri și grupuri sistematice mai mari. Concept nomogeneza postulează direcția programată a evoluției și dezvoltarea diferitelor trăsături pe baza legilor interne. Doar sinteza darwinismului și geneticii în anii 20-30 ai secolului XX a reușit să depășească contradicțiile care inevitabil au apărut la explicarea unei serii de fapte.

Relația forțelor motrice ale evoluției

Evoluția nu poate fi asociată cu acțiunea unui singur factor, deoarece mutațiile în sine sunt schimbări aleatorii și nedirecționate și nu pot asigura adaptarea indivizilor la factorii de mediu, în timp ce selecția naturală sortează deja aceste modificări. În același mod, selecția în sine nu poate fi singurul factor de evoluție, deoarece selecția necesită materialul adecvat furnizat de mutații.

Cu toate acestea, se poate observa că procesul de mutație și fluxul de gene creează variabilitate, în timp ce selecția naturală și deriva genetică sortează această variabilitate. Aceasta înseamnă că factorii care creează variabilitatea încep procesul de microevoluție, iar cei care sortează variabilitatea îl continuă, ducând la stabilirea de noi frecvențe de variante. Astfel, schimbarea evolutivă în cadrul unei populații poate fi văzută ca rezultatul forțelor opuse care creează și sortează variația genotipică.

Un exemplu de interacțiune dintre procesul de mutație și selecție este hemofilia la om. Hemofilia este o boală cauzată de reducerea coagulării sângelui. Anterior, a dus la moarte în perioada pre-reproductivă, deoarece orice deteriorare a țesuturilor moi ar putea duce la pierderi mari de sânge. Această boală este cauzată de o mutație recesivă a genei H (Xh) legate de sex. Femeile suferă de hemofilie extrem de rar, sunt mai des purtătoare heterozigote, dar fiii lor pot moșteni boala. Teoretic, în decurs de câteva generații, astfel de bărbați mor înainte de pubertate și treptat această alelă ar trebui să dispară din populație, cu toate acestea, frecvența de apariție a acestei boli nu scade din cauza mutațiilor repetate în acest locus, așa cum sa întâmplat la Regina Victoria, care a transmis boala la trei generatii ale caselor regale ale Europei. Frecvența constantă a acestei boli indică un echilibru între procesul de mutație și presiunea de selecție.

Forme ale selecției naturale, tipuri de luptă pentru existență

selecție naturală numite supraviețuire selectivă și abandonarea descendenților de către cei mai apți indivizi și moartea celor mai puțin apți.

Esența selecției naturale în teoria evoluției constă în conservarea diferențiată (nealeatorie) a anumitor genotipuri într-o populație și participarea lor selectivă la transferul genelor către generația următoare. În același timp, nu afectează o singură trăsătură (sau genă), ci întregul fenotip, care se formează ca urmare a interacțiunii genotipului cu factorii de mediu. Selecția naturală în diferite condiții de mediu va fi de natură diferită. În prezent, există mai multe forme de selecție naturală: stabilizatoare, mișcare și rupere.

Stabilizarea selecției vizând consolidarea unei norme înguste de reacție, care s-a dovedit a fi cea mai favorabilă în condițiile date de existență. Este tipic pentru acele cazuri în care trăsăturile fenotipice sunt optime pentru condițiile de mediu neschimbate. Un exemplu izbitor al acțiunii de stabilizare a selecției este menținerea unei temperaturi relativ constante a corpului la animalele cu sânge cald. Această formă de selecție a fost studiată în detaliu de remarcabilul zoolog rus I. I. Shmalgauzen.

selecția de conducere apare ca răspuns la schimbările condițiilor de mediu, în urma cărora se păstrează mutațiile care se abat de la valoarea medie a trăsăturii, în timp ce forma dominantă anterior este distrusă, deoarece nu întrunește în mod adecvat noile condiții de existență. De exemplu, în Anglia, ca urmare a poluării aerului prin emisii industriale nevăzute până acum în multe locuri, fluturii de molii cu o culoare închisă a aripilor, care erau mai puțin vizibili pentru păsări pe fundalul trunchiurilor de mesteacăn afumat, s-au răspândit pe scară largă. Selecția de conducere nu contribuie la distrugerea completă a formei împotriva căreia acționează, deoarece datorită măsurilor luate de guvern și organizațiile de mediu, situația cu poluarea aerului s-a îmbunătățit dramatic, iar culoarea aripilor fluturilor revine la versiunea originală.

Rupere, sau selecție disruptivă favorizează conservarea variantelor extreme ale unei trăsături și le îndepărtează pe cele intermediare, ca, de exemplu, ca urmare a utilizării pesticidelor, apar grupuri de insecte rezistente la aceasta. Prin mecanismul său, selecția disruptivă este opusul selecției stabilizatoare. Prin această formă de selecție, într-o populație apar mai multe fenotipuri net delimitate. Acest fenomen se numește polimorfism. Apariția izolării reproductive între forme distincte poate duce la speciație.

Uneori luate în considerare și separat selecție destabilizatoare, care păstrează mutații care duc la o mare varietate a oricărei trăsături, de exemplu, culoarea și structura cochiliilor unor moluște care trăiesc în micromedii eterogene ale surfului stâncos al mării. Această formă de selecție a fost descoperită de D.K. Belyaev în timp ce studia domesticirea animalelor.

În natură, niciuna dintre formele selecției naturale nu există în forma sa pură, ci, dimpotrivă, există diverse combinații ale acestora, iar pe măsură ce condițiile de mediu se schimbă, una sau alta iese în prim-plan. Deci, la finalizarea schimbărilor din mediu, selecția de conducere este înlocuită cu una stabilizatoare, care optimizează grupul de indivizi în noile condiții de existență.

Selecția naturală are loc la diferite niveluri, în legătură cu care există și selecția individuală, de grup și sexuală. Individual selecția elimină indivizii mai puțin adaptați de la participarea la reproducere, în timp ce selecția de grup are ca scop păstrarea unei trăsături care este utilă nu pentru un individ, ci pentru grup în ansamblu. Sub presiune grup selecția poate stinge complet populații întregi, specii și grupuri mai mari de organisme fără a lăsa urmași. Spre deosebire de selecția individuală, selecția de grup reduce varietatea formelor din natură.

selecția sexuală efectuate în cadrul aceluiași etaj. Contribuie la dezvoltarea trăsăturilor care asigură succesul în lăsarea celor mai mari descendenți. Datorită acestei forme de selecție naturală, s-a dezvoltat dimorfismul sexual, exprimat în mărimea și culoarea cozii unui păun, coarnele căpriorului etc.

Rezultatul este selecția naturală lupta pentru existență bazată pe variația genetică. Lupta pentru existență este înțeleasă ca totalitatea relațiilor dintre indivizii proprii și ai altor specii, precum și cu factorii de mediu abiotici. Aceste relații determină succesul sau eșecul unui anumit individ în a supraviețui și a lăsa urmași. Motivul luptei pentru existență este apariția unui număr în exces de indivizi în raport cu resursele disponibile. Pe lângă competiție, în aceste relații ar trebui inclusă și asistența reciprocă, ceea ce crește șansele indivizilor de supraviețuire.

Interacțiunea cu factorii de mediu poate duce, de asemenea, la moartea marii majorități a indivizilor, de exemplu, la insecte, dintre care doar o mică parte supraviețuiește iernii.

Teoria sintetică a evoluției

Succesele geneticii de la începutul secolului al XX-lea, de exemplu, descoperirea mutațiilor, au sugerat că schimbările ereditare ale fenotipului organismelor apar brusc și nu se formează mult timp, așa cum postulează teoria evoluționistă a lui Charles Darwin. Cu toate acestea, cercetările ulterioare în domeniul geneticii populațiilor au condus la formularea în anii 20-50 ai secolului XX a unui nou sistem de vederi evolutive - teoria sintetică a evoluției. O contribuție semnificativă la crearea sa au avut-o oameni de știință din diferite țări: oamenii de știință sovietici S. S. Chetverikov, I. I. Shmalgauzen și A. N. Severtsov, biochimistul și geneticianul englez D. Haldane, geneticienii americani S. Wright și F. Dobzhansky, evoluționistul D. Huxley, paleontologul D. Simpson și zoologul E. Mayr.

Principalele prevederi ale teoriei sintetice a evoluției:

1. Materialul elementar al evoluției este variabilitatea ereditară (mutațională și combinativă) la indivizii unei populații.
2. Unitatea elementară de evoluție este populația în care au loc toate schimbările evolutive.
3. Un fenomen evolutiv elementar este o modificare a structurii genetice a unei populații.
4. Factorii elementari ai evoluției - deriva genelor, valurile vieții, fluxul genelor - au un caracter nedirecționat, aleatoriu.
5. Singurul factor direcțional în evoluție este selecția naturală, care este creativă. Selecția naturală se stabilizează, se mișcă și se sfâșie (disruptivă).
6. Evoluția este divergentă, adică un taxon poate da naștere mai multor taxoni noi, în timp ce fiecare specie are un singur strămoș (specie, populație).
7. Evoluția este graduală și continuă. Speciația ca etapă a procesului evolutiv este o schimbare succesivă a unei populații de către o serie de alte populații temporare.
8. Există două tipuri de procese evolutive: microevoluție și macroevoluție. Macroevoluția nu are propriile mecanisme speciale și se realizează numai datorită mecanismelor microevolutive.
9. Orice grup sistematic poate fie să înflorească (progres biologic), fie să dispară (regresie biologică). Progresul biologic se realizează prin modificări ale structurii organismelor: aromorfoză, idioadaptare sau degenerare generală.
10. Principalele legi ale evoluției sunt natura sa ireversibilă, complicarea progresivă a formelor de viață și dezvoltarea adaptabilității speciilor la mediu. În același timp, evoluția nu are un scop ultim, adică procesul este nedirecționat.

În ciuda faptului că teoria evoluționistă din ultimele decenii a fost îmbogățită cu date din științe conexe - genetică, reproducere etc., încă nu ia în considerare o serie de aspecte, de exemplu, o schimbare direcționată a materialului ereditar, prin urmare, în viitor, este posibil să se creeze un nou concept de evoluție care să înlocuiască teoria sintetică.

Factori elementari ai evoluției

Conform teoriei sintetice a evoluției, un fenomen evolutiv elementar este o modificare a compoziției genetice a unei populații, iar evenimentele și procesele care duc la o schimbare a pool-urilor de gene sunt numite factori elementari ai evoluţiei. Acestea includ procesul de mutație, valurile populației, deriva genetică, izolarea și selecția naturală. Având în vedere semnificația exclusivă a selecției naturale în evoluție, aceasta va fi luată în considerare separat.

proces de mutație, care este la fel de continua ca evolutia insasi, mentine eterogenitatea genetica a populatiei prin aparitia a tot mai multe variante noi de gene. Mutațiile care apar sub influența factorilor externi și interni sunt clasificate în gene, cromozomiale și genomice.

Mutații genetice apar cu o frecvență de 10–4–10–7 per gamet, totuși, datorită faptului că la oameni și la majoritatea organismelor superioare numărul total de gene poate ajunge la câteva zeci de mii, este imposibil de imaginat că două organisme sunt absolut identic. Majoritatea mutațiilor rezultate sunt recesive, mai ales că mutațiile dominante sunt supuse imediat selecției naturale. Mutațiile recesive creează însăși rezerva variabilității ereditare, totuși, înainte de a apărea în fenotip, ele trebuie fixate la mulți indivizi în stare heterozigotă datorită încrucișării libere în populație.

Mutații cromozomiale, asociate cu pierderea sau transferul unei părți dintr-un cromozom (un cromozom întreg) la altul, sunt, de asemenea, destul de comune în diferite organisme, de exemplu, diferența dintre unele specii de șobolani este într-o singură pereche de cromozomi, ceea ce face dificilă traversează-le.

Mutații genomice asociate cu poliploidizarea conduc, de asemenea, la izolarea reproductivă a populației nou apărute din cauza tulburărilor în mitoza primei diviziuni a zigotului. Cu toate acestea, ele sunt destul de răspândite în plante și astfel de plante pot crește în zona arctică și în pajiștile alpine datorită rezistenței lor mai mari la factorii de mediu.

Variabilitatea combinației, care asigură apariția de noi opțiuni pentru combinarea genelor în genotip și, în consecință, crește probabilitatea apariției de noi fenotipuri, contribuie, de asemenea, la procesele evolutive, deoarece numai la oameni numărul de variante de combinații cromozomiale este de 2. 23, adică apariția unui organism asemănător celui deja existent este practic imposibilă.

valuri de populație. Rezultatul opus (epuizarea compoziției genelor) este adesea cauzat de fluctuațiile numărului de organisme din populațiile naturale, care la unele specii (insecte, pești etc.) se pot schimba de zeci și sute de ori - valuri de populație, sau „valuri ale vieții”. O creștere sau scădere a numărului de indivizi în populații poate fi fie periodic, și neperiodică. Primele sunt sezoniere sau perene, precum migrațiile la păsările migratoare, sau reproducerea în dafnii, care au doar femele primăvara și vara, iar până în toamnă apar masculi, necesari reproducerii sexuale. Fluctuațiile non-periodice ale numărului se datorează adesea unei creșteri puternice a cantității de hrană an de bun augur, încălcarea condițiilor de habitat, reproducerea dăunătorilor sau prădătorilor.

Întrucât restabilirea mărimii populației are loc datorită unui număr mic de indivizi care nu au întregul set de alele, populațiile noi și originale vor avea o structură genetică inegală. Se numește modificarea frecvenței genelor într-o populație sub influența unor factori aleatori deviere genetică, sau procese automate genetic. Are loc și în timpul dezvoltării de noi teritorii, deoarece acestea obțin un număr extrem de limitat de indivizi ai acestei specii, care pot da naștere unei noi populații. Prin urmare, genotipurile acestor indivizi sunt de o importanță deosebită aici ( efectul fondator). Ca rezultat al derivării genelor, noi forme homozigote (în funcție de alelele mutante) sunt adesea separate, care se pot dovedi a fi valoroase din punct de vedere adaptiv și vor fi ulterior preluate de selecția naturală.

Astfel, în rândul populației indiene de pe continentul american și din Laponii, există o proporție foarte mare de persoane cu grupa I (0) sanguină, în timp ce grupele III și IV sunt extrem de rare. Probabil, în primul caz, fondatorii populației au fost indivizi care nu aveau alela I B, sau aceasta s-a pierdut în timpul procesului de selecție.

Până la un anumit punct, alelele sunt schimbate între populațiile învecinate ca urmare a încrucișării între indivizi din diferite populații - fluxul de gene, care reduce discrepanța dintre populațiile individuale, dar odată cu debutul izolării, se oprește. În esență, fluxul genelor este un proces de mutație întârziat.

Izolatie. Orice modificare a structurii genetice a populației trebuie să fie fixată, ceea ce se datorează izolare- apariția oricăror bariere (geografice, ecologice, comportamentale, reproductive etc.) care fac dificilă și imposibilă încrucișarea indivizilor din diferite populații. Deși izolarea în sine nu creează noi forme, ea păstrează totuși diferențele genetice dintre populațiile supuse selecției naturale. Există două forme de izolare: geografică și biologică.

Izolarea geografică apare ca urmare a împărțirii gamei pe bariere fizice (obstacole de apă pentru organismele terestre, suprafețe de uscat pentru speciile de hidrobionte, alternarea zonelor înălțate și câmpii); acest lucru este facilitat de un stil de viață sedentar sau atașat (la plante). Uneori, izolarea geografică poate fi cauzată de extinderea gamei unei specii, urmată de dispariția populațiilor sale în teritoriile intermediare.

izolare biologică este rezultatul anumitor divergențe de organisme din cadrul aceleiași specii, care împiedică cumva încrucișarea liberă. Există mai multe tipuri de izolare biologică: ecologică, sezonieră, etologică, morfologică și genetică. Izolarea mediului realizate prin împărțirea nișelor ecologice (de exemplu, preferința pentru anumite habitate sau natura hranei, ca la molidul și pinul încrucișat). Sezonier izolarea (temporară) se observă în cazul reproducerii indivizilor aceleiaşi specii în momente diferite (diferite turme de hering). Izolarea etologică depinde de caracteristicile comportamentului (trăsături ale ritualului de curte, colorarea, „cântarea” femelelor și masculilor din diferite populații). La izolare morfologică Un obstacol în calea încrucișării este discrepanța în structura organelor de reproducere sau chiar dimensiunea corpului (Pekinez și Great Dane). izolare genetică are cea mai mare influenta si se manifesta in incompatibilitatea celulelor germinale (moartea zigotului dupa fecundare), sterilitatea sau viabilitatea redusa a hibrizilor. Motivele pentru aceasta sunt particularitățile numărului și formei cromozomilor, în urma cărora diviziunea celulară completă (mitoză și meioză) devine imposibilă.

Încălcând încrucișarea liberă între populații, izolarea fixează astfel în ele acele diferențe care au apărut la nivel genotipic din cauza mutațiilor și fluctuațiilor populației. În acest caz, fiecare dintre populații este supusă acțiunii selecției naturale separat de cealaltă, iar acest lucru duce în cele din urmă la divergență.

Rolul creativ al selecției naturale în evoluție

Selecția naturală îndeplinește funcția unui fel de „cită” care sortează genotipurile în funcție de gradul de fitness. Cu toate acestea, chiar și Ch. Darwin a subliniat că selecția nu urmărește doar și nu atât de mult să păstreze doar ceea ce este mai bun, ci să îndepărteze cel mai rău, adică vă permite să salvați multivarianța. Funcția selecției naturale nu se limitează la aceasta, deoarece asigură reproducerea genotipurilor adaptate și determină astfel direcția evoluției prin însumarea succesivă a abaterilor aleatorii și numeroase. Selecția naturală nu are un scop anume: pe baza aceluiași material (variabilitate ereditară), se pot obține rezultate diferite în condiții diferite.

În această privință, factorul evolutiv luat în considerare nu poate fi comparat cu opera unui sculptor care decupează un bloc de marmură, ci mai degrabă acționează ca un strămoș uman îndepărtat, făcând o unealtă dintr-un fragment de piatră, fără a-și imagina rezultatul final, care nu depinde numai pe natura pietrei și forma ei, dar și pe puterea, direcția impactului etc. Cu toate acestea, în caz de eșec, selecția, ca o creatură umanoidă, respinge forma „greșită”.

Prețul selecției este apariția încărcătură genetică, adică acumularea de mutații în populație, care în timp pot deveni predominante din cauza morții subite a majorității indivizilor sau a migrației unui număr mic dintre ei.

Sub presiunea selecției naturale nu se formează doar diversitatea speciilor, dar crește și nivelul lor de organizare, inclusiv complicația sau specializarea lor. Totuși, spre deosebire de selecția artificială efectuată de om numai pentru trăsături valoroase din punct de vedere economic, adesea în detrimentul proprietăților adaptative, selecția naturală nu poate contribui la aceasta, deoarece nici o singură adaptare în natură nu poate compensa prejudiciul din scăderea viabilității unei populatie.

Cercetare de S. S. Chetverikov

Unul dintre pașii importanți către reconcilierea darwinismului și geneticii a fost făcut de zoologul moscovit S. S. Chetverikov (1880–1959). Pe baza rezultatelor unui studiu al compoziției genetice a populațiilor naturale ale muștei de fructe Drosophila, el a demonstrat că acestea poartă multe mutații recesive în formă heterozigotă care nu încalcă uniformitatea fenotipică. Cele mai multe dintre aceste mutații sunt nefavorabile pentru organism și creează așa-numitele încărcătură genetică, ceea ce reduce adaptabilitatea populației în ansamblu la mediu. Unele mutații care nu au valoare adaptativă în acest moment dezvoltarea speciei, poate dobândi o anumită valoare mai târziu, și astfel sunt rezerva de variabilitate ereditara. Răspândirea unor astfel de mutații între indivizii populației datorită încrucișărilor libere succesive poate duce în cele din urmă la tranziția lor la o stare homozigotă și la manifestarea în fenotip. Dacă starea dată a caracteristicii este uscător de păr- este adaptativ, apoi in cateva generatii va deplasa complet fena dominanta, care este mai putin potrivita acestor conditii, impreuna cu purtatorii ei, din populatie. Astfel, din cauza unor astfel de modificări evolutive, rămâne doar alela mutantă recesivă, iar alela sa dominantă dispare.

Să încercăm să demonstrăm acest lucru cu un exemplu concret. În studiul oricărei populații particulare, se poate constata că nu numai structurile sale fenotipice, ci și genotipice pot rămâne neschimbate pentru o lungă perioadă de timp, ceea ce se datorează încrucișării libere sau panmixia organisme diploide.

Acest fenomen este descris de lege Hardy - Weinberg, conform căreia, într-o populație ideală de mărime nelimitată, în absența mutațiilor, migrațiilor, valurilor populației, derivării genetice, selecției naturale și sub condiția încrucișării libere, frecvențele alelelor și genotipurilor organismelor diploide nu se vor modifica. de-a lungul unui număr de generații.

De exemplu, într-o populație, o anumită trăsătură este codificată de două alele ale aceleiași gene - dominantă ( A) și recesive ( A). Frecvența alelei dominante se notează ca R, și recesiv - q. Suma frecvențelor acestor alele este 1: p + q= 1. Prin urmare, dacă știm frecvența alelei dominante, atunci putem determina frecvența alelei recesive: q = 1 – p. De fapt, frecvențele alelelor sunt egale cu probabilitățile de formare a gameților corespunzători. Apoi, după formarea zigoților, frecvențele genotipurilor din prima generație vor fi:

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

Unde p 2 AA- frecvența homozigoților dominanti;

2pqAa- frecvența heterozigoților;

q 2 aa- frecvenţa homozigoţilor recesivi.

Este ușor de calculat că în generațiile următoare frecvențele genotipului vor rămâne aceleași, menținând diversitatea genetică a populației. Dar populațiile ideale nu există în natură și, prin urmare, alelele mutante din ele nu pot fi doar conservate, ci și răspândite și chiar înlocuiesc alelele mai comune anterior.

S. S. Chetverikov era clar conștient de faptul că selecția naturală nu numai că elimină trăsăturile individuale mai puțin reușite și, în consecință, alelele care le codifică, ci acționează și asupra întregului complex de gene care afectează manifestarea unei anumite gene în fenotip sau mediu genotipic. Ca mediu genotipic, întregul genotip este considerat în prezent ca un set de gene care pot spori sau slăbi manifestarea alelelor specifice.

Nu mai puțin importante în dezvoltarea predării evoluției sunt studiile lui S. S. Chetverikov în domeniul dinamicii populației, în special, „valurile vieții” sau valurile populației. Pe când era încă student, în 1905 a publicat un articol despre posibilitatea apariției focarelor de insecte și a unei scăderi la fel de rapide a numărului acestora.

Rolul teoriei evoluționiste în formarea imaginii moderne de științe naturale a lumii

Importanța teoriei evoluționiste în dezvoltarea biologiei și a altor științe ale naturii poate fi cu greu supraestimată, deoarece a fost prima care a explicat condițiile, cauzele, mecanismele și rezultatele dezvoltării istorice a vieții pe planeta noastră, adică a dat o explicație materialistă pentru dezvoltarea lumii organice. În plus, teoria selecției naturale a fost prima teorie cu adevărat științifică a evoluției biologice, deoarece la crearea acesteia, Charles Darwin nu s-a bazat pe construcții speculative, ci a pornit din propriile observații și s-a bazat pe proprietățile reale ale organismelor vii. În același timp, ea a îmbogățit trusa de instrumente biologice cu metoda istorică.

Formularea teoriei evoluționiste nu numai că a provocat o discuție științifică aprinsă, dar a dat și un impuls dezvoltării unor științe precum biologie generală, genetică, selecție, antropologie și o serie de altele. În acest sens, nu se poate decât să fie de acord cu afirmația că teoria evoluției a încununat următoarea etapă în dezvoltarea biologiei și a devenit punctul de plecare al progresului acesteia în secolul XX.

Dovezi pentru evoluția faunei sălbatice. Rezultatele evoluției: adaptabilitatea organismelor la mediu, diversitatea speciilor

Dovezi pentru evoluția faunei sălbatice

În diverse domenii ale biologiei, chiar înainte de Charles Darwin și după publicarea teoriei sale a evoluției, au fost obținute o serie de dovezi care să o susțină. Aceste mărturii se numesc dovezi ale evoluției. Cel mai des sunt citate dovezi paleontologice, biogeografice, comparativ-embriologice, comparative-anatomice și comparative-biochimice ale evoluției, deși datele taxonomice, precum și creșterea plantelor și animalelor, nu pot fi ignorate.

dovezi paleontologice pe baza studiului resturilor fosile ale organismelor. Acestea includ nu numai organisme bine conservate, înghețate în gheață sau închise în chihlimbar, ci și „mumii” găsite în turbării acide, precum și rămășițe de organisme și fosile conservate în rocile sedimentare. Prezența unor organisme mai simple în rocile antice decât în ​​straturile ulterioare și faptul că speciile găsite la un nivel dispar la altul, este considerată una dintre cele mai semnificative dovezi ale evoluției și se explică prin apariția și dispariția speciilor în epocile corespunzătoare datorită la schimbările condiţiilor de mediu.

În ciuda faptului că s-au găsit puține rămășițe fosile până acum și lipsesc multe fragmente din înregistrarea fosilelor din cauza probabilității scăzute de conservare a rămășițelor organice, s-au găsit totuși forme de organisme care au semne atât ale grupurilor de organisme mai vechi, cât și mai tinere din punct de vedere evolutiv. . Aceste tipuri de organisme sunt numite forme tranzitorii. Reprezentanți de seamă formele de tranziție care ilustrează trecerea de la pești la vertebrate terestre sunt peștii cu aripioare lobe și stegocefale, iar Archaeopteryx ocupă un anumit loc între reptile și păsări.

Rândurile de forme fosile, interconectate succesiv în procesul de evoluție, nu numai prin caracteristici comune, ci și prin particularități ale structurii, sunt numite serie filogenetică. Ele pot fi reprezentate de fosile de pe diferite continente și pretind că sunt mai mult sau mai puțin complete, dar studiul lor este imposibil fără compararea cu formele vii pentru a demonstra progresul procesului evolutiv. Un exemplu clasic de serie filogenetică este evoluția strămoșilor calului, studiată de fondatorul paleontologiei evolutive, V. O. Kovalevsky.

dovezi biogeografice. biogeografie modul în care știința studiază modelele de distribuție și distribuție pe suprafața planetei noastre a speciilor, genurilor și altor grupuri de organisme vii, precum și comunitățile acestora.

Absența în orice parte a suprafeței pământului a speciilor de organisme care sunt adaptate unui astfel de habitat și care prind bine rădăcini cu importul artificial, cum ar fi iepurii în Australia, precum și prezența unor forme similare de organisme în părți ale pământului separate la distanțe considerabile unele de altele, mărturisesc, în primul rând, că aspectul Pământului nu a fost întotdeauna așa, iar transformările geologice, în special, deriva continentelor, formarea munților, ridicarea și scăderea nivelului Oceanul Mondial, afectează evoluția organismelor. De exemplu, în regiunile tropicale din America de Sud, în Africa de Sud și Australia, trăiesc patru specii similare de pești pulmonar, în timp ce gamele de cămile și lame aparținând aceluiași ordin sunt situate în Africa de Nord, cea mai mare parte a Asiei și America de Sud. Studiile paleontologice au arătat că cămilele și lamele descind dintr-un strămoș comun care a trăit cândva în America de Nord și apoi s-au răspândit în Asia prin istmul preexistent de pe locul strâmtorii Bering și, de asemenea, prin Istmul Panama până în America de Sud. . Ulterior, toți reprezentanții acestei familii din zonele intermediare au dispărut, iar în zonele marginale s-au format noi specii în procesul de evoluție. Separarea anterioară a Australiei de restul maselor de uscat a permis formarea unei flore și faune foarte speciale acolo, în care s-au păstrat forme de mamifere precum monotremele, ornitorincul și echidna.

Din punct de vedere al biogeografiei, se poate explica și diversitatea cintezilor lui Darwin de pe Insulele Galapagos, care se află la 1200 km distanță de coasta Americii de Sud și sunt de origine vulcanică. Se pare că reprezentanții singurelor specii de cinteze din Ecuador au zburat odată sau au fost aduși la ei, iar apoi, pe măsură ce se reproduceau, unii dintre indivizi s-au stabilit pe restul insulelor. Pe insulele mari centrale, lupta pentru existență (hrană, locuri de cuibărit etc.) a fost cea mai acută, și de aceea s-au format specii ușor diferite între ele ca aspect, consumând diverse alimente (semințe, fructe, nectar, insecte etc. .). .).

Aceștia au influențat distribuția diferitelor grupuri de organisme și modificările condițiilor climatice de pe Pământ, ceea ce a contribuit la prosperitatea unor grupuri și la dispariția altora. Speciile individuale sau grupurile de organisme care au supraviețuit din flore și faune larg răspândite anterior sunt numite relicve. Acestea includ ginkgo, sequoia, arbore de lalele, pește cu aripioare lobe celacant, etc. Într-un sens mai larg, specii de plante și animale care trăiesc zone limitate se numesc teritorii sau ape endemice, sau endemice. De exemplu, toți reprezentanții florei și faunei native din Australia sunt endemice, iar în flora și fauna lacului Baikal sunt de până la 75%.

Dovezi anatomice comparative. Studiul anatomiei grupurilor înrudite de animale și plante oferă dovezi convingătoare ale similitudinii în structura organelor lor. Deşi factori de mediu, desigur, își lasă amprenta asupra structurii organelor, la angiosperme, cu toată diversitatea lor uimitoare, florile au sepale, petale, stamine și pistili, iar la vertebratele terestre, limbul este construit după un plan cu cinci degete. Organele care au o structură similară, ocupă aceeași poziție în corp și se dezvoltă din aceleași rudimente în organismele înrudite, dar îndeplinesc funcții diferite, se numesc omolog. Deci, osiculele auditive (ciocanul, nicovala și etrierul) sunt omoloage arcurilor branhiale ale peștilor, glandele otrăvitoare ale șerpilor sunt omoloage glandelor salivare ale altor vertebrate, glandele mamare ale mamiferelor sunt glande sudoripare, aripile focilor și cetaceele sunt omoloage cu aripile păsărilor, membrele cailor și cârtițelor.

Organele nefuncționale pentru o lungă perioadă de timp, cel mai probabil, în procesul de evoluție se transformă în rudimentar (rudimentare)- structuri care sunt subdezvoltate în comparație cu formele ancestrale, care și-au pierdut semnificația principală. Acestea includ fibula la păsări, ochii alunițelor și șobolanilor alunițe, linia părului, coccisul și apendicele la oameni etc.

Indivizii, totuși, pot prezenta semne care sunt absente la această specie, dar au fost prezente la strămoșii îndepărtați - atavisme, de exemplu, trei degete la caii moderni, dezvoltarea unor perechi suplimentare de glande mamare, o coadă și linia părului în tot corpul uman.

Dacă organele omoloage sunt dovezi în favoarea relației dintre organisme și a divergenței în procesul de evoluție, atunci organisme similare- structuri similare în organisme din grupuri diferite care îndeplinesc aceleași funcții, dimpotrivă, consultați exemple convergenţă(convergența se numește în general dezvoltarea independentă a trăsăturilor similare în diferite grupuri de organisme care există în aceleași condiții) și confirmă faptul că mediul lasă o amprentă semnificativă asupra organismului. Analogii sunt aripile insectelor și păsărilor, ochii vertebratelor și cefalopodelor (calamar, caracatiță), membrele articulate ale artropodelor și vertebratelor terestre.

Dovezi embriologice comparative. Studiind dezvoltarea embrionară la reprezentanții diferitelor grupuri de vertebrate, K. Baer a descoperit unitatea structurală izbitoare a acestora, mai ales în stadiile incipiente de dezvoltare ( legea asemănării germinale). Mai târziu E. Haeckel a formulat legea biogenetică, conform căreia ontogeneza este o scurtă repetare a filogenezei, adică etapele prin care trece un organism în procesul dezvoltării sale individuale repetă dezvoltarea istorică a grupului căruia îi aparține.

Astfel, în primele etape de dezvoltare, embrionul unei vertebrate dobândește trăsături structurale caracteristice peștilor, apoi amfibienilor și, în sfârșit, grupului căruia îi aparține. Această transformare se explică prin faptul că fiecare dintre clasele de mai sus are strămoși comuni cu reptilele, păsările și mamiferele moderne.

Cu toate acestea, legea biogenetică are o serie de limitări și, prin urmare, omul de știință rus A.N. Severtsov a limitat în mod semnificativ domeniul de aplicare al acesteia la repetarea în ontogeneză exclusiv a trăsăturilor stadiilor embrionare de dezvoltare a formelor ancestrale.

Dovezi biochimice comparative. Dezvoltarea unor metode mai precise de analiză biochimică a oferit oamenilor de știință evoluționist grup nou date în favoarea dezvoltării istorice a lumii organice, întrucât prezența acelorași substanțe în toate organismele indică o posibilă omologie biochimică, similară cu cea de la nivelul organelor și țesuturilor. Studii biochimice comparative ale structurii primare a unor astfel de proteine ​​larg răspândite precum citocromul Cuși hemoglobina, precum și acizii nucleici, în special ARNr, au arătat că mulți dintre ei au aproape aceeași structură și îndeplinesc aceleași funcții la reprezentanții diferitelor specii, în timp ce cu cât relația este mai strânsă, cu atât este mai mare asemănarea în structura substanțelor studiate. .

Astfel, teoria evoluției este susținută de o cantitate semnificativă de date din diverse surse, care mărturisește încă o dată despre fiabilitatea sa, dar va fi totuși schimbat și rafinat, deoarece multe aspecte ale vieții organismelor rămân în afara câmpului de vedere al cercetătorilor.

Rezultatele evoluției: adaptabilitatea organismelor la mediu, diversitatea speciilor

Pe lângă trăsăturile generale caracteristice reprezentanților unui anumit regat, speciile de organisme vii se caracterizează printr-o varietate uimitoare de trăsături ale structurii externe și interne, ale activității vieții și chiar ale comportamentului care au apărut și au fost selectate în procesul de evoluție și asigura adaptarea la conditiile de viata. Cu toate acestea, nu trebuie presupus că, deoarece păsările și insectele au aripi, acest lucru se datorează acțiunii directe a mediului aerian, deoarece există o mulțime de insecte și păsări fără aripi. Adaptările menționate mai sus au fost selectate printr-un proces de selecție naturală din întreaga gamă de mutații disponibile.

Plantele epifite care nu trăiesc pe sol, ci pe copaci, s-au adaptat la absorbția umidității atmosferice cu ajutorul rădăcinilor fără fire de păr, dar cu un țesut higroscopic special - velamen. Unele bromeliade pot absorbi vaporii de apă în atmosfera umedă a tropicelor folosind firele de păr de pe frunze.

Plantele insectivore (roua, capcane de muște Venus) care trăiesc pe soluri în care azotul nu este disponibil dintr-un motiv sau altul au dezvoltat un mecanism de atragere și absorbție a animalelor mici, cel mai adesea insecte, care sunt sursa elementului dorit pentru acestea.

Pentru a se proteja împotriva consumului de către ierbivore, multe plante care conduc un mod de viață atașat au dezvoltat apărări pasive, cum ar fi spinii (păducel), spinii (trandafirul), firele de păr arzătoare (urzica), acumularea de cristale de oxalat de calciu (măcriș), biologic activ substanțe din țesuturi (cafea, păducel) etc. În unele dintre ele, chiar și semințele din fructele necoapte sunt înconjurate de celule pietroase care împiedică dăunătorii să ajungă la ele și abia până toamna are loc procesul de împădurire, care permite semințelor să ajungă. în sol și germinează (pare).

Mediul are și un efect de modelare asupra animalelor. Deci, mulți pești și mamifere acvatice au o formă a corpului raționalizată, ceea ce facilitează mișcarea lor în grosimea sa. Cu toate acestea, nu trebuie să presupunem că apa afectează direct forma corpului, tocmai în procesul de evoluție, acele animale care posedau această trăsătură s-au dovedit a fi cele mai adaptate la ea.

În același timp, corpul balenelor și delfinilor nu este acoperit cu păr, în timp ce grupul înrudit de pinipede are o blană redusă într-un grad sau altul, deoarece, spre deosebire de primii, își petrec o parte din timp pe uscat, unde fără lână pielea lor ar îngheța imediat .

Corpul majorității peștilor este acoperit cu solzi, care sunt de culoare mai deschisă pe partea inferioară decât pe partea superioară, drept urmare aceste animale nu se observă cu greu de sus pentru inamicii naturali pe fundalul fundului, iar de jos - față de cer. Se numește culoarea care face animalele invizibile pentru dușmanii sau prada lor patronatoare. Este larg răspândit în natură. Un exemplu viu de astfel de colorare este colorarea părții inferioare a aripilor fluturelui callima, care, așezat pe o crenguță și îndoindu-și aripile, se dovedește a fi ca o frunză uscată. Alte insecte, cum ar fi insectele stick, se deghează în ramuri de plante.

Colorația cu pete sau dungi are, de asemenea, o valoare adaptativă, deoarece păsările precum prepelițele sau eiderul nu sunt vizibile pe fundalul solului nici măcar la distanță apropiată. Ouă imperceptibile și pătate ale păsărilor care cuibăresc pe pământ.

Culoarea animalelor nu este întotdeauna la fel de constantă ca cea a unei zebre, de exemplu, un lipa și un cameleon sunt capabili să o schimbe în funcție de natura locului în care se află. Cucii, care își depun ouăle în cuiburile diferitelor păsări, își pot varia culoarea cojilor în așa fel încât „proprietarii” cuibului să nu observe diferențele dintre acesta și propriile ouă.

Colorarea animalelor nu le poate face întotdeauna invizibile - multe dintre ele sunt pur și simplu izbitoare, ceea ce ar trebui să avertizeze despre pericol. Cele mai multe dintre aceste insecte și reptile sunt otrăvitoare într-o oarecare măsură, cum ar fi, de exemplu, o gărgăriță sau o viespe, așa că prădătorul, care a experimentat disconfort de mai multe ori după ce a mâncat un astfel de obiect, îl evită. In orice caz, colorare de avertizare nu este universală, deoarece unele păsări s-au adaptat să le mănânce (sopar de miere).

Șansa crescută de supraviețuire a indivizilor cu colorație de avertizare a contribuit la apariția acesteia la reprezentanții altor specii fără un motiv adecvat. Acest fenomen se numește mimetism. Deci, omizile neotrăvitoare ale unor specii de fluturi le imită pe cele otrăvitoare, iar gărgărițele - unul dintre tipurile de gândaci. Cu toate acestea, păsările pot învăța rapid să distingă organismele otrăvitoare de cele neotrăvitoare și să le consume pe acestea din urmă, evitând indivizii care au servit drept model.

În unele cazuri, se poate observa și fenomenul invers - animalele prădătoare le imită pe cele inofensive în culoare, ceea ce le permite să se apropie de victimă la distanță apropiată și apoi să atace (blenii cu dinți de sabie).

Protecția multor specii este asigurată și de comportamentul adaptativ, care este asociat cu păstrarea hranei pentru iarnă, îngrijirea puilor, înghețarea pe loc sau invers, adoptarea unei posturi amenințătoare. Așadar, castorii de râu pregătesc câțiva metri cubi de ramuri, părți de trunchi și alte alimente vegetale pentru iarnă, inundând-o în apa din apropierea „colibelor”.

Îngrijirea urmașilor este inerentă în principal mamiferelor și păsărilor, cu toate acestea, se găsește și la reprezentanții altor clase de cordate. De exemplu, se cunoaște comportamentul agresiv al masculilor spinos, alungând toți inamicii din cuibul în care se află ouăle. Broaștele masculi cu gheare își înfășoară ouăle în jurul labelor și le poartă până când mormolocii ies din ele.

Chiar și unele insecte sunt capabile să ofere urmașilor lor un habitat mai favorabil. De exemplu, albinele își hrănesc larvele, iar albinele tinere la început „lucrează” doar în stup. Furnicile își poartă pupele în sus și în jos în furnicar, în funcție de temperatură și umiditate, iar atunci când există amenințarea de inundații, le iau în general cu ei. Gândacii de scarab pregătesc bile speciale pentru larvele lor din deșeurile animale.

Multe insecte, atunci când sunt amenințate cu un atac, îngheață pe loc și iau forma unor bețe uscate, crenguțe și frunze. Viperele, pe de altă parte, se ridică și își umflă gluga, în timp ce șarpele cu clopoței scoate un sunet deosebit cu un zdrăngănit la capătul cozii.

Adaptările comportamentale sunt completate de adaptări fiziologice asociate cu caracteristicile mediului. Deci, o persoană este capabilă să stea sub apă fără echipament de scufundare doar câteva minute, după care își poate pierde cunoștința și poate muri din cauza lipsei de oxigen, iar balenele nu apar pentru o perioadă suficient de lungă. Volumul lor pulmonar nu este prea mare, dar există și alte adaptări fiziologice, de exemplu, în mușchi există o concentrație mare a pigmentului respirator - mioglobina, care, așa cum spune, stochează oxigen și îl cedează în timpul unei scufundări. În plus, balenele au o formațiune specială - o „rețea minunată”, care permite utilizarea oxigenului chiar și în sângele venos.

Animalele din habitatele fierbinți, cum ar fi deșerturile, sunt în mod constant expuse riscului de a se supraîncălzi și de a pierde excesul de umiditate. Prin urmare, vulpea fennec are auricule extrem de mari care îi permit să radieze căldură. Amfibienii din regiunile deșertice, pentru a evita pierderea umidității prin piele, sunt nevoiți să treacă la un stil de viață nocturn, când umiditatea crește și apare roua.

Păsările care au stăpânit habitatul aerian, pe lângă adaptările anatomice și morfologice pentru zbor, au și caracteristici fiziologice importante. De exemplu, datorită faptului că mișcarea în aer necesită o cheltuială energetică extrem de mare, acest grup de vertebrate se caracterizează printr-o rată metabolică ridicată, iar produsele metabolice excretate sunt excretate imediat, ceea ce contribuie la scăderea densității specifice a corp.

Adaptările la mediu, în ciuda întregii lor perfecțiuni, sunt relative. Așadar, unele specii de lapte produc alcaloizi care sunt otrăvitori pentru majoritatea animalelor, dar omizile uneia dintre speciile de fluturi - danaidele - nu numai că se hrănesc cu țesuturi de lapte, ci acumulează și acești alcaloizi, devenind necomestibile pentru păsări.

În plus, adaptările sunt utile doar într-un anumit mediu și sunt inutile într-un alt mediu. De exemplu, rare și mare prădător Tigrul Ussuri, ca toate pisicile, are tampoane moi pe labe și gheare ascuțite retractabile, dinți ascuțiți, vedere excelentă chiar și pe întuneric, auz ascuțit și mușchi puternici, ceea ce îi permite să detecteze prada, să se strecoare pe ea neobservată și să atace din ambuscadă. Cu toate acestea, colorarea sa în dungi îl maschează doar primăvara, vara și toamna, în timp ce pe zăpadă devine clar și tigrul nu poate conta decât pe un atac fulger.

Inflorescențele de smochine, care dau răsaduri valoroase, au o structură atât de specifică încât sunt polenizate doar de viespi blastofage și, prin urmare, introduse în cultură, nu au dat roade mult timp. Numai creșterea soiurilor partenocarpice de smochine (formând fructe fără fertilizare) ar putea salva situația.

În ciuda faptului că sunt descrise exemple de speciație pe perioade foarte scurte de timp, ca în cazul zdrănitoarei din pajiștile caucaziene, care, datorită cositului regulat, s-a împărțit mai întâi în două populații - cu înflorire timpurie și fructifere și tardive. -înflorirea, de fapt, microevoluția necesită, cel mai probabil, perioade mult mai lungi - multe secole, deoarece omenirea, ale cărei grupuri diferite au fost despărțite unele de altele de mii de ani, cu toate acestea, nu a fost împărțită în specii diferite. Totuși, întrucât evoluția are un timp practic nelimitat, de sute de milioane și miliarde de ani, pe Pământ au trăit deja câteva miliarde de specii, dintre care majoritatea au dispărut, iar cele care au ajuns până la noi sunt etape calitative ale acestui proces neamortizat. .

Conform datelor moderne, pe Pământ există peste 2 milioane de specii de organisme vii, dintre care majoritatea (aproximativ 1,5 milioane de specii) aparțin regnului animal, aproximativ 400 mii regnului vegetal, peste 100 mii regnului ciupercilor și odihnă - la bacterii. O astfel de diversitate izbitoare este rezultatul divergenței (divergenței) speciilor în funcție de diferite trăsături morfologice, fiziologice, biochimice, ecologice, genetice și reproductive. De exemplu, unul dintre cele mai mari genuri de plante aparținând familiei Orhideelor ​​- dendrobium - cuprinde peste 1.400 de specii, iar genul de gândaci kaloed - peste 1.600 de specii.

Clasificarea organismelor este sarcina sistematicii, care în ultimii 2 mii de ani a încercat să construiască nu doar o ierarhie coerentă, ci un sistem „natural” care să reflecte gradul de înrudire a organismelor. Cu toate acestea, toate încercările de a face acest lucru nu au avut încă succes, deoarece într-o serie de cazuri, în procesul de evoluție, s-a observat nu numai divergență de caractere, ci și convergență (convergență), în urma căreia, în foarte îndepărtat grupuri, organele au dobândit asemănări, cum ar fi ochiul cefalopodelor și ochii mamiferelor.

Macroevoluție. Direcții și căi de evoluție (A. N. Severtsov, I. I. Shmalgauzen). Progresul și regresia biologică, aromorfoză, idioadaptare, degenerare. Cauzele progresului și regresiei biologice. Ipoteze pentru originea vieții pe Pământ. Principalele aromorfoze în evoluția plantelor și animalelor. Complicarea organismelor vii în procesul de evoluție

macroevoluție

Formarea unei specii marchează o nouă rundă în procesul evolutiv, deoarece indivizii acestei specii, fiind mai adaptați la condițiile de mediu decât indivizii speciei părinte, se instalează treptat în noi teritorii, iar deja în populațiile sale mutageneza, valuri de populație, izolare. iar selecţia naturală îşi joacă rolul creator . De-a lungul timpului, aceste populații dau naștere unor noi specii, care, datorită izolării genetice, prezintă mult mai multe semne de asemănare între ele decât cu speciile din genul din care a încolțit specia părinte și, astfel, gen nou, apoi - o nouă familie, ordine (ordine), clasă etc. Ansamblul proceselor evolutive care duc la apariția taxonilor supraspecifici (genuri, familii, ordine, clase etc.) se numește macroevoluție. Procesele macroevolutive, parcă, generalizează schimbări microevolutive care au loc pe o perioadă lungă de timp, dezvăluind în același timp principalele tendințe, direcții și tipare de evoluție ale lumii organice, care nu pot fi observate la un nivel inferior. Până în prezent, nu au fost identificate mecanisme specifice de macroevoluție, prin urmare se crede că aceasta se realizează numai prin procese microevolutive, totuși, această poziție este supusă constant criticilor întemeiate.

Apariția unui sistem ierarhic complex al lumii organice este în mare măsură rezultatul ratei inegale de evoluție a diferitelor grupuri de organisme. Așadar, Ginkgo biloba deja menționat, așa cum spunea, a fost „înlăturat” de mii de ani, în timp ce pinii suficient de aproape de el s-au schimbat semnificativ în acest timp.

Direcții și căi de evoluție (A. N. Severtsov, I. I. Shmalgauzen). Progresul și regresia biologică, aromorfoză, idioadaptare, degenerare

Analizând istoria lumii organice, se poate observa că la anumite intervale au dominat anumite grupuri de organisme, care apoi au avut tendința de a scădea sau au dispărut cu totul. Astfel, este posibil să distingem trei principale directii de evolutie: progres biologic, regresie biologică și stabilizare biologică. O contribuție semnificativă la dezvoltarea doctrinei direcțiilor și căilor evoluției au avut-o evoluționiștii ruși A. N. Severtsov și I. I. Shmalgauzen.

progresul biologic asociat cu prosperitatea biologică a grupului în ansamblu și caracterizează succesul său evolutiv. Ea reflectă dezvoltarea naturală a naturii vii de la simplu la complex, de la un grad inferior de organizare la unul superior. Potrivit AN Severtsov, criteriile pentru progresul biologic sunt creșterea numărului de indivizi dintr-un anumit grup, extinderea gamei acestuia, precum și apariția și dezvoltarea grupurilor de rang inferior în compoziția sa (transformarea unei specii). într-un gen, un gen într-o familie etc.). În prezent, progresul biologic se observă la angiosperme, insecte, pești osoși și mamifere.

Potrivit lui A. N. Severtsov, progresul biologic poate fi realizat ca urmare a unor transformări morfofiziologice ale organismelor, în timp ce el a identificat trei modalități principale de realizare: arogeneza, alogeneza și catageneza.

Arogeneza, sau progresul morfofiziologic, este asociat cu o extindere semnificativă a gamei acestui grup de organisme datorită dobândirii unor modificări structurale mari - aromorfoze.

Aromorfoza numita transformare evolutiva a structurii si functiilor corpului, care ii mareste nivelul de organizare si deschide noi oportunitati de adaptare la diverse conditii de existenta.

Exemple de aromorfoze sunt apariția unei celule eucariote, multicelularitatea, apariția unei inimi la pești și separarea acesteia printr-un sept complet la păsări și mamifere, formarea unei flori la angiosperme etc.

alogeneza, spre deosebire de arogeneză, nu este însoțită de o extindere a gamei, totuși, în cadrul celui vechi, apar o varietate semnificativă de forme care au adaptări deosebite la habitat - idioadaptare.

Idioadaptare- aceasta este o mica adaptare morfofiziologica la conditii deosebite de mediu, utila in lupta pentru existenta, dar fara schimbarea nivelului de organizare. Aceste schimbări sunt ilustrate de colorația protectoare la animale, varietatea pieselor bucale la insecte, țepii plantelor etc. Nu mai puțin bun exemplu sunt cintezele lui Darwin, specializate în diverse tipuri de hrană, în care transformările au afectat mai întâi ciocul, iar apoi alte părți ale corpului – penaj, coadă etc.

În mod paradoxal, simplificarea organizării poate duce și la progres biologic. Această cale se numește catageneza.

Degenerare- aceasta este simplificarea organismelor în procesul de evoluție, care este însoțită de pierderea anumitor funcții sau organe.

Faza progresului biologic este înlocuită cu faza stabilizarea biologică, a cărei esență este păstrarea caracteristicilor unei specii date ca fiind cele mai favorabile într-un micromediu dat. Potrivit lui I. I. Schmalhausen, nu înseamnă deloc „încetarea evoluției, dimpotrivă, înseamnă consistența maximă a organismului cu schimbările din mediu”. În faza de stabilizare biologică sunt „fosile vii” celacant, gingko etc.

Opusul progresului biologic este regresie biologică- declinul evolutiv al acestui grup din cauza incapacităţii de adaptare la schimbările din mediu. Se manifestă printr-o scădere a numărului de populații, îngustarea zonelor și o scădere a numărului de grupuri de rang inferior în componența unui taxon superior. Un grup de organisme aflate într-o stare de regresie biologică este amenințată cu dispariția. În istoria lumii organice pot fi văzute multe exemple ale acestui fenomen, iar în prezent regresia este caracteristică unor ferigi, amfibieni și reptile. Odată cu apariția omului, regresia biologică se datorează adesea activității sale economice.

Direcțiile și căile de evoluție ale lumii organice nu se exclud reciproc, adică apariția aromorfozei nu înseamnă că idioadaptarea sau degenerarea nu mai pot apărea. Dimpotrivă, conform celor dezvoltate de A. N. Severtsov și I. I. Shmalgauzen regula schimbarea fazei, direcțiile diferite ale procesului evolutiv și modalitățile de realizare a progresului biologic se înlocuiesc în mod natural. În cursul evoluției, aceste căi sunt combinate: aromorfoze destul de rare transferă un grup de organisme la un nivel de organizare calitativ nou, iar dezvoltarea istorică ulterioară urmează calea idioadaptarii sau degenerării, oferind adaptare la condițiile specifice de mediu.

Cauzele progresului și regresiei biologice

În procesul de evoluție, bara selecției naturale este depășită și, în consecință, progresează doar acele grupuri de organisme în care variabilitatea ereditară creează un număr suficient de combinații care pot asigura supraviețuirea grupului în ansamblu.

Aceleași grupuri care din anumite motive nu au o astfel de rezervă sunt în majoritatea cazurilor sortite dispariției. Adesea acest lucru se datorează presiunii scăzute de selecție în stadiile anterioare ale procesului evolutiv, ceea ce a dus la o specializare îngustă a grupului sau chiar la fenomene degenerative. Consecința acestui fapt este incapacitatea de a se adapta la noile condiții de mediu cu schimbările sale bruște. Un exemplu izbitor în acest sens este moartea subită a dinozaurilor din cauza căderii unui corp ceresc uriaș pe Pământ în urmă cu 65 de milioane de ani, care a provocat un cutremur, ridicând milioane de tone de praf în aer, o răceală puternică și moartea. a majorității plantelor și animalelor erbivore. În același timp, strămoșii mamiferelor moderne, neavând preferințe înguste pentru sursele de hrană și fiind cu sânge cald, au reușit să supraviețuiască acestor condiții și să domine planeta.

Ipoteze despre originea vieții pe Pământ

Din întregul spectru de ipoteze pentru formarea Pământului, cel mai mare număr de fapte mărturisesc în favoarea teoriei Big Bang. Având în vedere faptul că această presupunere științifică se bazează în principal pe calcule teoretice, Large Hadron Collider construit la Centrul European de Cercetare Nucleară de lângă Geneva (Elveția) este chemat să o confirme experimental. Conform teoriei Big Bang, Pământul s-a format acum peste 4,5 miliarde de ani împreună cu Soarele și alte planete ale sistemului solar, ca urmare a condensării unui nor de gaz și praf. Scăderea temperaturii planetei și migrarea elementelor chimice pe ea au contribuit la stratificarea acesteia în nucleu, manta și crustă, iar procesele geologice ulterioare (mișcarea plăcilor tectonice, activitatea vulcanică etc.) au determinat formarea atmosfera si hidrosfera.

Viața există și pe Pământ de foarte mult timp, așa cum o demonstrează resturile fosile ale diferitelor organisme din roci, dar teoriile fizice nu pot răspunde la întrebarea cu privire la timp și cauzele apariției acesteia. Există două puncte de vedere opuse asupra originii vieții pe Pământ: teoria abiogenezei și biogeneza. Teorii ale abiogenezei afirmă posibilitatea originii viului din neviu. Acestea includ creaționismul, ipoteza generării spontane și teoria evoluției biochimice de A. I. Oparin.

poziție fundamentală creaţionismul a fost crearea lumii de către o ființă supranaturală (Creator), care s-a reflectat în miturile popoarelor lumii și în cultele religioase, cu toate acestea, vârsta planetei și viața de pe ea depășește cu mult datele indicate în aceste surse, și există o mulțime de inconsecvențe în ele.

Fondator teoriile generației spontane viața este considerată omul de știință grec antic Aristotel, care a susținut că apariția repetată a unor noi creaturi este posibilă, de exemplu, râme din bălți și viermi și muște din carne putrezită. Cu toate acestea, aceste opinii au fost infirmate în secolele XVII-XIX de experimentele îndrăznețe ale lui F. Redi și L. Pasteur.

Medicul italian Francesco Redi a pus în 1688 bucăți de carne în oale și le-a sigilat ermetic, dar nu au început viermi în ele, în timp ce au apărut în oale deschise. Pentru a respinge credința predominantă de atunci că principiul vital este conținut în aer, și-a repetat experimentele, dar nu a sigilat vasele, ci le-a acoperit cu mai multe straturi de muselină și din nou viața nu a apărut. În ciuda datelor convingătoare obținute de F. Redi, cercetările lui A. van Leeuwenhoek au oferit un nou aliment pentru discuții despre „principiul vieții”, care a continuat pe tot parcursul secolului următor.

Un alt cercetător italian - Lazzaro Spallanzani - a modificat în 1765 experimentele lui F. Redi prin fierberea cărnii și bulion de legumeși le-a sigilat. După câteva zile, nici el nu a găsit niciun semn de viață acolo și a ajuns la concluzia că cei vii nu pot apărea decât din cei vii.

Lovitura finală adusă teoriei generării spontane a fost dată de marele microbiolog francez Louis Pasteur în 1860, când a pus bulionul fiert într-un balon cu gâtul în formă de S și nu a primit niciun germeni. S-ar părea că acest lucru a mărturisit în favoarea teoriilor biogenezei, dar întrebarea a rămas deschisă cu privire la modul în care a apărut chiar primul organism.

Biochimistul sovietic A. I. Oparin a încercat să răspundă și a ajuns la concluzia că compoziția atmosferei Pământului în primele etape ale existenței sale nu a fost deloc aceeași ca în timpul nostru. Cel mai probabil, era format din amoniac, metan, dioxid de carbon și vapori de apă, dar nu conținea oxigen liber. Sub influența descărcărilor electrice de mare putere și la temperatura ridicataîn ea au putut fi sintetizați cei mai simpli compuși organici, ceea ce a fost confirmat de experimentele lui S. Miller și G. Urey în 1953, care au obținut din compușii de mai sus mai mulți aminoacizi, carbohidrați simpli, adenină, uree, precum și cele mai simple grăsimi. , acizi formic și acetic.

Cu toate acestea, sinteza substanțelor organice nu înseamnă încă apariția vieții, prin urmare A. I. Oparin a susținut ipoteza evoluţiei biochimice, conform căruia diverse substanțe organice au apărut și s-au combinat în molecule mai mari în apele puțin adânci ale mărilor și oceanelor, unde condițiile pentru sinteza chimică și polimerizare sunt cele mai favorabile. Moleculele de ARN sunt considerate în prezent primii purtători de viață.

Unele dintre aceste substanțe au format treptat complexe stabile în apă - coacervează, sau picături coacervate, asemănător cu picăturile de grăsime din bulion. Aceste coacervate au primit o varietate de substanțe din soluția înconjurătoare, care au fost supuse transformărilor chimice care au loc în picături. La fel ca substanțele organice, coacervatele în sine nu erau ființe vii, ci reprezentau următorul pas în apariția lor.

Cei dintre coacervatele care aveau în compoziție un raport bun de substanțe, în special proteine ​​și acizi nucleici, datorită proprietăților catalitice ale enzimelor proteice, au dobândit de-a lungul timpului capacitatea de a reproduce propriul fel și de a desfășura reacții metabolice, în timp ce structura de proteinele au fost codificate de acizi nucleici.

Cu toate acestea, pe lângă reproducere, sistemele vii sunt caracterizate de dependența de energia din exterior. Această problemă a fost rezolvată inițial prin divizarea fără oxigen a substanțelor organice din mediu (nu exista oxigen în atmosferă în acel moment), adică.

alimentatie heterotrofa. Unele dintre substanțele organice absorbite s-au dovedit a fi capabile să acumuleze energia luminii solare, cum ar fi clorofila, ceea ce a făcut posibil ca un număr de organisme să treacă la alimentația autotrofă. Eliberarea de oxigen în atmosferă în timpul fotosintezei a dus la apariția unei respirații mai eficiente a oxigenului, la apariția stratului de ozon și, în cele din urmă, la eliberarea organismelor pe uscat.

Astfel, rezultatul evoluției chimice a fost apariția protobionti- organisme vii primare, din care, ca urmare a evoluției biologice, au provenit toate speciile existente în prezent.

Teoria evoluției biochimice din timpul nostru este cea mai confirmată, dar ideea mecanismelor specifice originii vieții s-a schimbat. De exemplu, s-a dovedit că formarea substanțelor organice începe în spațiu, iar substanțele organice joacă un rol important chiar și în formarea planetelor, asigurând aderența pieselor mici. Formarea materiei organice are loc și în intestinele planetei: cu o erupție, vulcanul ejectează până la 15 tone de materie organică. Există și alte ipoteze privind mecanismele de concentrare a substanțelor organice: înghețarea unei soluții, absorbția (legarea) pe suprafața anumitor compuși minerali, acțiunea catalizatorilor naturali etc. Apariția vieții pe Pământ este în prezent imposibilă, deoarece orice substanță organică formată spontan în orice punct planetele ar fi imediat oxidate de oxigenul liber al atmosferei sau folosite de organismele heterotrofe. Charles Darwin a înțeles acest lucru încă din 1871.

Teorii ale biogenezei nega generarea spontană a vieții. Principalele sunt ipoteza stării de echilibru și ipoteza panspermiei. Prima dintre ele se bazează pe faptul că viața există pentru totdeauna, totuși, există roci foarte vechi pe planeta noastră în care nu există urme ale activității lumii organice.

Ipoteza panspermiei susține că germenii vieții au fost aduși pe Pământ din spațiul cosmic de către niște extratereștri sau providența divină. Două fapte mărturisesc în favoarea acestei ipoteze: nevoia tuturor viețuitoarelor, care este destul de rară pe planetă, dar des întâlnită în meteoriți, molibden, precum și descoperirea unor organisme asemănătoare bacteriilor pe meteoriții de pe Marte. Cu toate acestea, modul în care a apărut viața pe alte planete rămâne neclar.

Principalele aromorfoze în evoluția plantelor și animalelor

Organismele vegetale și animale, reprezentând diferite ramuri ale evoluției lumii organice, în procesul de dezvoltare istorică au dobândit în mod independent anumite trăsături structurale, care vor fi descrise mai jos.

La plante, cele mai importante dintre acestea sunt trecerea de la haploidie la diploidie, independența față de apă în timpul fertilizării, trecerea de la fertilizarea externă la fertilizarea internă și apariția fertilizării duble, împărțirea corpului în organe, dezvoltarea sistemului conducător. , complicarea și îmbunătățirea țesuturilor, precum și specializarea polenizării cu ajutorul insectelor și împrăștierea semințelor și fructelor.

Tranziția de la haploid la diploid a făcut plantele mai rezistente la factorii de mediu datorită unui risc redus de mutații recesive. Aparent, această transformare a afectat strămoșii plantelor vasculare, care nu includ briofite, caracterizate printr-o predominanță în ciclu de viață gametofit.

Principalele aromorfoze din evoluția animalelor sunt asociate cu apariția multicelularității și cu dezmembrarea tot mai mare a tuturor sistemelor de organe, apariția unui schelet puternic, dezvoltarea sistemului nervos central, precum și comportamentul social în diferite grupuri de înalt organizate. animale, care au dat impuls progresului uman.

Complicarea organismelor vii în procesul de evoluție

Istoria lumii organice de pe Pământ este studiată de rămășițele conservate, amprente și alte urme ale activității vitale a organismelor vii. Ea este subiectul științei paleontologie. Pe baza faptului că rămășițele diferitelor organisme se află în diferite straturi de rocă, a fost creată o scară geocronologică, conform căreia istoria Pământului a fost împărțită în anumite perioade de timp: eoni, ere, perioade și secole.

eon numită o perioadă mare de timp în istoria geologică, unind mai multe ere. În prezent, se disting doar doi eoni: criptozoic (viață ascunsă) și phanerosa (viață manifestă). Eră- aceasta este o perioadă de timp în istoria geologică, care este o subdiviziune a unui eon, unind, la rândul lor, perioade. În Criptozoic se disting două ere (Arhee și Proterozoic), în timp ce în Fanerozoic sunt trei (Paleozoic, Mezozoic și Cenozoic).

Un rol important în crearea scării geocronologice l-au jucat fosile de ghidare- resturi de organisme care au fost numeroase la anumite intervale si bine conservate.

Dezvoltarea vieții în criptozoic. Archean și Proterozoic alcătuiesc cea mai mare parte din istoria vieții (perioada 4,6 miliarde de ani - acum 0,6 miliarde de ani), dar nu există suficiente informații despre viața în acea perioadă. Primele resturi de substanțe organice de origine biogenă au o vechime de aproximativ 3,8 miliarde de ani, iar organismele procariote existau deja în urmă cu 3,5 miliarde de ani. Primele procariote făceau parte din ecosisteme specifice - covorașe de cianobacterie, datorită activității cărora s-au format stromatolite de roci sedimentare specifice ("covoare de piatră").

Descoperirea analogilor lor moderni - stromatoliții din Shark Bay din Australia și filme specifice de pe suprafața solului din Sivash Bay din Ucraina - a ajutat la înțelegerea vieții ecosistemelor antice procariote. Cianobacteriile fotosintetice sunt situate pe suprafața covorașelor cianobacteriene, iar sub stratul lor sunt situate bacterii extrem de diverse din alte grupuri și arhee. Mineralele care se așează pe suprafața covorașului și se formează datorită activității sale vitale se depun în straturi (aproximativ 0,3 mm pe an). Astfel de ecosisteme primitive pot exista numai în locuri nepotrivite vieții altor organisme și, într-adevăr, ambele habitate menționate mai sus sunt caracterizate printr-o salinitate extrem de ridicată.

Numeroase date indică faptul că la început Pământul avea o atmosferă regenerabilă, care includea: dioxid de carbon, vapori de apă, oxid de sulf, precum și monoxid de carbon, hidrogen, hidrogen sulfurat, amoniac, metan etc. Primele organisme ale Pământului au fost anaerobe. Cu toate acestea, datorită fotosintezei cianobacteriilor, în mediu a fost eliberat oxigen liber, care la început s-a legat rapid de agenții reducători din mediu și abia după legarea tuturor agenților reducători, mediul a început să dobândească proprietăți oxidante. Această tranziție este evidențiată de depunerea formelor oxidate de fier - hematit și magnetit.

În urmă cu aproximativ 2 miliarde de ani, ca urmare a proceselor geofizice, aproape tot fierul nelegat din rocile sedimentare s-a mutat în miezul planetei, iar oxigenul a început să se acumuleze în atmosferă din cauza absenței acestui element - a avut loc o „revoluție a oxigenului”. A fost un punct de cotitură în istoria Pământului, care a implicat nu numai o schimbare a compoziției atmosferei și formarea unui ecran de ozon în atmosferă - principala condiție prealabilă pentru așezarea pământului, ci și compoziția rocilor. formată la suprafața Pământului.

Un alt eveniment important a avut loc în Proterozoic - apariția eucariotelor. În ultimii ani, s-au strâns dovezi convingătoare pentru teoria originii endosimbiogenetice a celulei eucariote - prin simbioza mai multor celule procariote. Probabil, strămoșul „principal” al eucariotelor a fost arhaea, care a trecut la absorbția particulelor de alimente prin fagocitoză. Aparatul ereditar s-a mutat adânc în celulă, păstrând totuși legătura cu membrana datorită tranziției membranei exterioare a învelișului nuclear rezultat la membranele reticulului endoplasmatic.

Istoria geocronologică a Pământului Aeon Eră Perioadă Început, acum milioane de ani Durata, milioane de ani dezvoltarea vieții Fanerozoic Cenozoic Antropic 1,5 1,5 Patru epoca de gheata, urmate de inundații, au dus la formarea florei și faunei rezistente la frig (mamuți, boi mosc, reni, lemmings). Schimbul de animale și plante între continente datorită apariției podurilor terestre. Dominanța mamiferelor placentare. Dispariția multor mamifere mari. Formarea omului ca specie biologică și relocarea lui. Domesticarea animalelor și cultivarea plantelor. Dispariția multor specii de organisme vii din cauza activităților umane Neogene 25 23.5 Distribuția cerealelor. Formarea tuturor ordinelor moderne de mamifere. Apariția marilor maimuțe Paleogene 65 40 Dominanța plantelor cu flori, a mamiferelor și a păsărilor. Apariţia ungulatelor, carnivorelor, pinipedelor, primatelor etc. Cretacicul mezozoic 135 70 Apariţia angiospermelor, mamiferelor şi păsărilor devin numeroase Jura 195 60 Era reptilelor şi cefalopodelor. Apariția marsupialelor și a mamiferelor placentare. Dominanţa gimnospermelor Triasic 225 30 Primele mamifere şi păsări. Reptilele sunt numeroase. Distribuţia sporilor erbacei Paleozoic Perm 280 55 Apariţia insectelor moderne. Dezvoltarea reptilelor. Stingerea unui număr de grupuri de nevertebrate. Distribuția coniferelor Carbon 345 65 Primele reptile. Apariția insectelor înaripate. Ferigile și coada calului predomină Devon 395 50 Peștii sunt numeroși. Primii amfibieni Apariţia principalelor grupe de spori, primele gimnosperme şi ciuperci Silur 430 35 Alge abundente. Primele plante terestre și animale (păianjeni). Ordovician 500 70 Ordovician 500 70 Corali și trilobiți abundenți. Înflorirea algelor verzi, maro și roșii. Apariția primelor cordate Cambrieni 570 70 Numeroase fosile de pești. Aricii de mare și trilobiții sunt obișnuiți. Apariția algelor multicelulare prin Criptotoză Proterozoică 2600 2000 Apariția eucariotelor. Sunt distribuite în principal alge verzi unicelulare. Apariția multicelularității. Un focar de diversitate a animalelor pluricelulare (apariția tuturor tipurilor de nevertebrate) Archaea 3500 1500 Primele urme de viață pe Pământ sunt bacteriile și cianobacteriile. Apariția fotosintezei

Bacteriile absorbite de celulă nu au putut fi digerate, dar au rămas în viață și și-au continuat funcționarea. Se crede că mitocondriile provin din bacterii violete care și-au pierdut capacitatea de a fotosintetiza și au trecut la oxidarea substanțelor organice. Simbioza cu alte celule fotosintetice a dus la apariția plastidelor în celulele vegetale. Probabil, flagelul celulelor eucariote a apărut ca urmare a simbiozei cu bacterii, care, ca și spirochetele moderne, erau capabile să se zbată. La început, aparatul ereditar al celulelor eucariote a fost aranjat aproximativ în același mod ca la procariote și abia mai târziu, din cauza necesității de a controla o celulă mare și complexă, s-au format cromozomi. Genomul simbioților intracelulari (mitocondrii, plastide și flageli) și-au păstrat în general organizarea procariotă, dar majoritatea funcțiilor lor au fost transferate în genomul nuclear.

Celulele eucariote au apărut în mod repetat și independent unele de altele. De exemplu, algele roșii au apărut ca urmare a simbiogenezei cu cianobacteriile, iar algele verzi - cu bacteriile proclorofite.

Organelele monomembranare rămase și nucleul celulei eucariote, conform teoriei endomembranei, au apărut din invaginările membranei celulei procariote.

Momentul exact al apariției eucariotelor este necunoscut, deoarece deja în depozite de aproximativ 3 miliarde de ani există amprente de celule cu dimensiuni similare. Tocmai, eucariotele au fost înregistrate în roci vechi de aproximativ 1,5–2 miliarde de ani, dar abia după revoluția oxigenului (acum aproximativ 1 miliard de ani) s-au dezvoltat condițiile favorabile acestora.

La sfârșitul erei proterozoice (cu cel puțin 1,5 miliarde de ani în urmă), organisme eucariote multicelulare existau deja. Multicelularitatea, ca și celula eucariotă, a apărut în mod repetat în diferite grupuri de organisme.

Există opinii diferite cu privire la originea animalelor multicelulare. Potrivit unor date, strămoșii lor erau multinucleare, asemănătoare cu celulele ciliate, care apoi s-au dezintegrat în celule unice-nucleare separate.

Alte ipoteze leagă originea animalelor multicelulare cu diferențierea celulelor unicelulare coloniale. Discrepanțele dintre ele se referă la originea straturilor celulare la animalul multicelular original. Conform ipotezei gastreei a lui E. Haeckel, aceasta are loc prin invaginarea unuia dintre pereții unui organism multicelular cu un singur strat, ca în cavitățile intestinale. Spre deosebire de aceasta, I. I. Mechnikov a formulat ipoteza phagocytella, considerând că strămoșii organismelor multicelulare sunt colonii sferice cu un singur strat precum Volvox, care absorbeau particulele de alimente prin fagocitoză. Celula care a capturat particula și-a pierdut flagelul și s-a mutat adânc în corp, unde a efectuat digestia, iar la sfârșitul procesului a revenit la suprafață. De-a lungul timpului, a existat o divizare a celulelor în două straturi cu anumite funcții - cel exterior asigura mișcarea, iar cel interior - fagocitoză. I. I. Mechnikov a numit un astfel de organism fagocytella.

Pentru o lungă perioadă de timp, eucariotele multicelulare au pierdut în competiția cu organismele procariote, dar la sfârșitul Proterozoicului (acum 800–600 de milioane de ani), din cauza unei schimbări bruște a condițiilor de pe Pământ - o scădere a nivelului mării, o creștere a concentrația de oxigen, o scădere a concentrației de carbonați în apa de mare, cicluri regulate de răcire - eucariotele multicelulare au câștigat avantaje față de procariote. Dacă până atunci s-au găsit doar plante pluricelulare individuale și, eventual, ciuperci, atunci din acel moment animalele sunt cunoscute și în istoria Pământului. Dintre faunele care au apărut la sfârșitul Proterozoicului, faunele Ediacaran și Vendian sunt cele mai bine studiate. Animalele din perioada Vendiană sunt de obicei incluse într-un grup special de organisme sau atribuite unor tipuri precum celenterate, viermi plati, artropode etc. Cu toate acestea, niciuna dintre aceste grupuri nu are schelete, ceea ce poate indica absența prădătorilor.

Dezvoltarea vieții în epoca paleozoică. Era paleozoică, care a durat peste 300 de milioane de ani, este împărțită în șase perioade: Cambrian, Ordovician, Silurian, Devonian, Carbonifer (Carbonifer) și Permian.

V perioada Cambriană pământul era format din mai multe continente, situate în principal în emisfera sudică. Cele mai numeroase organisme fotosintetice din această perioadă au fost cianobacteriile și algele roșii. Foraminifere și radiolari trăiau în coloana de apă. În Cambrian, apar un număr imens de organisme animale scheletice, după cum o demonstrează numeroase resturi fosile. Aceste organisme aparțineau a aproximativ 100 de tipuri de animale pluricelulare, atât moderne (bureți, celenterate, viermi, artropode, moluște), cât și dispărute, de exemplu: un imens prădător anomalocaris și graptoliți coloniali care pluteau în coloana de apă sau erau atașați de fund. Terenul în timpul Cambrianului a rămas aproape nelocuit, dar bacteriile, ciupercile și, eventual, lichenii începuseră deja procesul de formare a solului, iar la sfârșitul perioadei au ajuns la pământ viermii oligocheți și centipede.

V perioada ordoviciană Nivelul apelor oceanelor a crescut, ceea ce a dus la inundarea zonelor joase continentale. Principalii producători în această perioadă au fost algele verzi, maro și roșii. Spre deosebire de Cambrian, în care recifele au fost construite de bureți, în Ordovician ele sunt înlocuite cu polipi de corali. Gasteropodele au înflorit și cefalopode, precum și trilobiții (rude acum dispărute ale arahnidelor). În această perioadă, au fost înregistrate pentru prima dată și acordurile, în special cele fără fălci. La sfârșitul ordovicianului a avut loc o extincție grandioasă, care a distrus aproximativ 35% din familii și peste 50% din genurile de animale marine.

silurian caracterizată prin creșterea construcției montane, ceea ce a dus la uscarea platformelor continentale. Rolul principal în fauna nevertebrată a Silurianului l-au jucat cefalopodele, echinodermele și scorpionii crustacei giganți, în timp ce printre vertebrate au rămas o mare varietate de animale fără fălci și au apărut pești. La sfârșitul perioadei, au venit pe uscat primele plante vasculare, rinofite și licopode, care au început colonizarea apelor de mică adâncime și a zonei de maree a coastelor. Au venit și primii reprezentanți ai clasei arahnidelor.

V devonian ca urmare a ridicării pământului s-au format ape mari de mică adâncime, care s-au uscat și chiar au înghețat, pe măsură ce clima a devenit și mai continentală decât în ​​Silurian. Mările sunt dominate de corali și echinoderme, în timp ce cefalopodele sunt reprezentate de amoniți răsuciți în spirală. Dintre vertebratele devoniene, peștii și-au atins apogeul, iar cei cartilaginoși și osoși, precum și peștii pulmonari și cei cu aripioare lobe, le-au înlocuit pe cei blindați. La sfârșitul perioadei apar primii amfibieni, care au trăit pentru prima dată în apă.

In Devonianul Mijlociu au aparut pe uscat primele paduri de ferigi, muschi de club si coada-calului, care erau locuite de viermi si numeroase artropode (centipede, paianjeni, scorpioni, insecte fara aripi). La sfârșitul devonianului au apărut primele gimnosperme. Dezvoltarea terenului de către plante a dus la scăderea intemperiilor și la creșterea formării solului. Fixarea solului a dus la apariția albiilor râurilor.

V perioada carboniferă pământul era reprezentat de două continente separate de un ocean, iar clima a devenit vizibil mai caldă și mai umedă. Până la sfârșitul perioadei, a existat o ușoară ridicare a pământului, iar clima s-a schimbat la una mai continentală. Mările erau dominate de foraminifere, corali, echinoderme, pești cartilaginoși și osoși, iar corpurile de apă dulce erau locuite de bivalve, crustacee și diverși amfibieni. În mijlocul Carboniferului au apărut mici reptile insectivore, iar printre insecte au apărut reptile înaripate (gândaci, libelule).

Tropicele au fost caracterizate de păduri mlăștinoase dominate de coada-calului gigant, mușchi și ferigi ale căror rămășițe moarte au format ulterior depozite de cărbune. La mijlocul perioadei zonă temperată, datorită independenței lor față de apă în procesul de fertilizare și prezenței unei semințe, a început răspândirea gimnospermelor.

Perioada permiană s-a remarcat prin contopirea tuturor continentelor într-un singur supercontinent Pangea, retragerea mărilor și întărirea climatului continental în așa măsură încât în ​​interiorul Pangeei s-au format deșerturi. Până la sfârșitul perioadei, ferigile arborescente, coada-calului și mușchii de club aproape au dispărut pe uscat, iar gimnospermele rezistente la secetă au ocupat o poziție dominantă. În ciuda faptului că amfibienii mari au continuat să existe, au apărut diferite grupuri de reptile, inclusiv ierbivore mari și prădători. La sfârșitul Permianului a avut loc cea mai mare extincție din istoria vieții, întrucât au dispărut multe grupuri de corali, trilobiți, majoritatea cefalopodelor, peștilor (în primul rând cartilaginoși și crossoptereni) și amfibieni. În același timp, fauna marina a pierdut 40–50% din familii și aproximativ 70% din genuri.

Dezvoltarea vieții în Mezozoic. Epoca mezozoică a durat aproximativ 165 de milioane de ani și a fost caracterizată prin ridicarea terenului, construirea intensă a munților și o scădere a umidității climatice. Este împărțit în trei perioade: Triasic, Jurasic și Cretacic.

La inceput Perioada triasică clima era arida, dar mai tarziu, din cauza cresterii nivelului marii, a devenit mai umeda. Printre plante au predominat gimnospermele, ferigile și coada-calului, dar formele arboricole de spori au dispărut aproape complet. Unii corali, amoniți, noi grupuri de foraminifere, bivalve și echinoderme au atins o dezvoltare ridicată, în timp ce diversitatea peștilor cartilaginoși a scăzut, iar grupurile de pești osoși s-au schimbat. Reptilele care dominau pământul au început să stăpânească și mediu acvatic precum ihtiosaurii și pleziozaurii. Dintre reptilele din Triasic, crocodilii, tuatara și țestoasele au supraviețuit până în vremea noastră. La sfârșitul Triasicului au apărut dinozaurii, mamiferele și păsările.

V jurasic Supercontinentul Pangea s-a împărțit în mai multe altele mai mici. Cea mai mare parte a Jurei era foarte umedă, iar spre sfârșitul Jurei clima a devenit mai aridă. Grupul dominant de plante au fost gimnospermele, dintre care sequoia au supraviețuit din acel moment. Moluștele au înflorit în mări (amoniți și belemniți, bivalve și gasteropode), bureți, arici de mare, pești cartilaginoși și oase. Amfibienii mari au dispărut aproape complet în Jurasic, dar au apărut grupuri moderne de amfibieni (coadă și anure) și solzoase (șopârle și șerpi), iar diversitatea mamiferelor a crescut. Până la sfârșitul perioadei, au apărut și posibilii strămoși ai primelor păsări, Archaeopteryx. Cu toate acestea, toate ecosistemele au fost dominate de reptile - ihtiosauri și plesiozauri, dinozauri și pangolini zburători - pterozauri.

Perioada cretacicăși-a primit numele în legătură cu formarea cretei în rocile sedimentare din acea vreme. Pe tot Pământul, cu excepția regiunilor polare, a existat un climat cald și umed persistent. În această perioadă au apărut și s-au răspândit angiospermele, înlocuind gimnospermele, ceea ce a dus la o creștere bruscă a diversității insectelor. În mări, pe lângă moluște, pești osoși, plesiozauri, au reapărut un număr imens de foraminifere, ale căror scoici au format depozite de cretă, iar dinozaurii au predominat pe uscat. Mai bine adaptate aerului, păsările au început să înlocuiască treptat șopârlele zburătoare.

La sfârșitul perioadei, a avut loc o extincție globală, în urma căreia au dispărut amoniții, belemniții, dinozaurii, pterozaurii și șopârlele marine, vechile grupuri de păsări, precum și unele gimnosperme. Aproximativ 16% dintre familii și 50% dintre genurile de animale au dispărut de pe suprafața Pământului în ansamblu. Criza de la sfârșitul Cretacicului este asociată cu căderea meteorit mare spre Golful Mexic, cu toate acestea, cel mai probabil nu a fost singura cauză a schimbărilor globale. În timpul răcirii ulterioare, doar reptilele mici și mamiferele cu sânge cald au supraviețuit.

Dezvoltarea vieții în Cenozoic. Era cenozoică a început cu aproximativ 66 de milioane de ani în urmă și continuă până în prezent. Se caracterizează prin predominanța insectelor, păsărilor, mamiferelor și angiospermelor. Cenozoicul este împărțit în trei perioade - paleogen, Neogene și Anthropogen - ultimul dintre care este cel mai scurt din istoria Pământului.

În paleogenul timpuriu și mediu, clima a rămas caldă și umedă, dar până la sfârșitul perioadei a devenit mai rece și mai uscată. Angiospermele au devenit grupul dominant de plante, totuși, dacă la începutul perioadei predominau pădurile veșnic verzi, atunci la sfârșit au apărut multe foioase, iar stepele s-au format în zonele aride.

Dintre pești, peștii osoși au ocupat o poziție dominantă, iar numărul speciilor cartilaginoase, în ciuda rolului lor semnificativ în corpurile de apă sărată, este nesemnificativ. Pe uscat, doar crocodilii și țestoasele solzoase au supraviețuit de la reptile, în timp ce mamiferele și-au ocupat majoritatea nișelor lor ecologice. La mijlocul perioadei au apărut principalele ordine de mamifere, inclusiv insectivore, carnivore, pinipede, cetacee, ungulate și primate. Izolarea continentelor a făcut fauna și flora mai diversificată din punct de vedere geografic: America de Sud și Australia au devenit centre pentru dezvoltarea marsupialelor, iar alte continente pentru mamiferele placentare.

Perioada neogenă. Suprafața pământului în neogen a căpătat un aspect modern. Clima a devenit mai rece și mai uscată. În neogen se formaseră deja toate ordinele de mamifere moderne, iar în giulgiurile africane au apărut familia Hominide și genul Om. Până la sfârșitul perioadei, pădurile de conifere s-au răspândit în regiunile polare ale continentelor, au apărut tundrele, iar ierburile au ocupat stepele zonei temperate.

Perioada cuaternară(antropogen) se caracterizează prin schimbări periodice de glaciare și încălzire. În timpul glaciațiilor, latitudinile înalte au fost acoperite de ghețari, nivelul oceanului a scăzut brusc, iar centurile tropicale și subtropicale s-au îngustat. În teritoriile adiacente ghețarilor s-a stabilit un climat rece și uscat, care a contribuit la formarea unor grupuri de animale rezistente la frig - mamuți, cerbi uriași, lei de peșteră etc. Scăderea nivelului Oceanului Mondial care a însoțit procesul de glaciare a dus la formarea de punți de uscat între Asia și America de Nord, Europa și Insulele Britanice etc. Migrațiile animalelor, pe de o parte, au condus la îmbogățirea reciprocă a florelor și faunelor, iar, pe de altă parte, la deplasarea relicvelor de către nou-veniți, de exemplu, marsupiale și ungulatele din America de Sud. Aceste procese nu au afectat însă Australia, care a rămas izolată.

În general, schimbările climatice periodice au dus la formarea unei diversități extrem de abundente de specii, care este caracteristică stadiului actual de evoluție a biosferei, și au influențat și evoluția umană. În timpul Anthropogenului, mai multe specii din genul Om s-au răspândit din Africa în Eurasia. Cu aproximativ 200 de mii de ani în urmă, în Africa a apărut specia Homo sapiens, care, după o lungă perioadă de existență în Africa, acum aproximativ 70 de mii de ani, a intrat în Eurasia și acum aproximativ 35-40 de mii de ani - în America. După o perioadă de conviețuire cu specii strâns înrudite, le-a strămutat și s-a stabilit pe tot teritoriul. globul. În urmă cu aproximativ 10 mii de ani, activitatea economică umană în regiunile moderat calde ale globului a început să influențeze atât aspectul planetei (pământ arat, păduri în flăcări, pășuni suprapășunate, deșertificare etc.), cât și flora și fauna datorită reducerii. a habitatelor habitatul și exterminarea lor, iar factorul antropic a intrat în joc.

Originile umane. Omul ca specie, locul lui în sistemul lumii organice. Ipotezele originii omului. Forțele motrice și etapele evoluției umane. Rasele umane, relația lor genetică. natura biosocială a omului. Mediul social și natural, adaptarea omului la acesta

Originile umane

Chiar și acum 100 de ani, marea majoritate a oamenilor de pe planetă nici măcar nu credeau că o persoană ar putea proveni de la animale atât de „nerespectabile” precum maimuțele. Într-o discuție cu unul dintre apărătorii teoriei darwiniene a evoluției, profesorul Thomas Huxley, oponentul său înfocat, episcopul Samuel Wilberforce de Oxford, care s-a bazat pe dogmele religioase, l-a întrebat chiar dacă se considera legat de strămoșii maimuțelor printr-un bunic sau bunica.

Cu toate acestea, filozofii antici și-au exprimat gândurile despre originea evolutivă, iar marele taxonom suedez K. Linnaeus în secolul al XVIII-lea, pe baza totalității semnelor, a dat unei persoane un nume de specie. Homo sapiens L.(om rezonabil) și l-a purtat, alături de maimuțe, la același detașament - Primate. J. B. Lamarck l-a susținut pe K. Linnaeus și credea că omul are chiar strămoși comuni cu maimuțele moderne, dar la un moment dat în istoria sa a descins dintr-un copac, care a fost unul dintre motivele formării omului ca specie.

Ch. Darwin nu a ignorat nici această problemă și în anii 70 ai secolului XIX a publicat lucrările „Originea omului și selecția sexuală” și „Despre expresia emoțiilor la animale și la om”, în care a furnizat dovezi nu mai puțin convingătoare. de origine comună a omului și a maimuțelor, decât cercetătorul german E. Haeckel („Istoria naturală a creației”, 1868; „Antropogeneza sau istoria originii omului”, 1874), care chiar a alcătuit genealogia animalului. regat. Aceste studii au vizat însă doar latura biologică a formării omului ca specie, în timp ce aspectele sociale au fost relevate de clasicul materialismului istoric – filozoful german F. Engels.

În prezent, originea și dezvoltarea omului ca specie biologică, precum și diversitatea populațiilor omului modern și modelele interacțiunii lor sunt studiate de știință. antropologie.

Omul ca specie, locul lui în sistemul lumii organice

om rezonabil ( Homo sapiens) ca specie biologică se referă la regnul animal, subregnul multicelular. Prezența unei notocorde, a fantelor branhiale în faringe, a tubului neural și a simetriei bilaterale în procesul de dezvoltare embrionară ne permite să o atribuim tipului de cordate, în timp ce dezvoltarea coloanei vertebrale, prezența a două perechi de membre și localizarea. a inimii pe partea ventrală a corpului indică relația sa cu alți reprezentanți ai subtipului de vertebrate.

Hrănirea puilor cu lapte secretat de glandele mamare, sânge cald, o inimă cu patru camere, prezența părului pe suprafața corpului, șapte vertebre la nivelul coloanei cervicale, vestibulul gurii, dinții alveolari și schimbarea dinților de lapte în cei permanenți sunt semne ale clasei de mamifere, iar dezvoltarea intrauterină a embrionului și relația acestuia cu corpul mamei prin placentă - o subclasă a placentare.

Caracteristici mai specifice, cum ar fi prinderea membrelor cu degetele mari și unghiile opozabile, dezvoltarea claviculelor, a ochilor orientați în față, o creștere a dimensiunii craniului și a creierului și prezența tuturor grupelor de dinți (incisivi, canini și molari) nu lăsați nicio îndoială că locul lui este în ordinea primatelor.

Dezvoltarea semnificativă a creierului și a mușchilor faciali, precum și caracteristicile structurale ale dinților, fac posibilă clasificarea unei persoane ca o subordine a primatelor superioare sau a maimuțelor.

Absența cozii, prezența curbelor coloanei vertebrale, dezvoltarea emisferelor cerebrale, acoperite cu scoarță cu numeroase brazde și circumvoluții, prezența buzei superioare și rarătatea liniei părului dau motive să o plaseze printre reprezentanți. din familia maimuțelor mai înalte cu nasul îngust sau antropoide.

Cu toate acestea, chiar și cele mai înalt organizate maimuțe umane se disting printr-o creștere bruscă a volumului creierului, poziția verticală, un pelvis larg, o bărbie proeminentă, vorbirea articulată și prezența a 46 de cromozomi în cariotip și determină apartenența acestuia la genul Om.

Utilizarea membrelor superioare pentru activitatea de muncă, fabricarea de unelte, gândirea abstractă, activitatea colectivă și dezvoltarea bazată pe legi mai degrabă sociale decât biologice sunt caracteristicile speciei ale Homo sapiens.

Toți oamenii moderni aparțin aceleiași specii - Homo sapiens ( Homo sapiens), și subspecii H. sapiens sapiens. Această specie este o colecție de populații care produc descendenți fertili atunci când sunt încrucișate. În ciuda varietății destul de semnificative de trăsături morfofiziologice, ele nu sunt dovezi ale unui grad mai mare sau mai scăzut de organizare a anumitor grupuri de oameni - toate se află la același nivel de dezvoltare.

În timpul nostru, un număr suficient de fapte științifice au fost deja colectate în interesul formării omului ca specie în procesul de evoluție - antropogeneza. Cursul specific al antropogenezei nu a fost încă pe deplin elucidat, dar datorită noilor descoperiri paleontologice și metode moderne cercetare, se speră că o imagine clară va apărea destul de curând.

Ipotezele originii omului

Dacă nu luăm în considerare ipotezele non-biologice ale creației divine a omului și pătrunderea lui de pe alte planete, atunci toate ipotezele mai mult sau mai puțin consistente ale originii omului îl urmăresc până la strămoși comuni cu primatele moderne.

Asa de, ipoteza originii omului din anticul tarsier de primate tropicale, sau ipoteza tarsiei, formulată de biologul englez F. Wood Jones în 1929, se bazează pe asemănarea proporțiilor corpurilor oamenilor și a tarsierilor, trăsăturile liniei părului, scurtarea secțiunii faciale a craniului acestuia din urmă etc. Cu toate acestea, diferențele în structura și activitatea vitală a acestor organisme sunt atât de mari încât nu a câștigat recunoașterea universală.

Cu maimuțele antropoide, oamenii chiar au prea multe asemănări. Deci, pe lângă trăsăturile anatomice și morfologice deja menționate mai sus, atenția trebuie concentrată asupra acestora dezvoltare postembrionară. De exemplu, linia părului cimpanzeilor mici este mult rară, raportul dintre volumul creierului și volumul corpului este mult mai mare, iar capacitatea de a se mișca pe membrele posterioare este ceva mai largă decât la adulți. Chiar și pubertatea la primatele superioare apare mult mai târziu decât la reprezentanții altor ordine de mamifere cu dimensiuni corporale similare.

În cursul studiilor citogenetice, s-a dezvăluit că unul dintre cromozomii umani s-a format ca urmare a fuziunii cromozomilor a două perechi diferite prezente în cariotipul maimuțelor mari, iar acest lucru explică diferența dintre numărul cromozomilor acestora ( la oameni 2n = 46, iar la maimuțele mari 2n = 48 ), și este, de asemenea, o altă dovadă a relației acestor organisme.

Asemănarea dintre oameni și marile maimuțe este, de asemenea, foarte mare în ceea ce privește datele biochimice moleculare, deoarece oamenii și cimpanzeii au aceleași proteine ​​din grupa sanguină ABO și Rhesus, multe enzime, iar secvențele de aminoacizi ale lanțurilor de hemoglobină au diferențe de doar 1,6%, în timp ce această discrepanță cu alte maimuțe încă câteva. Și la nivel genetic, diferențele dintre secvențele de nucleotide ADN dintre aceste două organisme sunt mai mici de 1%. Dacă luăm în considerare rata medie de evoluție a unor astfel de proteine ​​în grupuri înrudite de organisme, se poate determina că strămoșii umani s-au separat de alte grupuri de primate în urmă cu aproximativ 6-8 milioane de ani.

Comportamentul maimuțelor seamănă în multe privințe cu cel al oamenilor, deoarece trăiesc în grupuri în care rolurile sociale sunt clar distribuite. Protecția comună, asistența reciprocă și vânătoarea nu sunt singurele obiective pentru crearea unui grup, deoarece în interiorul acestuia maimuțele simt afecțiune una pentru cealaltă, o exprimă în toate modurile posibile și reacționează emoțional la diverși stimuli. În plus, în grupuri există un schimb de experiență între indivizi.

Astfel, asemănarea omului cu alte primate, în special cu maimuțele superioare cu nasul îngust, se găsește pe diferite niveluri organizarea biologică, iar diferențele dintre om ca specie sunt în mare măsură determinate de caracteristicile acestui grup de mamifere.

Grupul de ipoteze care nu pun la îndoială originea omului din strămoșii comuni cu marile maimuțe moderne includ ipotezele policentrismului și monocentrismului.

pozitia de pornire ipotezele policentrismului este apariția și evoluția paralelă a tipului modern de om în mai multe regiuni ale globului deodată din diferite forme de om antic sau chiar antic, dar aceasta contrazice prevederile de bază ale teoriei sintetice a evoluției.

Ipotezele originii unice a omului modern, dimpotrivă, postulează apariția omului într-un singur loc, dar diferă în ce s-a întâmplat acest lucru. Asa de, ipoteza originii extratropicale a omului se bazează pe faptul că doar condiţiile climatice dure ale latitudinilor înalte ale Eurasiei ar putea contribui la „umanizarea” maimuţelor. În favoarea ei a fost descoperirea pe teritoriul Yakutiei a situri din timpul celui mai vechi Paleolitic - cultura Diringa, dar ulterior s-a stabilit că vârsta acestor descoperiri nu este de 1,8-3,2 milioane de ani, ci de 260-370 mii. ani. Astfel, această ipoteză este și ea insuficient confirmată.

Majoritatea dovezilor până în prezent sunt în favoarea Ipoteze de origine africană, dar nu este lipsit de deficiențe, care este conceput pentru a ține cont de integrat ipoteza generală a monocentrismului, care îmbină argumentele ipotezelor policentrismului și monocentrismului.

Forțele motrice și etapele evoluției umane

Spre deosebire de alți reprezentanți ai lumii animale, omul în cursul evoluției sale a fost expus acțiunii nu numai a factorilor evolutivi biologici, ci și a celor sociali, care au contribuit la apariția unei specii de creaturi calitativ noi, cu proprietăți biosociale. Factorii sociali au condus la o descoperire într-un mediu adaptativ fundamental nou, care a oferit avantaje uriașe pentru supraviețuirea populațiilor umane și a accelerat dramatic ritmul evoluției acestuia.

Factorii biologici ai evoluției care joacă un anumit rol în antropogenie până astăzi sunt variabilitatea ereditară, precum și fluxul de gene care furnizează materialul primar pentru selecția naturală. În același timp, izolarea, valurile populației și deriva genetică și-au pierdut aproape complet semnificația ca urmare a progresului științific și tehnologic. Acest lucru dă motive unor oameni de știință să creadă că în viitor chiar și diferențele minime între reprezentanții diferitelor rase vor dispărea din cauza amestecării lor.

Din moment ce condițiile de mediu în schimbare i-au forțat pe strămoșii umani să coboare din copaci în spațiul deschis și să treacă la mișcare pe două membre, eliberat membrele superioare au fost folosite de ei pentru a transporta alimente și copii, precum și pentru fabricarea și folosirea uneltelor. Cu toate acestea, este posibil să se realizeze un astfel de instrument numai dacă există o idee clară a rezultatului final - imaginea obiectului, prin urmare, s-a dezvoltat și gândirea abstractă. Este bine cunoscut faptul că mișcările complexe și procesele de gândire sunt necesare pentru dezvoltarea anumitor zone ale cortexului cerebral, ceea ce s-a întâmplat în procesul de evoluție. Cu toate acestea, este imposibil să moștenești astfel de cunoștințe și abilități, ele pot fi doar transferate de la un individ la altul pe parcursul vieții acestuia din urmă, ceea ce a dus la crearea unei forme speciale de comunicare - vorbirea articulată.

Astfel, să factori sociali evoluția ar trebui să includă activitatea umană de muncă, gândirea abstractă și vorbirea articulată. Nici altruismul nu trebuie aruncat. om primitiv care avea grijă de copii, femei și bătrâni.

Activitatea de muncă a unei persoane nu numai că a influențat aspectul său, dar a făcut posibilă la început atenuarea parțială a condițiilor de existență prin utilizarea focului, fabricarea de îmbrăcăminte, construcția de locuințe și, ulterior, modificarea activă a acestora prin defrișări, arături etc. În vremurile noastre, activitatea economică necontrolată a pus omenirea în fața unei catastrofe globale ca urmare a eroziunii solului, uscarea rezervoarelor de apă dulce, distrugerea ecranului de ozon, care, la rândul său, poate crește presiunea. a factorilor biologici ai evoluţiei.

Dryopithecus, care a trăit în urmă cu aproximativ 24 de milioane de ani, cel mai probabil a fost strămoșul comun al oamenilor și al marilor maimuțe. În ciuda faptului că s-a cățărat în copaci și a alergat pe toate cele patru membre, putea să se miște pe două picioare și să poarte mâncare în mâini. Separarea completă a maimuțelor superioare și a liniei care duce la om a avut loc acum aproximativ 5-8 milioane de ani.

Australopithecus. Din dryopithecus, aparent, genul ardipithecus, care s-a format în urmă cu peste 4 milioane de ani în savanele Africii ca urmare a răcirii și retragerii pădurilor, ceea ce a forțat aceste maimuțe să treacă la mișcarea pe membrele posterioare. Acest mic animal, aparent, a dat naștere unui gen destul de numeros australopitecine(„maimuță de sud”).

Australopithecus a apărut în urmă cu aproximativ 4 milioane de ani și a trăit în savanele africane și pădurile uscate, unde avantajele mișcării bipede au fost pe deplin afectate. Două ramuri au plecat de la Australopithecus - ierbivore mari cu fălci puternice parantropişi mai mici şi mai puţin specializate oameni. Pentru un anumit timp, aceste două genuri s-au dezvoltat în paralel, care, în special, s-au manifestat printr-o creștere a volumului creierului și complicarea instrumentelor folosite. Particularitățile genului nostru sunt fabricarea de unelte de piatră (paranthropus folosește numai os) și un creier relativ mare.

Primii reprezentanți ai genului Om au apărut în urmă cu aproximativ 2,4 milioane de ani. Ei aparțineau genului de om priceput (Homo habilis)și erau creaturi scurte (aproximativ 1,5 m) cu un volum al creierului de aproximativ 670 cm 3 . Au folosit unelte de pietricele brute. Aparent, reprezentanții acestei specii aveau expresii faciale bine dezvoltate și aveau un discurs rudimentar. Un om priceput a părăsit scena istorică în urmă cu aproximativ 1,5 milioane de ani, dând naștere următoarelor specii - om drept.

Om corect (H. erectus) ca specie biologică formată în Africa cu aproximativ 1,6 milioane de ani în urmă și a existat timp de 1,5 milioane de ani, răspândindu-se rapid pe vaste teritorii din Asia și Europa. Un reprezentant al acestei specii din insula Java a fost descris odată ca Pithecanthropus(„omul-maimuță”), descoperit în China, se numea Sinanthropus, în timp ce „colegul” lor european este bărbatul din Heidelberg.

Toate aceste forme se mai numesc arhantropi(primii oameni). Bărbatul drept se distingea printr-o frunte joasă, arcuri superciliare mari și o bărbie înclinată spre spate, volumul creierului său era de 900-1200 cm3. Trunchiul și membrele unui bărbat îndreptat semănau cu cele ale omului modern. Fără îndoială, reprezentanții acestui gen au folosit focul și au făcut topoare cu două tăișuri. După cum au arătat descoperiri recente, această specie a stăpânit chiar navigația, deoarece descendenții săi au fost găsiți pe insule îndepărtate.

Paleoantrop. Acum aproximativ 200 de mii de ani, de la Heidelberg a venit omul Omul de Neanderthal (H. neandertalensis), care i se atribuie paleoantropi(oameni antici) care au trăit în Europa și Asia de Vest în urmă cu 200-28 de mii de ani, inclusiv în epoca glaciației. Erau oameni puternici, destul de puternici din punct de vedere fizic și rezistenti, cu un volum mare al creierului (chiar mai mare decât cel al unei persoane moderne). Aveau un discurs articulat, făceau unelte și haine complexe, își îngropau morții și poate chiar să fi avut unele rudimente de artă. Neanderthalienii nu au fost strămoșii Homo sapiens, acest grup s-a dezvoltat în paralel. Dispariția lor este asociată cu dispariția faunei mamut după ultima glaciație și poate fi și rezultatul deplasării competitive a speciei noastre.

Cea mai veche descoperire a unui reprezentant Homo sapiens (homo sapiens) are 195 de mii de ani și provine din Africa. Cel mai probabil, strămoșii omului modern nu sunt oamenii de Neanderthal, ci o formă de arhantropi, cum ar fi omul Heidelberg.

Neoantrop. Cu aproximativ 60 de mii de ani în urmă, ca urmare a unor evenimente necunoscute, specia noastră aproape s-a stins, așa că toți următorii oameni sunt descendenți ai unui grup mic care număra doar câteva zeci de indivizi. După ce a depășit această criză, specia noastră a început să se răspândească în Africa și Eurasia. Se deosebește de alte specii prin fizicul mai zvelt, rata de reproducere mai mare, agresivitate și, bineînțeles, comportamentul cel mai complex și mai flexibil. oameni tip modern care au locuit Europa acum 40 de mii de ani se numesc Cro-Magnonsși se referă la neoantropi(oameni moderni). Ele nu se pot distinge biologic de oameni moderni: înălțime 170–180 cm, volumul creierului aproximativ 1600 cm 3. Poporul Cro-Magnon a dezvoltat arta și religia, a domesticit multe feluri de animale sălbatice și a cultivat multe feluri de plante. Cro-Magnonii sunt descendenți din oamenii moderni.

Rasele umane, relația lor genetică

În timpul așezării omenirii pe planetă, între diferitele grupuri de oameni au apărut anumite discrepanțe în ceea ce privește culoarea pielii, trăsăturile feței, natura părului, precum și frecvența de apariție a anumitor caracteristici biochimice. Totalitatea acestor trăsături ereditare caracterizează un grup de indivizi din aceeași specie, diferențele dintre care sunt mai puțin semnificative decât subspeciile - rasă.

Studiul și clasificarea raselor este complicată de lipsa granițelor clare între ele. Întreaga umanitate modernă aparține unei singure specii, în cadrul căreia există trei rase mari: Australo-Negroid (negru), Caucazoid (alb) și Mongoloid (galben). Fiecare dintre ele este împărțit în rase mici. Diferențele dintre rase se reduc la trăsăturile de culoare a pielii, păr, forma nasului, buzele etc.

Australo-Negroid, sau cursa ecuatorială caracterizat prin culoarea închisă a pielii, păr ondulat sau creț, un nas larg și ușor proeminent, nări transversale, buze groase și o serie de trăsături craniene. caucazoid, sau rasă eurasiatică caracterizat prin piele deschisă sau închisă la culoare, păr moale drept sau ondulat, bună dezvoltare a părului pe fața bărbaților (barbă și mustață), nas îngust proeminent, buze subțiri și o serie de trăsături craniene. mongoloid(asiatic american) rasă caracterizat prin piele brună sau deschisă, păr adesea aspru, lățime medie a nasului și a buzelor, turtirea feței, proeminența puternică a pomeților, dimensiunea relativ mare a feței, dezvoltarea vizibilă a „pleoapei a treia”.

Aceste trei rase diferă și ca așezare. Înainte de epoca colonizării europene, rasa Australo-Negroide era comună în Lumea Veche la sud de Tropicul Racului; Rasa caucaziană - în Europa, Africa de Nord, Asia de Vest și India de Nord; Rasa mongoloidă - în Asia de Sud-Est, de Nord, Centrală și de Est, Indonezia, America de Nord și de Sud.

Cu toate acestea, diferențele dintre rase se referă doar la trăsături minore care au semnificație adaptivă. Astfel, pielea negroizilor este arsă la o doză de zece ori mai mare de radiații ultraviolete decât pielea caucazienilor, dar caucazienii suferă mai puțin de rahitism la latitudini mari, unde poate exista o lipsă de radiații ultraviolete necesare pentru formarea vitaminei D.

Anterior, unii oameni au căutat să demonstreze perfecțiunea uneia dintre rase pentru a câștiga un avantaj moral asupra altora. Acum este clar că caracteristicile rasiale reflectă doar căi istorice diferite ale unor grupuri de oameni, dar nu au nimic de-a face cu avantajul sau înapoierea biologică a unuia sau altuia. Rasele umane sunt mai puțin clar definite decât subspeciile și rasele altor animale și nu pot fi comparate în niciun fel, de exemplu, cu rasele de animale domestice (care sunt rezultatul unei selecții intenționate). După cum arată studiile biomedicale, consecințele căsătoriei interrasiale depind de caracteristicile individuale ale unui bărbat și ale unei femei, și nu de rasa lor. Prin urmare, orice interdicții împotriva căsătoriilor interrasiale sau a anumitor superstiții sunt neștiințifice și inumane.

Mai specifice decât rasele, grupurile de oameni sunt naţionalităţi- comunități de oameni lingvistice, teritoriale, economice și culturale formate istoric. Populația unei anumite țări își formează oamenii. Odată cu interacțiunea mai multor naționalități, o națiune poate apărea ca parte a unui popor. Acum pe Pământ nu există rase „pure”, iar fiecare națiune suficient de mare este reprezentată de oameni care aparțin unor rase diferite.

Natura biosocială a omului

Fără îndoială, omul ca specie biologică trebuie să fie sub presiunea unor factori evolutivi precum mutageneza, valurile populației și izolarea. Cu toate acestea, pe măsură ce societatea umană se dezvoltă, unele dintre ele slăbesc, în timp ce altele, dimpotrivă, cresc, deoarece pe planeta captată de procesele globalizării, aproape nu există populații umane izolate în care să se efectueze traversări strâns legate, iar numărul populațiilor în sine nu este supus unor fluctuații bruște. În consecință, factorul motor al evoluției – selecția naturală – datorită progreselor medicinii nu mai joacă în populațiile umane rolul care îi este caracteristic în populațiile altor organisme.

Din păcate, slăbirea presiunii de selecție duce la creșterea frecvenței bolilor ereditare în populații. De exemplu, în țările industrializate, până la 5% din populație suferă de daltonism (daltonism), în timp ce în țările mai puțin dezvoltate această cifră este de până la 2%. Consecințe negative acest fenomen poate fi depășită prin măsuri preventive și progres în domenii ale științei precum terapia genică.

Totuși, aceasta nu înseamnă că evoluția umană s-a încheiat, deoarece selecția naturală continuă să acționeze, eliminând, de exemplu, gameții și indivizii cu combinații nefavorabile de gene chiar și în perioadele preembrionare și embrionare de ontogeneză, precum și rezistența la agenți patogeni. a diferitelor boli. În plus, materialul pentru selecția naturală este furnizat nu numai de procesul de mutație, ci și de acumularea de cunoștințe, capacitatea de a învăța, percepția culturii și alte trăsături care pot fi transmise de la persoană la persoană. Spre deosebire de informația genetică, experiența acumulată în procesul dezvoltării individuale se transmite atât de la părinți la descendenți, cât și invers. Și concurența apare deja între comunități care diferă cultural. Această formă de evoluție, specifică exclusiv omului, se numește cultural, sau evolutia sociala.

Cu toate acestea, evoluția culturală nu exclude evoluția biologică, deoarece a devenit posibilă doar ca urmare a formării creier uman, iar biologia umană în sine este determinată în prezent de evoluția culturală, deoarece în absența societății și a unei varietăți de mișcări, anumite zone nu se formează în creier.

Astfel, o persoană are o natură biosocială, care lasă o amprentă asupra manifestării tiparelor biologice, inclusiv genetice, la care este supusă dezvoltarea sa individuală și evolutivă.

Mediul social și natural, adaptarea omului la acesta

Sub mediu socialînțelege, în primul rând, condițiile sociale materiale și spirituale care înconjoară o persoană a existenței și activității sale. Pe lângă sistemul economic, relațiile sociale, conștiința socială și cultură, include și mediul imediat al unei persoane - familia, echipele de muncă și studenți, precum și alte grupuri. Mediul, pe de o parte, are o influență decisivă asupra formării și dezvoltării personalității, iar pe de altă parte, el însuși se modifică sub influența unei persoane, ceea ce implică noi schimbări în oameni etc.

Adaptarea indivizilor sau a grupurilor acestora la mediul social pentru realizarea propriilor nevoi, interese, scopuri de viață și include adaptarea la condițiile și natura de studiu, muncă, relații interpersonale, mediu ecologic și cultural, timp liber și condiții de viață, precum precum şi schimbarea lor activă pentru satisfacerea nevoilor lor. Un rol important în aceasta îl joacă o schimbare în sine, în motivele, valorile, nevoile, comportamentul, etc.

Încărcături de informații și experiențe emoționale în societate modernă sunt adesea cauza principală a stresului, care poate fi depășită cu ajutorul auto-organizării clare, antrenamentului fizic și auto-antrenamentului. În unele cazuri, mai ales grave, este necesară apelul la un psihoterapeut. O încercare de a găsi uitarea acestor probleme în supraalimentarea, fumatul, consumul de alcool și alte obiceiuri proaste nu duce la rezultatul dorit, ci doar agravează starea organismului.

Mediul natural nu are o influență mai mică asupra unei persoane, în ciuda faptului că o persoană a încercat să-și creeze un mediu artificial confortabil de aproximativ 10 mii de ani. Astfel, urcarea la o înălțime considerabilă datorită scăderii concentrației de oxigen din aer duce la creșterea numărului de globule roșii din sânge, creșterea respirației și a ritmului cardiac, iar expunerea prelungită la soare deschis contribuie la creșterea pigmentarea pielii - arsuri solare. Cu toate acestea, aceste modificări se încadrează în norma reacției și nu sunt moștenite. Cu toate acestea, popoarele care trăiesc în astfel de condiții pentru o lungă perioadă de timp pot avea unele adaptări. Deci, printre popoarele nordice, sinusurile nazale au un volum mult mai mare pentru a încălzi aerul, iar dimensiunea părților proeminente ale corpului scade pentru a reduce pierderile de căldură. Africanii se disting prin culoarea mai închisă a pielii și părul creț, deoarece pigmentul melanină protejează organele corpului de pătrunderea razelor ultraviolete dăunătoare, iar capacul de păr are proprietăți de izolare termică. Ochii ușoare ai europenilor sunt o adaptare la o percepție mai acută a informațiilor vizuale la amurg și în ceață, iar forma ochiului mongoloid este rezultatul selecției naturale pentru acțiunea vântului și a furtunilor de praf.

Aceste schimbări necesită secole și milenii, dar viața într-o societate civilizată presupune unele schimbări. Da, reducere activitate fizica duce la simplificarea scheletului și la o scădere a forței sale, la o scădere a masei musculare. mobilitate redusă, un exces de alimente bogate în calorii, stresul duce la creșterea numărului de persoane supraponderale, iar alimentația cu proteine ​​de calitate superioară și continuarea orelor de lumină cu ajutorul luminii artificiale contribuie la accelerare - accelerarea creșterii și pubertății, creșterea corpului mărimea.

Opțiunea 1.

Principalul merit al lui Charles Darwin în dezvoltarea biologiei este:

1) dezvoltarea metodelor de ameliorare 2) identificarea forțelor motrice ale evoluției

3) crearea fundamentelor științifice ale taxonomiei; 4) studiul descoperirilor paleontologice.

Ca urmare a interacțiunii forțelor motrice ale evoluției, apar următoarele:

1) fluctuația numărului de populații 2) formarea de noi specii în natură

3) procesul de mutație 4) izolarea populațiilor.

Care sunt motivele luptei pentru existență?

1) variabilitatea indivizilor dintr-o populație

2) resursele de mediu limitate și reproducerea intensivă a indivizilor

3) dezastre naturale

4) lipsa adaptărilor indivizilor la mediu.

Ce variabilitate servește ca material pentru selecția naturală?

1) sezonier 2) mutațional 3) definit 4) fenotipic.

Mutațiile benefice se răspândesc printr-o populație prin:

1) circulația persoanelor 2) traversarea liberă

3) izolare fiziologică 4) izolare ambientală.

Selecția naturală este:

1) relații complexe dintre organisme și natura neînsuflețită

2) procesul de conservare a indivizilor cu modificări ereditare utile acestora

3) procesul de formare a unor noi specii în natură

4) procesul de creştere a populaţiei.

În direcția adaptării organismelor la mediu, acționează următoarele:

1) selecția metodologică 2) selecția naturală

3) variabilitate ereditară 4) lupta pentru existență.

Selecția indivizilor cu semne care se abat de la valoarea medie se numește:

1) condus 2) metodic 3) stabilizator 4) masa.

Ce este deriva genetica?

1) o modificare aleatorie a frecvenței de apariție a alelelor lor într-o populație

2) mișcarea indivizilor de la o populație la alta

Adaptabilitatea plantelor și animalelor la mediul lor este rezultatul:

1) dorinta indivizilor de autoperfectionare 2) activitati umane

3) variabilitatea modificării 4) interacțiunea forțelor motrice ale evoluției.

Adaptabilitatea plantelor la polenizarea de către insecte se manifestă prin:

1) formarea unei cantităţi mari de polen 2) alungirea filamentelor

3) înflorirea timpurie de primăvară 4) prezența nectarului în flori, o corolă strălucitoare.

Care este adaptabilitatea unui iepure de câmp la protecția împotriva prădătorilor în timpul iernii?

1) prezența unei temperaturi constante a corpului 2) o modificare a liniei părului

3) prezența hibernării 4) capacitatea de a se deplasa rapid prin zăpadă.

Dovezile embriologice pentru evoluție includ:

1) structura celulară a organismelor

2) prezența unor sisteme de organe similare la vertebrate

3) asemănarea embrionilor de vertebrate

4) asemănarea proceselor vieții la animale.

Relația dintre nevertebrate și vertebrate poate fi dovedită prin studierea structurii:

1) pește cartilaginos 2) anelide 3) pește oase 4) lanceletă.

eu . Caracteristica selecției Tipul selecției

A) conservă indivizii cu util în condiţii date 1) naturale

schimbările de mediu.

B) duce la crearea de noi rase de animale 2) artificiale

și soiuri de plante.

C) contribuie la crearea organismelor cu necesarul

omul prin modificări ereditare.

D) se manifestă în cadrul unei populaţii şi între populaţii

o specie în natură.

D) a fost activ în natură de milioane de ani.

E) duce la formarea de noi specii și formarea

adaptarea la mediu.

G) este efectuată de o persoană.

II . Criteriul tipului de caracteristică

A) corpul este acoperit cu o manta. 1) morfologic

b) Chiuveta are două uși. 2) ecologic

C) trăiește în apă dulce.

D) sistemul circulator este deschis.

D) se hrănește cu microorganisme acvatice.

E) larva se dezvoltă în apă.

III. Organism Direcția evoluției

A) emu struț 1) progres biologic

B) șobolan cenușiu 2) regresie biologică

B) șoarecele de casă

albastru-verde (cianobacterii)

D) vulturul auriu

E) Tigrul Ussuri

Sarcina 3. Stabiliți succesiunea apariției aromorfozelor în evoluția vertebratelor:

A) o inimă de pește cu două camere

B) dezvoltarea puiului în uterul mamiferelor

B) fertilizarea internă la reptile

D) respiraţia pulmonară la amfibieni

Testîn biologie. Clasa a 11a.

„Învățăturile lui Ch. Darwin despre forţe motriceși rezultatele evoluției.

Teoria sintetică a evoluției.

Opțiunea 2.

Sarcina 1. Alegeți răspunsul corect:

Ce sunt ereditatea, variabilitatea, lupta pentru existență și selecția naturală?

1) proprietățile faunei sălbatice 2) rezultatele evoluției

3) forțele motrice ale evoluției 4) principalele direcții de evoluție.

Forțele motrice ale evoluției includ:

1) diversitatea speciilor 2) lupta pentru existență

3) speciație 4) fitness.

Care este semnificația luptei pentru existență în evoluție?

1) conservarea indivizilor în principal cu modificări benefice

2) conservarea indivizilor cu orice modificări ereditare

3) crearea de material pentru selecție

4) agravarea relaţiilor dintre indivizi.

La ce duce întărirea procesului de mutație în populația naturală?

1) creșterea eficienței selecției naturale

2) creşterea intensităţii circulaţiei substanţelor

3) creșterea numărului de indivizi 4) îmbunătățirea autoreglementării.

Care este rolul mutațiilor recesive în evoluție?

1) apar în prima generație

2) sunt o rezervă ascunsă de variabilitate ereditară

3) de obicei dăunătoare pentru organism 4) afectează genele celulelor corpului, nu gameții.

Formarea de noi specii în natură are loc ca urmare a:

1) dorința indivizilor de auto-îmbunătățire

2) conservarea indivizilor cu modificări ereditare utile pentru el

3) conservarea de către om a indivizilor cu modificări ereditare utile acestuia

4) fenotipic.

conservarea prin selecţie naturală a indivizilor cu modificări ereditare benefice acestora.

4) conservarea prin selecție naturală a indivizilor cu o varietate de modificări neereditare.

Cum se numește selecția, în care indivizii cu o normă medie a unui indicator al unei trăsături sunt păstrați într-o populație?

1) stabilizator 2) condus 3) artificial 4) metodic.

Care sunt consecințele stabilizării selecției?

1) conservarea speciilor vechi 2) modificarea normei de reacție

3) apariția de noi specii; 4) conservarea indivizilor cu caracteristici modificate.

Factorul de evoluție, a cărui bază este apariția barierelor în calea trecerii libere a indivizilor, se numește:

1) modificare 2) selecție naturală

3) izolare 4) valuri de populație.

Care sunt motivele diversității speciilor din natură?

1) schimbări sezoniere ale ecosistemului 2) adaptarea organismelor la mediu

3) variabilitatea eredității și selecția naturală

4) variabilitatea modificării și selecția artificială.

Adaptarea animalelor la schimbările sezoniere ale naturii este:

1) vânătoare de rechini, raze 2) migrație a păsărilor migratoare

3) activitatea nocturnă a liliecilor; 4) mișcarea valvelor cochiliei de moluște.

Ce tip de adaptări includ culoarea strălucitoare a gărgărițelor?

1) mimica 2) deghizarea

3) colorare de protecție 4) colorare de avertizare.

Dați un exemplu de dovezi paleontologice pentru evoluție:

1) amprenta Archaeopteryx 2) diversitatea speciilor de organisme

3) adaptabilitatea peștilor la viață la diferite adâncimi; 4) prezența scoicilor în moluște.

Organele care și-au pierdut funcția inițială în timpul evoluției se numesc:

1) atavisme 2) rudimente 3) omoloage 4) asemănătoare.

Sarcina 2. Potrivire:

eu. Pretenția de dovezi a evoluției

A) ontogenie umană, ca cimpanzeii, 1) embriologică

începe cu un zigot.

B) aripa de pasăre și laba aluniței - omoloage 2) anatomice comparative

C) într-o turmă de cai, aspectul cu trei degete

D) prezența fantelor branhiale în embrionul unui mamifer.

D) toate vertebratele în dezvoltare individuală trec prin

stadii de blastula, gastrula, neurula.

II. Criteriul tipului de caracteristică

A) larva trăiește în apă 1) morfologic

B) corpul este turtit. 2) ecologic

D) se hrănește cu țesuturile gazdă.

D) are ventuze.

E) sistemul digestiv are o deschidere a gurii.

III. Factorul de mediu caracteristic

A) constanța compoziției gazelor a atmosferei. 1) biotic

B) modificarea grosimii ecranului cu ozon. 2) abiotic

C) modificări ale umidității aerului.

D) modificarea numărului de consumatori.

D) modificarea numărului de producători.

Sarcina 3. Stabiliți succesiunea proceselor de dezvoltare embrionară a vertebratelor:

A) formarea blastomerilor în procesul de zdrobire a zigotului

B) depunerea organelor rudimentare ale embrionului

C) fuziunea ovulului și spermatozoizilor și formarea unui zigot

D) dezvoltarea plăcii neurale

D) formarea straturilor germinale

Munca de control în biologie. Clasa a 11a.

„Învățătura lui Ch. Darwin despre forțele motrice și rezultatele evoluției.

Teoria sintetică a evoluției.

Răspunsuri. Opțiunea 1.

Exercitiul 1.

Sarcina 2.

III.

Sarcina 3.

Opțiunea 2.

Exercitiul 1.

III.