Теория эволюции : от Чарльза Дарвина до синтетической теории эволюции

 

Теория  эволюции : от Ч.Дарвина  до синтетической  теории эволюции  
 

Введение 

Все живые  существа и мир, окружающий нас, обладает огромным количеством общих черт. Эти сходства действительно заслуживают нашего изумления. Так, например ,поражает воображение необычайная сложность стоения, присущая всем живым организмам. Кроме того, многие признаки живых существ обладают приспособительным характером. Ну и конечно огромное разнообразие форм жизни мы не можем оставить без внимания.

Все эти  явления и признаки, которые человек может наблюдать, вызывают ряд вопросов, на которые человек ищет ответы очень давно.

Вопросы:

• Как возникли сложные организмы?
• Какие силы сформировали их приспособительные признаки?
• Как поддерживается разнообразие органического мира?

Так же многих людей интересует вопрос:

• Какое место в органическом мире занимает человек?

 

Эволюция 

Очень долгое время в Европе было принято  считать, что ответом на все вышепоставленные вопросы была библейская история сотворения мира ,а именно: Бог сотворил растения (на третий день творения), животных (на пятый) и людей, Адама и Еву (на шестой).

Только  в 1859 году эта теория была смещена  другой, основанной на доказательствах. Ведь именно в 1859 году было опубликовано «Происхождение видов» Дарвина. И это уже не просто теория, а научная теория эволюции. Конечно, до Дарвина некоторые ученые пытались выдвинуть идею об эволюции. Самый знаменитый из них – Ламарк. Но труд Ламарка был не убедителен, однако он подготовил почву для теории Дарвина. В 30-х годах прошлого века дарвиновские идеи были объединены с законами Менделя, которые сформировали основу синтетической теории эволюции (СТЭ).

Дарвин  проводил очень много исследований, которые помогли ему собрать  очень много информации и систематизировать  ее, сделать одним целым. Труды Дарвина были убедительны в отличии работ других ученых, его теория была одобрена и принята очень быстро. Но, конечно, были и такие люди, которые продолжали оспаривать, но это были люди из церковных кругов, а не из научных.

Но, я  думаю, необходимо теперь объяснить что же такое эволюция. Итак, эволюция – это постепенный процесс изменения, развития. Но эволюции бывают разные. Я же буду говорить о биологической эволюции – о необратимом, постепенном, историческом развитии живой природы.

В наше время существует не одна, а несколько теорий эволюционного развития. Все эти теории обладают одним основанием, а именно, они утверждают, что ныне живущие формы жизни являются потомками других форм жизни, которые существовали очень много лет назад. Различия всех этих теорий в том, что они выделяют разные причины этого постепенного развития, разные факторы, которые иногда во многом соприкасаются. В данный момент наиболее распространенной является синтетическая теория эволюции, которая основана и развита на теории Дарвина.

Итак, а  теперь перейдем непосредственно к  рассмотрению трудов Дарвина. 

Учение Дарвина 

Начну я с того, что перечислю все  основные факторы эволюции по Дарвину.

1. Наследственная изменчивость

Это изменения, которые пердаются потомкам.

2. Итак, Дарвин проанализировал то, как размножаются некоторые организмы. И, оказалось, что некоторые из них оставляют огромное потомство, но тем не менее, земной шар до сих пор не покрылся этими организмами. А ведь все организмы стремятся к размножению в геометрической прогрессии. Так почему же количество взрослых особей не увеличивается? Всему причина борьба за существование.

Это взаимоотношение  между особями, или между особью и природными факторами. Различают  три вида борьбы за существования:

• Межвидовая – взаимоотношения между особями разных видов. Например, хищник поедает травоядных животных. Но межвидовые взаимоотношения могут быть и благоприятными. Например, птицы съедают семена и так же их распространяют, пчелы распространяют пыльцу и т.д.
• Внутривидовая борьба происходит между особями одного вида. Это наиболее острая борьба, т.к. борющиеся организмы имеют сходные потребности. Это, например, борьба за пищу и территорию. Так же вступают очень часто в борьбу самцы в периоды размножения. В таком случае более слабые особи исключаются из дальнейшего процесса размножения. Их гены более не передаются потомкам.
• Борьба с неблагоприятными внешними факторами так же имеет очень большое значение в борьбе за выживание среди организмов. В засушливое лето или в очень холодную зиму погибают те особи, которые менее приспособлены к данной окружающей среде.

3. В борьбе за существование одни особи справляются, выживают. Другие же, более слабые, гибнут. И в результате остаются те особи, которые обладают полезными для данной местности и данных условий признаками. И результатом борьбы за существование является естественный отбор. Естественный отбор – (Дарвин называл) процесс выживания и размножения наиболее приспособленных особей. Это главная движущая сила , направляющая эволюционный процесс. Ну а материалом для него служит наследственная изменчивость. Итак, в процессе естественного отбора происходит накопление полезных изменений для данной группы организмов. И это, в свою очередь, приводит к формированию нового вида. 
   

Синтетическая теория эволюция 

Современная синтетическая теория эволюции началась с популяционно-генетического подхода к эволюции.

Авторы  расходились в некоторых проблемах, да и в общем то работали в разных областях биологии, но тем не менее  они были практически единодушны в трактовке основных положений:

• Элементарной единицей эволюции считается популяция

Эволюция  длится очень и очень долго. Поэтому  коснуться этот процесс только одной  особи не может. И хотя отдельно взятый организм претерпевает небольшие изменения  в течение жизни, эволюция просто не может происходить на уровне только одного организма

Единица эволюции должна удовлетворять следующие требования:

1. Изменяться во времени, но не просто, а наследственно
2. Находиться в определенных природных условиях в течении длительного времени

Отдельный организм не удовлетворяет выше приведенным требованиям. Так же выше приведенным требованиям не удовлетворяет и вид. По данным условиям подходит популяция. Она то и является элементарной единицей эволюции.

• Материалом для эволюции является мутационная изменчивость
• Естественный отбор является главной причиной  развития адаптация и видообразований
• Вид есть система популяций, изолированных от популяций других видов, и каждый вид, в свою очередь, экологически обособлен
• Видообразование заключается в возникновении генетически изолирующих механизмов и осуществляется в условиях географической изоляции

Таким образом, синтетическую теорию эволюции можно охарактеризовать как теорию органической эволюции путем естественного  отбора признаков, детерминированных  генетически.

Условия, необходимые для  осуществления эволюции

Для того, чтобы процесс эволюции был запущен, необходимо влияние на него как минимум  трех факторов:

1. Во-первых, необходима изоляция, т.е. такой фактор, который разделяет старую популяцию на две или более новых. Это позволяет каждой новой популяции развиваться самостоятельно.
2. Во-вторых, необходима наследственная изменчивость и популяционные волны, т.е. факторы, которые изменяют генофонд популяции
3. В-третьих, необходим естественный отбор, т.е. такой фактор, который направляет эволюционный процесс, который закреплял бы в популяции некоторых адаптаций.

А теперь подробнее о каждом о каждом факторе  эволюции.

1. Наследственная изменчивость.

Данная  изменчивость может обеспечить возникновение  нового генетического материала в популяции. Существует две формы такой изменчивости: комбинативная и мутационная. Мутация возникают ненаправленно, они не имеют приспособительное значение. Доминантные мутации проявляются у особей первого поколения. Если это негативные мутации, то особь погибает сразу или в ходе естественного отбора. А полезные мутации сохраняются у особей следующего поколения. Так же существуют рецессивные мутации, которые происходят гораздо чаще. Они могут довольно долгое время передаваться из поколения в поколение в скрытом виде. Такие мутации проявляются через несколько поколений. Ну и здесь такая же система. Полезные мутации будут сохраняться, а вредные удаляться с помощью естественного отбора. Степень полезности мутации может определяться и средой обитания, и при перемещении в другие условия внешней среды, эти качества будут не так полезны.

Мутации не способны оказать влияние на процесс  эволюции, но тем не менее давление на популяции достаточно ощутимо.

2. Популяционные волны

Разумеется, размеры популяций меняются. Такие изменения и называются популяционными волнами. Существуют разные факторы, способствующие изменению численности популяций. Например, болезни, нехватка корма и т.д. В таком случае множество неприспособленных к таким условиям, нестойких особей – гибнут.

Иногда популяция проходит через период малой численности. Такой период получил название эффект «бутылочного горлышка». Такие периоды проходят только некоторые особи, которые при последующем увеличении популяции, увеличивают свою численность. Благодаря данному эффекту, популяции, которые обитают в сходных условиях, могут значительно отличаться.

Но  что бы развиваться независимо от других популяций, независимо от других популяций, недостаточно наследственной изменчивости и популяционных волн.

3. Изоляция

Изоляция  – это ограниченное или полное отсутствие скрещивания между разными популяциями. Пока между популяциями происходит обмен генов, они не могут стать различными. Но при обособлении каждаю популяция превращается в самостоятельную систему.

Различают пространственную и экологическую изоляцию.

Пространственная  изоляция – изоляция, которая связана  с существованием географических преград. Например, горных преград, водоемов и т.д.

Экологическая изоляция – это такая изоляция, при которой обитатели разделены  экологическими препятствиями в пределах одного ландшафта. Например, обитатели одного болота имеют мало шансов встретиться с обитателями другого в период размножения.

Итак, такие факторы эволюции, как наследственная изменчивость, мутация и изоляция обеспечивают независимое существование популяций, создавая условия для действия главного эволюционного фактора – естественного отбора.

4. Естественный отбор

Рассказывая о теории Дарвина, я уже многое сказала о естественном отборе. Но хотелось бы добавить, что  естественный отбор основывается на генетическом разнообразии и избыточной численности особей в популяции. При генетическом разнообразии, имеется материал для отбора, а избыточное количество особей приводит к конкуренции, что, в свою очередь, приводит к борьбе за существование.

  Движущая форма  отбора. В той популяции, у которой все стабильно в течении достаточно длительного периода времени, выраженность определенных признаков варьирует относительно средней величины. Но при изменении условий внешней среды, преимущество могут получить те особи, которые были далеки от этой средней величины. Это в свою очередь ведет к сдвигу средней величины, т.е. другие признаки становятся приоритетными. Например, у бабочки березовой пяденицы белая окраска для маскировки на стволах берез. Но из-за плохой экологии, стволы берез становятся черными и теперь белые бабочки слишком заметны на темных стволах. В данных условиях белые бабочки становятся недостаточно приспособлены, поэтому преобладающими становятся черные бабочки, т.к. им удобнее маскироваться на темных стволах. белые стали встречаться чрезвычайно редко.