Teori evolusi dunia organik, konsep evolusi. Teori evolusi dunia organik Apa konsep evolusi dunia organik

Badan Federal untuk Pendidikan

Institusi Pendidikan Negeri Pendidikan Profesi Tinggi "Universitas Negeri Chelyabinsk"

Institut Ekonomi Industri, Bisnis dan Administrasi

Departemen Ekonomi Industri dan Pasar

ABSTRAK

Dengan topik “Teori evolusi dunia organik”

Pada subjek "Konsep ilmu pengetahuan alam modern"

Chelyabinsk

Pendahuluan 4

1. Terbentuknya gagasan perkembangan biologi 5

2. Teori evolusi Charles Darwin 11

3. Anti-Darwinisme 14

4. Dasar-dasar genetika 16

5. Teori evolusi sintetik 20

Kesimpulan 29

Sumber daya internet 32

Perkenalan

Kemajuan modern dalam ilmu pengetahuan dan teknologi bergerak dengan kecepatan yang tidak terbayangkan. Dialah yang memungkinkan orang untuk mempelajari rahasia alam, mengajari mereka cara menggunakan sumber daya alam, dengan bantuannya orang dapat menemukan diri mereka baik di luar angkasa maupun menyelam ke dasar depresi terdalam di kerak bumi dan banyak lagi. lagi. Namun, terlepas dari semua itu, masih ada misteri, dan salah satu, mungkin, rahasia paling misterius, yang sejauh ini hanya sedikit terungkap kepada manusia, adalah dan tetap menjadi misteri asal usul kehidupan di planet Bumi.

Menurut salah satu hipotesis, kehidupan dimulai dari bongkahan es. Meskipun banyak ilmuwan percaya bahwa karbon dioksida di atmosfer menjaga kondisi rumah kaca, yang lain percaya bahwa musim dingin berkuasa di Bumi. Fragmen meteorit yang dibawa dari luar angkasa, emisi dari ventilasi hidrotermal, dan reaksi kimia yang terjadi selama pelepasan listrik di atmosfer merupakan sumber amonia dan senyawa organik seperti formaldehida dan sianida. Begitu masuk ke perairan Samudra Dunia, mereka ikut membeku. Di kolom es, molekul zat organik saling berdekatan dan berinteraksi yang mengarah pada pembentukan glisin dan asam amino lainnya.

Charles Darwin dan orang-orang sezamannya percaya bahwa kehidupan mungkin berasal dari perairan. Banyak ilmuwan yang masih menganut pandangan ini. Pada suatu perairan yang tertutup dan relatif kecil, zat-zat organik yang dibawa oleh air yang mengalir ke dalamnya dapat terakumulasi dalam jumlah yang dibutuhkan.

Atau mungkin kehidupan muncul di daerah yang terdapat aktivitas gunung berapi? Segera setelah pembentukannya, Bumi menjadi bola magma yang bernapas api. Selama letusan gunung berapi dan gas yang dilepaskan dari magma cair, berbagai bahan kimia yang diperlukan untuk sintesis molekul organik dibawa ke permukaan bumi.

1. Terbentuknya gagasan perkembangan biologi

Gagasan tentang evolusi alam yang hidup muncul di zaman modern sebagai kontras dengan kreasionisme (dari bahasa Latin "penciptaan") - doktrin penciptaan dunia oleh Tuhan dari ketiadaan dan kekekalan dunia yang diciptakan oleh pencipta. . Kreasionisme sebagai pandangan dunia berkembang pada akhir zaman kuno dan Abad Pertengahan dan mengambil posisi dominan dalam kebudayaan.

Peran mendasar dalam pandangan dunia pada waktu itu juga dimainkan oleh gagasan teleologi - doktrin yang menyatakan bahwa segala sesuatu di alam diatur dengan sengaja dan semua perkembangan adalah realisasi dari tujuan yang telah ditentukan. Teleologi menganggap proses dan fenomena alam sebagai tujuan yang ditetapkan oleh Tuhan (H. Wolf) atau merupakan penyebab internal alam (Aristoteles, Leibniz).

Dalam mengatasi gagasan kreasionisme dan teleologi, peran penting dimainkan oleh konsep variabilitas spesies yang terbatas dalam divisi yang relatif sempit (dari satu nenek moyang) di bawah pengaruh lingkungan - transformisme. Konsep ini dirumuskan dalam bentuk yang diperluas oleh naturalis terkemuka abad ke-18, Georges Buffon, dalam karyanya yang berjumlah 36 jilid, Natural History.

Transformisme pada dasarnya mempunyai gagasan tentang perubahan dan transformasi bentuk organik, asal usul suatu organisme dari organisme lain. Di antara para naturalis dan filsuf transformis abad ke-17 dan ke-18, yang paling terkenal juga adalah R. Hooke, J. La Mettrie, D. Diderot, E. Darwin, I. Goethe, E. Saint-Hilaire. Semua transformis mengakui variabilitas spesies organisme di bawah pengaruh perubahan lingkungan.

Dalam pembentukan gagasan evolusi dunia organik, sistematika memainkan peran penting - ilmu biologi tentang keanekaragaman semua organisme yang ada dan punah, hubungan dan hubungan antara kelompok yang berbeda (taksa). Tugas utama taksonomi adalah menentukan, dengan membandingkan, ciri-ciri khusus setiap spesies dan setiap takson yang tingkatnya lebih tinggi, dan memperjelas sifat-sifat umum taksa tertentu. Fondasi sistematika diletakkan dalam karya J. Ray (1693) dan C. Linnaeus (1735).

Naturalis Swedia abad ke-18 Carl Linnaeus adalah orang pertama yang secara konsisten menerapkan tata nama biner dan membangun klasifikasi buatan tumbuhan dan hewan yang paling sukses.

Pada tahun 1751, bukunya “Filsafat Botani” diterbitkan, di mana C. Linnaeus menulis: “Sistem buatan hanya berfungsi sampai sistem alami ditemukan. Yang pertama hanya mengajarkan Anda untuk mengenali tumbuhan. Yang kedua akan mengajarkan kita untuk memahami sifat tanaman itu sendiri.” Dan selanjutnya: “Metode alami adalah tujuan akhir botani.”

Apa yang Linnaeus sebut sebagai “metode alami” pada dasarnya adalah teori mendasar tentang makhluk hidup. Kelebihan Linnaeus adalah, melalui penciptaan sistem buatan, ia membawa biologi pada kebutuhan untuk mempertimbangkan materi empiris yang sangat besar dari sudut pandang prinsip-prinsip teoretis umum.

Embriologi yang pada zaman modern bercirikan pertentangan antara praformasionisme dan epigenesis, berperan besar dalam pembentukan dan perkembangan gagasan evolusi satwa liar.

Preformisme - dari lat. "preform" - doktrin keberadaan struktur material dalam sel germinal yang menentukan perkembangan embrio dan karakteristik organisme yang berkembang darinya.

Preformasionisme muncul atas dasar gagasan praformasi yang dominan pada abad ke-17 dan ke-18, yang menyatakan bahwa organisme yang terbentuk diduga terbentuk sebelumnya di dalam sel telur (ovist) atau sperma (animalculists). Kaum praformis (C. Bonnet, A. Haller, dan lain-lain) percaya bahwa masalah perkembangan embrio harus diselesaikan dari sudut pandang prinsip-prinsip universal, yang dipahami secara eksklusif dengan akal, tanpa penelitian empiris.

Epigenesis adalah doktrin yang menyatakan bahwa, dalam proses perkembangan embrio, pembentukan organ dan bagian embrio baru secara bertahap dan konsisten terjadi dari substansi tak berstruktur dari sel telur yang telah dibuahi.

Epigenesis sebagai sebuah doktrin muncul pada abad ke-17 dan ke-18 dalam perjuangan melawan praformasionisme. Ide epigenetik dikembangkan oleh W. Harvey, J. Buffon, K.F. Wolf. Para ahli epigenetik meninggalkan gagasan tentang penciptaan makhluk hidup secara ilahi dan mendekati rumusan ilmiah tentang masalah asal usul kehidupan.

Jadi, pada abad ke-17 dan ke-18, gagasan tentang perubahan historis dalam ciri-ciri organisme yang bersifat herediter, yang tidak dapat diubah, muncul. perkembangan sejarah alam yang hidup - gagasan evolusi dunia organik.

Evolusi - dari lat. “berkembang” adalah sejarah perkembangan alam. Dalam perjalanan evolusi, pertama-tama, spesies baru muncul, yaitu. keanekaragaman bentuk organisme meningkat. Kedua, organisme beradaptasi, yaitu. beradaptasi terhadap perubahan kondisi lingkungan. Ketiga, sebagai akibat dari evolusi, tingkat umum pengorganisasian makhluk hidup secara bertahap meningkat: mereka menjadi lebih kompleks dan lebih baik.

Peralihan dari gagasan transformasi spesies ke gagasan evolusi, sejarah perkembangan spesies mengandaikan, pertama, pertimbangan proses pembentukan spesies dalam sejarahnya, dengan mempertimbangkan peran konstruktif faktor waktu. dalam sejarah perkembangan organisme, dan kedua, perkembangan gagasan tentang munculnya hal-hal yang secara kualitatif baru dalam proses sejarah tersebut. Transisi dari transformisme ke evolusionisme dalam biologi terjadi pada pergantian abad ke-18 hingga ke-19.

Teori evolusi pertama diciptakan oleh dua ilmuwan besar abad ke-19 - J. Lamarck dan Charles Darwin.

DAN Baptiste Lamarck dan Charles Robert Darwin menciptakan teori evolusi yang strukturnya berlawanan, sifat argumentasinya, dan kesimpulan utamanya. Nasib sejarah mereka juga berkembang secara berbeda. Teori Lamarck tidak banyak diakui oleh orang-orang sezamannya, sedangkan teori Darwin menjadi dasar ajaran evolusi. Saat ini, baik Darwinisme maupun Lamarckisme terus mempengaruhi konsep-konsep ilmiah, walaupun dengan cara yang berbeda.

Pada tahun 1809, buku Lamarck, Philosophy of Zoology, diterbitkan, yang menguraikan teori holistik pertama tentang evolusi dunia organik.

Lamarck dalam bukunya ini memberikan jawaban atas pertanyaan-pertanyaan yang dihadapi teori evolusi dengan menarik kesimpulan logis dari beberapa postulat yang diterimanya. Dia adalah orang pertama yang mengidentifikasi dua arah evolusi yang paling umum: perkembangan menaik dari bentuk kehidupan yang paling sederhana ke bentuk kehidupan yang semakin kompleks dan sempurna dan pembentukan adaptasi pada organisme tergantung pada perubahan lingkungan eksternal (perkembangan “vertikal” dan “horizontal”). ”). Lamarck adalah salah satu naturalis pertama yang mengembangkan gagasan evolusi dunia organik ke tingkat teori.

Lamarck memasukkan dalam ajarannya pemahaman baru secara kualitatif tentang peran lingkungan dalam perkembangan bentuk-bentuk organik, memperlakukan lingkungan eksternal sebagai faktor penting, suatu kondisi evolusi.

Lamarck percaya bahwa sejarah perkembangan organisme tidak terjadi secara acak, tetapi bersifat alami dan terjadi dalam arah perbaikan bertahap dan berkelanjutan. Lamarck menyebut peningkatan ini sebagai tingkat gradasi organisasi secara umum.

Lamarck menganggap kekuatan pendorong di balik gradasi adalah "keinginan alam untuk kemajuan", "keinginan untuk perbaikan", yang pada awalnya melekat pada semua organisme dan melekat pada mereka oleh Sang Pencipta. Pada saat yang sama, organisme mampu merespons dengan cepat setiap perubahan kondisi eksternal dan beradaptasi dengan kondisi lingkungan. Lamarck menetapkan posisi ini dalam dua undang-undang:

organ yang digunakan secara aktif berkembang secara intensif, dan organ yang tidak diperlukan menghilang;

perubahan yang diperoleh organisme melalui penggunaan aktif beberapa organ dan tidak digunakannya organ lain dipertahankan pada keturunannya.

Peran lingkungan dalam evolusi organisme dianggap berbeda oleh berbagai arah ajaran evolusi.

Untuk arahan dalam ajaran evolusi yang mempertimbangkan sejarah perkembangan satwa liar sebagai adaptasi langsung organisme terhadap lingkungannya, nama umum digunakan - ektogenesis (dari kata Yunani “di luar, di luar” dan “kemunculan, pembentukan”). Para pendukung ektogenesis memandang evolusi sebagai proses adaptasi langsung organisme terhadap lingkungan dan penjumlahan sederhana dari perubahan yang diperoleh organisme di bawah pengaruh lingkungan.

Ajaran yang menjelaskan evolusi organisme melalui tindakan hanya faktor internal non-materi (“prinsip perbaikan”, “kekuatan pertumbuhan”, dll.) disatukan dengan nama umum - autogenesis.

Ajaran ini memandang evolusi satwa liar sebagai suatu proses yang tidak bergantung pada kondisi eksternal, diarahkan dan diatur oleh faktor internal. Autogenesis adalah kebalikan dari ektogenesis.

Autogenesis dekat dengan vitalisme - seperangkat tren dalam biologi, yang menurutnya fenomena kehidupan dijelaskan oleh kehadiran kekuatan supernatural non-materi dalam organisme (“kekuatan hidup”, “jiwa”, “entelechy”, “archaea”) yang mengendalikan fenomena ini. Vitalisme - dari bahasa Latin "vital" - menjelaskan fenomena kehidupan melalui tindakan prinsip khusus yang tidak berwujud.

Dengan caranya sendiri, gagasan evolusi dunia organik berkembang dalam teori bencana.

F Ahli biologi Perancis Georges Cuvier (1769-1832) menulis: “Kehidupan telah berulang kali mengejutkan negeri kita dengan peristiwa-peristiwa yang mengerikan. Makhluk hidup yang tak terhitung jumlahnya menjadi korban bencana: beberapa, penghuni daratan, ditelan banjir, yang lain, yang menghuni kedalaman perairan, mendapati diri mereka berada di darat bersama dengan dasar laut yang tiba-tiba terangkat, ras mereka menghilang selamanya, hanya menyisakan a hanya sedikit sisa-sisa di dunia, hampir tidak terlihat oleh para naturalis.” .

Mengembangkan pandangan tersebut, Cuvier menjadi pendiri teori bencana, sebuah konsep di mana gagasan evolusi biologis muncul sebagai turunan dari gagasan yang lebih umum tentang perkembangan proses geologi global.

Teori bencana alam (catastrophism) didasarkan pada gagasan kesatuan aspek geologi dan biologi evolusi.

Dalam teori bencana, kemajuan bentuk-bentuk organik dijelaskan melalui pengakuan akan kekekalan spesies biologis individu.

Doktrin katastrofisme ditentang oleh para pendukung konsep evolusi lain, yang juga berfokus terutama pada masalah geologi, tetapi berangkat dari gagasan identitas proses geologi modern dan kuno - konsep Uniformitarianisme.

Uniformitarianisme terbentuk di bawah pengaruh keberhasilan mekanika klasik, terutama mekanika langit, astronomi galaksi, dan gagasan tentang ketidakterbatasan dan ketidakterbatasan alam dalam ruang dan waktu. Pada paruh ke-18 dan pertama abad ke-19, konsep Uniformitarianisme dikembangkan oleh J. Getton, C. Lyell, M.V. Lomonosov, K. Goff dan lain-lain.Konsep ini didasarkan pada gagasan tentang keseragaman dan kesinambungan hukum-hukum alam, kekekalannya sepanjang sejarah Bumi; tidak adanya revolusi dan lompatan dalam sejarah bumi; menjumlahkan penyimpangan kecil dalam jangka waktu yang lama; potensi reversibilitas fenomena dan penolakan kemajuan dalam pembangunan.

2. Teori Evolusi Charles Darwin

Ilmuwan Inggris Charles Darwin, tidak seperti J.B. Lamarck, menarik perhatian pada fakta bahwa meskipun makhluk hidup berubah selama hidup, individu dari spesies yang sama dilahirkan berbeda.

Ajaran Charles Darwin didasarkan pada sejumlah besar materi faktual yang dikumpulkan selama perjalanan dan membuktikan keabsahan teorinya, serta pencapaian ilmiah (geologi, kimia, paleontologi, anatomi komparatif, dll), terutama di bidangnya. seleksi. Darwin pertama kali mulai mempertimbangkan transformasi evolusioner bukan pada organisme individu, tetapi pada spesies atau kelompok intraspesifik.

Pada tahun 1859, Darwin menerbitkan bukunya “The Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favored Races in the Struggle for Life,” yang di dalamnya ia menjelaskan mekanisme proses evolusi. Terus-menerus memikirkan penyebab utama proses evolusi, Charles Darwin sampai pada gagasan terpenting bagi keseluruhan teori tentang perjuangan untuk eksistensi. Inti dari gagasan ini, sekilas, sangat sederhana: setiap spesies mampu bereproduksi tanpa batas, dan sumber daya yang diperlukan untuk reproduksi terbatas. Konsekuensi dari perjuangan untuk eksistensi adalah seleksi alam, yaitu. kelangsungan hidup dan keberhasilan produksi keturunan oleh organisme terkuat. Berdasarkan fakta, Charles Darwin mampu membuktikan bahwa seleksi alam merupakan faktor terpenting dalam proses evolusi di alam, dan seleksi buatan juga berperan penting dalam penciptaan ras hewan dan varietas tumbuhan.

C. Darwin merumuskan gagasan tentang seleksi buatan, membedakan dua bentuknya: metodis, atau sadar, dan tidak sadar.

Seleksi bawah sadar adalah bentuk paling awal dari seleksi buatan, di mana seseorang tidak menetapkan tujuan tertentu, tetapi melestarikan organisme terbaik dan berguna (tumbuhan atau hewan).

Seleksi metodis adalah suatu proses kreatif, yang dicirikan oleh kenyataan bahwa pemulia menetapkan sendiri tugas untuk membiakkan suatu jenis hewan atau varietas tanaman tertentu yang memiliki sifat-sifat yang bernilai ekonomi.

Darwin menunjukkan bahwa ada perbedaan tertentu antara seleksi buatan dan seleksi alam.

Charles Darwin juga merumuskan prinsip divergensi karakter yang sangat penting untuk memahami proses pembentukan spesies baru. Akibat seleksi alam, timbul bentuk-bentuk yang berbeda dari spesies aslinya dan disesuaikan dengan kondisi lingkungan tertentu. Seiring waktu, divergensi menyebabkan munculnya perbedaan besar dalam bentuk yang awalnya sedikit berbeda. Akibatnya, mereka mengembangkan perbedaan dalam banyak hal. Seiring berjalannya waktu, begitu banyak perbedaan yang terakumulasi sehingga muncullah spesies baru. Inilah yang menjamin keanekaragaman spesies di planet kita.

Sesuai dengan gagasan Charles Darwin, kekuatan pendorong utama evolusi adalah faktor keturunan, variabilitas (pasti, atau kelompok dan tidak terbatas, atau individu) dan seleksi alam - hasil perjuangan untuk eksistensi, yang memandu proses evolusi.

Variabilitas tertentu adalah variabilitas sekelompok individu dari spesies yang sama di bawah pengaruh faktor lingkungan tertentu, yang bersifat adaptif (hilangnya daun oleh tanaman selama kekeringan atau tanaman gugur di daerah beriklim sedang di musim gugur). Jika tidak ada faktor penyebab perubahan, perubahan tersebut biasanya hilang.

Variabilitas tak tentu adalah variabilitas individu terhadap ciri-ciri individu pada individu individu suatu spesies, yang tidak mempunyai sifat adaptif (hewan albino, tumbuhan kerdil). Perubahan tersebut dapat diwariskan apapun kondisi lingkungannya. Oleh karena itu, menurut Darwin, variabilitas tak terbatas merupakan hal yang sangat penting dalam evolusi.

Variabilitas korelatif adalah ketika satu organ atau sistem organ berubah, maka organ atau struktur lain pun ikut berubah secara bersamaan. Misalnya perkembangan otot dada dan pembentukan lunas pada burung.

Variabilitas kompensasi dinyatakan dalam kenyataan bahwa perkembangan beberapa organ atau struktur menyebabkan keterbelakangan organ atau struktur lainnya.

Sudah pada tahun 1860, para ilmuwan di banyak negara menerima ajaran Darwin (T. Huxley, A. Wallace, J. Hooker di Inggris, E. Haeckel, F. Muller di Jerman, K.A. Timiryazev, I.I. Mechnikov, A. O. dan V.O. Kovalevsky, I.M. Sechenov di Rusia, A. Gray di AS). Terlepas dari Charles Darwin, ahli zoologi Inggris Alfred Wallace mempunyai gagasan evolusi serupa. Charles Darwin sangat mengapresiasi gagasan ilmuwan muda tersebut tentang seleksi alam.

Prinsip dasar ajaran evolusi Charles Darwin.

Setiap spesies mampu bereproduksi tanpa batas.

Sumber daya vital yang terbatas menghalangi terwujudnya potensi reproduksi yang tidak terbatas. Sebagian besar individu mati dalam perjuangan untuk hidup dan tidak meninggalkan keturunan.

Kematian atau keberhasilan dalam perjuangan untuk eksistensi bersifat selektif. Organisme dari spesies yang sama berbeda satu sama lain berdasarkan serangkaian karakteristik. Di alam, individu-individu yang memiliki kombinasi karakteristik paling sukses untuk kondisi tertentu lebih memilih untuk bertahan hidup dan meninggalkan keturunan, yaitu. beradaptasi lebih baik.

Charles Darwin menyebut kelangsungan hidup selektif dan reproduksi organisme yang paling beradaptasi adalah seleksi alam.

Di bawah pengaruh seleksi alam yang terjadi dalam kondisi berbeda, kelompok individu dari spesies yang sama mengumpulkan berbagai karakteristik adaptif dari generasi ke generasi. Kelompok individu memperoleh perbedaan yang begitu signifikan sehingga mereka berubah menjadi spesies baru (prinsip divergensi karakter).

Charles Darwin adalah orang pertama yang mendukung teori evolusi materialistis. Ia membuktikan realitas keberadaan spesies berkembang yang muncul, berevolusi, dan menghilang. Darwin memperkuat prinsip kesatuan diskontinuitas dan kontinuitas dalam kemunculan suatu spesies, dan menunjukkan bagaimana perubahan acak yang tidak pasti di bawah pengaruh seleksi alam diubah menjadi karakteristik adaptif suatu spesies. Ilmuwan mengidentifikasi penyebab material dari fenomena ini dan menunjukkan pembentukan kemanfaatan relatif. Keunggulan Charles Darwin di bidang sains bukan terletak pada kenyataan bahwa ia membuktikan keberadaan evolusi, namun pada kenyataan bahwa ia menjelaskan bagaimana hal itu bisa terjadi.

3. Anti-Darwinisme

Anti-Darwinisme (dari bahasa Yunani “anti-” - melawan dan Darwinisme), sekelompok ajaran yang dalam satu atau lain bentuk menyangkal peran utama seleksi alam dalam evolusi. Kategori ini mencakup teori-teori evolusi yang saling bersaing: Lamarckisme, Saltationisme, Katastrofisme, dan kritik parsial terhadap prinsip-prinsip dasar Darwinisme. Anti-Darwinisme tidak boleh disamakan dengan penolakan terhadap evolusi sebagai sebuah proses sejarah (yaitu anti-evolusionisme).

Secara historis, anti-Darwinisme muncul sebagai reaksi kritis terhadap penerbitan “The Origin of Species” oleh Charles Darwin. Keberatan-keberatan ini dirangkum secara paling konsisten dan logis pada tahun 1871 oleh Art. Mivart dalam artikel “Tentang pembentukan spesies”:

karena penyimpangan dari norma biasanya kecil, penyimpangan tersebut tidak akan mempengaruhi kebugaran individu secara signifikan;

karena penyimpangan yang diwariskan muncul secara acak, maka penyimpangan tersebut harus saling dikompensasikan dalam serangkaian generasi;

Sulit untuk menjelaskan munculnya struktur yang kompleks dan integral, seperti mata atau telinga bagian dalam, melalui akumulasi dan konsolidasi penyimpangan kecil.

Selain itu, menurut Darwin, bentuk peralihan harus terwakili secara luas di alam, sedangkan jeda (hiatus) yang kurang lebih jelas biasanya ditemukan di antara taksa, terutama terlihat pada bahan paleontologi. Darwin sendiri menyoroti keberatan-keberatan ini dalam edisi-edisi berikutnya karyanya, namun tidak mampu menjelaskannya secara rasional. Oleh karena itu, doktrin evolusi yang saling bersaing seperti neo-Lamarckisme dan neo-catastrophism muncul pada paruh kedua abad ke-19.

Pada awal abad ke-20, banyak karya ahli mekanolamarck yang sering kali populer menunjukkan kemungkinan “variabilitas yang memadai dan pewarisan karakteristik yang diperoleh”. Karya pertama para ahli genetika (H. de VriesU. Batson) dalam praktiknya membuktikan sifat terjadinya perubahan yang diwariskan secara spasmodik dan tiba-tiba, dan bukan akumulasi perubahan secara bertahap di bawah pengaruh seleksi (yang disebut anti-Darwinisme genetik). Akhirnya, banyak karya bermunculan yang secara eksperimental membuktikan “ketidakefektifan” seleksi alam. Oleh karena itu, pada tahun 1903, V. Johannsen melakukan seleksi pada galur murni, membagi benih menurut ukurannya menjadi tiga kelompok: besar, sedang dan kecil. Ia menemukan bahwa keturunan masing-masing kelompok mereproduksi berbagai ukuran benih yang identik dengan induknya. Dari sudut pandang modern, hasil ini jelas - bukan sifat itu sendiri yang diwariskan, melainkan norma reaksi. Namun, pada awal abad ke-20, karya-karya semacam itu dianggap sebagai penyangkalan terhadap prinsip seleksi alam. Keadaan ini menentukan apa yang disebut. krisis Darwinisme, atau “masa agnostik dalam perkembangan ajaran evolusi”, yang berlangsung hingga tahun 30-an abad ke-20. Jalan keluar alami dari krisis ini adalah sintesis genetika dan pendekatan populasi, serta munculnya teori evolusi sintetik.

4. Dasar-dasar genetika

Informasi genetik utama disimpan dalam badan spesifik inti sel eukariota, yang disebut kromosom. Kromosom adalah kompleks yang terdiri dari satu molekul asam deoksiribonukleat raksasa (DNA) dan banyak molekul protein. DNA adalah polimer, yaitu terdiri dari jumlah besar monomer terhubung secara seri - nukleotida. Ada empat nukleotida berbeda adenin (A), timin (T), guanin (G) dan sitosin (C). Molekul DNA terdiri dari dua rantai polinukleotida yang dipelintir menjadi heliks ganda. Agar molekul DNA beruntai ganda stabil, maka di seberang nukleotida A yang terletak pada satu rantai, harus terdapat nukleotida T pada rantai yang berlawanan, dan sebaliknya. Hal yang sama berlaku untuk nukleotida G dan C. Hal ini disebabkan oleh sifat nukleotida yang disebut saling melengkapi. Dengan demikian, urutan nukleotida pada satu rantai sepenuhnya menentukan urutan nukleotida pada rantai kedua.

Nukleotida A, T, G dan C adalah sejenis alfabet yang dengannya semua informasi herediter dikodekan dalam molekul DNA. Gen adalah bagian dari kromosom yang menyimpan informasi tentang sifat spesifik suatu organisme. ( Definisi ini sangat disederhanakan, tetapi cukup cocok untuk presentasi lebih lanjut). Setiap kromosom terdiri dari daerah pengkode, yaitu gen, dan rangkaian non-pengkode.
Inti sel somatik manusia biasanya mengandung 46 kromosom: 44 autosom dan 2 kromosom seks.

Autosom berpasangan, yaitu 44 autosom dapat dibagi menjadi 22 pasang kromosom homolog. Kromosom homolog memiliki struktur yang identik, yaitu membawa gen yang mengandung informasi tentang sifat-sifat organisme yang sama. Namun, urutan nukleotida di daerah pengkode dan non-pengkode pada kromosom homolog mungkin berbeda. Urutan nukleotida yang terletak pada tempat (lokus) yang sama pada kromosom homolog, tetapi mempunyai susunan nukleotida yang berbeda disebut
adalah alel. Jika seseorang mempunyai alel yang sama pada suatu lokus, maka ia dikatakan homozigot pada lokus tersebut. Lokus sangat bervariasi dalam jumlah alel yang ada. Kebanyakan lokus memiliki hingga dua alel, tetapi ada yang disebut lokus sangat polimorfik, yang jumlah alelnya sepuluh atau lebih. Himpunan alel individu tertentu pada lokus atau kelompok lokus mana pun disebut genotipe. Himpunan varian alelik dari lokus yang terletak pada kromosom yang sama disebut haplotipe. Proses penentuan genotipe atau haplotipe suatu individu berdasarkan lokus atau kelompok lokus tertentu disebut pengetikan.

Ada dua jenis kromosom seks - X dan Y, yang sangat berbeda baik dalam ukuran maupun gen yang tersimpan di dalamnya. Kandungan kromosom seks dalam inti sel manusia bergantung pada jenis kelamin: wanita biasanya memiliki dua kromosom X, pria memiliki satu kromosom X dan satu kromosom Y.
Sekumpulan kromosom yang mengandung 22 pasang autosom dan dua kromosom seks disebut himpunan diploid.

Transfer informasi herediter terjadi selama pembelahan sel. Ada dua jenis pembelahan sel - mitosis dan meiosis.
Akibat mitosis, satu sel induk membelah menjadi dua sel anak. Pada tahap mitosis tertentu, kromosom sel induk menjadi dua kali lipat dan selanjutnya setiap sel anak menerima satu set kromosom diploid lengkap. Sel somatik membelah menurut jenis mitosis.

Saat terciptanya sel germinal (sel telur pada wanita, sperma pada pria), pada tahap tertentu terjadi pembelahan sel menurut jenis meiosis. Selama meiosis, terjadi dua tindakan pembelahan. Selama tahap pertama meiosis, kromosom diduplikasi, namun kedua kromatid bersaudara tidak terpisah, namun tetap bersama, terhubung pada tempat tertentu yang disebut sentromer. Pada fase tertentu pembelahan meiosis pertama terjadi konjugasi, yaitu pelekatan salah satu kromatid saudara ke salah satu kromatid kromosom homolog. Pada saat ini terjadi rekombinasi, yaitu pertukaran bagian antara kromatid yang melekat pada kromosom homolog. Perlu dicatat bahwa pada pria yang selnya membawa satu kromosom X dan satu Y, konjugasi antar kromosom seks terjadi di wilayah yang sangat kecil. Pada wanita, kedua kromosom X berkonjugasi dan bergabung kembali dengan cara yang sama seperti autosom. Pembelahan meiosis pertama menghasilkan dua sel anak yang mengandung satu dari setiap pasang kromosom homolog. Perlu dicatat bahwa divergensi kromosom homolog menjadi sel anak merupakan proses acak, yaitu tidak mungkin untuk memprediksi sebelumnya kromosom mana yang akan berakhir di sel mana. Selama pembelahan meiosis kedua, kromatid saudara terpisah, yang masing-masing berakhir di sel anak. Jadi, sebagai hasil meiosis, dari satu sel yang membawa 46 kromosom, terbentuk empat sel germinal yang masing-masing membawa 23 kromosom (22 autosom dan satu kromosom seks), yaitu setengah dari materi genetik yang terkandung dalam sel somatik. Himpunan kromosom ini disebut himpunan haploid.
Perhatikan bahwa semua sel telur wanita membawa satu kromosom X, sedangkan separuh sperma pria membawa kromosom X dan separuh lainnya membawa kromosom Y.

Selama pembuahan, terjadi peleburan inti sperma dan sel telur, akibatnya inti zigot yang dihasilkan menerima satu set kromosom diploid lengkap. Jika sel telur dibuahi oleh sperma yang intinya mengandung kromosom X, maka zigot biasanya berkembang menjadi janin perempuan. Jika sel telur dibuahi oleh sperma yang membawa kromosom Y, maka jenis kelamin janin akan berjenis kelamin laki-laki.

Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa separuh kromosom yang terkandung dalam inti sel somatik setiap orang diterimanya dari ibu kandungnya, dan separuh lainnya dari ayah kandungnya. Karena peristiwa rekombinasi yang terjadi pada tahap pertama meiosis, kromosom anak bukanlah salinan persis dari kromosom masing-masing orang tua, tetapi merupakan chimera yang khas.

Selain inti sel, DNA terkandung dalam mitokondria - organel seluler yang terletak di sitoplasma dan merupakan semacam stasiun energi sel. DNA mitokondria adalah molekul yang relatif kecil (~16,5 ribu pasangan basa), tertutup dalam cincin. Rata-rata, satu mitokondria mengandung 4-5 salinan identik dari molekul tersebut. Karena terdapat beberapa ratus mitokondria dalam sebuah sel, jumlah molekul DNA mitokondria per sel dapat mencapai, misalnya, beberapa ribu dalam telur, tetapi nilai rata-ratanya berfluktuasi sekitar 500. Ciri penting manusia, seperti kebanyakan mamalia, adalah fakta bahwa selama pembuahan, mitokondria sperma tidak menembus sel telur. Ini berarti bahwa zigot yang terbentuk selama pembuahan hanya mengandung mitokondria (dan DNA mitokondria) dari sel telur ibu. Himpunan varian alelik dari molekul DNA mitokondria disebut mitotipe.

5. Teori evolusi sintetik

Teori evolusi sintetik - Darwinisme modern - muncul pada awal tahun 40-an abad ke-20. Ini adalah doktrin evolusi dunia organik, yang dikembangkan berdasarkan data genetika modern, ekologi, dan Darwinisme klasik. Istilah “sintetis” berasal dari judul buku karya evolusionis terkenal Inggris J. Huxley, “Evolution: A Modern Synthesis” (1942). Banyak ilmuwan berkontribusi pada pengembangan teori evolusi sintetik.

Setelah ditemukannya kembali hukum Mendel, bukti sifat diskrit hereditas, dan terutama setelah terciptanya teori genetika populasi dengan karya R. Fisher (1918-1930), J. B. S. Haldane Jr. ; 1932), ajaran Darwin memperoleh landasan genetik yang kuat. Namun sementara para ahli teori berdebat tentang frekuensi proses mutasi alami, ahli genetika tanaman Jerman E. Baur pada tahun 1924 menunjukkan pada snapdragon kejenuhan populasi alami dengan mutasi kecil, terutama mutasi fisiologis.

Chetverikova, ketika menciptakan genetika populasi alami, tidak hanya seorang ahli genetika, tetapi juga seorang ahli zoologi yang berpengetahuan luas, yang memungkinkan untuk pertama kalinya membahas masalah spesies dan spesiasi dari sudut pandang genetik. Oleh karena itu, sintesis evolusi seolah-olah terkandung dalam embrio dalam artikel Chetverikov “Pada beberapa aspek proses evolusi dari sudut pandang genetika modern” (1926). Artikel Chetverikov menyusun program khusus penelitian genetika populasi, yang dilaksanakan oleh murid-muridnya yang berbakat. N.V. dan E.A. Timofeev-Resovsky “mengekspor” gagasan Chetverikov ke Eropa, dan F.G. Dobzhansky, seorang mahasiswa ahli genetika evolusioner Leningrad Yu.A. Filipchenko, mendirikan sekolah ahli genetika evolusioner internasional terbesar di dunia, yang meluncurkan penelitian dalam skala yang belum pernah terjadi sebelumnya di dunia. Amerika Serikat. Dengan demikian, banyak gagasan mendasar tentang teori evolusi sintetik masa depan diambil dari Rusia.

Prasyarat penting untuk kemunculannya teori baru evolusi adalah buku karya ahli genetika, matematikawan, dan biokimia Inggris J. B. S. Haldane Jr., yang menerbitkannya pada tahun 1932 dengan judul “Penyebab evolusi”. Terjemahan bahasa Rusia tahun 1935 dibuat dengan singkatan dan tidak mencerminkan kelengkapan gagasan penulis.

Haldane, yang menciptakan genetika perkembangan individu, segera memasukkan ilmu baru dalam memecahkan masalah makroevolusi. Inovasi evolusioner besar seringkali muncul atas dasar neoteny (pelestarian ciri-ciri remaja pada organisme dewasa). Neoteny Haldane menjelaskan asal usul manusia (kera telanjang), evolusi taksa besar seperti amonoid, graptolit, dan foraminifera. Guru Chetverikov, N.K. Koltsov, menunjukkan pada tahun 1933 bahwa neoteny tersebar luas di dunia hewan dan memainkan peran penting dalam evolusi progresif. Neoteny mengarah pada penyederhanaan morfologis, tetapi kekayaan genotipe tetap terjaga.

Sintesis luas antara genetika dan Darwinisme terjadi dengan cepat pada tahun 1930an dan 40an. Ide genetik merambah taksonomi, paleontologi, embriologi, dan biogeografi. Istilah “Modern” atau “Evolutionary Synthesis” berasal dari judul buku J. Huxley “Evolution: The Modern Synthesis” (1942). Ungkapan "teori evolusi sintetik" yang tepat diterapkan pada teori ini pertama kali digunakan oleh J. Simpson pada tahun 1949.

Dalam sastra Amerika, di antara pencipta STE, nama F. Dobzhansky, J. Huxley, E. Mayr, J. Simpson, B. Rensch, J. Stebbins paling sering disebutkan. Ini tentu saja bukan daftar lengkap. Hanya di antara ilmuwan Rusia, setidaknya, seseorang harus menyebutkan A. N. Severtsov, I. I. Shmalgauzen, N. V. Timofeev-Resovsky, G. F. GauseN. P.DubininaA. L. Takhtadzhyan, E. I. Lukin. Di antara para ilmuwan Inggris, peran J. B. S. Haldane Jr., D. Lack, K. Waddington, dan G. de Beer sangat besar. Sejarawan Jerman (W. Reif, Th. Junker, U. Hosfeld) di antara pencipta aktif STE menyebutkan nama E. Baur, W. Zimmermann, W. Ludwig, G. Heberer dan lain-lain.

Para penulis teori sintetik tidak setuju pada sejumlah masalah mendasar dan bekerja di berbagai bidang biologi, tetapi mereka hampir sepakat dalam menafsirkan ketentuan dasar berikut: populasi lokal dianggap sebagai unit dasar evolusi; bahan evolusi adalah variabilitas mutasi dan rekombinasi; seleksi alam dianggap sebagai alasan utama berkembangnya adaptasi, spesiasi dan asal usul taksa supraspesifik; penyimpangan genetik dan prinsip pendiri menjadi alasan terbentuknya sifat-sifat netral; suatu spesies adalah suatu sistem populasi yang terisolasi secara reproduktif dari populasi spesies lain, dan setiap spesies terisolasi secara ekologis (satu spesies - satu relung); spesiasi terdiri dari munculnya mekanisme isolasi genetik dan terjadi terutama dalam kondisi isolasi geografis; kesimpulan tentang penyebab makroevolusi (asal usul taksa supraspesifik) dapat diperoleh melalui studi mikroevolusi, yang dibangun berdasarkan data eksperimen yang akurat, observasi lapangan, dan deduksi teoretis. Jelas sekali bahwa “Sintesis” bukanlah konstruksi metafisik tanpa batas yang jelas. Sebaliknya, itu adalah program ilmiah yang jelas yang bertindak sebagai penyelenggara penelitian tertentu.

Aktivitas para pencipta STE Amerika begitu tinggi sehingga mereka dengan cepat mendirikan International Society for the Study of Evolution, yang pada tahun 1946 menjadi pendiri jurnal Evolution. Majalah American Naturalist telah kembali menerbitkan karya tentang topik evolusi, menekankan sintesis genetika, eksperimen, dan biologi lapangan. Hasil penelitian yang banyak dan beragam, ketentuan pokok STE tidak hanya berhasil diuji, tetapi juga dimodifikasi dan ditambah dengan ide-ide baru.

Di hampir semua model sejarah dan ilmiah, tahun 1937 disebut sebagai tahun munculnya STE - tahun ini buku "Genetics" ahli genetika Rusia-Amerika dan ahli entomologi-sistematis F. G. Dobzhansky muncul dan itu Asal Spesies”. Keberhasilan buku Dobzhansky ditentukan oleh fakta bahwa ia adalah seorang naturalis dan ahli genetika eksperimental. Spesialisasi “ganda” Dobzhansky memungkinkan dia menjadi orang pertama yang membangun jembatan kokoh dari kelompok ahli biologi eksperimental ke kelompok naturalis” (E. Mayr). Dobzhansky sering disebut sebagai "kembaran Darwin abad ke-20". Untuk pertama kalinya, konsep paling penting tentang “mekanisme isolasi evolusi” dirumuskan - hambatan reproduksi yang memisahkan kumpulan gen suatu spesies dari kumpulan gen spesies lain. Dobzhansky memperkenalkan persamaan Hardy-Weinberg yang setengah terlupakan ke dalam sirkulasi ilmiah yang luas. Dia juga memperkenalkan “efek S. Wright” ke dalam materi naturalistik, percaya bahwa ras mikrogeografis muncul di bawah pengaruh perubahan acak dalam frekuensi gen pada isolat kecil, yaitu dengan cara yang netral secara adaptif.

Pada tahun 1942, ahli burung dan zoogeografer Jerman-Amerika E. Mayr menerbitkan buku “Systematics and the Origin of Species” (terjemahan Rusia: 1947), di mana konsep spesies politipe dan model spesiasi genetik-geografis dikembangkan secara konsisten. . Mayr mengajukan prinsip pendiri, yang dirumuskan dalam bentuk akhirnya pada tahun 1954. Jika penyimpangan genetik biasanya memberikan penjelasan kausal bagi pembentukan karakter netral dalam dimensi temporal, maka prinsip pendiri dalam dimensi spasial (model pulau spesiasi.).

Setelah publikasi karya Dobzhansky dan Mayr, para ahli taksonomi menerima penjelasan genetik atas apa yang telah lama mereka yakini: subspesies dan spesies yang berkerabat dekat memiliki karakter netral yang adaptif. Tak satu pun karya tentang STE dapat menandingi buku tahun 1942 tersebut. Ahli biologi eksperimental dan naturalis Inggris J. Huxley. Karya Huxley bahkan melampaui buku Darwin sendiri dalam hal volume materi yang dianalisis dan luasnya permasalahan. Huxley mengingat semua arah perkembangan pemikiran evolusi selama bertahun-tahun, mengikuti perkembangan ilmu-ilmu terkait, dan memiliki pengalaman pribadi sebagai ahli genetika eksperimental. Seorang sejarawan biologi terkemuka menilai karya Huxley sebagai berikut: “Evolusi. A Modern Synthesis" adalah yang paling komprehensif mengenai topik dan dokumen dibandingkan karya lain mengenai topik tersebut. Buku Haldane dan Dobzhansky ditulis terutama untuk ahli genetika, Mayr untuk ahli taksonomi, dan Simpson untuk ahli paleontologi. Buku Huxley menjadi kekuatan dominan dalam sintesis evolusi." (Provin)

Dari segi volume, buku Huxley tidak ada bandingannya (645 halaman). Namun yang paling menarik adalah semua gagasan utama yang disajikan dalam buku tersebut ditulis dengan sangat jelas oleh Huxley di halaman 20 pada tahun 1936, ketika ia mengirimkan pidato kepada British Association for the Advancement of Science yang berjudul: “Seleksi alam dan evolusi kemajuan." Dalam aspek ini, tidak ada publikasi teori evolusi yang diterbitkan pada tahun 1930-an dan 40-an yang dapat menandingi artikel Huxley. Sadar akan semangat zaman, Huxley menulis: “Biologi saat ini berada dalam fase sintesis. Hingga saat ini, disiplin ilmu baru tersebut bekerja secara terpisah. Saat ini terdapat kecenderungan ke arah penyatuan yang lebih bermanfaat dibandingkan pandangan lama yang sepihak mengenai evolusi" (Huxley, 1936, hal.81). Bahkan dalam karya-karya tahun 1920-an, Huxley menunjukkan bahwa pewarisan karakteristik yang diperoleh tidak mungkin dilakukan (Mayr dan Rensch adalah penganut Lamarck pada waktu itu); seleksi alam berperan sebagai faktor evolusi dan sebagai faktor pemantapan populasi dan spesies (statis evolusioner); seleksi alam mempengaruhi mutasi kecil dan besar; Isolasi geografis adalah syarat terpenting untuk spesiasi. Tujuan evolusi yang jelas dijelaskan oleh mutasi dan seleksi alam.

Pokok-pokok artikel Huxley tahun 1936 dapat diringkas secara singkat dalam bentuk ini:

Mutasi dan seleksi alam merupakan proses yang saling melengkapi yang, secara individual, tidak mampu menciptakan perubahan evolusioner yang terarah.

Seleksi dalam populasi alami paling sering tidak mempengaruhi gen individu, tetapi pada kompleks gen. Mutasi mungkin tidak menguntungkan atau merugikan, namun nilai selektifnya bervariasi di lingkungan yang berbeda. Mekanisme kerja seleksi bergantung pada lingkungan eksternal dan genotipe, dan vektor aksinya bergantung pada manifestasi fenotipik mutasi.

Isolasi reproduksi adalah kriteria utama yang menunjukkan selesainya spesiasi. Spesiasi dapat bersifat kontinu dan linier, kontinu dan divergen, tiba-tiba dan konvergen.

Gradualisme dan pan-adaptasionisme bukanlah karakteristik universal dari proses evolusi. Sebagian besar tumbuhan darat dicirikan oleh diskontinuitas dan pembentukan spesies baru secara tiba-tiba. Spesies yang tersebar luas berevolusi secara bertahap, sedangkan spesies kecil berevolusi secara terputus-putus dan tidak selalu adaptif. Spesiasi terputus-putus didasarkan pada mekanisme genetik tertentu (hibridisasi, poliploidi, penyimpangan kromosom dan genom). Spesies dan taksa supraspesifik, pada umumnya, berbeda dalam karakter adaptif-netral. Arah utama proses evolusi (kemajuan, spesialisasi) adalah kompromi antara kemampuan beradaptasi dan netralitas.

Mutasi yang berpotensi praadaptif tersebar luas di populasi alami. Jenis mutasi ini memainkan peran penting dalam makroevolusi, terutama selama periode perubahan lingkungan yang tiba-tiba.

Ke- dan filogeni. Konsep laju aksi gen menjelaskan peran evolusi heterokroni dan alometri. Mensintesis permasalahan genetika dengan konsep rekapitulasi mengarah pada penjelasan tentang pesatnya evolusi spesies yang berada di jalan buntu spesialisasi. Melalui neoteny, terjadi “peremajaan” takson, dan memperoleh tingkat evolusi baru. Analisis hubungan antara into dan filogeni memungkinkan untuk mendeteksi mekanisme epigenetik dari arah evolusi.

Dalam proses evolusi progresif, seleksi bertindak menuju peningkatan organisasi. Hasil utama evolusi adalah munculnya manusia. Dengan munculnya manusia, evolusi biologis yang besar berkembang menjadi evolusi psiko-sosial. Teori evolusi merupakan salah satu ilmu yang mempelajari pembentukan dan perkembangan masyarakat manusia, yang menjadi landasan untuk memahami hakikat manusia dan masa depannya.

Sintesis data yang luas dari anatomi komparatif, embriologi, biogeografi, paleontologi dengan prinsip genetika dilakukan dalam karya I. I. Shmalhausen (1939), A. L. Takhtadzhyan (1943), J. Simpson (1944), B. Rensch (1947 ). Dari penelitian tersebut tumbuh teori makroevolusi. Hanya buku Simpson yang diterbitkan dalam bahasa Inggris dan selama periode perluasan luas biologi Amerika, buku ini paling sering disebutkan di antara karya-karya penting. I. I. Shmalgauzen adalah murid A. N. Severtsov. Namun, pada usia 20-an, jalur independennya telah ditentukan. Ia mempelajari pola pertumbuhan kuantitatif, genetika dari manifestasi sifat, dan genetika itu sendiri. Schmalhausen adalah salah satu orang pertama yang melakukan sintesis genetika dan Darwinisme. Dari warisan besar I. I. Shmalhausen, monografinya “Paths and Patterns of the Evolutionary Process” (1939) menonjol. Untuk pertama kalinya dalam sejarah ilmu pengetahuan, ia merumuskan prinsip kesatuan mekanisme mikro dan makroevolusi. Tesis ini tidak sekedar didalilkan, tetapi langsung mengikuti teorinya tentang seleksi stabilisasi, yang mencakup komponen genetik populasi dan makroevolusi (otonomisasi ontogenesis) dalam perjalanan evolusi progresif. A. L. Takhdadzhyan dalam artikel monografinya: “Hubungan Ontogeni dan Filogeni pada Tumbuhan Tingkat Tinggi” (1943) tidak hanya secara aktif memasukkan botani ke dalam orbit sintesis evolusi, tetapi sebenarnya membangun model makroevolusi ontogenetik yang asli (“saltationisme lunak”). Model Takhtadzhyan, berdasarkan bahan botani, mengembangkan banyak ide luar biasa dari A. N. Severtsov, terutama teori archallaxis (perubahan mendadak pada suatu organ pada tahap awal morfogenesisnya, yang menyebabkan perubahan tajam di seluruh jalannya entogenesis). Masalah makroevolusi yang paling sulit - kesenjangan antara taksa besar - dijelaskan oleh Takhtadzhyan melalui peran neoteny dalam asal usulnya. Neoteny memainkan peran penting dalam asal usul banyak kelompok taksonomi yang lebih tinggi, termasuk kelompok berbunga. Tumbuhan herba berevolusi dari tumbuhan berkayu melalui neoteny berlapis

Ekologi populasi dan komunitas memasuki teori evolusi melalui sintesis hukum Gause dan model spesiasi genetik-geografis. Isolasi reproduktif telah dilengkapi dengan relung ekologi sebagai kriteria terpenting bagi suatu spesies. Pada saat yang sama, pendekatan khusus terhadap spesies dan spesiasi ternyata lebih umum daripada pendekatan genetik murni, karena pendekatan ini juga berlaku untuk spesies yang tidak memiliki proses seksual.

Masuknya ekologi ke dalam sintesis evolusi merupakan tahap akhir dalam pembentukan teori. Sejak saat itulah dimulailah masa penggunaan STE dalam praktik taksonomi, genetika, dan seleksi, yang berlanjut hingga berkembangnya biologi molekuler dan genetika biokimia.

Mungkin kontribusi paling penting dari genetika molekuler terhadap teori evolusi adalah pembagian gen menjadi regulasi dan struktural (model R. Britten dan E. Davidson 1971). Gen pengaturlah yang mengontrol munculnya mekanisme isolasi reproduksi dan tingginya tingkat pembentukan bentuk-bentuk baru. Fakta bahwa gen pengatur tampaknya berubah secara independen dari gen enzim dan penyebabnya perubahan cepat(dalam skala waktu geologis) pada tataran morfologi dan fisiologis, menjadi salah satu penyebab maraknya kebangkitan gagasan-gagasan dalam semangat saltasionisme “keras”. Pada saat yang sama, para pendukung STE (F. Dobzhansky, E. Mayr, A.L. Takhadzhyan, F. Ayala) dengan meyakinkan menafsirkan data ini dalam kerangka gagasan STE. Secara khusus, pembentukan mesano isolasi reproduksi telah ditunjukkan. Tapi pengembangan ilmu-ilmu terkini belum melahirkan konsep evolusi, yang tidak hanya dapat sepenuhnya menggantikan, tetapi bahkan bersaing dengan teori sintetik.

Ketentuan pokok teori evolusi sintetik di garis besar umum dapat diungkapkan sebagai berikut:

Materi evolusi adalah perubahan keturunan – mutasi (biasanya genetik) dan kombinasinya.

Faktor pendorong utama evolusi adalah seleksi alam, yang muncul atas dasar perjuangan untuk eksistensi.

Unit terkecil dari evolusi adalah populasi.

Evolusi dalam banyak kasus bersifat divergen, yaitu satu takson dapat menjadi nenek moyang beberapa taksa anak.

Evolusi terjadi secara bertahap dan berjangka panjang. Spesiasi sebagai tahapan proses evolusi adalah penggantian satu populasi sementara secara berurutan dengan serangkaian populasi sementara berikutnya.

Suatu spesies terdiri dari banyak unit bawahan yang berbeda secara morfologis, fisiologis, ekologis, biokimia dan genetik, tetapi tidak terisolasi secara reproduktif - subspesies dan populasi.

Spesies ini ada sebagai formasi holistik dan tertutup. Integritas spesies dipertahankan melalui migrasi individu dari satu populasi ke populasi lainnya, di mana terjadi pertukaran alel (“aliran gen”),

Makroevolusi pada tingkat yang lebih tinggi daripada spesies (genus, famili, ordo, kelas, dll) mengikuti jalur mikroevolusi. Menurut teori evolusi sintetik, tidak ada pola makroevolusi yang berbeda dengan mikroevolusi. Dengan kata lain, evolusi kelompok spesies organisme hidup mempunyai prasyarat dan kekuatan pendorong yang sama dengan mikroevolusi.

Takson nyata (dan bukan gabungan) mempunyai asal usul monofiletik.

Evolusi tidak terarah, yaitu tidak bergerak menuju tujuan akhir apa pun.

Teori evolusi sintetik mengungkap mekanisme mendalam proses evolusi, mengumpulkan banyak fakta dan bukti baru tentang evolusi organisme hidup, dan menggabungkan data dari banyak ilmu biologi. Meskipun demikian, teori evolusi sintetik (atau neo-Darwinisme) sejalan dengan gagasan dan arahan yang dikemukakan oleh Charles Darwin.

Saat ini, sebagian besar ilmuwan menggunakan ungkapan “teori evolusi modern”. Dengan nama seperti itu, tidak diperlukan lagi konsep makroevolusi yang sepenuhnya berasal dari kajian mikroevolusi. Pencapaian utama teori evolusi modern adalah pandangan evolusi yang menyatakan bahwa perubahan bertahap dapat bergantian dengan perubahan saltasional.

Kesimpulan

Evolusi biologis adalah perkembangan historis satwa liar yang tidak dapat diubah dan sampai batas tertentu terarah, disertai dengan perubahan komposisi genetik populasi, pembentukan adaptasi, pembentukan dan kepunahan spesies, transformasi biogeocenosis dan biosfer secara keseluruhan. Dengan kata lain, evolusi biologis harus dipahami sebagai proses perkembangan historis adaptif makhluk hidup di semua tingkat organisasi makhluk hidup.

Belakangan ini, ketika mempelajari sejarah perkembangan ilmu pengetahuan, masalah rekonstruksi rasional perkembangan sejarahnya menjadi semakin akut, terkait dengan perbedaan antara pemahaman kita tentang penelitian ilmiah yang terjadi di masa lalu dan bagaimana para ilmuwan alam itu sendiri memahami penemuannya. . Model kumulatif perkembangan ilmu pengetahuan yang dominan sejak lama, yaitu. Penyajian isi ilmu pengetahuan dalam perkembangan sejarahnya patut mendapat kritik, karena dalam kerangkanya ilmu pengetahuan dikeluarkan dari konteks sejarahnya dan dimasukkan ke dalam sistem gagasan modern, yaitu adanya rasionalitas tertentu yang umum bagi semua orang. diasumsikan. Baru-baru ini, konsep perubahan revolusioner dalam program kognisi fundamental telah tersebar luas, dan berbagai jenis rasionalitas historis menggantikan rasionalitas yang umum untuk semua. Dalam mempelajari tahapan-tahapan terbentuknya gagasan perkembangan biologi dari zaman dahulu hingga saat ini, perlu dicoba untuk menciptakan rekonstruksi yang rasional, di satu sisi, dan pada saat yang sama memperhitungkan perbedaan-perbedaan tersebut. jenis rasionalitas dengan perubahan zaman.

Evolusi biologis sendiri kini merupakan fakta yang terbukti secara ilmiah, yang tidak dapat diragukan oleh ilmuwan alam mana pun. Meski tampak lengkap, hingga saat ini masih banyak perselisihan mengenai asal usul berbagai spesies biologis dan kehidupan itu sendiri di Bumi.

Pemikiran tentang asal usul kehidupan di kalangan filosof kuno sangat beragam. Yang paling patut diperhatikan adalah salah satu filsuf fisika pertama, Anaximander, dengan tebakannya yang brilian tentang asal usul kehidupan di air dan migrasi makhluk hidup selanjutnya ke darat. Aristoteles juga seorang ahli sistematisasi pengetahuan biologi kuno.

Pada Abad Pertengahan, teori yang berlaku adalah kreasionisme, yang menyatakan bahwa segala sesuatu yang ada adalah ciptaan makhluk tertinggi. Sejak Kekristenan berjaya di Barat, otoritas Alkitab, yang diterima tanpa keberatan, selama berabad-abad menghambat penelitian dan pencarian yang independen dan independen di bidang evolusionisme. Pernyataan literal tentang asal-usul mengecualikan kemungkinan peralihan dari satu bentuk kehidupan ke bentuk kehidupan lainnya. Setiap spesies berutang keberadaannya pada tindakan penciptaan, dan saat ini hanya ada bentuk kehidupan yang bertahan dari air bah berkat Bahtera Nuh.

Semuanya berubah dengan munculnya apa yang disebut Zaman Baru: berkat revolusi teknis dan Pencerahan, perkembangan pesat biologi dimulai. Pada abad ke-18, teori dominan tentang asal usul kehidupan ditambahkan ke teori kekekalan spesies oleh Carl Linnaeus yang agung, yang menyatakan bahwa tumbuhan dan hewan yang diciptakan oleh Tuhan, kemungkinan besar sebelum penciptaan manusia, tetap ada. sama, berkembang biak melalui produksi sendiri, dan kemudian teori Buffon, yang merupakan salah satu orang pertama yang menyajikan secara rinci konsep transformisme, yaitu variabilitas spesies yang terbatas dan asal usul spesies dalam divisi yang relatif sempit ( dari satu nenek moyang) di bawah pengaruh lingkungan.

Abad ke-19 ditandai dengan pesatnya perkembangan pemikiran biologi: muncul teori katastrofisme Cuvier, Uniformitarianisme Laeille, pendahulu besar Darwin, Lamarck, mengemukakan teori tentang pengaruh lingkungan luar, dan Darwin sendiri yang berhasil memadukan semua yang terbaik. teori-teori yang ada pada saat itu.

Setelah kematian Darwin, arah yang relatif independen muncul dalam ajarannya, yang masing-masing memahami, melengkapi, dan menyempurnakan pandangannya dengan caranya sendiri.

Abad ke-20 ditandai dengan terciptanya teori sintetik dan transisi ke konsep evolusi kependudukan. Teori terbaru adalah teori sistem dari peraih Nobel Prigogine, yang menyatakan bahwa perkembangan sistem biologis apa pun dikaitkan dengan evolusi sistem dengan peringkat yang lebih tinggi, di mana ia dimasukkan sebagai elemen, dengan mempertimbangkan interaksi “top-down”. ” dari biosfer hingga ekosistem, komunitas, organisme, dan lain-lain.

Bibliografi

Agapova O.V., Agapov V.I. Kuliah tentang konsep ilmu pengetahuan alam modern. Kursus Universitas. - Ryazan, 2000. - 304.

Vorontsov N.N. Perkembangan gagasan evolusi dalam biologi. ― M.: Rumah penerbitan. Jurusan UC DO MSU, Kemajuan-Tradisi, ABF, 1999. - 640.

Grodnitsky D.L. Dua teori evolusi biologis. ― Saratov: Rumah Penerbitan Buku Ilmiah, 2001. ― 160.

Sadokhin A.P. Konsep ilmu pengetahuan alam modern: buku teks untuk mahasiswa yang mempelajari humaniora dan spesialisasi di bidang ekonomi dan manajemen / A.P. Sadokhin. - Edisi ke-2, direvisi. dan tambahan - M.: UNITY-DANA, 2006. ― 447.

Yablokov A.V., Yusufov A.G. Doktrin evolusioner. Buku pelajaran bantuan untuk siswa universitas. - M., Sekolah Tinggi, 1976. - 331.

Sumber daya jaringan globalInternet

Gambaran biologis dunia. [Sumber daya elektronik]: Mode akses: http://nrc.edu.ru/est/r4/5.html, gratis.

Sejarah genetika. [Sumber daya elektronik]: Mode akses: http://www.po4emu.ru/drugoe/history/index/raznoe/stat_raznoe/177.htm, gratis.

Sejarah perkembangan teori evolusi. [Sumber daya elektronik]: Mode akses: http://www.rsu.edu.ru/~zoo/r1g1.html, gratis.

Iordansky N.N. Evolusi kehidupan. [Sumber daya elektronik]: Mode akses: http://p16q48.firstvds.ru/evzhcont.htm, gratis.

Makeev A.V. Dasar-dasar Biologi 1996 dan 1997. [Sumber daya elektronik]: Mode akses: http://newlibrary.ru/download/makeev_a_v_/osnovy_bioloii.html, gratis.

Situs ilmiah tentang DNA. Dasar-dasar genetika. [Sumber daya elektronik]: Mode akses: http://www.aboutdna.ru/p/85, gratis.

Penciptaan dunia atau teori evolusi. [Sumber daya elektronik]: Mode akses: http://creation.xpictoc.com/?page_id=2#awp::?page_id=2, gratis.

Teori bencana Cuvier [Sumber daya elektronik]: Mode akses: http://www.airmed.com.ua/forum/index.php?showtopic=3267, gratis.

Evolusi Bumi. [Sumber daya elektronik]: Mode akses: http://evolution.powernet.ru/history, gratis.

Doktrin evolusioner. [Sumber daya elektronik]: Mode akses: http://ru.wikwpedia.org/wiki, gratis.

Ensiklopedia Cyril dan Methodius [Sumber daya elektronik]: Mode akses: http://www.megabook.ru/Article.asp?AID=689217, gratis.

Sejarah perkembangan dunia organik pada berbagai periode: Paleozoikum, Mesozoikum, Kenozoikum. Genera transisi dan seri paleontologi. Organ yang homolog dan sejenis. Dasar-dasar dan atavisme. Kesamaan perkembangan embrio vertebrata. Hukum biogenetik.

Mengirimkan karya bagus Anda ke basis pengetahuan itu sederhana. Gunakan formulir di bawah ini

Pelajar, mahasiswa pascasarjana, ilmuwan muda yang menggunakan basis pengetahuan dalam studi dan pekerjaan mereka akan sangat berterima kasih kepada Anda.

Lembaga Pendidikan Negeri Pendidikan Profesi Tinggi Universitas Pedagogi Kemanusiaan Negeri Tatar

Departemen Geografi Fisik dan Geoekologi

Kursus dengan topik:

“Evolusi dunia organik (dari Kambrium hingga saat ini, asal mula kehidupan, pertumbuhan), Darwinisme”

Saya telah menyelesaikan pekerjaannya:

siswa gr. 010813

Khuzina Zarina

Diperiksa oleh: Rafikova F.Z.

Kazan 2010

1. Perkenalan

2. Sejarah perkembangan dunia organik pada berbagai periode

2.1 Sejarah perkembangan dunia organik pada Paleozoikum

2.2 Perkembangan dunia organik di Mesozoikum

2.3 Perkembangan dunia organik pada zaman Kenozoikum

3. Bukti evolusi dunia organik

3.1 Genera transisi dan deret paleontologi

3.2 Organ yang homolog dan sejenis

3.3 Dasar-dasar dan atavisme

3.4 Persamaan perkembangan embrio vertebrata

3.5 Hukum biogenetik

4. Asal Usul Kehidupan di Bumi

4.1 Awal kehidupan

4.2 Kondisi asal mula kehidupan

5. Darwinisme

5.1 Latar Belakang

5.2 Penelitian Charles Darwin

5.3 Dasar-dasar

5.4 Hasil utama evolusi menurut Darwin

5.5 Kekuatan pendorong evolusi menurut Charles Darwin

5.6 Kontribusi teori evolusi Darwin terhadap sains

Kesimpulan

Daftar literatur bekas

1. Perkenalan

Selama ribuan tahun, hal itu tampak jelas bagi orang-orang Alam yang hidup diciptakan seperti yang kita kenal sekarang, dan selalu tidak berubah.

Namun pada zaman dahulu, dugaan telah dibuat tentang perubahan bertahap, perkembangan (evolusi) alam yang hidup. Salah satu cikal bakal gagasan evolusi adalah filsuf Yunani kuno Heraclitus (abad VI-V SM), yang merumuskan posisi tentang perubahan yang terus-menerus terjadi di alam (“segala sesuatu mengalir, segala sesuatu berubah”).

Pemikir Yunani kuno lainnya - Empedocles - pada abad ke-5. SM e. mengemukakan mungkin salah satu teori evolusi tertua. Dia percaya bahwa pada mulanya bagian-bagian berbeda dari berbagai organisme (kepala, batang tubuh, kaki) lahir. Mereka bersatu dalam kombinasi yang paling menakjubkan. Ini adalah bagaimana, khususnya, centaur (mitos setengah manusia - setengah kuda) muncul. Belakangan, seolah-olah semua kombinasi yang tidak dapat hidup mati.

Ilmuwan besar Yunani kuno, Aristoteles, mengurutkan semua organisme yang dikenalnya berdasarkan kompleksitasnya. Pada abad ke-17 Ide ini dikembangkan oleh naturalis Swiss Charles Bonnet, yang menciptakan doktrin “tangga alam”. Pada anak tangga pertama "tangga" ada "hal-hal halus" - api, udara, air, tanah; pada tingkat berikutnya adalah tumbuhan dan hewan menurut tingkat kerumitan strukturnya, pada salah satu tingkat paling atas adalah manusia, dan yang lebih tinggi lagi adalah penghuni surga dan Tuhan. Benar, tentu saja tidak ada pembicaraan tentang kemungkinan perpindahan “dari tahap ke tahap”, dan sistem ini masih sangat jauh kaitannya dengan evolusi.

Teori konsisten pertama tentang evolusi organisme hidup dikembangkan oleh ilmuwan Perancis Jean Baptiste Lamarck dalam buku “Philosophy of Zoology,” yang diterbitkan pada tahun 1809. Lamarck menyatakan bahwa selama kehidupan, setiap individu berubah dan beradaptasi dengan lingkungan. Karakteristik baru yang diperoleh sepanjang hidup diturunkan kepada keturunannya. Beginilah perubahan terakumulasi dari generasi ke generasi. Namun alasan Lamarck mengandung kesalahan, yaitu fakta sederhana: karakteristik yang diperoleh tidak diwariskan. Pada akhir abad ke-19. Ahli biologi Jerman August Weismann melakukan eksperimen terkenal - dia memotong ekor tikus percobaan selama 22 generasi. Namun, tikus yang baru lahir memiliki ekor yang tidak lebih pendek dari nenek moyangnya.

Ilmuwan Inggris Charles Darwin, berbeda dengan Lamarck, memperhatikan fakta bahwa meskipun makhluk hidup berubah selama hidup, individu dari spesies yang sama tidak dilahirkan dalam bentuk yang sama. Darwin menulis bahwa seorang peternak yang berpengalaman dapat membedakan setiap domba bahkan dalam kawanan yang besar. Misalnya, bulu mereka mungkin lebih terang atau lebih gelap, lebih tebal atau lebih tipis, dll. Dalam kondisi lingkungan normal, perbedaan tersebut tidak signifikan. Namun ketika kondisi kehidupan berubah, perubahan kecil yang diwariskan ini dapat memberikan keuntungan bagi pemiliknya. Di antara banyak perubahan yang tidak berguna dan merugikan, mungkin ada juga perubahan yang bermanfaat. Dengan alasan demikian, Darwin sampai pada gagasan seleksi alam. Individu dengan perbedaan yang berguna dapat bertahan hidup dan bereproduksi dengan lebih baik, serta mewariskan karakteristiknya kepada keturunannya. Oleh karena itu, pada generasi berikutnya persentase individu tersebut akan menjadi lebih besar, setelah satu generasi - bahkan lebih besar, dan seterusnya. Ini adalah mekanisme evolusi.

2. Sejarah perkembangan bumi

2.1 Sejarah perkembangan dunia organik pada Paleozoikum

Pada awal era Paleozoikum, kehidupan mungkin telah melewati bagian paling penting dan sulit dalam perjalanannya. Empat kerajaan alam yang hidup terbentuk: prokariota, atau senapan, jamur, tumbuhan hijau, hewan.

Nenek moyang kerajaan tumbuhan hijau adalah ganggang hijau uniseluler, yang umum di lautan Proterozoikum. Selain bentuk mengambang, bentuk yang menempel di bagian bawah juga muncul di bagian bawah. Gaya hidup yang tetap membutuhkan pemotongan tubuh menjadi beberapa bagian. Namun perolehan multiseluleritas, pembagian tubuh multiseluler menjadi bagian-bagian yang menjalankan fungsi berbeda, ternyata lebih menjanjikan.

Munculnya aromorfosis penting seperti proses seksual sangat penting bagi evolusi lebih lanjut.

Bagaimana dan kapan pembagian dunia kehidupan menjadi tumbuhan dan hewan terjadi? Apakah akarnya sama? Perselisihan di kalangan ilmuwan seputar masalah ini tidak mereda hingga saat ini. Mungkin hewan pertama adalah keturunan dari batang umum semua eukariota atau dari ganggang hijau bersel tunggal.

Kambrium- pembungaan invertebrata kerangka. Selama periode ini, terjadi periode lain pembangunan pegunungan dan redistribusi wilayah darat dan laut.

Iklim Kambrium sedang, benua tidak berubah. Hanya bakteri dan tumbuhan biru-hijau yang masih hidup di darat. Lautan didominasi warna hijau dan ganggang coklat, menempel di bagian bawah; Diatom, ganggang emas, dan ganggang euglena berenang di kolom air.

Akibat meningkatnya pencucian garam dari darat, hewan laut mampu menyerap garam mineral dalam jumlah besar. Dan hal ini, pada gilirannya, membuka jalan lebar bagi mereka untuk membangun kerangka yang kokoh.

Artropoda yang paling tersebar luas - trilobita, yang penampilannya mirip dengan krustasea modern - kutu kayu, telah mencapai distribusi terluas. Ciri khas Kambrium adalah jenis hewan multiseluler yang aneh - archaeocyaths, yang punah menjelang akhir periode tersebut. Pada masa itu juga terdapat berbagai macam bunga karang, karang, brakiopoda, dan moluska. Bulu babi muncul belakangan.

Ordovisium. Di laut Ordovisium, ganggang hijau, coklat dan merah serta banyak trilobita terwakili secara beragam. Pada zaman Ordovisium, cephalopoda pertama, kerabat gurita dan cumi-cumi modern, muncul, dan brakiopoda serta gastropoda menyebar. Terjadi proses intensif pembentukan terumbu oleh karang bermata empat dan tabulata. Graptolit tersebar luas - hemichordata, menggabungkan karakteristik invertebrata dan vertebrata, mengingatkan pada lancelet modern.

Di zaman Ordovisium, tanaman penghasil spora muncul - psilophytes, tumbuh di sepanjang tepi badan air tawar.

Silur. Laut dangkal yang hangat di Ordovisium digantikan oleh daratan yang luas, yang menyebabkan iklim kering.

Di laut Silur, graptolit menjalani hidup mereka, trilobita mengalami penurunan, tetapi cephalopoda mencapai kemakmuran yang luar biasa. Karang secara bertahap menggantikan archaeocyaths.

Di Silur, artropoda aneh berkembang - kalajengking krustasea raksasa, yang panjangnya mencapai 2 m. Pada akhir Paleozoikum, seluruh kelompok kalajengking krustasea hampir punah. Mereka mirip dengan kepiting tapal kuda modern.

Peristiwa yang sangat penting pada periode ini adalah kemunculan dan penyebaran perwakilan pertama vertebrata - “ikan” lapis baja. “Ikan” ini hanya menyerupai ikan asli, tetapi termasuk dalam kelas vertebrata yang berbeda - tidak berahang atau siklostom. Mereka tidak bisa berenang lama dan kebanyakan berbaring di dasar teluk dan laguna. Karena gaya hidup mereka yang tidak banyak bergerak, mereka tidak dapat berkembang lebih jauh. Di antara perwakilan siklostom modern, lamprey dan hagfish dikenal.

Ciri khas periode Silur adalah pengembangan intensif tanaman darat.

Salah satu tumbuhan terestrial pertama, atau lebih tepatnya amfibi, adalah psilofita, yang nenek moyangnya berasal dari ganggang hijau. Di waduk, alga menyerap air dan zat-zat terlarut di dalamnya ke seluruh permukaan tubuh, itulah sebabnya mereka tidak memiliki akar, dan hasil tubuh yang menyerupai akar hanya berfungsi sebagai organ penempelan. Karena kebutuhan untuk mengalirkan air dari akar ke daun, timbullah sistem pembuluh darah.

Munculnya tumbuhan ke darat adalah salah satu momen Evolusi terbesar. Itu disiapkan oleh evolusi dunia organik dan anorganik sebelumnya.

Devonian. Devon adalah periode ikan. Iklim Devonian lebih tajam di benua; lapisan es terjadi di daerah pegunungan Afrika Selatan. Di daerah yang lebih hangat, iklim berubah menjadi lebih kering, dan muncullah daerah gurun dan semi-gurun.

Ikan tumbuh subur di laut Devonian. Diantaranya adalah ikan bertulang rawan, dan muncul ikan dengan kerangka tulang. Berdasarkan struktur siripnya, ikan bertulang dibedakan menjadi sirip pari dan sirip lobus. Sampai saat ini, diyakini bahwa hewan bersirip lobus punah pada akhir Paleozoikum. Namun pada tahun 1938, sebuah kapal pukat ikan mengirimkan ikan tersebut ke Museum London Timur dan diberi nama coelacanth.

Pada akhir Paleozoikum, tahap paling signifikan dalam perkembangan kehidupan adalah penaklukan tanah oleh tumbuhan dan hewan. Hal ini difasilitasi oleh berkurangnya cekungan laut dan naiknya daratan.

Tumbuhan spora yang khas berevolusi dari psilofita: lumut, ekor kuda, dan pteridofita. Hutan pertama kali muncul di permukaan bumi.

Pada awal Zaman Karbon, terjadi pemanasan dan pelembapan yang nyata. Di lembah yang luas dan hutan tropis, dalam kondisi musim panas yang terus menerus, segala sesuatu tumbuh dengan pesat. Evolusi telah ditemukan jalan baru- perbanyakan dengan biji. Oleh karena itu, gymnospermae mengambil tongkat estafet evolusi, dan tumbuhan spora tetap menjadi cabang sampingan evolusi dan menghilang ke latar belakang.

Munculnya vertebrata ke darat terjadi pada periode Devon Akhir, setelah penakluk darat - psilophytes. Saat ini udara sudah dikuasai oleh serangga, dan keturunan ikan bersirip lobus mulai menyebar ke seluruh bumi. Jalan baru gerakan tersebut memungkinkan mereka untuk keluar dari air untuk sementara waktu. Hal ini menyebabkan munculnya makhluk dengan cara hidup baru - amfibi. Perwakilan mereka yang paling kuno - ichthyoshegs - ditemukan di Greenland di batuan sedimen Devonian.

Masa kejayaan amfibi kuno dimulai pada zaman Karbon. Pada periode inilah stegocephal berkembang secara luas. Mereka hanya tinggal di wilayah pesisir dan tidak mampu menaklukkan wilayah pedalaman yang jauh dari perairan.

Berkat ciri struktural ini, amfibi mengambil langkah menentukan pertama di darat, tetapi keturunan mereka, reptil, menjadi penguasa penuh atas daratan tersebut. Perkembangan iklim kering pada periode Permian menyebabkan kepunahan stegocephalians dan perkembangan reptilia, yang dalam siklus hidupnya tidak ada tahapan yang berhubungan dengan air. Karena cara hidup di darat, beberapa aromorfosis utama muncul pada reptil.

2.2 Dikembangkankeberadaan dunia organik di Mesozoikum

Mesozoikum tepat disebut sebagai era reptilia dan gymnospermae. Menjelang akhir Mesozoikum, kepunahan massal dinosaurus terjadi secara bertahap selama beberapa juta tahun. Dominasi dinosaurus sepanjang era geologi dan hampir punahnya mereka di akhir era merupakan misteri besar bagi ahli paleontologi.

Pada Trias, perwakilan pertama hewan berdarah panas muncul - mamalia primitif kecil.

Pada zaman Jurassic, reptilia merupakan kelompok hewan kedua yang berupaya menguasai lingkungan udara. Ada dua jenis kadal terbang: rhamphorhynchus dan kadal bersayap lebar.

Dari keanekaragaman menakjubkan kelas reptilia sebelumnya, 6.000 spesies masih bertahan hingga saat ini. Ini adalah perwakilan dari lima cabang evolusi: tuataria, kadal, ular, kura-kura, buaya.

Burung muncul pada periode Jurassic. Mereka mewakili cabang lateral reptil yang telah beradaptasi untuk terbang. Burung pertama Jurassic, Archaeopteryx, memiliki kemiripan yang sangat kuat dengan reptil.

Dinamakan periode Kapur karena banyaknya kapur di sedimen laut pada waktu itu. Itu terbentuk dari sisa-sisa cangkang hewan protozoa - foraminifera. Pada awal periode Kapur, perubahan besar berikutnya dalam evolusi tumbuhan terjadi - tumbuhan berbunga (angiospermae) muncul. Perubahan aromorfik ini membuat tanaman berbunga kemajuan biologis, ke era Kenozoikum berikutnya. Mereka menghuni bumi secara luas dan dicirikan oleh keragaman yang besar. Beberapa bentuknya bertahan hingga hari ini: pohon poplar, willow, oak, eucalyptus, pohon palem.

2.3 Mengembangkane dari dunia organik di Kenozoikum

Kenozoikum - era kehidupan baru - masa kejayaan tumbuhan berbunga, serangga, burung, dan mamalia.

Pada zaman dinosaurus, dikenal sekelompok mamalia - hewan berbulu kecil berukuran kecil yang muncul dari theraspid atau hewan mirip binatang. Viviparitas, berdarah panas, otak yang lebih berkembang dan aktivitas yang lebih besar yang terkait dengannya menjamin kemajuan mamalia, kebangkitan mereka ke garis depan evolusi.

Pada masa Tersier, mamalia mengambil posisi dominan, beradaptasi dengan berbagai kondisi di darat, di udara, di air, dan seolah-olah menggantikan reptilia Mesozoikum. Pada Paleosen dan Eosen, predator pertama berevolusi dari insektivora, dan kelompok karnivora modern bercabang dari mereka pada Oligosen. Mereka mulai menaklukkan lautan. Dan juga hewan berkuku pertama berasal dari karnivora Paleosen kuno.

Karena kekeringan di beberapa daerah, tanaman serealia bermunculan.

Pada paruh pertama periode Tersier, semua ordo mamalia modern telah muncul, dan pada pertengahan periode tersebut, nenek moyang kera dan manusia tersebar luas.

Selama periode Kuarter, mastodon, mammoth, harimau bertaring tajam, sloth raksasa, dan rusa gambut bertanduk besar punah.

Manusia menetap di Dunia Lama setidaknya 500 ribu tahun yang lalu. Sebelum glasiasi, para pemburu menetap hingga Tierra del Fuego. Saat gletser mencair, wilayah yang terbebas dari gletser dihuni kembali oleh manusia.

Sekitar 10.000 tahun yang lalu, domestikasi hewan dan pengenalan tumbuhan ke dalam budaya dimulai di daerah beriklim hangat di bumi. “Revolusi Neolitik” dimulai, terkait dengan transisi manusia dari mengumpulkan dan berburu ke pertanian dan peternakan.

3. Buktiva evolusi dunia organik

3.1 Bentuk peralihan dan deret paleontologi

Ahli paleontologi telah menemukan bentuk organisme yang menggabungkan ciri-ciri kelompok tua dan muda. Fosil semacam itu bersifat peralihan formulir berfungsi sebagai bukti evolusi karena menunjukkan hubungan historis kelompok yang berbeda organisme. Contoh bentuk tersebut adalah fosil burung pertama periode Jurassic - Archaeopteryx - penghubung antara reptil dan burung. Archaeopteryx adalah bentuk dengan ekor panjang, seperti reptil, tulang belakang tidak menyatu, gigi berkembang (tanda-tanda reptil); badan ditutupi bulu, kaki depan berbentuk sayap; sebagian tulang pneumatik (ciri-ciri burung).

Contoh lain dari bentuk peralihan adalah ikan bersirip lobus, yang menghubungkan ikan dengan amfibi yang mendarat; pakis berbiji merupakan bentuk peralihan antara pakis dan gymnospermae.

Bukti evolusi lainnya adalah rangkaian paleontologi. Ahli paleontologi telah menemukan sisa-sisa spesies yang hidup sebelumnya yang berkerabat satu sama lain, yaitu bukti asal muasal satu spesies dari spesies lainnya. Ilmuwan Rusia V. O. Kovalevsky, yang mempelajari sejarah perkembangan kuda, menunjukkan bahwa hewan modern berjari satu adalah keturunan nenek moyang omnivora berjari lima yang hidup 60-70 juta tahun yang lalu di hutan. Perubahan iklim di bumi yang mengakibatkan berkurangnya luas hutan dan bertambahnya luas stepa menyebabkan nenek moyang kuda modern mulai menyebar ke seluruh stepa. Kebutuhan akan perlindungan dari predator dan pergerakan jarak jauh untuk mencari makanan menyebabkan transformasi anggota badan - pengurangan jumlah jari dari lima menjadi satu. Sejalan dengan perubahan anggota tubuh, seluruh organisme juga berubah; peningkatan ukuran tubuh, perubahan bentuk tengkorak, struktur gigi yang lebih kompleks, dll.

Serangkaian bentuk fosil yang berhubungan satu sama lain dalam proses evolusi dan mencerminkan jalannya filogenesis (Yunani phylon - genus, suku, dan genesis - asal usul, kejadian), yaitu perkembangan sejarah, disebut paleontologis, atau filogenetik, dalam barisan. Saat ini, rangkaian paleontologi telah ditemukan pada evolusi bulu babi, gajah, paus, badak, beberapa genera moluska, dan hewan lainnya.

3.2 Organ yang homolog dan sejenis

Klarifikasi hubungan kekerabatan antara kelompok organisme hidup penting dalam membuktikan evolusi. Kesamaan struktur organisme dari taksa yang berbeda, sebagai bukti asal usul mereka dari nenek moyang yang sama, sekaligus merupakan bukti tidak langsung adanya evolusi. Studi anatomi komparatif menunjukkan bahwa anggota tubuh beberapa vertebrata, misalnya sirip ikan paus, cakar tahi lalat, buaya, sayap burung, kelelawar, dan tangan manusia, meskipun fungsinya berbeda, memiliki kesamaan. fitur struktural dan asal usul yang sama. Beberapa tulang di kerangka anggota badan mungkin tidak ada, yang lain mungkin menyatu, ukuran relatif tulang mungkin berubah, tetapi dalam semua kasus, organ-organ ini berkembang dengan cara yang sama dari dasar embrio yang sama. Organ-organ yang mempunyai struktur yang sama dan asal usul yang sama disebut homolog. Contoh homologi pada tumbuhan adalah daun kacang polong menyirip dengan sulur dan bintik, kantong semar pada tumbuhan pemakan serangga Nepenthes, sisik batang ekor kuda, duri barberry, dan sisik tunas.

Kehadiran organ-organ homolog dalam organisme dari kelompok yang berbeda memungkinkan untuk menetapkan tingkat hubungan di antara mereka dan melacak evolusinya.

Di alam, kasus-kasus kesamaan dalam penampilan dan fungsi yang dilakukan oleh organ yang memilikinya asal usul yang berbeda. Misalnya, sayap burung dan sayap kupu-kupu mempunyai fungsi yang serupa, tetapi asal usul dan strukturnya sangat berbeda. Kesamaan tersebut disebabkan oleh cara hidup, adaptasi terhadap penerbangan yang muncul secara mandiri pada kupu-kupu dan burung, dan bukan oleh asal usul bentuk-bentuk tersebut. Organ-organ yang secara lahiriah serupa dan menjalankan fungsi yang sama, tetapi asal usulnya berbeda, disebut analog. Organ serupa termasuk, misalnya, duri pada barberry (daun termodifikasi), akasia putih (stipula termodifikasi), dan hawthorn (pucuk termodifikasi). Organ serupa menunjukkan arah adaptasi organisme yang serupa, yang disebabkan oleh aksi seleksi alam dalam proses evolusi.

3.3 Dasar-dasar dan atavisme

Salah satu bukti evolusi adalah adanya organ vestigial atau atavistik pada beberapa organisme. Dasar (lat. rudimentum - dasar, prinsip dasar) adalah organ yang terbentuk selama perkembangan embrio, tetapi kemudian berhenti berkembang dan tetap dalam bentuk dewasa dalam keadaan terbelakang. Dengan kata lain, dasar adalah organ yang telah kehilangan arti aslinya selama evolusi. Kehadiran dasar-dasar, serta organ-organ homolog, menunjukkan asal usul yang sama dari bentuk-bentuk kehidupan. Tungkai belakang paus, yang tersembunyi di dalam tubuhnya, membuktikan asal usul nenek moyangnya di darat. Anggota tubuh ular masih belum sempurna. Trenggiling memiliki gigi yang belum sempurna, dan serangga dipterous memiliki sepasang sayap belakang yang berubah menjadi halter. Organ vestigial diketahui pada manusia: otot yang menggerakkan daun telinga, kelopak mata ketiga, dll. (totalnya sekitar 90).

Atavisme (lat. atavus --- nenek moyang) adalah kemunculan karakteristik spesies tertentu pada organisme individu yang ada pada nenek moyang jauh, tetapi hilang selama evolusi. Di antara ribuan hewan berjari satu, ada individu yang memiliki anggota badan berjari tiga. Ada kasus munculnya tanda-tanda atavistik pada manusia: perkembangan sepasang kelenjar susu tambahan, rambut di seluruh tubuh, dan ekor. Munculnya atavisme menunjukkan adanya hubungan historis antara bentuk-bentuk yang punah dan yang ada saat ini.

3.4 Kesamaan dalam perkembangan embrio vertebrata

Data embriologi mendukung evolusi dunia organik. Ahli embriologi telah menemukan dan mempelajari kesamaan tahap awal perkembangan embrio hewan. Semua hewan multiseluler berkembang dari satu sel telur yang telah dibuahi. Dalam proses perkembangan individu melalui tahapan pembelahan, blastula, gastrula, pembentukan embrio tiga lapis, dan pembentukan organ dari lapisan germinal. Kesamaan perkembangan embrio hewan menunjukkan kesatuan asal usulnya.

Kesamaan tahapan embrionik dalam tipe atau kelas individu sangat jelas. Misalnya, semua vertebrata menunjukkan pembentukan lengkungan insang, kesamaan bentuk tubuh, keberadaan ekor, dan dasar anggota badan. Organisasi internal embrio pada tahap ini serupa dalam banyak hal. Semua perwakilan dari subtipe ini pertama-tama mengembangkan notochord, sistem peredaran darah dengan satu sirkulasi (seperti pada ikan), struktur ginjal yang sama, dll. Seiring perkembangannya, kesamaan antara embrio dan ciri-ciri organisasi kelas berkurang. yang menjadi milik hewan-hewan itu menjadi semakin terlihat jelas. . Pada hewan darat, kantong insang menjadi terlalu besar; Pada embrio manusia, daerah kepala terutama berkembang, termasuk otak, anggota badan berjari lima terbentuk, dll.

Seiring dengan kemajuan perkembangan embrio, terdapat perbedaan yang konsisten dalam ciri-ciri embrio, memperoleh ciri-ciri yang menjadi ciri kelas, ordo, genus dan, akhirnya, spesies di mana mereka berasal. Pola perkembangan embrio ini menunjukkan kekerabatannya, asal mula dari satu batang, yang dalam perjalanan evolusi terpecah menjadi banyak cabang.

3.5 Hukum biogenetik

Berdasarkan kesamaan embrio dalam perkembangan vertebrata dan banyak fakta embriologis dan anatomi lainnya, ilmuwan Jerman F. Müller dan E. Haeckel pada paruh kedua abad ke-19. menetapkan hukum hubungan antara entogenesis dan filogenesis, yang disebut hukum biogenetik. Menurut hukum ini, setiap individu dalam perkembangan individu (ontogenesis) mengulangi sejarah perkembangan spesiesnya (filogeni), atau ontogenesis adalah pengulangan filogeni secara singkat.

Misalnya, pada semua hewan vertebrata tanpa kecuali, notochord terbentuk selama entogenesis - sebuah tanda nenek moyang jauh mereka. Kecebong amfibi tak berekor mengembangkan ekor. Selama entogenesis, tentu saja, tidak semua tahapan evolusi, yang berlangsung selama ribuan dan jutaan tahun, direproduksi. Pengulangan tahapan sejarah perkembangan suatu spesies dalam embrio terjadi dalam bentuk yang terkompresi, dengan hilangnya sejumlah tahapan. Selain itu, embrio tidak menyerupai bentuk dewasa nenek moyangnya, melainkan hanya embrionya saja. Pada saat yang sama, hukum biogenetik, yang mengungkapkan hubungan mendalam antara ontogenesis dan filogeni, juga berlaku sangat penting untuk memperjelas hubungan antar organisme dan untuk membuktikan evolusi dunia organik.

4. Asal Usul Kehidupan di Bumi

4.1 Awal kehidupan

Kehidupan mempunyai hubungan yang paling dekat dan tidak dapat dipisahkan dengan organisasi planet kita, khususnya biosfer. Di biosfer, kehidupan menjalankan fungsi geologis yang sangat spesifik yang tidak akan ada jika kehidupan di planet ini lenyap. Harus juga diakui bahwa kehidupan tidak berubah, sama seperti sekarang, ia adalah bagian dari organisasi biosfer selama waktu geologis yang kita ketahui, yaitu selama 310 9 - 210 9 tahun. Pada zaman Archeozoikum kuno, ia membentuk bagian yang sama dari struktur biosfer yang umumnya menyatu dengan yang masih terbentuk.

Dan akhirnya, tidak ada keraguan bahwa kehidupan dapat ada di planet kita dan ada di atasnya hanya berkat masuknya energi kosmik yang terus-menerus dan, tampaknya, tidak berubah sepanjang waktu geologis, terutama energi radiasi Matahari. Jika kehidupan juga didukung oleh sumber energi lain (misalnya energi atom akibat peluruhan radioaktif unsur-unsur kimia), maka secara ilmiah tampaknya masih ada kepastian bahwa sumber utama kehidupan adalah energi Matahari.

Bukan hanya kehidupan - dalam skala modern dan, pada dasarnya, dalam skala modern struktur modern- sudah ada sejak zaman Archeozoikum, yaitu sejak awal catatan geologi yang kita kenal, tetapi didasarkan pada hal yang sama - dengan fluktuasi dalam satu arah atau yang lain - jumlah materi duniawi dengan komposisi unsur kimia yang sama.

Ketentuan-ketentuan ini, yang tampaknya sesuai dengan fakta-fakta ilmiah yang kita semua ketahui dan generalisasi empiris yang setara secara ilmiah, harus diperhitungkan ketika memikirkan tentang permulaan kehidupan di Bumi.

Masalah permulaan kehidupan berkaitan dengan masalah penciptaan lingkungan hidup itu sendiri, di mana proses evolusi berlangsung, yaitu masalah ini secara logis melampaui lingkungan.

Lingkungan hidup - monolit kehidupan, alam yang hidup - jelas tidak mewakili fenomena yang acak dan tidak teratur. Ia jelas mempunyai struktur tertentu, mewakili suatu bentuk organisasi yang selalu ada dalam waktu geologis dan selalu dikaitkan dengan organisasi biosfer.

Semua organisme hidup berkaitan erat satu sama lain dalam keberadaannya dan dengan cara ini mewakili satu kesatuan, yang terus-menerus ada sebagai satu kesatuan sepanjang waktu geologis, setidaknya dua hingga tiga miliar tahun.

Kehidupan sepanjang masa geologi telah direfleksikan dengan cara yang mirip dengan kehidupan modern. Bagi zaman Kambrium (kurang dari satu miliar tahun yang lalu) kita sudah memiliki gambaran yang jelas tentang kompleksitas monolit kehidupan. Kita dapat berargumentasi bahwa saat ini pasti terdapat kehidupan tumbuhan terestrial, yang sisa-sisanya tidak ada, karena ia tidak dapat hidup tanpanya. dunia yang kompleks makhluk heterotrofik, yang ditemukan pada fauna paling purba yang dipelajari sejauh ini. Tidak ada keraguan tentang hal ini juga untuk era Algonkian. Lebih lanjut, tidak ada pengetahuan paleontologis yang pasti, namun studi tentang refleksi kehidupan di lingkungan terestrial - batuan sedimen dan organogenik yang telah mengalami perubahan mendalam yang dapat diakses untuk dipelajari secara langsung - menunjukkan bahwa struktur monolit kehidupan pada dasarnya tidak berubah. fitur biogeokimia.

Pernyataan berikut dapat dibuat:

Lingkungan hidup tidak dapat direduksi menjadi organisme tunggal yang secara morfologis pernah menghuni planet ini, lingkungan hidup tidak dapat homogen secara morfologis, dan basis tunggal organisme hidup, protoplasma, tidak mencakup seluruh fungsi geokimia kehidupan di planet kita.

Sehubungan dengan ini, lingkungan hidup tidak dapat berasal dari satu organisme bersel tunggal yang dibawa dari lingkungan kosmik, atau dari organisme heterogen yang tidak dapat dibagi-bagi. Namun tidak dapat dipungkiri bahwa masuknya unsur-unsur kehidupan kosmik ke dalam lingkungan hidup biosfer sangat mungkin terjadi, karena substansi biosfer niscaya senantiasa menyerap benda-benda kosmik. Tapi itu tidak menjelaskan awal mula kehidupan di bumi.

Tidak dapat dihindari untuk mengakui bahwa, meskipun ciri-ciri utamanya mungkin tidak sekompleks lingkungan hidup saat ini, namun masih sangat kompleks, ia segera tercipta di planet kita secara keseluruhan pada periode pra-geologisnya. Seluruh monolit kehidupan (lingkungan hidup) telah diciptakan, dan bukan spesies organisme hidup yang terpisah, yang menjadi tujuan ekstrapolasi kita secara keliru, berdasarkan adanya proses evolusi.

Kesimpulan terakhir mungkin menyulitkan kita untuk berasumsi bahwa abiogenesis (munculnya makhluk hidup dari benda mati) atau, lebih tepatnya, arkeogenesis organisme dalam skala yang diperlukan untuk menciptakan kehidupan di dalamnya, pernah terjadi di planet kita.

4.2 Usloasal usul kehidupan

Masalah munculnya kehidupan pertama kali di planet kita saat ini tidak diajukan oleh sains. Ini adalah bidang pemikiran filosofis atau keagamaan, dan para sarjana yang membahasnya biasanya melampauinya karya ilmiah. Mereka menyentuh isu-isu ini, tapi mereka mempelajarinya bukan sebagai ilmuwan, tapi sebagai filsuf.

Mengingat masalah munculnya kehidupan di Bumi sebagai masalah munculnya biosfer, kita tidak hanya semakin dekat dengan kenyataan - kita mendapatkan landasan baru yang kokoh bagi karya ilmiah, berdasarkan materi empiris geologi dan geokimia yang luas.

Geologi kini memungkinkan kita untuk secara ilmiah mengajukan pertanyaan tentang permulaan biosfer, dan geokimia secara ilmiah secara tepat menentukan kondisi yang harus dipenuhi kehidupan agar biosfer dapat tercipta.

Harus diingat bahwa ketika berbicara tentang kemunculan kehidupan di Bumi dengan terbentuknya biosfer, prinsip Redi harus dianggap tak tergoyahkan - generalisasi empiris besar yang ditetapkan pada abad ke-17. dan yang selalu dikonfirmasi oleh pengalaman dan observasi ilmiah. Hal ini dinyatakan: “Semua makhluk hidup berasal dari makhluk hidup.” Prinsip Redi memang benar, namun ini bukanlah prinsip filosofis, melainkan generalisasi ilmiah. Dalam kaitan ini, dapat diungkapkan sebagai berikut: “Semua makhluk hidup berasal dari makhluk hidup di biosfer, kompleks fenomena fisika dan kimia yang sangat terbatas dan terdefinisi.” Abiogenesis, menurut prinsip Redi, tidak dan tidak ada di biosfer dalam batas waktu geologis, yaitu dalam waktu ketika kehidupan masuk ke dalam organisasi geosfer ini.

Sebagaimana dinyatakan sebelumnya dalam literatur ilmiah, berbagai gagasan telah diungkapkan tentang awal mula kehidupan di Bumi. Inilah dua di antaranya. Keduanya tidak ada hubungannya dengan struktur geologi bumi dan sejarahnya. Menurut seseorang, kehidupan menembus planet kita dari luar, dari luar angkasa, mungkin, ia menembusnya terus-menerus dan terus menerus bahkan hingga saat ini. Menurut pandangan lain, kehidupan terbentuk di Bumi dari materi mati (inert) dengan cara yang tidak diketahui dalam salah satu periode geologi kuno keberadaannya, atau, mungkin, tanpa kita sadari, terus menerus dan terus-menerus dengan cara ini, melalui “ generasi spontan”, abiogenesis, terbentuk, tetapi kita tidak memperhatikan proses ini. Pandangan-pandangan ini, yang diungkapkan dalam bentuk yang samar-samar, bertentangan dengan pengetahuan kita yang sebenarnya.

Berdasarkan reduksi masalah permulaan kehidupan menjadi masalah permulaan biosfer, kami akan mencoba menetapkan kondisi munculnya biosfer dan manifestasi kehidupan di dalamnya, yang wajib bagi setiap gagasan tentang itu dimulai di planet kita.

Data geologi berikut harus dianggap ditetapkan secara empiris.

Bidang kehidupan, yaitu suhu dan tekanan, iklim terkait dan sifat kimia lingkungan, ada secara terus menerus, umumnya tidak berubah sejak zaman Archean. Selama lebih dari satu setengah miliar tahun, bidang kehidupan serupa dengan yang ada saat ini.

Sebagian besar era Archean, mungkin seluruhnya, telah ditutupi oleh kehidupan, yang ciri-ciri utamanya mirip dengan kehidupan modern, dan secara genetik terkait dengannya. Biosfer selama ini tidak berubah. Hal ini tidak hanya ditunjukkan oleh sisa-sisa kehidupan, tetapi juga oleh tidak berubahnya proses pelapukan selama ini, sifat dan paragenesis mineral-mineral yang membentuk biosfer dan berkaitan erat dengan kehidupan dalam pembentukannya.

Kehidupan dan semua organisme hidup merupakan bagian alami biosfer yang tidak dapat dipisahkan. Biosfer itu sendiri bukanlah suatu formasi acak - ia berhubungan dengan bentuk organisasi tertentu. Ini adalah sistem dinamis yang stabil, keseimbangan yang terbentuk pada ciri-ciri utamanya sejak awal, yaitu dari awal atau pertengahan era Arkean, dari Arkeozoikum, dan terus beroperasi selama 1,5 miliar tahun.

Di biosfer, kita dapat membedakan dua jenis materi penyusunnya: di satu sisi, materi inert, dan di sisi lain, materi hidup. Suatu zat inert, yang pada akhirnya terdiri dari mineral, tetap tidak berubah dalam manifestasi morfologinya, yaitu komposisi kimia dan keadaan fisiknya. Mineral yang sama membangunnya di era Algonian sebelumnya, dan mereka sedang membangunnya sekarang. Tidak ada mineral baru yang muncul di kerak bumi selama masa geologis, kecuali kita menganggapnya sebagai ciptaan teknologi manusia.

Fenomena yang berbeda diwakili oleh komponen lain dari biosfer - materi hidup, yang abadi, secara umum dan dalam bentuk individualnya, berubah dalam proses evolusi. Materi hidup ini merupakan pembawa energi bebas dalam proses geokimia biosfer, aktif bagian yang tidak terpisahkan. Bentuknya yang tidak berubah, seperti beberapa spesies (zat hidup homogen) radiolaria, yang tidak berubah sejak zaman Algonkian, atau Lingula - sejak zaman Kambrium, merupakan pengecualian. Mereka ada dalam struktur yang tidak berubah selama sekitar satu miliar tahun. Semua hal lainnya telah berubah dan berkembang secara radikal selama ini. Dunia kehidupan biosfer Paleozoikum dan dunia kehidupan biosfer zaman kita sangat berbeda, dunia materi inert adalah satu dan sama.

Seperti telah disebutkan, kehidupan yang kita ketahui secara ilmiah hanya sebagai bagian alami dari biosfer: kehidupan di luar biosfer tidak ada - ini adalah abstraksi yang tidak nyata.

Ketika berbicara tentang munculnya kehidupan di planet kita, kita sebenarnya hanya berbicara tentang pembentukan biosfer di atasnya.

Sejak awal mula biosfer, kehidupan yang masuk ke dalamnya pasti merupakan suatu benda yang kompleks, dan bukan suatu zat yang homogen, karena tanpa kehidupan, kerak yang lapuk (bagian yang tidak dapat dipisahkan dari mekanisme biosfer) tidak mungkin tercipta, dan fungsi biogeokimia yang terkait dengan perwujudan kehidupan dalam keanekaragaman dan kompleksitas tidak dapat hanya terjadi pada satu spesies bentuk kehidupan. Sepanjang sejarah geologi dan bahkan saat ini di alam sekitar kita, mereka selalu tersebar di berbagai bentuk kehidupan.

Ketika mempertimbangkan fungsi biogeokimia, pernyataan berikut dapat dibuat:

Tanpa kecuali, semua fungsi geokimia materi hidup di biosfer dapat dilakukan oleh organisme bersel tunggal yang paling sederhana

Tidak mungkin suatu organisme melakukan semua fungsi geokimia ini sendirian.

Sepanjang waktu geologi, terjadi serangkaian organisme berbeda yang saling menggantikan dalam menjalankan fungsi tertentu tanpa mengubah fungsi itu sendiri.

Kesimpulan tentang perlunya fungsi geokimia yang sangat beragam secara simultan di biosfer perwakilan kehidupan adalah kondisi utama yang menentukan sifat kemunculannya.

Saat ini diyakini bahwa kehidupan terbentuk di Bumi sebagai hasil dari proses alami evolusi senyawa karbon. Selain itu, senyawa karbon di medium antarbintang muncul bahkan sebelum planet kita terbentuk dan oleh karena itu, selalu dibawa ke planet ini. Pada tahap awal keberadaan bumi, terjadi berbagai proses kimia yang berkontribusi pada pembentukan senyawa yang lebih kompleks - evolusi kimia, yang menandai dimulainya evolusi biologis.

Awal dari serangkaian karya sintesis abiogenik (non-biologis) diletakkan oleh ilmuwan Amerika S. Miller (1953), yang melewatkan pelepasan listrik melalui campuran gas. Ilmuwan Soviet A. G. Pasynsky dan T. E. Pavlovskaya (1956) menunjukkan kemungkinan pembentukan asam amino di bawah penyinaran ultraviolet dari campuran gas formaldehida dan garam amonium. Ilmuwan Spanyol J. Oro (196O) melakukan sintesis komponen asam nukleat. Pada tahun 197O, ilmuwan Amerika S. Ponnamperuma mensintesis asam adenosin trifosfat (ATP), bentuk utama penyimpanan energi dalam organisme hidup, serta asam amino, polipeptida, dan zat mirip protein. Hal ini membuktikan bahwa asal usul kehidupan abiogenik di Alam Semesta bisa saja terjadi akibat pengaruh energi panas, radiasi pengion, pelepasan listrik.

Mengingat data saat ini, perbedaan kimia antara materi hidup dan analog abiogeniknya telah terhapus. Dalam zat biogenik dan abiogenik dengan komposisi kimia yang sama, jumlah molekul beraliran kanan dan kiri selalu tidak sama; satu kelompok di antaranya selalu mendominasi secara tajam, seringkali beraliran kiri.

Para ilmuwan yang menangani masalah asal usul kehidupan di Bumi (A.I. Oparin, J. Bernal, M. Rutten, J. Haldane, R.S. Jung, dll.) tidak mengizinkan adanya unsur kehidupan yang dibawa ke Bumi dari planet lain. atau dari luar angkasa. Semua orang mengenali abiogenesis di Bumi itu sendiri. Menurut pendapat umum, abiogenesis terjadi dalam kondisi yang berbeda dengan yang ada saat ini di Bumi, yaitu dalam atmosfer primer bebas oksigen.

Saat ini, pertanyaan tentang kemunculan kehidupan di Bumi adalah untuk menjelaskan waktu dan kondisi biogeokimia kehidupan tersebut. jaman dahulu, ketika lingkungan yang menguntungkan diciptakan untuk transformasi senyawa organik abiogenik menjadi senyawa biogenik, serta untuk memperjelas alasan munculnya kiralitas komposisi molekul yang menjadi ciri dunia organik dan, khususnya, munculnya a molekul DNA yang sangat tidak simetris dalam zat yang berasal dari biogenik.

5 . Darwinisme

5.1 Prasyarat

Pada pertengahan abad ke-19. sejumlah generalisasi dan penemuan penting dibuat yang bertentangan dengan pandangan kreasionis dan berkontribusi pada penguatan dan pengembangan lebih lanjut evolusi, sehingga membentuk prasyarat ilmiah bagi penciptaan teori evolusi Charles Darwin.

Pada tahun 1830, naturalis Inggris Charles Lyell (1797-1875) memperkuat gagasan tentang variabilitas permukaan bumi di bawah pengaruh berbagai penyebab dan hukum alam: iklim, air, kekuatan vulkanik, faktor organik. Lyell mengutarakan gagasan bahwa dunia organik berangsur-angsur berubah, yang dibenarkan oleh hasil penelitian paleontologi oleh ahli zoologi Perancis J. Cuvier (1769-1832).

Pada paruh pertama abad ke-19, gagasan tentang kesatuan seluruh alam berkembang. Ahli kimia Swedia I. Berzelius (1779-1848) membuktikan bahwa semua hewan dan tumbuhan terdiri dari unsur-unsur yang sama yang ditemukan di alam mati, dan ahli kimia Jerman F. Wöhler (1800-1882) adalah orang pertama yang mensintesis secara kimia di laboratorium pada tahun 1824 asam oksalat, dan pada tahun 1828 - urea, sehingga menunjukkan bahwa pembentukan zat organik terjadi tanpa partisipasi “kekuatan vital”.

Pada abad ke-18 hingga ke-19, sebagai akibat dari penjajahan wilayah yang luas dan eksplorasinya, orang Eropa secara signifikan memperluas pemahaman mereka tentang keanekaragaman dunia organik dan pola distribusinya di seluruh benua di dunia. Sistematika berkembang secara intensif: seluruh keanekaragaman dunia organik memerlukan klasifikasi dan reduksi menjadi suatu sistem tertentu, yang penting untuk pengembangan gagasan tentang keterkaitan makhluk hidup, dan kemudian kesatuan asal usulnya.

Untuk pertama kalinya, istilah "evolusi" (dari bahasa Latin evolutio - penyebaran) digunakan dalam salah satu karya embriologis naturalis Swiss Charles Bonnet pada tahun 1762. Saat ini, evolusi dipahami sebagai proses perubahan yang tidak dapat diubah dalam sistem apa pun yang terjadi seiring berjalannya waktu, yang menimbulkan sesuatu yang baru, heterogen, berada pada tahap perkembangan yang lebih tinggi.

Konsep evolusi mempunyai arti khusus dalam ilmu pengetahuan alam, yang mempelajari evolusi biologis secara utama. Evolusi biologis adalah perkembangan historis satwa liar yang tidak dapat diubah dan sampai batas tertentu terarah, disertai dengan perubahan komposisi genetik populasi, pembentukan adaptasi, pembentukan dan kepunahan spesies, transformasi biogeocenosis dan biosfer secara keseluruhan. Dengan kata lain, evolusi biologis harus dipahami sebagai proses perkembangan historis adaptif makhluk hidup di semua tingkat organisasi makhluk hidup.

Teori evolusi dikembangkan oleh Charles Darwin (1809-1882) dan dituangkan dalam bukunya “The Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favored Breeds in the Struggle for Life” (1859).

5.2 Penelitian Charles Darwin

Dari tahun 1837 hingga 1839, Darwin menulis serangkaian buku catatan yang berisi sketsa pemikirannya tentang evolusi berdasarkan penelitiannya di bidang zoologi. Pada tahun 1842 dan 1844 dalam dua langkah dia menguraikan secara singkat sketsa dan esai tentang asal usul spesies. Karya-karya tersebut sudah memuat banyak gagasan yang kemudian diterbitkannya pada tahun 1859.

Pada tahun 1854-1855 Darwin mulai mengerjakan esai evolusi dengan sungguh-sungguh, mengumpulkan materi tentang variabilitas, hereditas dan evolusi spesies hewan dan tumbuhan liar, serta data tentang metode seleksi hewan peliharaan dan tanaman budidaya, membandingkan hasil seleksi buatan dan alam. . Ia mulai menulis sebuah karya, yang volumenya diperkirakan 3-4 volume. Pada musim panas tahun 1858, dia telah menulis sepuluh bab dari karya ini. Karya ini tidak pernah selesai dan pertama kali diterbitkan di Inggris pada tahun 1975. Penghentian pekerjaan ini disebabkan oleh diterimanya naskah A. Wallace, yang di dalamnya, terlepas dari Darwin, landasan teori seleksi alam dan perannya dalam evolusi diuraikan berdasarkan penelitian Wallace sendiri tentang flora dan fauna Melayu. Kepulauan. Darwin mulai menulis ringkasan singkatnya dan, dengan tergesa-gesa yang tidak seperti biasanya, menyelesaikan pekerjaannya dalam waktu 8 bulan. Pada tanggal 24 November 1859, “Asal Usul Spesies Melalui Seleksi Alam, atau Pelestarian Ras-Ras Terfavorit dalam Perjuangan untuk Hidup” diterbitkan.

Kelebihan sejarah Darwin terletak pada kenyataan bahwa ia, bersama dengan Wallace, mengungkap faktor pendorong evolusi - seleksi alam - dan dengan demikian mengungkap alasan terjadinya evolusi biologis.

Gairah berkobar di seluruh dunia, ada perjuangan untuk Darwin, untuk Darwinisme, di satu sisi, melawan Darwinisme, di sisi lain. Penonton ramai, para ilmuwan dan humas merasa khawatir, ada yang mengecam Darwin, ada pula yang mengaguminya.

Darwin menulis tiga buku lagi tentang evolusi. Pada tahun 1868, karya besar Darwin tentang teori seleksi buatan, “Perubahan Hewan Domestik dan Tanaman Budidaya,” diterbitkan. Dalam buku ini, bukan tanpa pengaruh kritik, Darwin bertanya-tanya bagaimana penyimpangan yang menguntungkan pada keturunan dapat dicatat, dan mengajukan “hipotesis sementara pangenesis.” Hipotesis tersebut mengasumsikan transfer, dengan bantuan partikel hipotetis - "gemmules", sifat yang diperoleh dari organ tubuh ke sel germinal dan merupakan penghormatan kepada Lamarckisme. Darwin dan orang-orang sezamannya tidak mengetahui bahwa pada tahun 1865 naturalis Austro-Ceko Kepala Biara Gregor Mendel menemukan hukum hereditas. Hipotesis pangenesis tidak perlu lagi dibuat secara luas.

Pada tahun 1871, ketika Darwinisme telah diterima sebagai konsep ilmu pengetahuan alam, buku Darwin “The Descent of Man and Sexual Selection” diterbitkan, yang tidak hanya menunjukkan kesamaan yang tidak diragukan lagi, tetapi juga kekerabatan antara manusia dan primata. Darwin berpendapat bahwa nenek moyang manusia, menurut klasifikasi modern, dapat ditemukan di antara bentuk-bentuk yang bahkan mungkin lebih rendah daripada kera besar. Manusia dan kera menjalani proses psikologis dan fisiologis yang serupa dalam pacaran, reproduksi, kesuburan, dan perawatan keturunan. Terjemahan bahasa Rusia dari buku ini muncul pada tahun yang sama. Tahun berikutnya, buku Darwin “The Expression of Emotions in Man and Animals” diterbitkan, yang berdasarkan studi tentang otot-otot wajah dan cara mengekspresikan emosi pada manusia dan hewan, hubungannya dibuktikan dengan contoh lain.

5.3 Ketentuan dasar

Teori evolusi Darwin adalah doktrin holistik tentang sejarah perkembangan dunia organik. Ini mencakup berbagai masalah, yang paling penting adalah bukti evolusi, identifikasi kekuatan pendorong evolusi, penentuan jalur dan pola proses evolusi, dll.

Hakikat ajaran evolusi terletak pada prinsip-prinsip dasar berikut:

1. Segala jenis makhluk hidup yang menghuni bumi tidak pernah diciptakan oleh siapapun.

2. Muncul secara alami, bentuk-bentuk organik secara perlahan dan bertahap diubah dan diperbaiki sesuai dengan kondisi lingkungan.

3. Transformasi spesies di alam didasarkan pada sifat-sifat organisme seperti variabilitas dan hereditas, serta seleksi alam yang terus-menerus terjadi di alam. Seleksi alam terjadi melalui interaksi kompleks organisme satu sama lain dan dengan faktor-faktor alam mati; Darwin menyebut hubungan ini sebagai perjuangan untuk eksistensi.

4. Hasil evolusi adalah kemampuan beradaptasi organisme terhadap kondisi kehidupannya dan keanekaragaman spesies di alam.

5.4 Hasil utama evolusi menurut Darwin

Hasil utama evolusi adalah peningkatan kemampuan beradaptasi organisme terhadap kondisi kehidupan, yang berarti peningkatan organisasinya. Akibat aksi seleksi alam, individu-individu dengan sifat-sifat yang berguna bagi kesejahteraannya tetap terpelihara. Darwin memberikan banyak bukti tentang peningkatan kebugaran organisme akibat seleksi alam. Hal ini, misalnya, meluasnya penggunaan warna penutup di antara hewan (untuk mencocokkan warna area tempat tinggal hewan, atau untuk mencocokkan warna objek tertentu. Banyak hewan yang memiliki alat pelindung khusus agar tidak dimakan hewan lain. juga memiliki warna peringatan (misalnya hewan beracun atau tidak dapat dimakan). Beberapa hewan memiliki warna yang mengancam berupa bintik-bintik terang yang menakutkan. Banyak hewan yang tidak memiliki alat perlindungan khusus meniru hewan yang dilindungi dalam bentuk dan warna tubuh (mimikri ). Banyak hewan memiliki jarum, duri, penutup chitinous, dan cangkang , cangkang, sisik, dll. Semua adaptasi ini hanya dapat muncul sebagai hasil seleksi alam, yang memastikan keberadaan spesies dalam kondisi tertentu. Di antara tumbuhan, a berbagai adaptasi terhadap penyerbukan silang, distribusi buah dan biji tersebar luas.Pada hewan, peran besar dalam kualitas adaptasi Berbagai macam naluri berperan (naluri merawat keturunan, naluri yang berhubungan dengan memperoleh makanan, dll. ).

Pada saat yang sama, Darwin mencatat bahwa kemampuan beradaptasi organisme terhadap lingkungannya (kemanfaatannya), bersama dengan kesempurnaan, adalah relatif. Ketika kondisi berubah secara drastis, tanda-tanda yang berguna mungkin menjadi tidak berguna atau bahkan berbahaya. Misalnya, pada tumbuhan air yang menyerap air dan zat terlarut di dalamnya di seluruh permukaan tubuh, sistem akar kurang berkembang, tetapi permukaan pucuk dan jaringan pengangkut udara - aerenkim, dibentuk oleh sistem ruang antar sel yang menembus ke dalam. seluruh tubuh tanaman - berkembang dengan baik. Hal ini meningkatkan permukaan kontak dengan lingkungan, memberikan pertukaran gas yang lebih baik, dan memungkinkan tanaman menggunakan cahaya dan menyerap karbon dioksida dengan lebih baik. Namun ketika waduk mengering, tanaman tersebut akan mati dengan sangat cepat. Semua karakteristik adaptif mereka yang menjamin kemakmuran mereka di lingkungan perairan tidak ada gunanya di luar lingkungan perairan. Lain hasil penting evolusi - peningkatan keanekaragaman spesies kelompok alami, yaitu diferensiasi spesies secara sistematis. Peningkatan keseluruhan keanekaragaman bentuk organik sangat memperumit hubungan yang timbul antar organisme di alam. Oleh karena itu, dalam perkembangan sejarah, bentuk-bentuk yang paling terorganisir, sebagai suatu peraturan, menerima keuntungan terbesar. Dengan demikian, terjadi perkembangan progresif dunia organik di Bumi dari yang lebih rendah ke yang lebih tinggi. Pada saat yang sama, ketika menyatakan fakta evolusi progresif, Darwin tidak menyangkal regresi morfofisiologis (yaitu evolusi bentuk-bentuk yang adaptasinya terhadap kondisi lingkungan terjadi melalui penyederhanaan organisasi), serta arah evolusi yang tidak mengarah pada baik komplikasi atau penyederhanaan bentuk kehidupan organisasi. Kombinasi berbagai arah evolusi mengarah pada keberadaan simultan bentuk-bentuk yang berbeda dalam tingkat organisasinya.

5.5 Kekuatan pendorong evolusi menurut Charles Darwin

Dalam teori evolusi Darwin, prasyarat evolusi adalah variabilitas herediter, dan kekuatan pendorong evolusi adalah perjuangan untuk eksistensi dan seleksi alam. Saat menciptakan teori evolusi, Charles Darwin berulang kali membahas hasil praktik pemuliaan. Ia mencoba mencari tahu asal muasal ras hewan peliharaan dan varietas tumbuhan, mengungkap alasan keanekaragaman ras dan varietas, serta mengidentifikasi cara memperolehnya. Darwin berangkat dari fakta bahwa tumbuhan budidaya dan hewan peliharaan memiliki beberapa ciri yang mirip dengan spesies liar tertentu, dan hal ini tidak dapat dijelaskan dari sudut pandang teori penciptaan. Hal ini menimbulkan hipotesis bahwa bentuk budidaya berasal dari spesies liar. Di sisi lain, tumbuhan dan hewan peliharaan yang dimasukkan ke dalam budaya tidak tetap tidak berubah: manusia tidak hanya memilih spesies yang ia minati dari flora dan fauna liar, tetapi juga secara signifikan mengubahnya ke arah yang benar, menciptakan sejumlah besar tanaman. varietas dan keturunan dari beberapa spesies liar hewan. Darwin menunjukkan bahwa dasar keanekaragaman varietas dan ras adalah variabilitas – proses munculnya perbedaan keturunan dibandingkan dengan nenek moyang, yang menentukan keanekaragaman individu dalam suatu varietas atau ras. Darwin percaya bahwa penyebab variabilitas adalah pengaruh faktor lingkungan terhadap organisme (langsung dan tidak langsung, melalui “sistem reproduksi”), serta sifat organisme itu sendiri (karena masing-masing faktor secara spesifik bereaksi terhadap pengaruh faktor eksternal. lingkungan). Setelah menentukan sikapnya terhadap pertanyaan tentang penyebab variabilitas, Darwin menganalisis bentuk-bentuk variabilitas dan membedakan tiga di antaranya: pasti, tidak terbatas, dan korelatif.

Variabilitas spesifik, atau kelompok, adalah variabilitas yang terjadi di bawah pengaruh beberapa faktor lingkungan yang bertindak sama terhadap semua individu dari suatu varietas atau ras dan berubah ke arah tertentu. Contoh variabilitas tersebut termasuk peningkatan bobot badan pada semua spesies hewan dengan pemberian pakan yang baik, perubahan bulu akibat pengaruh iklim, dll. Variabilitas tertentu tersebar luas, mencakup seluruh generasi dan diekspresikan pada setiap individu dengan cara yang sama. Itu tidak turun-temurun, mis. pada keturunan kelompok termodifikasi, bila ditempatkan pada kondisi lingkungan lain, sifat-sifat yang diperoleh induknya tidak diwariskan.

Variabilitas yang tidak pasti, atau individual, memanifestasikan dirinya secara spesifik pada setiap individu, yaitu bersifat tunggal, individual. Dengan variabilitas tak terbatas, berbagai perbedaan muncul pada individu-individu dari varietas atau ras yang sama, yang dalam kondisi serupa, satu individu berbeda dari yang lain. Bentuk variabilitas ini tidak pasti, yaitu suatu sifat dalam kondisi yang sama dapat berubah ke arah yang berbeda. Misalnya, satu varietas tanaman menghasilkan spesimen dengan warna bunga berbeda, intensitas warna kelopak berbeda, dan sebagainya. Alasan terjadinya fenomena ini tidak diketahui oleh Darwin. Variabilitas yang tidak pasti, atau individual, bersifat herediter, yaitu. terus-menerus ditularkan ke keturunannya. Inilah pentingnya bagi evolusi.

Dokumen serupa

Rencana umum struktur vertebrata. Perbandingan organ individu pada vertebrata yang termasuk dalam kelas berbeda. Organ homolog dan konvergen. Dasar-dasar dan atavisme, bentuk peralihan. Persamaan dan perbedaan ciri pada embrio.

abstrak, ditambahkan 02/10/2009


Penentuan keterkaitan organisme dalam biologi melalui perbandingannya di masa dewasa, perkembangan embrio dan pencarian bentuk fosil peralihan. Sistematika dunia organik dan klasifikasi biner Linnaeus. Teori asal usul kehidupan di Bumi.

abstrak, ditambahkan 20/12/2010


Hakikat ajaran evolusi sebagai ilmu tentang sebab-sebab, kekuatan pendorong dan pola umum sejarah perkembangan alam yang hidup. Ide-ide baru tentang evolusi dunia organik dalam teori Darwin dan Lamarck. Mekanisme dan pola proses evolusi.

presentasi, ditambahkan 13/01/2011


Sejarah perkembangan bumi, zaman adalah jangka waktu yang panjang, yang masing-masing mendapat namanya sendiri. Geografi dan iklim periode Ordovisium. Fauna dan flora Devonian. Periode Kuarter (era Holosen): keadaan dunia organik.

presentasi, ditambahkan 05/06/2015


Pendidikan dan asal usul kehidupan di Bumi; pengaruh proses geologi terhadap perubahan iklim dan kondisi kehidupan organisme. Tahapan penciptaan jenis dan kelas hewan; evolusi “sup utama” menjadi komposisi spesies modern di dunia organik.

presentasi, ditambahkan 17/02/2012


Karya ilmiah Charles Darwin. Asal usul keanekaragaman hayati sebagai hasil evolusi. Sejarah penulisan publikasi "The Origin of Species". Dasar Darwinisme dan teori materialis tentang evolusi dunia organik. Teori seleksi alam.

abstrak, ditambahkan 04/06/2017


Intisari teori asal usul spesies Lamarck dan Darwin. Evolusi alam sebagai perkembangan sejarah dunia organik yang tidak dapat diubah dengan komplikasinya yang bertahap. Keanekaragaman spesies di dunia hewan dan pentingnya embriologi dalam menentukan hubungan mereka.

abstrak, ditambahkan 11/07/2009


Teori timbulnya kehidupan secara spontan di Bumi dalam tafsiran Aristoteles, Spallanzani, Pasteur. Big Bang adalah pendorong terciptanya alam semesta. Zaman perkembangan: Prakambrium, Paleozoikum, Mesozoikum, dan Kenozoikum. Hipotesis ilmiah dan agama tentang evolusi.

tugas kursus, ditambahkan 21/01/2010


Evolusi sebagai doktrin proses panjang sejarah perkembangan alam yang hidup. Penjelasan tentang keanekaragaman jenis dan kemampuan adaptasi makhluk hidup terhadap kondisi kehidupan. Perkembangan deskriptif botani dan zoologi. Teori pertama tentang evolusi dunia organik.

abstrak, ditambahkan 02/10/2009


Tabel geokronologis perkembangan kehidupan di Bumi. Ciri-ciri iklim, proses tektonik, kondisi munculnya dan perkembangan kehidupan pada zaman Archean, Proterozoikum, Paleozoikum, dan Mesozoikum. Melacak proses komplikasi dunia organik.

Konsep dasar dan istilah kunci: EVOLUSI BIOLOGIS. Bukti evolusi.

Ingat! Apa itu pembangunan?

Memikirkan!

Apa perbedaan antara perkembangan revolusioner dan evolusioner? Konsep-konsep ini dipandang berlawanan. Revolusi dikaitkan dengan perubahan drastis dalam kehidupan masyarakat, yang terkadang dilakukan dengan cara yang cukup radikal. Apa itu evolusi dan apa saja tanda-tandanya?

Apa ciri-ciri utama evolusi biologis?

Konsep evolusi (dari bahasa Yunani evolusi - penyebaran) pertama kali diperkenalkan ke dalam sains oleh naturalis dan filsuf Swiss Charles Bonnet pada tahun 1762.

Konsep dalam biologi modern ini tidak hanya menunjukkan perubahan kuantitatif, tetapi juga kualitatif pada makhluk hidup dalam jangka waktu yang lama. Evolusi biologis dicirikan oleh ciri-ciri umum seperti itu.

Evolusi yang tidak dapat diubah. Posisi pada tingkat spesies ini pertama kali dirumuskan

C. Darwin: “Spesies yang telah punah tidak akan pernah muncul lagi, bahkan jika kondisi kehidupan yang benar-benar identik - organik dan anorganik - terulang kembali.” Kini pola ini telah terbukti di tingkat lain. Jadi, dengan memodelkan evolusi protein tingkat molekuler Telah terbukti bahwa mutasi baru bergantung pada mutasi sebelumnya, dan semakin sulit untuk kembali dan menghilangkan akumulasi mutasi tanpa merusak protein.

Fokus evolusi adalah pada adaptasi organisme terhadap perubahan aksi faktor-faktor tertentu. Hasil biologis

Evolusi magis selalu merupakan kesesuaian suatu sistem kehidupan dengan kondisi keberadaannya.

Tingkat evolusi yang dapat ditelusuri pada setiap tingkat organisasi kehidupan: molekuler, seluler, organisme, populasi-spesies, biogeosenotik, dan biosfer. Evolusi biologis berkaitan erat dengan sejarah geologi Bumi, dengan aksi kekuatan kosmik dan geologi serta faktor lingkungan.

Jadi, EVOLUSI BIOLOGIS adalah perkembangan historis satwa liar yang terarah dan tidak dapat diubah, disertai dengan perubahan pada semua tingkat organisasi kehidupan.

Bagaimana pandangan evolusi berkembang?

Gagasan tentang evolusi dunia organik sudah ketinggalan zaman. Bahkan para filsuf kuno (Heraclitus, Democritus) mengutarakan gagasan tentang kesatuan alam, yang menyatakan bahwa semua benda dan fenomena alam berasal dari beberapa prinsip material. Ide-ide tersebut disatukan dalam suatu sistem pandangan yang disebut materialisme spontan (dari bahasa Latin materialis - material).

Pada Abad Pertengahan, metafisika berkuasa (dari bahasa Yunani tujuan - di atas, fisik - alam) - doktrin prinsip dasar supernatural keberadaan, prinsip supersensitif keberadaan dunia, tidak dapat diakses oleh pengalaman. Pandangan bahwa dunia dan berbagai bentuk kehidupan di Bumi diciptakan oleh kekuatan supernatural yang lebih tinggi dalam proses tindakan penciptaan (konsep “Bumi muda”, konsep “Rancangan Cerdas”) adalah dasar dari kreasionisme (dari bahasa Latin creatio - penciptaan).

Selama Renaisans, mereka menjadi lebih aktif Penelitian ilmiah, yang difasilitasi oleh penemuan geografis dan akumulasi materi deskriptif. Gagasan tentang modifikasi makhluk hidup terbentuk, menjadi dasar transformisme (dari bahasa Latin transformatio - transformasi), dan selanjutnya evolusionisme (dari bahasa Latin evolutio - penyebaran).

Pada paruh pertama abad ke-19. Pandangan evolusioner tentang alam sedang terbentuk dan biologi evolusioner sedang berkembang - ilmu tentang penyebab, kekuatan pendorong, mekanisme dan pola sejarah perkembangan dunia organik. Ilmu ini dibentuk atas dasar paleontologi, anatomi komparatif, embriologi, sistematika, dan kemudian - genetika, ekologi, dan biologi molekuler. Sehubungan dengan kekhasan transformasi evolusioner pada tingkat yang berbeda, tiga arah utama penelitian proses evolusi telah muncul dalam sains modern:

1) biologi molekuler (analisis evolusi molekuler biomolekul, khususnya protein dan asam nukleat);

2) genetik-ekologis (studi tentang proses mikroevolusi pada tingkat populasi, spesies, ekosistem, dan biosfer dengan menggunakan metode genetika populasi dan ekologi);

3) evolusioner-morfologi (studi tentang evolusi dengan menggunakan metode paleontologi, anatomi komparatif, embriologi).

Jadi, gagasan tentang evolusi berasal dari peradaban kuno dan terbentuk sesuai dengan akumulasi pengetahuan tentang alam yang hidup.

Apa peran paleontologi dan genetika molekuler dalam mendukung teori evolusi?

Bukti evolusi adalah bukti ilmiah yang mendukung sejarah perkembangan seluruh makhluk hidup di Bumi. Kemampuan untuk berevolusi seiring berjalannya waktu merupakan karakteristik dari semua manifestasi kehidupan, dan oleh karena itu bukti evolusi biologis dapat diberikan oleh semua ilmu biologi. Studi komparatif anatomi, embriologi, biogeografis, biokimia, etologi, fisiologis dan banyak lainnya tentang sejarah perkembangan organisme mengkonfirmasi fakta evolusi, menjelaskan tanda-tanda kesamaan dalam struktur, perkembangan embrio, distribusi, komposisi kimia, perilaku, fungsi vital, dll, yang menunjukkan kekerabatan dan kesatuan dunia organik.

Bukti paleontologis adalah yang paling andal dan demonstratif. Ahli paleontologi mempelajari organisme yang punah, spesiesnya, dan karakteristik biologisnya, yang menjadi dasar mereka merekonstruksi jalannya evolusi. Saat ini, sejumlah besar rangkaian bentuk fosil (rangkaian filogenetik) organisme, khususnya moluska, artiodactyl, gajah, dll., telah ditetapkan.

Organisme punah telah ditemukan dan dideskripsikan yang menggabungkan karakteristik dua kelompok sistematik besar (bentuk peralihan fosil). Contoh bentuk punah tersebut adalah Archaeopteryx (Gbr. 117), theriodont, rhinophytes, dan seed fern.

Bukti genetik molekuler memungkinkan kita membandingkan kelompok organisme yang sangat jauh sekalipun - bakteri, eukariota, dan archaea - dan menarik kesimpulan tentang keterkaitan evolusionernya. Universalitas kode genetik, komposisi kimia membran, struktur protein yang terdiri dari 20 asam amino “ajaib” - ini dan banyak ciri lainnya menjadi bukti asal mula kehidupan di Bumi. Metode hibridisasi DNA penting untuk menilai perubahan evolusioner dalam genom. Molekul DNA dari dua organisme berbeda dipisahkan menjadi molekul beruntai tunggal dan kemudian dibiarkan bergabung membentuk DNA beruntai ganda hibrid. Dengan demikian, ditemukan bahwa terdapat banyak kesamaan antara genom organisme yang berbeda. Misalnya, genom manusia kira-kira 90% identik dengan genom tikus dan hanya berbeda 1% dengan genom simpanse.

Ilmu yang mempelajari hubungan genetik berbagai kelompok organisme berdasarkan studi genetik molekuler RNA, DNA, dan protein merupakan inti dari filogenetik molekuler. Salah satu penemuan terbesar melalui penelitian ini adalah penemuan archaea (C. Woese, 1977).

Jadi, evolusi adalah fakta ilmiah yang tidak terbantahkan, yang dikonfirmasi oleh penelitian dari berbagai ilmu pengetahuan.

AKTIVITAS

Penerapan tugas pengetahuan

Landasan ilmiah terbentuknya doktrin evolusi adalah penemuan berbagai ilmu biologi. Setelah menetapkan korespondensi yang benar antara ilmu pengetahuan dan penemuannya, dapatkan nama fenomena yang dengannya ahli zoologi Prancis J. Cuvier dapat menciptakan kembali penampakan hewan yang punah dari satu tulang.

1 Sitologi	L Gagasan tentang kesatuan organisme dan kondisi keberadaan
2 Embriologi	C Isolasi mendorong kesamaan flora dan fauna di berbagai benua
3 Paleontologi	K Semua organisme hidup memiliki struktur seluler
4 Biokimia	Tentang ditemukannya persamaan tahapan perkembangan embrio hewan
5 Ekologi	E Kesatuan kimia alam mati dan alam hidup telah terbukti
6 Biologi molekuler	P Keanekaragaman flora dan fauna di masa lalu bumi telah diketahui
7 Biogeografi	Dan pembawa materi hereditas adalah gen dan kromosom
8 Genetika	I 2 Kesatuan rencana struktur kelompok besar hewan dan tumbuhan
9 Anatomi komparatif	I, Kesamaan protein dan DNA menunjukkan keterkaitan genetik

Biologi + Puisi

Dalam puisi “Kuil Alam” karya Erasmus Darwin (kakek Charles Darwin) terdapat baris-baris: “Maka, rendahkanlah dirimu dalam kesombongan yang angkuh dan ingatlah selalu wahai jiwa egois, bahwa cacing adalah saudaramu, saudaramu adalah semut!” (terjemahan oleh N.Kholodkovsky). Tentang apa ini? Menarik kesimpulan tentang kesatuan dunia organik, yang diwujudkan melalui keanekaragamannya.

	Tugas pengendalian diri
	1.Apa yang dimaksud dengan evolusi biologis? 2. Sebutkan ciri-ciri utama evolusi biologis. 3. Apa yang dimaksud dengan biologi evolusi? 4. Sebutkan arah utama biologi evolusioner. 5. Apa bukti adanya evolusi? 6. Apa bukti paleontologis dan genetika molekuler yang mendukung evolusi?
	7. Apa ciri-ciri utama evolusi biologis? 8. Bagaimana pandangan evolusi berkembang? 9. Apa saja kelompok bukti utama evolusi?
	10. Apa peran paleontologi dan genetika molekuler dalam membuktikan evolusi?

“...harus diingat dengan tegas,

benda-benda jasmani yang terlihat di Bumi

dan seluruh dunia tidak berada dalam kondisi seperti itu

sejak awal sejak penciptaan,

seperti yang kita temukan sekarang,

tapi hal-hal besar terjadi

ada perubahan pada dirinya..."

M.V.LOMONOSOV

Massa bumi sekitar 4´10 18 ton, dan umurnya sekitar 4,5-5 miliar tahun. Kehidupan diyakini muncul di Bumi sekitar 3,5-3,8 miliar tahun yang lalu.

Hal ini berdampak signifikan terhadap atmosfer, yang berubah dari oksidasi menjadi non-oksidasi.

Beraneka ragamnya bentuk kehidupan yang kini menghuni bumi merupakan hasil proses evolusi yang panjang, yang dipahami sebagai perkembangan organisme dari waktu ke waktu atau proses transformasi sejarah di bumi, yang mengakibatkan keanekaragaman hayati modern. dunia hidup. Istilah "evolusi" (dari bahasa Latin evolutio - terungkap) diperkenalkan ke dalam sains pada tahun 1762 oleh naturalis Swiss C. Bonn (1720-1793).

Pada awalnya, evolusi berjalan sangat lambat. Penghuni bumi pertama dan satu-satunya yang hidup selama 3 miliar tahun adalah mikroorganisme. Organisme multiseluler muncul setelah empat perlima waktu Bumi mulai ada. Evolusi manusia telah memakan waktu beberapa juta tahun terakhir. Titik sentral evolusi adalah filogeni (dari bahasa Yunani phyle - suku, genesis - perkembangan), - proses kemunculan dan perkembangan suatu spesies, yaitu evolusi suatu spesies.

Gagasan tentang perkembangan kehidupan tercermin dalam teori evolusi, yang didasarkan pada data tentang pola umum dan kekuatan pendorong perkembangan alam yang hidup. Ini mewakili sintesis pencapaian Darwinisme, biologi, genetika, morfologi, fisiologi, ekologi, biogeocenology dan ilmu-ilmu lainnya. Di zaman kita, teori evolusi, yang didasarkan pada Darwinisme, adalah ilmu tentang hukum umum perkembangan alam organik, dasar metodologis dari semua disiplin ilmu biologi khusus.

Pada bagian ini kita akan melihat teori evolusi. Juga akan diberikan data tentang asal usul kehidupan, mikroevolusi dan spesiasi, serta jalannya, arah utama dan bukti evolusi. Dalam bab independen kami menyajikan informasi tentang evolusi sistem organ hewan dan asal usul manusia.

Bab XIV

TEORI EVOLUSI

Gagasan tentang evolusi sebelumnya

Charles Darwin

Evolusi terjadi pada semua tingkat organisasi makhluk hidup dan pada setiap tingkat ditandai dengan pembentukan struktur baru dan munculnya fungsi-fungsi baru. Penyatuan struktur dan fungsi pada satu tingkat disertai dengan peralihan sistem kehidupan ke tingkat evolusi yang lebih tinggi.

Masalah asal usul dan evolusi kehidupan di Bumi pernah dan merupakan salah satu masalah terbesar dalam ilmu pengetahuan alam. Masalah-masalah ini telah menarik perhatian pikiran manusia sejak dahulu kala. Mereka adalah subjek yang menarik bagi semua sistem filosofis dan keagamaan. Namun, di era yang berbeda dan pada tahap perkembangan kebudayaan manusia yang berbeda, masalah asal usul dan evolusi kehidupan diselesaikan dengan cara yang berbeda.

Teori evolusi modern didasarkan pada teori Charles Darwin. Namun evolusionisme sudah ada sebelum Charles Darwin. Oleh karena itu, agar lebih memahami teori modern evolusi, penting untuk mengetahui pandangan dunia sebelum Charles Darwin, tentang bagaimana gagasan evolusionisme berkembang.

Pandangan paling kuno tentang alam bersifat mistik, yang menurutnya kehidupan dikaitkan dengan kekuatan alam. Namun pada awal mula kebudayaan Yunani kuno, interpretasi mistik tentang alam digantikan oleh permulaan gagasan lain. Pada masa itu muncul dan mulai berkembang doktrin abiogenesis dan generasi spontan, yang menurutnya diakui bahwa makhluk hidup muncul secara spontan dari benda mati. Pada saat yang sama, ide-ide evolusioner muncul. Misalnya, Empedocles (490-430 SM) percaya bahwa makhluk hidup pertama muncul dari empat unsur materi dunia (api, udara, air, dan bumi) dan bahwa alam dicirikan oleh perkembangan alami, kelangsungan hidup organisme yang paling banyak. tersusun secara harmonis (bijaksana). Pemikiran-pemikiran ini sangat penting untuk penyebaran lebih lanjut gagasan tentang asal mula makhluk hidup.

Democritus (460-370 SM) percaya bahwa dunia terdiri dari banyak partikel kecil yang bergerak, dan bahwa kehidupan bukanlah hasil penciptaan, melainkan hasil kerja kekuatan mekanis alam itu sendiri, yang mengarah pada generasi spontan. Menurut Democritus, generasi spontan makhluk hidup terjadi dari lumpur dan air sebagai akibat dari penggabungan atom-atom selama proses tersebut. gerakan mekanis, ketika partikel terkecil dari tanah lembab bertemu dan bergabung dengan atom api. Generasi spontan tampaknya merupakan proses yang acak.

Dengan asumsi bahwa cacing, tungau, dan organisme lain muncul dari embun, lumpur, kotoran, rambut, keringat, daging, kerang dari tanah lembab, dan ikan dari lumpur laut, dan sebagainya, Plato (427-347 SM.) berpendapat bahwa makhluk hidup terbentuk. sebagai hasil perpaduan antara materi pasif dengan prinsip aktif (bentuk), yaitu jiwa, yang kemudian menggerakkan organisme.

Aristoteles (384-322 SM) berpendapat bahwa tumbuhan dan hewan muncul dari benda mati. Secara khusus, ia berpendapat bahwa beberapa hewan muncul dari daging yang membusuk. Menyadari realitas dunia material dan keteguhan pergerakannya, membandingkan organisme satu sama lain, Aristoteles sampai pada kesimpulan tentang “tangga alam”, yang mencerminkan urutan organisme, dimulai dengan benda anorganik dan berlanjut melalui tumbuhan hingga spons dan semprotan laut, dan kemudian ke organisme laut yang hidup bebas. Namun, dalam mengakui perkembangan, Aristoteles tidak mengizinkan gagasan perkembangan organisme yang lebih rendah ke organisme yang lebih tinggi.

Pandangan Aristoteles mempengaruhi berabad-abad, karena aliran filsafat Yunani dan Romawi berikutnya sepenuhnya menganut gagasan generasi spontan, yang semakin dipenuhi dengan muatan mistik. Deskripsi berbagai kasus generasi spontan diberikan oleh Cicero, Ovid, dan kemudian oleh Seneca, Pliny, Plutarch dan Apuleius. Gagasan tentang perubahan dapat ditelusuri dalam pandangan para filsuf kuno India, Cina, Mesopotamia, dan Mesir. Kekristenan awal memperkuat doktrin abiogenesis dengan contoh-contoh dari Alkitab. Ditekankan bahwa generasi spontan terjadi sejak penciptaan dunia hingga saat ini.

Pada Abad Pertengahan (abad ke-5 hingga ke-15), kepercayaan terhadap generasi spontan sangat dominan di kalangan ilmuwan pada masa itu, karena pemikiran filosofis pada saat itu hanya dapat eksis sebagai pemikiran teologis. Oleh karena itu, tulisan-tulisan para ilmuwan abad pertengahan memuat banyak deskripsi tentang kemunculan serangga, cacing, dan ikan secara spontan. Kemudian sering diyakini bahwa singa pun muncul dari bebatuan gurun. Tabib terkenal abad pertengahan Paracelsus (1498-1541) memberikan resep untuk “membuat” homunculus (manusia) dengan memasukkan sperma manusia ke dalam labu. Seperti yang Anda ketahui, Mephistopheles dari tragedi Goethe “Faust” menyebut dirinya penguasa tikus, mencit, lalat, katak, kutu busuk, dan kutu, yang dengannya I. Goethe menekankan kemungkinan luar biasa dari generasi spontan.

Abad Pertengahan tidak memperkenalkan ide-ide baru ke dalam gagasan tentang perkembangan dunia organik. Sebaliknya, pada saat itu gagasan kreasionis tentang kemunculan makhluk hidup sebagai akibat dari tindakan penciptaan, tentang keteguhan dan kekekalan bentuk-bentuk kehidupan yang ada, berkuasa. Puncak kreasionisme adalah penciptaan tangga tubuh alami: dewa - malaikat - manusia - hewan, tumbuhan, misel.

Harvey (1578-1667) mengakui bahwa cacing, serangga, dan hewan lainnya bisa saja muncul akibat pembusukan, tetapi karena pengaruh pasukan khusus. F. Bacon (1561-1626) percaya bahwa lalat, semut, dan katak dapat muncul secara spontan selama pembusukan, namun ia mendekati masalah ini secara materialistis, menyangkal garis yang tidak dapat diatasi antara yang anorganik dan yang organik. R. Descartes (1596-1650) juga mengakui generasi spontan, tetapi menyangkal partisipasi prinsip spiritual di dalamnya. Menurut R. Descartes, generasi spontan adalah proses alami yang terjadi dalam kondisi tertentu (yang tidak dapat dipahami).

Menilik pandangan tokoh-tokoh masa lalu, kita dapat mengatakan bahwa doktrin generasi spontan baru dipertanyakan pada pertengahan abad ke-17. Pandangan metafisik pada abad 17-18. terutama diwujudkan dalam gagasan tentang kekekalan spesies dan tujuan organik, yang dianggap sebagai hasil kebijaksanaan dan vitalitas sang pencipta.

Namun terlepas dari dominasi gagasan metafisik pada abad 16-17. namun demikian, pemikiran dogmatis Abad Pertengahan sedang runtuh, perjuangan melawan kediktatoran spiritual gereja semakin intensif, proses kognisi muncul dan semakin dalam, yang dimulai pada abad ke-18. untuk argumen yang signifikan menentang teori abiogenesis dan untuk membangkitkan minat pada evolusionisme.

Setelah melakukan serangkaian percobaan dengan daging dan lalat pada tahun 1665, F. Redi (1626-1697) sampai pada kesimpulan bahwa larva yang muncul pada daging yang membusuk adalah larva serangga, dan larva tersebut tidak akan pernah muncul jika daging tersebut dimasukkan. dalam wadah tertutup, tidak dapat diakses oleh serangga, yaitu untuk bertelur. Dengan eksperimennya tersebut, F. Redi membantah doktrin generasi spontan organisme tingkat tinggi dari benda mati. Namun dalam materi dan argumentasi F. Redi, gagasan timbulnya mikroorganisme dan cacing secara spontan di usus manusia dan hewan tidak dikecualikan. Oleh karena itu, gagasan generasi spontan masih terus eksis.

Pada tahun 1765, L. Spalanzani (1729-1799) menunjukkan dalam banyak percobaan bahwa perkembangan mikroba dalam infus tanaman dan daging dicegah dengan merebusnya. Ia juga mengungkapkan pentingnya waktu perebusan dan kekencangan wadah. Kesimpulannya adalah jika bejana tertutup berisi infus direbus dalam waktu yang cukup dan udara tidak masuk ke dalamnya, maka mikroorganisme tidak akan pernah muncul dalam infus tersebut. Namun, L. Spalanzani tidak mampu meyakinkan orang-orang sezamannya tentang ketidakmungkinan munculnya mikroorganisme secara spontan. Gagasan tentang timbulnya kehidupan secara spontan terus dipertahankan oleh banyak filsuf dan ilmuwan alam terkemuka pada masa itu (I. Kant, G. Hegel, X. Gay-Lussac, dll.).

Pada tahun 1861-1862 L. Pasteur menyajikan bukti rinci tentang ketidakmungkinan pembentukan spontan dalam infus dan larutan zat organik. Dia secara eksperimental membuktikan bahwa sumber kontaminasi semua larutan adalah bakteri di udara. Penelitian L. Pasteur memberikan kesan yang sangat besar bagi orang-orang sezamannya. Orang Inggris D. Tyndall (1820-1893) menemukan bahwa beberapa bentuk mikroba sangat tahan, dapat menahan panas hingga 5 jam. Oleh karena itu, ia mengembangkan metode sterilisasi fraksional yang sekarang disebut tindalisasi.

Penyangkalan terhadap doktrin abiogenesis dibarengi dengan terbentuknya gagasan tentang keabadian hidup. Faktanya, jika munculnya kehidupan secara spontan tidak mungkin terjadi, banyak filsuf dan ilmuwan beralasan, maka kehidupan itu abadi, otonom, tersebar di seluruh Alam Semesta. Tapi bagaimana dia bisa sampai ke Bumi? Untuk menjawab pertanyaan ini, ilmuwan Swedia Arrhenius (1859-1927) pada awal abad ini (1912) merumuskan hipotesis panspermia, yang menyatakan bahwa kehidupan ada di alam semesta dan berpindah dalam bentuknya yang paling sederhana dari satu benda langit ke benda angkasa lainnya. , termasuk Bumi, di bawah tekanan sinar cahaya. Para pendukung hipotesis ini percaya bahwa perpindahan kehidupan ke Bumi juga dimungkinkan dengan bantuan meteorit. Namun, hipotesis panspermia masih kontroversial luar angkasa terdapat faktor-faktor yang merugikan mikroorganisme dan faktor-faktor tersebut mengecualikan peredaran mikroorganisme di luar atmosfer bumi. Menjadi semakin jelas bahwa kehidupan itu unik, dan asal muasal kehidupan harus dicari di Bumi.

Yang tidak kalah pentingnya pada saat itu adalah pertanyaan tentang “hubungan alami” organisme. Ini tentang pengelompokan organisme berdasarkan kekerabatan alami mereka, tentang asumsi bahwa organisme individu dapat diturunkan dari nenek moyang yang sama. Misalnya, J. Buffon percaya bahwa mungkin ada “nenek moyang yang sama” untuk beberapa keluarga, khususnya mamalia, mereka diperbolehkan memiliki 38 nenek moyang yang sama. Di Rusia, gagasan tentang asal usul organisme sejumlah spesies dari nenek moyang yang sama dikembangkan oleh P. S. Pallas (1741-1811).

Selanjutnya, perhatian tertuju pada pertanyaan tentang faktor waktu dalam perubahan organisme. Secara khusus, pentingnya faktor waktu bagi keberadaan Bumi dan pembentukan bentuk-bentuk organik di Bumi diakui oleh I. Kant (1724-1804), D. Diderot, J. Buffon, M.V. Lomonosov (1711-1765) , A.N. Radishchev (1749-1802), A.A. Kaverznev (1748-?). I. Kant menentukan usia Bumi adalah beberapa juta tahun, dan M.V. Lomonosov menulis bahwa waktu yang dibutuhkan untuk menciptakan organisme adalah waktu yang lama menurut perhitungan gereja. Pengakuan faktor waktu tidak diragukan lagi penting untuk pemahaman sejarah perkembangan organisme. Namun, gagasan tentang waktu pada periode itu direduksi hanya menjadi gagasan bahwa kemunculan organisme tidak terjadi secara bersamaan jenis yang berbeda, tetapi tidak mengakui perkembangan organisme dari waktu ke waktu.

Pertanyaan tentang urutan benda-benda alam pada waktu itu menjadi sangat penting. Kontribusi signifikan terhadap pembentukan gagasan tentang urutan benda alam adalah milik C. Bonnet dan G. Leibniz. Di Rusia, gagasan ini didukung oleh A. N. Radishchev. Tanpa pengetahuan yang cukup tentang organisme, C. Bonnet, G. Leibniz dan naturalis lainnya pada waktu itu menghidupkan kembali “tangga alam” Aristotelian. Setelah mengatur organisme di atasnya secara bertahap (manusia berada di panggung utama), mereka menciptakan “tangga makhluk”, di mana terjadi transisi terus menerus dari Bumi dan batu ke Tuhan. Jumlah anak tangga di tangga sama banyaknya dengan jumlah hewan. Mencerminkan gagasan kesatuan dan keterhubungan bentuk-bentuk kehidupan, komplikasi organisme, “tangga makhluk” secara keseluruhan merupakan produk pemikiran metafisik, karena langkah-langkahnya mencerminkan lingkungan yang sederhana, tetapi bukan hasil perkembangan sejarah. .

Pada masa itu, pertanyaan tentang “prototipe” dan kesatuan rencana struktural organisme menarik banyak perhatian. Dengan asumsi keberadaan makhluk asli, banyak yang mengenali rencana struktural tunggal organisme. Diskusi mengenai masalah ini penting untuk gagasan selanjutnya tentang asal usul yang sama.

Bagi banyak orang, pertanyaan tentang transformasi organisme menarik perhatian besar. Misalnya, naturalis Perancis B. de Mais (1696-1738) percaya bahwa benih kehidupan abadi hidup di laut, yang memunculkan bentuk kehidupan laut, yang kemudian berubah menjadi organisme darat. Meskipun terdapat peran positif transformisme dalam evolusionisme, perlu dicatat bahwa paham ini bersifat mekanis dan tidak memasukkan pemikiran mengenai pembangunan dan historisisme.

Terakhir, yang menjadi pusat perhatian saat itu adalah pertanyaan munculnya kemanfaatan organik. Banyak filsuf dan naturalis menyadari bahwa kemanfaatan bukanlah sesuatu yang asli, bahwa kemanfaatan muncul secara alami sebagai akibat dari penolakan terhadap organisme yang tidak harmonis. Pembahasan pertanyaan ini mendorong evolusionisme, namun tidak mencapai hasil yang signifikan, karena kemunculan suatu bentuk dianggap independen dari kemunculan bentuk lainnya.

Jadi, pada akhir abad ke-18. muncul gagasan-gagasan yang bertentangan dengan gagasan tentang kekekalan spesies, tetapi gagasan-gagasan tersebut tidak membentuk suatu sistem pandangan, dan sifat pemikiran metafisik menghalangi kita untuk sepenuhnya menolak agama dan memandang alam dengan cara yang baru. Orang pertama yang secara khusus mempelajari masalah evolusi adalah ilmuwan Perancis J.-B. Lamarck (1744-1829). Doktrin yang diciptakannya merupakan penyelesaian dari pencarian sebelumnya dari banyak naturalis dan filsuf yang mencoba memahami kemunculan dan perkembangan dunia organik.

J.-B. Lamarck adalah seorang deis, karena ia percaya bahwa penyebab utama materi dan gerak adalah penciptanya, namun perkembangan selanjutnya terjadi karena sebab-sebab alamiah. Menurut Lamarck, pencipta hanya melakukan tindakan pertama, menciptakan yang terbanyak bentuk sederhana, yang kemudian berkembang sehingga menimbulkan segala keanekaragaman berdasarkan hukum alam. Lamarck juga seorang anti-vitalis. Percaya bahwa makhluk hidup muncul dari benda mati, ia menganggap generasi spontan sebagai proses alami dan teratur, yang merupakan titik awal evolusi. Menyadari perkembangan dari yang sederhana ke yang kompleks dan mengandalkan “tangga makhluk”, Lamarck sampai pada kesimpulan gradasi di mana ia melihat refleksi sejarah kehidupan, perkembangan beberapa bentuk dari bentuk lainnya. Lamarck percaya bahwa perkembangan dari bentuk yang paling sederhana hingga bentuk yang paling kompleks merupakan isi utama sejarah seluruh dunia organik, termasuk sejarah manusia. Namun, dalam membuktikan evolusi spesies, Lamarck percaya bahwa mereka bersifat cair dan tidak ada batas di antara mereka, yaitu, ia menyangkal keberadaan spesies.

Alasan utama perkembangan satwa liar menurut Lamarck adalah keinginan bawaan organisme untuk meningkatkan kompleksitas melalui perbaikan. Menurut Lamarck, evolusi terjadi atas dasar keinginan internal untuk maju, dan ketentuan mengenai penggunaan dan non-penggunaan organ serta pewarisan sifat-sifat yang diperoleh di bawah pengaruh lingkungan adalah hukum. Seperti yang dipikirkan Lamarck, faktor lingkungan mempengaruhi tumbuhan dan organisme sederhana secara langsung, “memahat” mereka, seperti tanah liat, formulir yang diperlukan, yaitu perubahan lingkungan menyebabkan perubahan spesies. Hewan dipengaruhi secara tidak langsung oleh faktor lingkungan.

Perubahan lingkungan menyebabkan perubahan kebutuhan hewan, perubahan kebutuhan menyebabkan perubahan kebiasaan, dan perubahan kebiasaan disertai dengan digunakan atau tidaknya organ tertentu. Lamarck memberikan banyak contoh untuk mendukung pandangan ini. Misalnya, bentuk tubuh ular yang diyakininya merupakan hasil dari kebiasaan hewan tersebut merangkak di tanah, dan leher jerapah yang panjang disebabkan oleh kebutuhan untuk meraih buah-buahan di pohon.

Penggunaan (latihan) suatu organ disertai dengan perkembangan selanjutnya, sedangkan tidak digunakannya suatu organ disertai dengan degradasi. Perubahan yang disebabkan oleh kondisi eksternal (keadaan) diwarisi oleh keturunannya, terakumulasi dan menyebabkan peralihan dari satu spesies ke spesies lainnya.

Keunggulan sejarah Lamarck terletak pada kenyataan bahwa ia mampu menunjukkan perkembangan dari yang sederhana hingga yang kompleks dan menarik perhatian pada hubungan yang tidak dapat dipisahkan antara organisme dan lingkungan. Namun Lamarck masih gagal membuktikan teori evolusi, karena gagal menemukan mekanisme evolusi yang sebenarnya. Seperti yang dicatat oleh K. A. Timiryazev (1843-1920), Lamarck gagal menjelaskan isu terpenting mengenai kemanfaatan organisme. Ajaran Lamarck mengandung unsur filsafat alam dan idealisme, sehingga ia gagal meyakinkan orang-orang sezamannya bahwa evolusi benar-benar terjadi di alam.

Informasi terkait.

Tahap awal evolusi biologis

Munculnya sel primitif berarti akhir dari evolusi prabiologis makhluk hidup dan awal dari evolusi biologis kehidupan.

Organisme bersel tunggal pertama yang muncul di planet kita adalah bakteri primitif yang tidak memiliki inti, yaitu prokariota. Seperti telah ditunjukkan, ini adalah organisme bersel tunggal dan bebas nuklir. Mereka bersifat anaerob karena hidup di lingkungan bebas oksigen, dan heterotrof karena memakan makanan siap saji. senyawa organik“kaldu organik”, yaitu zat yang disintesis selama evolusi kimia. Metabolisme energi pada sebagian besar prokariota hal ini terjadi berdasarkan jenis fermentasi. Namun lambat laun “kaldu organik” berkurang akibat konsumsi aktif. Ketika habis, beberapa organisme mulai mengembangkan cara untuk membentuk makromolekul secara biokimia, di dalam sel itu sendiri dengan bantuan enzim. Dalam kondisi seperti itu, sel-sel yang mampu menerima sebagian besar energi yang dibutuhkan langsung dari radiasi matahari. Proses pembentukan klorofil dan fotosintesis mengikuti jalur ini.

Peralihan makhluk hidup ke fotosintesis dan jenis nutrisi autotrofik merupakan titik balik dalam evolusi makhluk hidup. Atmosfer bumi mulai “terisi” dengan oksigen, yang merupakan racun bagi bakteri anaerob. Oleh karena itu, banyak bakteri anaerob uniseluler mati, yang lain berlindung di lingkungan bebas oksigen - rawa-rawa dan, saat mencari makan, tidak mengeluarkan oksigen, tetapi metana. Yang lain lagi telah beradaptasi dengan oksigen. Mekanisme metabolisme utama mereka adalah respirasi oksigen, yang memungkinkan peningkatan hasil energi berguna sebesar 10-15 kali lipat dibandingkan dengan jenis metabolisme anaerobik - fermentasi. Transisi ke fotosintesis merupakan proses yang panjang dan selesai sekitar 1,8 miliar tahun yang lalu. Dengan munculnya fotosintesis di bahan organik Bumi mengumpulkan lebih banyak energi dari sinar matahari, yang mempercepat siklus biologis zat dan evolusi makhluk hidup secara umum.

Dalam lingkungan oksigen, eukariota, yaitu organisme bersel tunggal dengan nukleus, terbentuk. Ini adalah organisme yang lebih maju dengan kemampuan fotosintesis. DNA mereka sudah terkonsentrasi pada kromosom, sedangkan pada sel prokariotik, zat herediter didistribusikan ke seluruh sel. Kromosom eukariotik terkonsentrasi di inti sel, dan sel itu sendiri sudah bereproduksi tanpa perubahan signifikan. Dengan demikian, sel anak eukariota hampir merupakan salinan persis dari sel induk dan memiliki peluang bertahan hidup yang sama dengan sel induk.

Pendidikan tumbuhan dan hewan

Evolusi eukariota selanjutnya dikaitkan dengan pembelahan menjadi sel tumbuhan dan hewan. Pembelahan ini terjadi pada masa Proterozoikum, ketika bumi dihuni oleh organisme bersel tunggal (Tabel 8.2).

Tabel 8.2

Kemunculan dan sebaran organisme dalam sejarah bumi (menurut Z. Brem dan I. Meinke, 1999)

Sejak awal evolusi, eukariota berkembang secara ganda, yaitu mereka secara bersamaan memiliki kelompok dengan nutrisi autotrofik dan heterotrofik, yang menjamin integritas dan otonomi signifikan dunia kehidupan.

Sel tumbuhan telah berevolusi untuk mengurangi kemampuan bergerak karena perkembangan membran selulosa yang keras, tetapi menggunakan fotosintesis.

Sel hewan telah berevolusi untuk meningkatkan kemampuannya bergerak dan meningkatkan kemampuannya dalam menyerap dan mengeluarkan produk makanan.

Tahap selanjutnya dalam perkembangan makhluk hidup adalah reproduksi seksual. Itu muncul sekitar 900 juta tahun yang lalu.

Tahap selanjutnya dalam evolusi makhluk hidup terjadi sekitar 700–800 juta tahun yang lalu, ketika organisme multiseluler dengan tubuh, jaringan, dan organ yang berdiferensiasi yang melakukan fungsi tertentu. Ini adalah spons, coelenterata, arthropoda, dll., yang berhubungan dengan hewan multiseluler.

Sepanjang Proterozoikum dan awal Paleozoikum, tumbuhan terutama menghuni lautan dan samudera. Ini adalah ganggang hijau dan coklat, emas dan merah.

Selanjutnya, banyak jenis hewan yang sudah ada di laut Kambrium. Kemudian mereka mengkhususkan dan meningkatkan. Di antara hewan laut pada masa itu adalah krustasea, bunga karang, karang, moluska, trilobita, dll.

Pada akhir periode Ordovisium, karnivora besar, serta vertebrata, mulai bermunculan.

Evolusi lebih lanjut dari vertebrata mengarah ke hewan berahang yang mirip ikan. Di Devonian, lungfish - amfibi, dan kemudian serangga - mulai bermunculan. Berkembang secara bertahap sistem saraf sebagai konsekuensi perbaikan bentuk-bentuk refleksi.

Tahapan yang sangat penting dalam evolusi makhluk hidup adalah munculnya organisme tumbuhan dan hewan dari air ke darat dan peningkatan lebih lanjut dalam jumlah spesies tumbuhan dan hewan darat. Di masa depan, dari merekalah bentuk-bentuk kehidupan yang sangat terorganisir muncul. Kemunculan tumbuhan di darat dimulai pada akhir zaman Silur, dan penaklukan aktif tanah oleh vertebrata dimulai pada zaman Karbon.

Transisi ke kehidupan di udara memerlukan banyak perubahan pada organisme hidup dan melibatkan pengembangan adaptasi yang tepat. Dia secara tajam meningkatkan laju evolusi kehidupan di Bumi. Manusia menjadi puncak evolusi makhluk hidup.

Kehidupan di udara telah “meningkatkan” massa tubuh organisme yang tidak terkandung di udara nutrisi, udara mentransmisikan cahaya, suara, panas berbeda dari air, jumlah oksigen di dalamnya lebih tinggi. Penting untuk beradaptasi dengan semua ini. Vertebrata pertama yang beradaptasi dengan kondisi kehidupan di darat adalah reptil. Telur mereka mendapat pasokan makanan dan oksigen untuk embrio, ditutupi cangkang keras, dan tidak takut mengering.

Sekitar 67 juta tahun yang lalu, burung dan mamalia memperoleh keuntungan dalam seleksi alam. Berkat sifat mamalia berdarah panas, mereka dengan cepat memperoleh posisi dominan di Bumi, yang dikaitkan dengan kondisi pendinginan di planet kita. Pada saat ini, sifat berdarah panaslah yang menjadi faktor penentu kelangsungan hidup. Ini memastikan suhu tubuh tinggi yang konstan dan fungsi organ dalam mamalia yang stabil. Viviparitas mamalia dan pemberian susu kepada anaknya merupakan faktor kuat dalam evolusi mereka, yang memungkinkan mereka berkembang biak dalam berbagai kondisi lingkungan. Sistem saraf yang berkembang berkontribusi pada berbagai bentuk adaptasi dan perlindungan organisme.

Terjadi pembagian hewan karnivora menjadi hewan berkuku dan predator, dan mamalia pemakan serangga pertama menandai awal evolusi organisme berplasenta dan berkantung.

Tahap yang menentukan dalam evolusi kehidupan di planet kita adalah munculnya ordo primata. Pada masa Kenozoikum, sekitar 67–27 juta tahun yang lalu, primata terbagi menjadi kera dan kera, yang merupakan nenek moyang tertua manusia modern. Prasyarat munculnya manusia modern dalam proses evolusi terbentuk secara bertahap. Pada awalnya ada gaya hidup kawanan. Hal ini memungkinkan untuk membentuk landasan komunikasi sosial di masa depan. Apalagi jika pada serangga (lebah, semut, rayap) biososialitas menyebabkan hilangnya individualitas, maka pada nenek moyang manusia purba justru sebaliknya berkembang ciri-ciri individu. Ini adalah kekuatan pendorong yang kuat bagi perkembangan tim.

Evolusi kehidupan mengambil langkah selanjutnya dengan munculnya Homo sapiens (Homo sapiens). Homo sapiens-lah yang memiliki kemampuan untuk dengan sengaja mengubah dunia di sekitarnya, menciptakan kondisi buatan untuk habitatnya, dan mengubah penampilan planet kita.

Teori evolusi Charles Darwin

Di bawah evolusi (dari lat. evolusi– pengembangan, penyebaran) harus dipahami sebagai proses perubahan jangka panjang, bertahap, lambat yang mengarah pada perubahan baru yang mendasar dan kualitatif (pembentukan struktur, bentuk, organisme, dan spesiesnya yang lain).

Gagasan tentang perubahan jangka panjang dan bertahap pada semua spesies hewan dan tumbuhan telah diungkapkan oleh para ilmuwan jauh sebelum Charles Darwin. Aristoteles, naturalis Swedia C. Linnaeus, ahli biologi Prancis J. Lamarck, sezaman dengan Charles Darwin, naturalis Inggris A. Wallace, dan ilmuwan lain berbicara dalam semangat ini pada waktu yang berbeda.

Kelebihan Charles Darwin yang tidak diragukan lagi bukanlah gagasan evolusi itu sendiri, tetapi fakta bahwa dialah yang pertama kali menemukan prinsip seleksi alam di alam dan menggeneralisasi gagasan evolusi individu ke dalam satu teori evolusi yang koheren. Dalam pengembangan teorinya, Charles Darwin mengandalkan sejumlah besar materi faktual, eksperimen dan praktik pemuliaan untuk mengembangkan varietas tanaman baru dan berbagai jenis hewan.

Pada saat yang sama, Charles Darwin sampai pada kesimpulan bahwa dari sekian banyak fenomena alam yang hidup, ada tiga faktor fundamental dalam evolusi makhluk hidup yang menonjol, disatukan oleh rumusan singkat: variabilitas, hereditas, seleksi alam.

Prinsip-prinsip dasar ini didasarkan pada kesimpulan dan pengamatan berikut terhadap dunia kehidupan:

1. Variabilitas. Ini adalah karakteristik dari setiap kelompok hewan dan tumbuhan; organisme berbeda satu sama lain dalam banyak hal yang berbeda. Di alam, tidak mungkin menemukan dua organisme yang identik. Variabilitas adalah sifat integral organisme hidup, ia memanifestasikan dirinya secara konstan dan di mana saja.

Menurut Charles Darwin, ada dua jenis variabilitas di alam - pasti dan tidak terbatas.

1) Variabilitas tertentu(modifikasi adaptif) adalah kemampuan semua individu dari spesies yang sama dalam kondisi lingkungan tertentu untuk bereaksi dengan cara yang sama terhadap kondisi tersebut (makanan, iklim, dll). Menurut konsep modern, modifikasi adaptif tidak diwariskan, dan oleh karena itu, sebagian besar, tidak dapat menyediakan bahan untuk evolusi organik.

2) Variabilitas yang tidak pasti(mutasi) menyebabkan perubahan signifikan pada tubuh dalam berbagai arah. Variabilitas ini, tidak seperti variabilitas tertentu, bersifat turun-temurun, dan penyimpangan kecil pada generasi pertama meningkat pada generasi berikutnya. Variabilitas yang tidak pasti juga dikaitkan dengan perubahan lingkungan, namun tidak secara langsung, seperti pada modifikasi adaptif, namun secara tidak langsung. Oleh karena itu, menurut Charles Darwin, perubahan yang tidak pastilah yang berperan menentukan dalam evolusi.

2. Kelimpahan spesies yang konstan. Jumlah organisme dari setiap spesies yang dilahirkan lebih besar daripada jumlah organisme yang dapat mencari makan dan bertahan hidup; namun, kelimpahan masing-masing spesies relatif konstan dalam kondisi alami.

3. Hubungan kompetitif individu. Karena lebih banyak individu yang dilahirkan daripada yang dapat bertahan hidup, selalu terjadi perjuangan untuk bertahan hidup di alam, persaingan untuk mendapatkan makanan dan habitat.

4. Kemampuan beradaptasi, kemampuan beradaptasi organisme. Perubahan yang memudahkan suatu organisme untuk bertahan hidup di lingkungan tertentu memberikan pemiliknya keunggulan dibandingkan organisme lain yang kurang beradaptasi dengan kondisi eksternal dan akibatnya mati. Gagasan “survival of the fittest” adalah inti dari teori seleksi alam. 5. Reproduksi karakteristik yang diperoleh “sukses” pada keturunannya. Individu yang bertahan hidup melahirkan keturunan, dan dengan demikian perubahan positif yang “sukses” yang memungkinkan mereka bertahan hidup diwariskan ke generasi berikutnya.

Hakikat proses evolusi adalah adaptasi organisme hidup yang terus menerus terhadap berbagai kondisi lingkungan alam dan munculnya organisme yang semakin kompleks. Oleh karena itu, evolusi biologi diarahkan dari bentuk biologis yang sederhana ke bentuk yang lebih kompleks.

Dengan demikian, seleksi alam yang merupakan hasil perjuangan eksistensi merupakan faktor utama evolusi yang mengarahkan dan menentukan perubahan evolusioner. Perubahan ini menjadi nyata setelah melewati beberapa generasi. Dalam seleksi alam salah satu ciri mendasar makhluk hidup tercermin - dialektika interaksi antara sistem organik dan lingkungan.

Keunggulan teori evolusi Charles Darwin yang tidak diragukan lagi juga memiliki beberapa kelemahan. Oleh karena itu, dia tidak dapat menjelaskan alasan munculnya struktur tertentu pada beberapa organisme yang tampaknya tidak berguna; banyak spesies tidak memiliki bentuk peralihan antara hewan modern dan fosil; gagasan tentang keturunan juga merupakan titik lemah. Selanjutnya ditemukan kekurangan mengenai penyebab utama dan faktor evolusi organik. Sudah di abad ke-20. menjadi jelas bahwa teori Charles Darwin memerlukan penyempurnaan dan perbaikan lebih lanjut, dengan mempertimbangkan pencapaian terkini dalam ilmu biologi. Hal ini menjadi prasyarat terciptanya teori evolusi sintetik (STE).

Teori evolusi sintetik

Prestasi genetika dalam mengungkap kode genetik, keberhasilan biologi molekuler, embriologi, morfologi evolusi, genetika populer, ekologi dan beberapa ilmu lainnya menunjukkan perlunya memadukan genetika modern dengan teori evolusi Charles Darwin. Asosiasi ini muncul pada paruh kedua abad ke-20. paradigma biologis baru - teori evolusi sintetik. Karena didasarkan pada teori Charles Darwin maka disebut neo-Darwinian. Teori ini dianggap sebagai biologi non-klasik. Teori evolusi sintetik memungkinkan kita mengatasi kontradiksi antara teori evolusi dan genetika. STE belum memiliki model evolusi fisik, tetapi merupakan ajaran yang memiliki banyak segi dan kompleks yang mendasari biologi evolusi modern. Sintesis genetika dan ajaran evolusi ini merupakan lompatan kualitatif baik dalam perkembangan genetika itu sendiri maupun dalam teori evolusi modern. Lompatan ini menandai terciptanya pusat baru sistem pengetahuan biologi dan transisi biologi ke tingkat perkembangan non-klasik modern. STE sering disebut teori umum evolusi, yang merupakan gabungan antara gagasan evolusi Charles Darwin, terutama seleksi alam, dengan hasil penelitian modern di bidang hereditas dan variabilitas.

Ide dasar STE dikemukakan oleh ahli genetika Rusia S. Chetverikov pada tahun 1926 dalam karyanya tentang genetika populer. Ide-ide ini didukung dan dikembangkan oleh ahli genetika Amerika R. Fisher, S. Wright, ahli biologi dan genetika Inggris D. Haldane, dan ahli genetika Rusia modern N. Dubinin (1906–1998).

Prasyarat utama sintesis genetika dengan teori evolusi adalah pendekatan biometrik dan fisika-matematis terhadap analisis evolusi, teori kromosom hereditas, studi empiris tentang variabilitas populasi alami, dll.

Hal yang mendukung STE adalah gagasan bahwa komponen dasar evolusi bukanlah spesies (menurut Darwin) atau individu (menurut Lamarck), melainkan populasi. Justru inilah sistem interkoneksi holistik antar organisme, yang memiliki semua data untuk pengembangan diri. Bukan sembarang ciri individu atau individu yang harus diseleksi, tetapi seluruh populasi, genotipenya. Namun seleksi tersebut dilakukan melalui perubahan sifat fenotipik individu individu, yang menyebabkan munculnya sifat-sifat baru seiring dengan perubahan generasi biologis.

Unit dasar dari hereditas adalah gen. Ini adalah bagian dari molekul DNA (atau kromosom) yang menentukan perkembangan karakteristik tertentu dari suatu organisme. Ahli genetika Soviet N.V. Timofeev-Resovsky (1900–1981) merumuskan posisi tentang fenomena dan faktor evolusi. Ini adalah sebagai berikut:

Faktor penentu utama teori evolusi sintetik adalah seleksi alam, yang mengarahkan proses evolusi. Signifikansi biologis murni suatu individu sebagai organisme yang telah menghasilkan keturunan dinilai dari kontribusinya terhadap kumpulan gen suatu populasi. Objek seleksi dalam suatu populasi adalah fenotipe individu. Fenotipe suatu organisme individu ditentukan dan dibentuk berdasarkan informasi genotipe yang diwujudkan dalam perubahan kondisi lingkungan. Akibatnya, dari generasi ke generasi, seleksi berdasarkan fenotipe mengarah pada seleksi genotipe.

Evolusi adalah sebuah proses tunggal. Di STE ada dua tingkat evolusi: mikroevolusi, terjadi pada tingkat populasi-spesies dalam waktu yang relatif singkat di wilayah terbatas, dan makroevolusi, terjadi pada tingkat subspesies, di mana muncul pola dan arah umum sejarah perkembangan makhluk hidup.

Mikroevolusi adalah serangkaian proses evolusi yang terjadi pada populasi suatu spesies, yang menyebabkan perubahan pada kumpulan gen populasi tersebut dan pembentukan spesies baru. Hal ini terjadi atas dasar variabilitas mutasi di bawah kendali ketat seleksi alam. Satu-satunya sumber munculnya karakteristik baru secara kualitatif adalah mutasi. Seleksi adalah faktor selektif kreatif yang mengarahkan perubahan evolusioner dasar sepanjang jalur adaptasi organisme terhadap perubahan kondisi lingkungan. Sifat proses mikroevolusi dipengaruhi oleh perubahan jumlah penduduk (gelombang kehidupan), pertukaran informasi genetik di antara mereka, serta isolasi. Mikroevolusi mengarah pada perubahan seluruh kumpulan gen suatu spesies secara keseluruhan (evolusi filogenetik), atau pemisahan mereka dari spesies asli induknya sebagai bentuk baru (spesiasi).

Makroevolusi- ini adalah transformasi evolusioner yang mengarah pada perubahan lebih banyak level tinggi taksa daripada spesies (famili, ordo, kelas). Ia tidak memiliki mekanisme yang khas dan dilakukan melalui proses mikroevolusi. Berakumulasi secara bertahap, proses mikroevolusi menerima ekspresi eksternalnya dalam fenomena makroevolusi. Makroevolusi adalah gambaran umum perubahan evolusioner yang diamati dari perspektif sejarah yang luas. Oleh karena itu, hanya pada tingkat makroevolusi muncul kecenderungan umum, pola dan arah evolusi satwa liar yang tidak dapat diamati pada tingkat mikroevolusi.

Konsep modern STE menunjukkan bahwa perubahan evolusioner bersifat acak dan tidak terarah, karena mutasi acak adalah bahan awalnya. Evolusi berlangsung secara bertahap dan berbeda melalui seleksi mutasi kecil yang acak. Dalam hal ini, bentuk-bentuk kehidupan baru terbentuk melalui perubahan-perubahan besar yang bersifat turun-temurun, yang hak untuk hidup ditentukan oleh seleksi alam. Proses evolusi yang lambat dan bertahap juga dapat bersifat tiba-tiba, terkait dengan perubahan kondisi lingkungan akibat proses bifurkasi dalam perkembangan planet kita.

Teori evolusi sintetik bukanlah semacam kanon, suatu sistem posisi teoretis yang membeku. Dalam rentang yang memungkinkan, arah penelitian baru sedang dibentuk, penemuan-penemuan mendasar bermunculan dan akan terus bermunculan, berkontribusi pada pengetahuan lebih lanjut tentang proses evolusi makhluk hidup.

Menurut gagasan modern, itu penting tugas praktis STE adalah pengembangan cara optimal untuk mengelola proses evolusi dalam kondisi tekanan antropogenik terhadap lingkungan yang terus meningkat lingkungan alami. Teori ini digunakan untuk memecahkan masalah hubungan antara manusia dan alam, alam dan masyarakat manusia.

Namun, teori evolusi sintetik mempunyai beberapa isu kontroversial dan kesulitan yang memunculkan konsep evolusi non-Darwinian. Misalnya saja teori nomogenesis, konsep punktualisme dan lain-lain.

Teori nomogenesis dikemukakan pada tahun 1922 oleh ahli biologi Rusia L. Berg. Hal ini didasarkan pada gagasan bahwa evolusi adalah proses terprogram untuk mewujudkan pola internal tertentu yang melekat pada makhluk hidup. Organisme hidup melekat pada kekuatan internal tertentu dari alam, yang selalu bertindak, terlepas dari kondisi eksternal, dengan sengaja menuju komplikasi struktur kehidupan. Untuk mendukung hal ini, L. Berg menunjuk pada beberapa data tentang evolusi konvergen dan paralel dari beberapa kelompok tumbuhan dan hewan.

Salah satu konsep non-Darwinian yang baru-baru ini muncul adalah punktualisme. Para pendukung tren ini percaya bahwa proses evolusi berlangsung secara tidak teratur - melalui lompatan yang jarang dan cepat, yang hanya terjadi 1% dari waktu evolusi. Sisa 99% keberadaannya, spesies ini tetap dalam keadaan stabil. Dalam kasus ekstrim, lompatan ke spesies baru dapat terjadi pada populasi kecil sebanyak sepuluh individu dalam satu generasi atau lebih. Konsep ini didasarkan pada dasar genetik yang ditetapkan oleh genetika molekuler dan biokimia modern. Punctualisme menolak model spesiasi genetik-populasi, gagasan Charles Darwin tentang varietas dan subspesies sebagai spesies baru. Punktualisme berfokus pada genetika molekuler individu sebagai pembawa sifat-sifat spesies. Gagasan tentang perpecahan makro dan mikroevolusi serta independensi faktor-faktor yang dikendalikannya memberikan nilai tertentu pada konsep ini.

Kemungkinan besar di masa depan akan muncul teori terpadu tentang kehidupan yang menggabungkan teori evolusi sintetik dengan konsep non-Darwinian tentang perkembangan alam yang hidup.

Gambaran evolusi dunia. Evolusionisme global

Gagasan pembangunan dunia merupakan gagasan terpenting peradaban dunia. Dalam bentuknya yang jauh dari sempurna, ilmu pengetahuan alam mulai merambah pada abad ke-18. Namun sudah di abad ke-19. dapat dengan aman disebut sebagai abad gagasan evolusioner. Pada masa ini, konsep-konsep pembangunan mulai merambah geologi, biologi, sosiologi dan ilmu kemanusiaan. Pada paruh pertama abad ke-20. ilmu pengetahuan mengakui evolusi alam, masyarakat, dan manusia, tetapi masih belum ada prinsip filosofis umum tentang perkembangan.

Dan baru pada akhir abad ke-20 ilmu pengetahuan alam memperoleh landasan teoretis dan metodologis untuk menciptakan model terpadu evolusi universal, mengidentifikasi hukum arah universal dan kekuatan pendorong evolusi alam. Dasar seperti itu adalah teori pengorganisasian diri materi, yang mewakili sinergi. (Seperti disebutkan di atas, sinergi adalah ilmu tentang pengorganisasian materi.) Konsep evolusionisme universal, yang mencapai tingkat global, menghubungkan menjadi satu kesatuan asal usul Alam Semesta (kosmogenesis), kemunculan tata surya dan planet Bumi (geogenesis), munculnya kehidupan (biogenesis), manusia dan masyarakat manusia (anthroposociogenesis). Model perkembangan alam ini disebut juga evolusionisme global, karena model inilah yang mencakup semua manifestasi materi yang ada dan dapat dibayangkan secara mental dalam satu proses pengorganisasian diri alam.

Evolusionisme global harus dipahami sebagai konsep perkembangan Alam Semesta sebagai satu kesatuan alami yang berkembang seiring berjalannya waktu. Pada saat yang sama, seluruh sejarah Alam Semesta, mulai dari Big Bang dan berakhir dengan kemunculan umat manusia, dianggap sebagai satu proses, di mana jenis evolusi kosmik, kimia, biologi, dan sosial saling berhubungan erat secara berturut-turut dan secara genetis. . Kimia kosmik, geologi, dan biologi dalam satu proses evolusi sistem molekuler mencerminkan transisi fundamentalnya dan transformasi menjadi materi hidup yang tak terhindarkan. Oleh karena itu, keteraturan terpenting evolusionisme global adalah arah perkembangan dunia secara keseluruhan (universum) menuju peningkatan organisasi strukturalnya.

Gagasan seleksi alam memegang peranan penting dalam konsep evolusionisme universal. Di sini, sesuatu yang baru selalu muncul sebagai hasil pemilihan formasi yang paling efektif. Pertumbuhan baru yang tidak efektif ditolak oleh proses sejarah. Tingkat pengorganisasian materi yang secara kualitatif baru “ditegaskan” oleh sejarah hanya jika ia mampu menyerap pengalaman sejarah perkembangan materi sebelumnya. Pola ini terutama terlihat jelas pada bentuk gerak biologis, tetapi merupakan ciri seluruh evolusi materi secara umum.

Prinsip evolusionisme global didasarkan pada pemahaman tentang logika internal perkembangan tatanan kosmik, logika perkembangan Alam Semesta secara keseluruhan. Pemahaman ini memainkan peran penting prinsip antropik. Esensinya adalah bahwa pertimbangan dan pengetahuan tentang hukum-hukum alam semesta dan strukturnya dilakukan oleh orang yang berakal. Alam menjadi apa adanya hanya karena ada manusia di dalamnya. Dengan kata lain, hukum-hukum konstruksi Alam Semesta harus sedemikian rupa sehingga suatu saat pasti akan melahirkan seorang pengamat; jika mereka berbeda, maka tidak akan ada seorang pun yang mengetahui Alam Semesta. Prinsip antropik menunjukkan kesatuan internal hukum sejarah evolusi Alam Semesta dan prasyarat kemunculan dan evolusi materi hidup hingga antropososiogenesis.

Paradigma evolusionisme universal merupakan pengembangan lebih lanjut dan kelanjutan dari berbagai gambaran ideologis dunia. Akibatnya, gagasan evolusionisme global memiliki karakter pandangan dunia. Tujuan utamanya adalah untuk menetapkan arah proses pengorganisasian diri dan pengembangan proses pada skala Semesta. Saat ini, gagasan evolusionisme global memainkan peran ganda. Di satu sisi, ia mewakili dunia sebagai suatu kesatuan, memungkinkan kita untuk memahami hukum-hukum umum keberadaan dalam kesatuannya; di sisi lain, itu membimbing ilmu pengetahuan alam modern untuk mengidentifikasi pola-pola tertentu dari evolusi materi pada semua tingkat struktural organisasinya dan pada semua tahap perkembangan dirinya.