Teorie ewolucji świata organicznego, koncepcja ewolucji. Teoria ewolucji świata organicznego Jaka jest koncepcja ewolucji świata organicznego

Federalna Agencja Edukacji

Państwowa Instytucja Edukacyjna Wyższego Kształcenia Zawodowego „Uniwersytet Państwowy w Czelabińsku”

Instytut Ekonomiki Przemysłu, Biznesu i Administracji

Katedra Ekonomiki Przemysłu i Rynków

ABSTRAKCYJNY

Na temat „Teoria ewolucji świata organicznego”

Na temat „Koncepcje współczesnych nauk przyrodniczych”

Czelabińsk

Wprowadzenie 4

1. Kształtowanie się idei rozwoju w biologii 5

2. Teoria ewolucji Karola Darwina 11

3. Antydarwinizm 14

4. Podstawy genetyki 16

5. Syntetyczna teoria ewolucji 20

Wniosek 29

Zasoby internetowe 32

Wstęp

Współczesny postęp w nauce i technologii następuje z niewyobrażalną szybkością. To on pozwolił ludziom poznać tajniki przyrody, nauczył korzystać z jej zasobów, przy jego pomocy można odnaleźć się zarówno w bezmiarze kosmosu, jak i zanurkować na dno najgłębszego wgłębienia w skorupie ziemskiej oraz wiele więcej. Ale mimo to wciąż istnieją tajemnice, a być może najbardziej tajemniczą tajemnicą, która do tej pory tylko w niewielkim stopniu została ujawniona ludziom, była i pozostaje tajemnica pochodzenia życia na planecie Ziemia.

Według jednej z hipotez życie zaczęło się w kawałku lodu. Chociaż wielu naukowców uważa, że ​​dwutlenek węgla w atmosferze utrzymuje warunki szklarniowe, inni uważają, że na Ziemi panowała zima. Fragmenty meteorytów przywiezione z kosmosu, emisje z kominów hydrotermalnych oraz reakcje chemiczne zachodzące podczas wyładowań elektrycznych w atmosferze były źródłami amoniaku i związków organicznych, takich jak formaldehyd i cyjanek. Dostając się do wód Oceanu Światowego, zamarzli wraz z nim. W kolumnie lodu cząsteczki substancji organicznych zbliżyły się do siebie i weszły w interakcje, które doprowadziły do ​​​​powstania glicyny i innych aminokwasów.

Karol Darwin i jemu współcześni wierzyli, że życie mogło powstać w zbiorniku wodnym. Wielu naukowców nadal podtrzymuje ten punkt widzenia. W zamkniętym i stosunkowo niewielkim zbiorniku substancje organiczne przynoszone przez napływające do niego wody mogły gromadzić się w wymaganych ilościach.

A może życie powstało na obszarach aktywności wulkanicznej? Zaraz po powstaniu Ziemia była ziejącą ogniem kulą magmy. Podczas erupcji wulkanów i gazów uwalnianych ze stopionej magmy na powierzchnię ziemi wynoszone były różnorodne substancje chemiczne niezbędne do syntezy cząsteczek organicznych.

1. Kształtowanie się idei rozwoju w biologii

Idea ewolucji przyrody żywej zrodziła się w czasach nowożytnych jako przeciwieństwo kreacjonizmu (od łacińskiego „stworzenie”) – doktryny o stworzeniu świata przez Boga z niczego i niezmienności świata stworzonego przez stwórcę . Kreacjonizm jako światopogląd rozwinął się w późnej starożytności i średniowieczu i zajął dominującą pozycję w kulturze.

Zasadniczą rolę w ówczesnym światopoglądzie odegrały także idee teleologii – doktryny, według której wszystko w przyrodzie jest uporządkowane celowo, a wszelki rozwój polega na realizacji z góry określonych celów. Teleologia przypisuje procesom i zjawiskom przyrodniczym cele albo ustanowione przez Boga (H. Wolf), albo będące przyczynami wewnętrznymi przyrody (Arystoteles, Leibniz).

W przezwyciężaniu idei kreacjonizmu i teleologii ważną rolę odegrała koncepcja ograniczonej zmienności gatunków w ramach stosunkowo wąskich podziałów (od jednego pojedynczego przodka) pod wpływem środowiska - transformizm. Koncepcję tę w rozszerzonej formie sformułował wybitny przyrodnik XVIII wieku Georges Buffon w swoim 36-tomowym dziele Historia naturalna.

Transformizm zasadniczo ma pomysły na zmianę i transformację form organicznych, pochodzenie niektórych organizmów od innych. Wśród przyrodników i filozofów transformistycznych XVII i XVIII w. najbardziej znani są także R. Hooke, J. La Mettrie, D. Diderot, E. Darwin, I. Goethe, E. Saint-Hilaire. Wszyscy transformiści uznawali zmienność gatunków organizmów pod wpływem zmian środowisko.

W kształtowaniu się idei ewolucji świata organicznego znaczącą rolę odegrała systematyka - nauka biologiczna o różnorodności wszystkich istniejących i wymarłych organizmów, związkach i relacjach między ich różnymi grupami (taksonami). Do głównych zadań taksonomii należy określenie, poprzez porównanie, specyficznych cech każdego gatunku i każdego taksonu wyższej rangi oraz wyjaśnienie ogólnych właściwości niektórych taksonów. Podstawy systematyki kładą dzieła J. Raya (1693) i C. Linneusza (1735).

XVIII-wieczny szwedzki przyrodnik Carl Linnaeus jako pierwszy konsekwentnie zastosował nomenklaturę binarną i stworzył najskuteczniejszą sztuczną klasyfikację roślin i zwierząt.

W 1751 roku ukazała się jego książka „Filozofia botaniki”, w której C. Linnaeus napisał: „Sztuczny system służy tylko do czasu znalezienia naturalnego. Pierwsza uczy jedynie rozpoznawania roślin. Drugi nauczy nas rozumieć naturę samej rośliny. I dalej: „Ostatecznym celem botaniki jest metoda naturalna”.

To, co Linneusz nazywa „metodą naturalną”, jest w istocie jakąś fundamentalną teorią istot żywych. Zasługą Linneusza jest to, że tworząc sztuczny system, doprowadził biologię do konieczności rozpatrywania kolosalnego materiału empirycznego z punktu widzenia ogólnych zasad teoretycznych.

Embriologia, która w czasach nowożytnych charakteryzowała się opozycją między preformacjonizmem a epigenezą, odegrała główną rolę w powstaniu i rozwoju idei ewolucji przyrody żywej.

Preformizm - od łac. „preforma” - doktryna obecności w komórkach zarodkowych struktur materialnych, które z góry determinują rozwój zarodka i cechy rozwijającego się z niego organizmu.

Preformacjonizm powstał w oparciu o dominującą w XVII i XVIII wieku ideę preformacji, według której powstały organizm rzekomo preformował się w komórce jajowej (ovists) lub plemniku (animalculists). Preformiści (C. Bonnet, A. Haller i in.) uważali, że problem rozwoju embrionalnego należy rozstrzygać z pozycji uniwersalnych zasad bytu, rozumianych wyłącznie rozumowo, bez badań empirycznych.

Epigeneza to doktryna, zgodnie z którą w procesie rozwoju embrionalnego następuje stopniowe i konsekwentne tworzenie nowych narządów i części zarodka z pozbawionej struktury substancji zapłodnionego jaja.

Epigeneza jako doktryna pojawiła się w XVII i XVIII wieku w walce z preformacjonizmem. Idee epigenetyczne opracowali W. Harvey, J. Buffon, K.F. Wolf. Epigenetycy porzucili ideę boskiego stworzenia istot żywych i podeszli do naukowego sformułowania problemu pochodzenia życia.

Tak więc w XVII i XVIII wieku idea historycznych zmian w dziedzicznych cechach organizmów, nieodwracalnych rozwój historyczny przyroda żywa - idea ewolucji świata organicznego.

Ewolucja - od łac. „rozwijanie się” to historyczny rozwój przyrody. W toku ewolucji powstają najpierw nowe gatunki, tj. wzrasta różnorodność form organizmów. Po drugie, organizmy dostosowują się, tj. dostosować się do zmian warunków środowiskowych. Po trzecie, w wyniku ewolucji ogólny poziom organizacji istot żywych stopniowo wzrasta: stają się one bardziej złożone i ulepszone.

Przejście od idei transformacji gatunku do idei ewolucji, historyczny rozwój gatunku zakładał, po pierwsze, uwzględnienie procesu powstawania gatunku w jego historii, biorąc pod uwagę konstruktywną rolę czynnika czasu w historycznym rozwoju organizmów, a po drugie, rozwój idei o pojawieniu się jakościowo nowych rzeczy w takim procesie historycznym. Przejście od transformizmu do ewolucjonizmu w biologii nastąpiło na przełomie XVIII i XIX wieku.

Pierwsze teorie ewolucji stworzyli dwaj wielcy naukowcy XIX wieku - J. Lamarck i Karol Darwin.

I Baptiste Lamarck i Charles Robert Darwin stworzyli teorie ewolucyjne, które mają przeciwną strukturę, charakter argumentacji i główne wnioski. Inaczej potoczyły się także ich losy historyczne. Teoria Lamarcka nie została powszechnie uznana przez współczesnych, natomiast teoria Darwina stała się podstawą nauczania ewolucyjnego. Obecnie zarówno darwinizm, jak i lamarkizm nadal wpływają na koncepcje naukowe, choć na różne sposoby.

W 1809 roku ukazała się książka Lamarcka „Filozofia zoologii”, w której nakreślono pierwszą holistyczną teorię ewolucji świata organicznego.

Lamarck w tej książce udzielił odpowiedzi na pytania stojące przed teorią ewolucji, wyciągając logiczne wnioski z niektórych zaakceptowanych przez siebie postulatów. Jako pierwszy zidentyfikował dwa najbardziej ogólne kierunki ewolucji: rozwój wstępujący od najprostszych form życia do coraz bardziej złożonych i doskonałych oraz kształtowanie się przystosowań w organizmach w zależności od zmian środowiska zewnętrznego (rozwój „pionowy” i „poziomy”). ”). Lamarck był jednym z pierwszych przyrodników, który rozwinął ideę ewolucji świata organicznego do poziomu teorii.

Lamarck zawarł w swoim nauczaniu nowe jakościowo rozumienie roli środowiska w rozwoju form organicznych, traktując środowisko zewnętrzne jako ważny czynnik, warunek ewolucji.

Lamarck uważał, że historyczny rozwój organizmów nie jest przypadkowy, lecz ma charakter naturalny i przebiega w kierunku stopniowej i stałej poprawy. Lamarck nazwał to wzrostem ogólnego poziomu organizacji stopniowaniem.

Lamarck uważał, że siłą napędową gradacji jest „pragnienie postępu natury”, „pragnienie poprawy”, które początkowo było nieodłączne wszystkim organizmom i było im nieodłączne od Stwórcy. Jednocześnie organizmy są w stanie szybko reagować na wszelkie zmiany warunków zewnętrznych i przystosowywać się do warunków środowiskowych. Lamarck określił to stanowisko w dwóch ustawach:

aktywnie używany narząd rozwija się intensywnie, a niepotrzebny zanika;

zmiany nabyte przez organizmy w wyniku aktywnego korzystania z niektórych narządów i nieużywania innych są zachowywane u potomstwa.

Rola środowiska w ewolucji organizmów jest różnie rozpatrywana w różnych kierunkach nauczania ewolucyjnego.

W przypadku kierunków nauczania ewolucyjnego, które uwzględniają historyczny rozwój żywej przyrody jako bezpośrednią adaptację organizmów do ich środowiska, stosuje się potoczną nazwę - ektogeneza (od greckich słów „na zewnątrz, na zewnątrz” i „pojawienie się, formacja”). Zwolennicy ektogenezy postrzegają ewolucję jako proces bezpośredniej adaptacji organizmów do środowiska i proste sumowanie zmian nabytych przez organizmy pod wpływem środowiska.

Nauki wyjaśniające ewolucję organizmów działaniem wyłącznie wewnętrznych czynników niematerialnych („zasada poprawy”, „siła wzrostu” itp.) Łączy wspólna nazwa - autogeneza.

Nauki te postrzegają ewolucję żywej przyrody jako proces niezależny od warunków zewnętrznych, kierowany i regulowany przez czynniki wewnętrzne. Autogeneza jest przeciwieństwem ektogenezy.

Autogeneza jest bliska witalizmowi - zbiorowi trendów w biologii, zgodnie z którymi zjawiska życiowe tłumaczy się obecnością w organizmach niematerialnej siły nadprzyrodzonej („siła życiowa”, „dusza”, „entelechia”, „archeony”) kontrolująca te zjawiska. Witalizm – od łacińskiego „witalny” – wyjaśnia zjawiska życiowe działaniem specjalnej, nieuchwytnej zasady.

Na swój sposób idea ewolucji świata organicznego rozwinęła się w teorii katastrof.

F Francuski biolog Georges Cuvier (1769-1832) napisał: „Życie wielokrotnie szokowało naszą ziemię strasznymi wydarzeniami. Niezliczone istoty żywe stały się ofiarami katastrof: niektóre, mieszkańcy lądu, zostały pochłonięte przez powodzie, inne, zamieszkując głębiny wód, znalazły się na lądzie wraz z nagle podniesionym dnem morskim, ich rasy zniknęły na zawsze, pozostawiając jedynie nieliczne pozostałości na świecie, ledwo widoczne dla przyrodników.” .

Rozwijając takie poglądy, Cuvier stał się twórcą teorii katastrofy, koncepcji, w której idea ewolucji biologicznej wyłoniła się jako pochodna bardziej ogólnej idei rozwoju globalnych procesów geologicznych.

Teoria katastrof (katastrofizm) opiera się na idei jedności geologicznych i biologicznych aspektów ewolucji.

W teorii katastrofy postęp form organicznych wyjaśnia się poprzez uznanie niezmienności poszczególnych gatunków biologicznych.

Doktrynie katastrofizmu sprzeciwiali się zwolennicy innej koncepcji ewolucji, którzy również skupiali się przede wszystkim na problematyce geologicznej, ale wychodzili od idei tożsamości współczesnych i starożytnych procesów geologicznych - koncepcji uniformitaryzmu.

Uniformitaryzm ukształtował się pod wpływem sukcesów mechaniki klasycznej, przede wszystkim mechaniki niebieskiej, astronomii galaktycznej oraz idei o nieskończoności i bezgraniczności natury w przestrzeni i czasie. W XVIII i pierwszej połowie XIX w. koncepcję uniformitaryzmu rozwinęli J. Getton, C. Lyell, M.V. Łomonosow, K. Goff i in. Koncepcja ta opiera się na poglądach o jednolitości i ciągłości praw przyroda, jej niezmienność na przestrzeni dziejów Ziemi; brak jakichkolwiek rewolucji i skoków w historii Ziemi; sumowanie małych odchyleń w długich okresach czasu; potencjalna odwracalność zjawisk i zaprzeczenie postępu w rozwoju.

2. Teoria ewolucji Karola Darwina

Angielski naukowiec Charles Darwin, w przeciwieństwie do J.B. Lamarck zwrócił uwagę na fakt, że chociaż każda żywa istota zmienia się w ciągu życia, osobniki tego samego gatunku rodzą się inne.

Nauki Karola Darwina opierają się na dużej ilości materiału faktograficznego zebranego podczas podróży i potwierdzającego słuszność jego teorii, a także na osiągnięciach naukowych (geologia, chemia, paleontologia, anatomia porównawcza itp.), przede wszystkim z zakresu selekcyjny. Darwin najpierw zaczął rozważać przemiany ewolucyjne nie w poszczególnych organizmach, ale w gatunkach lub grupach wewnątrzgatunkowych.

W 1859 roku Darwin opublikował swoją książkę „O powstawaniu gatunków drogą doboru naturalnego, czyli zachowanie ras uprzywilejowanych w walce o życie”, w której wyjaśnił mechanizm procesu ewolucyjnego. Ciągle zastanawiając się nad przyczynami napędowymi procesu ewolucyjnego, Karol Darwin doszedł do najważniejszej dla całej teorii walki o byt idei. Istota tego pomysłu na pierwszy rzut oka jest bardzo prosta: każdy gatunek jest zdolny do nieograniczonej reprodukcji, a zasoby niezbędne do reprodukcji są ograniczone. Konsekwencją walki o byt jest dobór naturalny, czyli tzw. przetrwanie i pomyślne spłodzenie potomstwa przez najlepiej przystosowane organizmy. Na podstawie faktów Karol Darwin był w stanie udowodnić, że dobór naturalny jest najważniejszym czynnikiem w procesie ewolucji w przyrodzie, a dobór sztuczny odgrywa równie ważną rolę w tworzeniu ras zwierząt i odmian roślin.

C. Darwin sformułował idee dotyczące sztucznej selekcji, wyróżniając jej dwie formy: metodyczną, czyli świadomą i nieświadomą.

Dobór nieświadomy to najwcześniejsza forma doboru sztucznego, w ramach której człowiek nie wyznacza sobie określonego celu, lecz zachowuje najlepsze, pożyteczne organizmy (rośliny lub zwierzęta).

Selekcja metodyczna jest procesem twórczym, który charakteryzuje się tym, że hodowca stawia sobie za zadanie wyhodowanie określonej rasy zwierząt lub odmiany roślin o cechach cennych ekonomicznie.

Darwin wykazał, że istnieją pewne różnice między doborem sztucznym i naturalnym.

Karol Darwin sformułował także zasadę rozbieżności cech, która jest bardzo ważna dla zrozumienia procesu powstawania nowych gatunków. W wyniku doboru naturalnego powstają formy różniące się od gatunków pierwotnych i przystosowane do specyficznych warunków środowiskowych. Z biegiem czasu rozbieżność prowadzi do pojawienia się dużych różnic w początkowo nieco odmiennych formach. W rezultacie rozwijają się różnice na wiele sposobów. Z biegiem czasu kumuluje się tak wiele różnic, że powstają nowe gatunki. To właśnie zapewnia różnorodność gatunków na naszej planecie.

Zgodnie z ideami Karola Darwina głównymi siłami napędowymi ewolucji są dziedziczność, zmienność (określona, ​​czyli grupowa i nieokreślona, ​​czyli indywidualna) oraz dobór naturalny – wynik walki o byt, kierujący procesem ewolucji.

Pewną zmiennością jest zmienność grupy osobników tego samego gatunku pod wpływem określonych czynników środowiskowych, która ma charakter adaptacyjny (utrata liści przez rośliny podczas suszy lub rośliny liściaste strefy umiarkowanej jesienią). W przypadku braku czynnika powodującego zmianę, zmiana zwykle zanika.

Zmienność niepewna to indywidualna zmienność indywidualnych cech u poszczególnych osobników gatunku, która nie ma charakteru adaptacyjnego (zwierzę albinos, roślina karłowata). Zmiany takie mogą być dziedziczone niezależnie od warunków środowiskowych. Dlatego według Darwina nieokreślona zmienność miała pierwszorzędne znaczenie w ewolucji.

Zmienność korelacyjna polega na tym, że gdy zmienia się jeden narząd lub układ narządów, inne narządy lub struktury zmieniają się jednocześnie. Na przykład rozwój mięśni piersiowych i tworzenie stępki u ptaków.

Zmienność kompensacyjna wyraża się w tym, że rozwój niektórych narządów lub struktur prowadzi do niedorozwoju innych.

Już w 1860 roku naukowcy w wielu krajach przyjęli naukę Darwina (T. Huxley, A. Wallace, J. Hooker w Anglii, E. Haeckel, F. Muller w Niemczech, K.A. Timiryazev, I.I. Mechnikov, A.O. i V.O. Kovalevsky, I.M. Sechenov w Rosji, A. Gray w USA). Niezależnie od Karola Darwina do podobnych idei ewolucyjnych doszedł angielski zoolog Alfred Wallace. Charles Darwin bardzo docenił idee młodego naukowca dotyczące doboru naturalnego.

Podstawowe zasady nauk ewolucyjnych Karola Darwina.

Każdy gatunek jest zdolny do nieograniczonej reprodukcji.

Ograniczone zasoby życiowe uniemożliwiają wykorzystanie potencjału nieograniczonej reprodukcji. Większość osobników ginie w walce o byt i nie pozostawia potomstwa.

Śmierć lub sukces w walce o byt jest selektywny. Organizmy tego samego gatunku różnią się od siebie zestawem cech. W naturze te osobniki, które mają najskuteczniejszą kombinację cech dla danych warunków, preferencyjnie przeżywają i pozostawiają potomstwo, tj. lepiej przystosowany.

Charles Darwin nazwał selektywne przetrwanie i rozmnażanie najlepiej przystosowanych organizmów doborem naturalnym.

Pod wpływem doboru naturalnego zachodzącego w różnych warunkach grupy osobników tego samego gatunku kumulują z pokolenia na pokolenie różne cechy adaptacyjne. Grupy osobników nabywają tak znaczących różnic, że przekształcają się w nowe gatunki (zasada rozbieżności charakterów).

Pierwszym, który uzasadnił materialistyczną teorię ewolucji, był Karol Darwin. Udowodnił realność istnienia rozwijającego się gatunku, który powstaje, ewoluuje i zanika. Darwin uzasadnił zasadę jedności nieciągłości i ciągłości w powstaniu gatunku oraz pokazał, jak niepewne losowe zmiany pod wpływem doboru naturalnego przekształcają się w cechy adaptacyjne gatunku. Naukowiec zidentyfikował materialne przyczyny tego zjawiska i pokazał powstawanie względnej celowości. Zasługi Karola Darwina w nauce polegają nie tyle na tym, że udowodnił istnienie ewolucji, ile na tym, że wyjaśnił, jak ona może zachodzić.

3. Antydarwinizm

Antydarwinizm (od greckiego „anty-” - przeciw i darwinizm), grupa nauk, które w takiej czy innej formie zaprzeczają wiodącej roli doboru naturalnego w ewolucji. Do tej kategorii zaliczają się zarówno konkurujące ze sobą teorie ewolucji: lamarckizm, saltacjonizm, katastrofizm, jak i mniej lub bardziej częściowa krytyka podstawowych założeń darwinizmu. Antydarwinizmu nie należy utożsamiać z zaprzeczaniem ewolucji jako procesu historycznego (tj. antyewolucjonizmem).

Historycznie rzecz biorąc, antydarwinizm powstał jako krytyczna reakcja na publikację „O powstawaniu gatunków” Karola Darwina. Najbardziej konsekwentnie i logicznie zarzuty te zostały podsumowane w 1871 r. w art. Mivart w artykule „O powstawaniu gatunków”:

ponieważ odchylenia od normy są zwykle niewielkie, nie powinny znacząco wpływać na sprawność jednostek;

ponieważ odziedziczone odchylenia powstają losowo, muszą być wzajemnie kompensowane w ciągu pokoleń;

Trudno jest wytłumaczyć pojawienie się złożonych, integralnych struktur, takich jak oko czy ucho wewnętrzne, nagromadzeniem i utrwaleniem niewielkich odchyleń.

Ponadto, zdaniem Darwina, formy przejściowe powinny być szeroko reprezentowane w przyrodzie, podczas gdy zwykle pomiędzy taksonami występują mniej lub bardziej wyraźne przerwy (przerwy), szczególnie zauważalne w materiale paleontologicznym. Sam Darwin zwracał uwagę na te zarzuty w kolejnych wydaniach swego dzieła, jednak nie potrafił ich racjonalnie wytłumaczyć. Z tego powodu w drugiej połowie XIX wieku pojawiły się konkurencyjne doktryny ewolucyjne, takie jak neolamarkizm i neokatastrofizm.

Już na początku XX w. liczne, często popularne prace mechanolamarckistów wskazywały na możliwość „odpowiedniej zmienności i dziedziczenia cech nabytych”. Pierwsze prace genetyków (H. de Vries U. Batson) w praktyce dowodziły spazmatycznego, nagłego charakteru pojawiania się zmian dziedzicznych, a nie stopniowego kumulowania się zmian pod wpływem selekcji (tzw. antydarwinizm genetyczny). Wreszcie pojawiło się wiele prac, które eksperymentalnie dowodzą „nieefektywności” doboru naturalnego. I tak w 1903 roku V. Johannsen przeprowadził selekcję w czystych liniach fasoli, dzieląc nasiona według wielkości na trzy grupy: duże, średnie i małe. Odkrył, że potomstwo każdej grupy rozmnażało się w pełnym zakresie rozmiarów nasion identycznych z rodzicem. Ze współczesnego punktu widzenia wynik ten jest oczywisty – dziedziczy się nie samą cechę, ale normę reakcji. Jednak na początku XX wieku prace takie były postrzegane jako zaprzeczenie zasadzie doboru naturalnego. Okoliczności te zdeterminowały tzw. kryzys darwinizmu, czyli „okres agnostyczny w rozwoju nauczania ewolucyjnego”, który trwał do lat 30. XX wieku. Naturalnym wyjściem z kryzysu była synteza genetyki i podejścia populacyjnego, a także pojawienie się syntetycznej teorii ewolucji

4. Podstawy genetyki

Główna informacja genetyczna jest przechowywana w określonych ciałach jądra komórkowego eukariontów, zwanych chromosomami. Chromosom to kompleks składający się z jednej gigantycznej cząsteczki kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA) i wielu cząsteczek białka. DNA jest polimerem, to znaczy składa się z duża liczba monomery połączone szeregowo - nukleotydy. Istnieją cztery różne nukleotydy: adenina (A), tymina (T), guanina (G) i cytozyna (C). Cząsteczka DNA składa się z dwóch łańcuchów polinukleotydowych skręconych w podwójną helisę. Aby dwuniciowa cząsteczka DNA była stabilna konieczne jest, aby naprzeciw nukleotydu A znajdującego się w jednym łańcuchu znajdował się nukleotyd T w przeciwległym łańcuchu i odwrotnie. To samo dotyczy nukleotydów G i C. Wynika to z właściwości nukleotydów zwanej komplementarnością. Zatem sekwencja nukleotydów w jednym łańcuchu całkowicie determinuje sekwencję nukleotydów w drugim łańcuchu.

Nukleotydy A, T, G i C są rodzajem alfabetu, za pomocą którego w cząsteczkach DNA kodowana jest cała informacja dziedziczna. Gen to odcinek chromosomu przechowujący informacje o określonej właściwości organizmu. ( Ta definicja jest niezwykle uproszczone, ale całkiem odpowiednie do dalszej prezentacji). Każdy chromosom składa się z regionów kodujących, którymi są geny, oraz sekwencji niekodujących.
Jądro ludzkich komórek somatycznych zawiera zwykle 46 chromosomów: 44 autosomy i 2 chromosomy płciowe.

Autosomy są sparowane, to znaczy 44 autosomy można podzielić na 22 pary homologicznych chromosomów. Chromosomy homologiczne mają identyczną strukturę, to znaczy niosą geny zawierające informację o tych samych właściwościach organizmu. Jednakże sekwencje nukleotydów zarówno w regionach kodujących, jak i niekodujących homologicznych chromosomów mogą się różnić. Sekwencje nukleotydów znajdujące się w tym samym miejscu (locus) na chromosomach homologicznych, ale mające różny skład nukleotydów nazywane są
są allelami. Jeśli dana osoba ma identyczne allele w dowolnym locus, wówczas mówi się, że jest homozygotą pod względem tego locus. Loci różnią się znacznie pod względem liczby obecnych alleli. Większość loci ma do dwóch alleli, ale istnieją tak zwane loci wysoce polimorficzne, w których liczba alleli wynosi dziesięć lub więcej. Zbiór alleli danego osobnika w dowolnym locus lub grupie loci nazywany jest genotypem. Zbiór wariantów allelicznych loci leżących na tym samym chromosomie nazywany jest haplotypem. Proces określania genotypu lub haplotypu osobnika na podstawie dowolnego locus lub grupy loci nazywa się typowaniem.

Istnieją dwa typy chromosomów płciowych – X i Y, które różnią się znacznie zarówno wielkością, jak i przechowywanymi w nich genami. Zawartość chromosomów płciowych w jądrach ludzkich komórek zależy od płci: kobiety mają zwykle dwa chromosomy X, mężczyźni jeden chromosom X i jeden chromosom Y.
Zestaw chromosomów zawierający 22 pary autosomów i dwa chromosomy płciowe nazywa się zestawem diploidalnym.

Transfer informacji dziedzicznych następuje podczas podziału komórki. Istnieją dwa rodzaje podziału komórek - mitoza i mejoza.
W wyniku mitozy jedna komórka macierzysta dzieli się na dwie komórki potomne. Na pewnym etapie mitozy chromosomy komórki macierzystej ulegają podwojeniu, a następnie każda komórka potomna otrzymuje pełny diploidalny zestaw chromosomów. Komórki somatyczne dzielą się w zależności od rodzaju mitozy.

Podczas tworzenia komórek rozrodczych (komórki jajowe u kobiet, plemniki u mężczyzn) na pewnym etapie następuje podział komórek zgodnie z rodzajem mejozy. Podczas mejozy zachodzą dwa akty podziału. Podczas pierwszego etapu mejozy chromosomy ulegają duplikacji, ale dwie siostrzane chromatydy nie rozdzielają się, lecz pozostają razem, połączone w określonym miejscu zwanym centromerem. W pewnej fazie pierwszego podziału mejozy następuje koniugacja, czyli adhezja jednej z chromatyd siostrzanych do jednej z chromatyd chromosomu homologicznego. W tym czasie następuje rekombinacja, czyli wymiana odcinków pomiędzy przylegającymi chromatydami homologicznych chromosomów. Należy zauważyć, że u mężczyzn, których komórki zawierają jeden chromosom X i jeden chromosom Y, koniugacja między chromosomami płci zachodzi na bardzo małym obszarze. U kobiet dwa chromosomy X koniugują się i rekombinują w taki sam sposób, jak autosomy. W wyniku pierwszego podziału mejozy powstają dwie komórki potomne zawierające po jednym z każdej pary homologicznych chromosomów. Należy zauważyć, że rozbieżność chromosomów homologicznych w komórki potomne jest procesem losowym, to znaczy nie można z góry przewidzieć, który chromosom trafi do której komórki. Podczas drugiego podziału mejozy chromatydy siostrzane oddzielają się, a każda z nich trafia do komórki potomnej. Zatem w wyniku mejozy z jednej komórki zawierającej 46 chromosomów powstają cztery komórki rozrodcze, każda niosąca po 23 chromosomy (22 autosomy i jeden chromosom płciowy), czyli połowę materiału genetycznego zawartego w komórkach somatycznych. Ten zestaw chromosomów nazywa się zestawem haploidalnym.
Należy pamiętać, że wszystkie komórki jajowe kobiety zawierają jeden chromosom X, podczas gdy połowa plemnika mężczyzny zawiera chromosom X, a druga połowa chromosom Y.

Podczas zapłodnienia następuje fuzja jąder plemnika i komórki jajowej, w wyniku czego jądro powstałej zygoty otrzymuje pełny diploidalny zestaw chromosomów. Jeśli komórka jajowa została zapłodniona przez plemnik, którego jądro zawierało chromosom X, wówczas zygota normalnie rozwija się w płód żeński. Jeśli komórka jajowa zostanie zapłodniona przez plemnik posiadający chromosom Y, płód będzie płci męskiej.

Z powyższego wynika, że ​​połowę chromosomów zawartych w jądrach komórek somatycznych każdej osoby otrzymał od biologicznej matki, a drugą połowę od biologicznego ojca. Ze względu na zdarzenia rekombinacyjne zachodzące podczas pierwszego etapu mejozy, chromosomy dziecka nie są dokładnymi kopiami chromosomów każdego z rodziców, ale są swoistymi chimerami.

Oprócz jądra komórkowego DNA zawarte jest w mitochondriach - organellach komórkowych znajdujących się w cytoplazmie i będących swego rodzaju stacjami energetycznymi komórki. DNA mitochondrialny to stosunkowo małe (~16,5 tys. par zasad), zamknięte w pierścieniu cząsteczki. Średnio jedno mitochondrium zawiera 4-5 identycznych kopii takich cząsteczek. Ponieważ w komórce znajduje się kilkaset mitochondriów, liczba cząsteczek mitochondrialnego DNA na komórkę może sięgać np. kilku tysięcy w jajach, ale średnia wartość oscyluje wokół 500. Ważną cechą człowieka, podobnie jak większości ssaków, jest fakt, że że podczas zapłodnienia mitochondria plemników nie przedostają się do komórki jajowej. Oznacza to, że zygota powstała podczas zapłodnienia zawiera wyłącznie mitochondria (i odpowiednio mitochondrialne DNA) komórki jajowej matki. Zbiór wariantów allelicznych cząsteczki mitochondrialnego DNA nazywany jest mitotypem.

5. Syntetyczna teoria ewolucji

Syntetyczna teoria ewolucji – nowoczesny darwinizm – powstała na początku lat 40. XX wieku. Jest to doktryna ewolucji świata organicznego, opracowana na podstawie danych współczesnej genetyki, ekologii i klasycznego darwinizmu. Termin „syntetyczny” pochodzi od tytułu książki słynnego angielskiego ewolucjonisty J. Huxleya „Evolution: A Modern Synthesis” (1942). Wielu naukowców przyczyniło się do rozwoju syntetycznej teorii ewolucji.

Po ponownym odkryciu praw Mendla, dowodów na dyskretny charakter dziedziczności, a zwłaszcza po stworzeniu teoretycznej genetyki populacyjnej z pracami R. Fishera (1918-1930), J. B. S. Haldane Jr. (1924), S. Wrighta (1931) ; 1932), nauki Darwina uzyskały solidne podstawy genetyczne. Ale podczas gdy teoretycy spierali się o częstotliwość naturalnego procesu mutacji, niemiecki genetyk roślin E. Baur w 1924 r. wykazał na lwiej paszczy nasycenie naturalnych populacji małymi, głównie fizjologicznymi mutacjami.

S.S. Chetverikova, tworząc genetykę populacji naturalnych, była nie tylko genetykiem, ale także zoologiem o głębokiej wiedzy, co umożliwiło po raz pierwszy omówienie problemów gatunków i specjacji z genetycznego punktu widzenia. Dlatego synteza ewolucyjna została zawarta niejako w zarodku w artykule Czetwerikowa „O niektórych aspektach procesu ewolucyjnego z punktu widzenia współczesnej genetyki” (1926). W artykule Czetwerikowa omówiono specyficzny program badań genetycznych populacji, który realizowali jego utalentowani uczniowie. N.V. i E.A. Timofeev-Resovsky „wyeksportowali” idee Czetverikova do Europy, a F.G. Dobzhansky, uczeń leningradzkiego genetyka ewolucyjnego Yu.A. Filipczenki, stworzyli największą na świecie międzynarodową szkołę genetyków ewolucyjnych, która zapoczątkowała badania na skalę niespotykaną w historii Stany Zjednoczone. W ten sposób wiele podstawowych idei przyszłej syntetycznej teorii ewolucji zostało zaczerpniętych z Rosji.

Ważny warunek pojawienia się nowa teoria ewolucja była książką angielskiego genetyka, matematyka i biochemika J. B. S. Haldane’a Jr., który opublikował ją w 1932 roku pod tytułem „Przyczyny ewolucji”. Tłumaczenie rosyjskie z 1935 r. zostało wykonane ze skrótami i nie oddaje kompletności zamysłu autora.

Haldane, tworząc genetykę rozwoju indywidualnego, natychmiast włączył nową naukę do rozwiązywania problemów makroewolucji. Główne innowacje ewolucyjne bardzo często powstają na bazie neotenii (zachowania cech młodzieńczych w organizmie dorosłym). Neoteny Haldane wyjaśnił pochodzenie człowieka (naga małpa), ewolucję tak dużych taksonów jak amonoidy, graptolity i otwornice. Nauczyciel Czetwerikowa N.K. Kolcow wykazał w 1933 r., że neotenia jest szeroko rozpowszechniona w królestwie zwierząt i odgrywa ważną rolę w postępowej ewolucji. Neotenja prowadzi do uproszczeń morfologicznych, ale bogactwo genotypu zostaje zachowane.

Szeroka synteza genetyki i darwinizmu nastąpiła szybko w latach trzydziestych i czterdziestych XX wieku. Idee genetyczne przeniknęły do ​​taksonomii, paleontologii, embriologii i biogeografii. Termin „Modern” lub „Evolutionary Synthesis” pochodzi od tytułu książki J. Huxleya „Evolution: The Modern Synthesis” (1942). Wyrażenie „syntetyczna teoria ewolucji” w precyzyjnym zastosowaniu do tej teorii zostało po raz pierwszy użyte przez J. Simpsona w 1949 roku.

W literaturze amerykańskiej wśród twórców STE najczęściej wymieniane są nazwiska F. Dobzhansky'ego, J. Huxleya, E. Mayra, J. Simpsona, B. Renscha, J. Stebbinsa. Nie jest to oczywiście pełna lista. Przynajmniej wśród rosyjskich naukowców należy wymienić A. N. Severtsova, I. I. Shmalgauzena, N. V. Timofeeva-Resovsky'ego, G. F. GauseN. P. DubininaA. L. Takhtadzhyan, E. I. Lukin. Spośród naukowców brytyjskich wielka jest rola J. B. S. Haldane’a Jr., D. Lacka, K. Waddingtona i G. de Beera. Niemieccy historycy (W. Reif, Th. Junker, U. Hosfeld) wśród aktywnych twórców STE wymieniają nazwiska E. Baura, W. Zimmermanna, W. Ludwiga, G. Heberera i innych.

Autorzy teorii syntetycznej nie zgadzali się co do wielu podstawowych problemów i zajmowali się różnymi dziedzinami biologii, ale byli niemal jednomyślni w interpretacji następujących podstawowych założeń: lokalna populacja jest uważana za elementarną jednostkę ewolucji; materiałem ewolucji jest zmienność mutacji i rekombinacji; za główną przyczynę rozwoju adaptacji, specjacji i powstania taksonów ponadgatunkowych uważa się dobór naturalny; dryf genetyczny i zasada założyciela są przyczyną powstawania cech neutralnych; gatunek to układ populacji izolowanych rozrodczo od populacji innych gatunków, przy czym każdy gatunek jest izolowany ekologicznie (jeden gatunek – jedna nisza); specjacja polega na pojawieniu się mechanizmów izolacji genetycznej i zachodzi przede wszystkim w warunkach izolacji geograficznej; wnioski na temat przyczyn makroewolucji (pochodzenia taksonów ponadgatunkowych) można wyciągnąć poprzez badania mikroewolucji, zbudowane na podstawie dokładnych danych eksperymentalnych, obserwacji terenowych i wniosków teoretycznych. Jest rzeczą oczywistą, że „Synteza” nie była konstrukcją metafizyczną bez wytyczonych granic. Był to raczej przejrzysty program naukowy, który pełnił rolę organizatora konkretnych badań.

Aktywność amerykańskich twórców STE była tak duża, że ​​szybko utworzyli Międzynarodowe Towarzystwo Studiów nad Ewolucją, które w 1946 roku zostało założycielem czasopisma Evolution. Magazyn American Naturalist powrócił do publikowania prac o tematyce ewolucyjnej, kładąc nacisk na syntezę genetyki, biologii eksperymentalnej i terenowej. W wyniku licznych i różnorodnych badań główne założenia STE zostały nie tylko pomyślnie przetestowane, ale także zmodyfikowane i uzupełnione o nowe pomysły.

W prawie wszystkich modelach historycznych i naukowych rok 1937 został nazwany rokiem pojawienia się STE - w tym roku ukazała się książka rosyjsko-amerykańskiego genetyka i entomologa-systematysty F. G. Dobzhansky'ego „Genetyka” i Pochodzenie gatunków". O sukcesie książki Dobzhansky'ego zadecydował fakt, że był on zarówno przyrodnikiem, jak i genetykiem eksperymentalnym. „Podwójna” specjalizacja Dobzhansky’ego pozwoliła mu jako pierwszemu zbudować solidny pomost z obozu biologów eksperymentalnych do obozu przyrodników” (E. Mayr). Dobzhansky'ego często nazywano „ sobowtórem Darwina XX wieku”. Po raz pierwszy sformułowano najważniejszą koncepcję „izolujących mechanizmów ewolucji” - barier reprodukcyjnych, które oddzielają pulę genową jednego gatunku od pul genowych innego gatunku. Dobzhansky wprowadził do szerokiego obiegu naukowego na wpół zapomniane równanie Hardy'ego-Weinberga. Do materiału naturalistycznego wprowadził także „efekt S. Wrighta”, wierząc, że rasy mikrogeograficzne powstają pod wpływem przypadkowych zmian w częstotliwościach genów w małych izolatach, tj. w sposób adaptacyjnie neutralny.

W 1942 r. niemiecko-amerykański ornitolog i zoogeograf E. Mayr opublikował książkę „Systematyka i pochodzenie gatunków” (tłum. rosyjskie: 1947), w której konsekwentnie rozwijano koncepcję gatunku wielotypowego oraz genetyczno-geograficzny model specjacji . Mayr zaproponował zasadę założyciela, która w ostatecznej formie sformułowana została w 1954 r. Jeśli dryf genetyczny z reguły dostarcza przyczynowego wyjaśnienia powstawania charakterów neutralnych w wymiarze czasowym, to zasada założyciela w wymiarze przestrzennym (model wyspowy specjacji).

Po opublikowaniu prac Dobzhansky'ego i Mayra taksonomowie otrzymali genetyczne wyjaśnienie tego, w co wierzyli od dawna: podgatunki i blisko spokrewnione gatunki różnią się adaptacyjnie neutralnymi cechami. Żadna z prac na temat STE nie może się równać ze wspomnianą książką z 1942 roku. Angielski biolog eksperymentalny i przyrodnik J. Huxley. Dzieło Huxleya przewyższa nawet książkę Darwina pod względem objętości przeanalizowanego materiału i zakresu problemów. Huxley przez wiele lat miał na uwadze wszystkie kierunki rozwoju myśli ewolucyjnej, uważnie śledził rozwój nauk pokrewnych i miał osobiste doświadczenie jako genetyk eksperymentalny. Wybitny historyk biologii tak ocenił pracę Huxleya: „Ewolucja. A Modern Synthesis” była najbardziej obszerna pod względem tematu i dokumentów niż inne prace na ten temat. Książki Haldane’a i Dobzhansky’ego zostały napisane przede wszystkim dla genetyków, Mayra dla taksonomistów, a Simpsona dla paleontologów. Książka Huxleya stała się dominującą siłą w syntezie ewolucyjnej”. (Prowincja)

Pod względem objętości książka Huxleya nie miała sobie równych (645 stron). Ale najciekawsze jest to, że wszystkie główne idee przedstawione w książce zostały bardzo wyraźnie spisane przez Huxleya na stronie 20 w 1936 roku, kiedy wysłał on do Brytyjskiego Stowarzyszenia na rzecz Postępu Nauki przemówienie zatytułowane: „Dobór naturalny i ewolucyjny postęp." Pod tym względem żadna z publikacji na temat teorii ewolucji opublikowanych w latach trzydziestych i czterdziestych XX wieku nie może się równać z artykułem Huxleya. Doskonale świadomy ducha czasów Huxley napisał: „Biologia znajduje się obecnie w fazie syntezy. Do tego czasu nowe dyscypliny działały w izolacji. Obecnie pojawiła się tendencja do unifikacji, która jest bardziej owocna niż stare jednostronne poglądy na ewolucję” (Huxley, 1936, s. 81). Już w pracach z lat dwudziestych Huxley wykazał, że dziedziczenie cech nabytych jest niemożliwe (Mayr i Rensch byli wówczas lamarckistami); dobór naturalny działa jako czynnik ewolucji i czynnik stabilizacji populacji i gatunków (zastój ewolucyjny); dobór naturalny działa na małe i duże mutacje; Izolacja geograficzna jest najważniejszym warunkiem specjacji. Pozorny cel ewolucji wyjaśniają mutacje i dobór naturalny.

Główne punkty artykułu Huxleya z 1936 roku można bardzo krótko podsumować w następującej formie:

Mutacje i dobór naturalny to procesy uzupełniające się, które indywidualnie nie są w stanie wywołać ukierunkowanych zmian ewolucyjnych.

Selekcja w populacjach naturalnych najczęściej oddziałuje nie na pojedyncze geny, ale na kompleksy genowe. Mutacje mogą nie być korzystne ani szkodliwe, ale ich wartość selektywna jest różna w różnych środowiskach. Mechanizm działania selekcji zależy od środowiska zewnętrznego i genotypowego, a wektor jej działania zależy od fenotypowej manifestacji mutacji

Głównym kryterium wskazującym na zakończenie specjacji jest izolacja reprodukcyjna. Specjacja może być ciągła i liniowa, ciągła i rozbieżna, nagła i zbieżna.

Gradualizm i panadaptacjonizm nie są uniwersalnymi cechami procesu ewolucyjnego. Większość roślin lądowych charakteryzuje się nieciągłością i nagłym powstawaniem nowych gatunków. Gatunki szeroko rozpowszechnione ewoluują stopniowo, podczas gdy małe izolaty ewoluują w sposób nieciągły i nie zawsze adaptacyjny. Specjacja nieciągła opiera się na specyficznych mechanizmach genetycznych (hybrydyzacja, poliploidia, aberracje chromosomowe i genomowe). Gatunki i taksony ponadgatunkowe z reguły różnią się cechami adaptacyjno-neutralnymi. Główne kierunki procesu ewolucyjnego (postęp, specjalizacja) stanowią kompromis pomiędzy zdolnością adaptacji a neutralnością.

Potencjalnie mutacje przedadaptacyjne są szeroko rozpowszechnione w populacjach naturalnych. Ten typ mutacji odgrywa kluczową rolę w makroewolucji, zwłaszcza w okresach nagłych zmian środowiskowych.

Onto- i filogeneza. Koncepcja szybkości działania genów wyjaśnia ewolucyjną rolę heterochronii i allometrii. Synteza problemów genetyki z koncepcją rekapitulacji prowadzi do wyjaśnienia szybkiej ewolucji gatunków znajdujących się w ślepych zaułkach specjalizacji. Poprzez neotenię następuje „odmłodzenie” taksonu i zyskuje on nowe tempo ewolucji. Analiza związku między onto- i filogenezą umożliwia wykrycie epigenetycznych mechanizmów kierunku ewolucji.

W procesie postępującej ewolucji dobór działa w kierunku doskonalenia organizacji. Głównym skutkiem ewolucji było pojawienie się człowieka. Wraz z pojawieniem się człowieka wielka ewolucja biologiczna rozwija się w ewolucję psychospołeczną. Teoria ewolucji to jedna z nauk badających powstawanie i rozwój społeczeństwa ludzkiego, stwarzająca podstawy do zrozumienia natury człowieka i jego przyszłości.

Szeroką syntezę danych z anatomii porównawczej, embriologii, biogeografii, paleontologii z zasadami genetyki przeprowadzono w pracach I. I. Shmalhausena (1939), A. L. Takhtadzhyana (1943), J. Simpsona (1944), B. Renscha (1947). ). Z tych badań wyrosła teoria makroewolucji. Jedynie książka Simpsona ukazała się w języku angielskim i w okresie powszechnej ekspansji amerykańskiej biologii najczęściej wymieniana jest wśród dzieł przełomowych. I. I. Shmalgauzen był uczniem A. N. Severtsova. Jednak już w latach 20. jego niezależna droga została wytyczona. Studiował ilościowe wzorce wzrostu, genetykę przejawiania się cech i samą genetykę. Schmalhausen jako jeden z pierwszych przeprowadził syntezę genetyki i darwinizmu. Spośród ogromnego dziedzictwa I. I. Shmalhausena wyróżnia się jego monografia „Ścieżki i wzorce procesu ewolucyjnego” (1939). Po raz pierwszy w historii nauki sformułował zasadę jedności mechanizmów mikro- i makroewolucji. Teza ta nie była po prostu postulowana, ale bezpośrednio wynikała z jego teorii doboru stabilizującego, która obejmuje komponenty genetyczne i makroewolucyjne populacji (autonomizacja ontogenezy) w toku postępującej ewolucji. A. L. Takhdadzhyan w artykule monograficznym: „Związki ontogenezy i filogenezy u roślin wyższych” (1943) nie tylko aktywnie włączył botanikę w orbitę syntezy ewolucyjnej, ale faktycznie zbudował oryginalny ontogenetyczny model makroewolucji („miękki saltacjonizm”). Model Takhtadzhyana, oparty na materiale botanicznym, rozwinął wiele wspaniałych idei A. N. Severtsova, zwłaszcza teorię archalaksji (nagła zmiana narządu na najwcześniejszych etapach jego morfogenezy, prowadząca do gwałtownych zmian w całym przebiegu ontogenezy). Najtrudniejszy problem makroewolucji – luki pomiędzy dużymi taksonami – Takhtadzhyan wyjaśnił rolą neotenii w ich powstaniu. Neotenya odegrała ważną rolę w powstaniu wielu wyższych grup taksonomicznych, w tym kwitnących. Rośliny zielne ewoluowały od roślin drzewiastych poprzez warstwową neotenię

Ekologia populacji i zbiorowisk weszła do teorii ewolucji poprzez syntezę prawa Gause'a i genetyczno-geograficznego modelu specjacji. Izolację reprodukcyjną uzupełniono o niszę ekologiczną jako najważniejsze kryterium gatunku. Jednocześnie niszowe podejście do gatunków i specjacji okazało się bardziej ogólne niż czysto genetyczne, ponieważ ma zastosowanie również do gatunków, które nie mają procesu płciowego.

Wejście ekologii do syntezy ewolucyjnej stanowiło ostatni etap tworzenia teorii. Od tego momentu rozpoczął się okres stosowania STE w praktyce taksonomii, genetyki i selekcji, który trwał aż do rozwoju biologii molekularnej i genetyki biochemicznej.

Być może najważniejszym wkładem genetyki molekularnej w teorię ewolucji był podział genów na regulacyjne i strukturalne (model R. Brittena i E. Davidsona 1971). To geny regulatorowe kontrolują powstawanie mechanizmów izolujących reprodukcję i wysokie tempo tworzenia nowych form. Fakt, że geny regulacyjne wydają się zmieniać niezależnie od genów enzymów i przyczyny szybkie zmiany(w skali czasu geologicznego) na poziomie morfologicznym i fizjologicznym, stała się jedną z przyczyn powszechnego odrodzenia idei w duchu „twardego” saltacjonizmu. Jednocześnie zwolennicy STE (F. Dobzhansky, E. Mayr, A.L. Takhadzhyan, F. Ayala) przekonująco zinterpretowali te dane w ramach idei STE. W szczególności wykazano powstawanie mezan izolujących rozrodczość. Ale rozwój najnowsze nauki nie zrodziła jeszcze koncepcji ewolucji, która mogłaby w pełni nie tylko zastąpić teorię syntetyczną, ale wręcz z nią konkurować.

Główne założenia syntetycznej teorii ewolucji w Ogólny zarys można wyrazić następująco:

Materiałem do ewolucji są zmiany dziedziczne – mutacje (zwykle genetyczne) i ich kombinacje.

Głównym czynnikiem napędzającym ewolucję jest dobór naturalny, który powstaje na zasadzie walki o byt.

Najmniejszą jednostką ewolucji jest populacja.

Ewolucja ma w większości przypadków charakter rozbieżny, co oznacza, że ​​jeden takson może stać się przodkiem kilku taksonów potomnych.

Ewolucja jest stopniowa i długoterminowa. Specjacja jako etap procesu ewolucyjnego polega na sekwencyjnym zastępowaniu jednej populacji tymczasowej szeregiem kolejnych populacji tymczasowych.

Gatunek składa się z wielu podrzędnych, morfologicznie, fizjologicznie, ekologicznie, biochemicznie i genetycznie odrębnych, ale nie izolowanych reprodukcyjnie jednostek - podgatunków i populacji.

Gatunek istnieje jako formacja holistyczna i zamknięta. Integralność gatunku utrzymywana jest poprzez migracje osobników z jednej populacji do drugiej, podczas których następuje wymiana alleli („przepływ genów”),

Makroewolucja na poziomie wyższym niż gatunek (rodzaj, rodzina, porządek, klasa itp.) podąża drogą mikroewolucji. Według syntetycznej teorii ewolucji nie ma wzorców makroewolucji różniących się od mikroewolucji. Innymi słowy, ewolucję grup gatunków organizmów żywych charakteryzują te same przesłanki i siły napędowe, co mikroewolucja.

Każdy prawdziwy (a nie złożony) takson ma pochodzenie monofiletyczne.

Ewolucja jest nieukierunkowana, to znaczy nie zmierza do żadnego ostatecznego celu.

Syntetyczna teoria ewolucji ujawniła głębokie mechanizmy procesu ewolucyjnego, zgromadziła wiele nowych faktów i dowodów ewolucji organizmów żywych oraz połączyła dane z wielu nauk biologicznych. Niemniej jednak syntetyczna teoria ewolucji (czyli neodarwinizm) jest zgodna z ideami i kierunkami wyznaczonymi przez Karola Darwina.

Obecnie większość naukowców używa wyrażenia „nowoczesna teoria ewolucji”. Przy takiej nazwie nie ma już potrzeby stosowania żadnej pojedynczej koncepcji makroewolucji ściśle wywodzącej się z badań mikroewolucyjnych. Głównym osiągnięciem współczesnej teorii ewolucji jest pogląd na ewolucję, w którym zmiany stopniowe mogą występować na przemian ze zmianami słonymi.

Wniosek

Ewolucja biologiczna to nieodwracalny i w pewnym stopniu ukierunkowany historyczny rozwój żywej przyrody, któremu towarzyszą zmiany w składzie genetycznym populacji, powstawanie adaptacji, powstawanie i wymieranie gatunków, przemiany biogeocenoz i biosfery jako całości. Innymi słowy, ewolucję biologiczną należy rozumieć jako proces adaptacyjnego historycznego rozwoju form żywych na wszystkich poziomach organizacji istot żywych.

Ostatnio, badając historię rozwoju nauki, problem racjonalnej rekonstrukcji jej historycznego rozwoju staje się coraz bardziej dotkliwy, związany z różnicą między naszym rozumieniem badań naukowych, które miały miejsce w przeszłości, a tym, jak sami przyrodnicy rozumieli swoje odkrycia . Dominujący od dłuższego czasu kumulatywny model rozwoju nauki, tj. prezentacja treści wiedzy w jej rozwoju historycznym podlega krytyce, gdyż w jej ramach wiedza zostaje wyrwana z kontekstu historycznego i włączona do systemu współczesnych idei, to znaczy istnienie pewnej wspólnej dla wszystkich racjonalności przypuszczalny. W ostatnim czasie upowszechniła się koncepcja rewolucyjnej zmiany podstawowych programów poznania, a miejsce wspólnego dla wszystkich typów racjonalności zajmują różne historyczne typy racjonalności. Badając etapy kształtowania się idei rozwoju biologii od czasów starożytnych do współczesności, należy z jednej strony podjąć próbę racjonalnej rekonstrukcji, a jednocześnie uwzględnić różnice w typy racjonalności w obliczu zmieniających się epok.

Sama ewolucja biologiczna jest obecnie faktem potwierdzonym naukowo, w co żaden przyrodnik nie może wątpić. Pomimo pozornej kompletności, już obecnie istnieje wiele sporów dotyczących zarówno pochodzenia różnych gatunków biologicznych, jak i samego życia na Ziemi.

Poglądy na temat pochodzenia życia wśród starożytnych filozofów były bardzo zróżnicowane. Na szczególną uwagę zasługuje jeden z pierwszych filozofów-fizyków, Anaksymander, ze swoim błyskotliwym przypuszczeniem na temat pochodzenia życia w wodzie i późniejszej migracji istot żywych na ląd. Arystoteles był także świetnym systematyzatorem starożytnej wiedzy biologicznej.

W średniowieczu panującą teorią był kreacjonizm, według którego wszystko, co istniało, było stworzeniem istoty najwyższej. Od chwili triumfu chrześcijaństwa na Zachodzie autorytet Biblii, przyjęty bez zastrzeżeń, na wiele stuleci hamował wszelkie niezależne i niezależne badania i poszukiwania z zakresu ewolucjonizmu. Dosłowne stwierdzenie genezy wykluczało możliwość przejścia jednej formy życia do drugiej. Każdy gatunek zawdzięczał swoje istnienie aktowi stworzenia, a dziś istnieją tylko te formy życia, które przetrwały z wód potopu dzięki Arce Noego.

Wszystko zmieniło się wraz z nadejściem tzw. New Age: dzięki rewolucji technicznej i oświeceniu rozpoczyna się szybki rozwój biologii. W XVIII wieku do dominującej teorii pochodzenia życia dodali teorię o niezmienności gatunków wielkiego Karola Linneusza, według której rośliny i zwierzęta stworzone przez Boga, najprawdopodobniej przed stworzeniem człowieka, pozostają niezmiennie to samo reprodukcja poprzez samoprodukcję, a następnie teoria Buffona, który jako jeden z pierwszych przedstawił w szczegółowej formie koncepcję transformizmu, czyli ograniczonej zmienności gatunków i pochodzenia gatunków w ramach stosunkowo wąskich podziałów ( od jednego przodka) pod wpływem środowiska.

Wiek XIX charakteryzował się szybkim rozwojem myśli biologicznej: pojawiły się teorie katastrofizmu Cuviera, uniformitaryzm Laeille’a, wielki poprzednik Darwina Lamarck wysunął teorię o wpływie środowiska zewnętrznego, a sam Darwin, któremu udało się połączyć wszystko, co najlepsze, teorie, które istniały w tamtym czasie.

Po śmierci Darwina w jego nauczaniu wyłoniły się stosunkowo niezależne kierunki, z których każdy na swój sposób rozumiał, uzupełniał i udoskonalał jego poglądy.

Wiek XX upłynął pod znakiem powstania teorii syntetycznej i przejścia do populacyjnej koncepcji ewolucji. Najnowszą teorią jest teoria systemów noblisty Prigogine’a, według której rozwój dowolnego systemu biologicznego wiąże się z ewolucją systemów wyższej rangi, w które wchodzi on jako element, przy uwzględnieniu interakcji „odgórnych” ” z biosfery do ekosystemu, społeczności, organizmów itp.

Bibliografia

Agapova O.V., Agapov V.I. Wykłady z pojęć współczesnych nauk przyrodniczych. Kurs uniwersytecki. - Ryazan, 2000. - 304.

Woroncow N.N. Rozwój idei ewolucyjnych w biologii. — M.: Wydawnictwo. Katedra UC DO MSU, Postęp-Tradycja, ABF, 1999. - 640.

Grodnitsky D.L. Dwie teorie ewolucji biologicznej. ― Saratów: Wydawnictwo Książki Naukowej, 2001. ― 160.

Sadokhin A.P. Koncepcje współczesnych nauk przyrodniczych: podręcznik dla studentów kierunków humanistycznych i specjalności ekonomia i zarządzanie / A.P. Sadochin. - wyd. 2, poprawione. i dodatkowe - M.: UNITY-DANA, 2006. ― 447.

Yablokov A.V., Yusufov A.G. Doktryna ewolucyjna. Podręcznik pomoc dla studentów uniw. - M., Szkoła Wyższa, 1976. - 331.

Globalne zasoby siecioweInternet

Biologiczny obraz świata. [Zasoby elektroniczne]: Tryb dostępu: http://nrc.edu.ru/est/r4/5.html, bezpłatny.

Historia genetyki. [Zasoby elektroniczne]: Tryb dostępu: http://www.po4emu.ru/drugoe/history/index/raznoe/stat_raznoe/177.htm, bezpłatny.

Historia rozwoju teorii ewolucji. [Zasoby elektroniczne]: Tryb dostępu: http://www.rsu.edu.ru/~zoo/r1g1.html, bezpłatny.

Iordansky N.N. Ewolucja życia. [Zasoby elektroniczne]: Tryb dostępu: http://p16q48.firstvds.ru/evzhcont.htm, bezpłatny.

Makeev A.V. Podstawy biologii 1996 i 1997. [Zasoby elektroniczne]: Tryb dostępu: http://newlibrary.ru/download/makeev_a_v_/osnovy_bioloii.html, bezpłatny.

Strona naukowa o DNA. Podstawy genetyki. [Zasoby elektroniczne]: Tryb dostępu: http://www.aboutdna.ru/p/85, bezpłatny.

Stworzenie świata czy teoria ewolucji. [Zasoby elektroniczne]: Tryb dostępu: http://creation.xpictoc.com/?page_id=2#awp::?page_id=2, bezpłatny.

Teoria katastrof Cuviera [Zasoby elektroniczne]: Tryb dostępu: http://www.airmed.com.ua/forum/index.php?showtopic=3267, bezpłatny.

Ewolucja Ziemi. [Zasoby elektroniczne]: Tryb dostępu: http://evolution.powernet.ru/history, bezpłatnie.

Doktryna ewolucyjna. [Zasoby elektroniczne]: Tryb dostępu: http://ru.wikwpedia.org/wiki, bezpłatny.

Encyklopedia Cyryla i Metodego [Zasoby elektroniczne]: Tryb dostępu: http://www.megabook.ru/Article.asp?AID=689217, bezpłatny.

Historia rozwoju świata organicznego w różnych okresach: paleozoiku, mezozoiku, kenozoiku. Rodzaje przejściowe i serie paleontologiczne. Narządy homologiczne i podobne. Podstawy i atawizmy. Podobieństwa w rozwoju embrionalnym kręgowców. Prawo biogenetyczne.

Wyślij swoją dobrą pracę do bazy wiedzy jest prosta. Skorzystaj z poniższego formularza

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy wykorzystują bazę wiedzy w swoich studiach i pracy, będą Państwu bardzo wdzięczni.

Państwowa Instytucja Edukacyjna Wyższego Szkolnictwa Zawodowego Tatarski Państwowy Uniwersytet Humanitarno-Pedagogiczny

Katedra Geografii Fizycznej i Geoekologii

Zajęcia na temat:

„Ewolucja świata organicznego (od kambru do współczesności, pochodzenie życia, wzrost), darwinizm”

Wykonałem pracę:

student gr. 010813

Chuzina Zarina

Sprawdzone przez: Rafikova F.Z.

Kazań 2010

1. Wstęp

2. Historia rozwoju świata organicznego w różnych okresach

2.1 Historia rozwoju świata organicznego w paleozoiku

2.2 Rozwój świata organicznego w mezozoiku

2.3 Rozwój świata organicznego w kenozoiku

3. Dowody ewolucji świata organicznego

3.1 Rodzaje przejściowe i serie paleontologiczne

3.2 Narządy homologiczne i podobne

3.3 Podstawy i atawizmy

3.4 Podobieństwa w rozwoju embrionalnym kręgowców

3.5 Prawo biogenetyczne

4. Pochodzenie życia na Ziemi

4.1 Początek życia

4.2 Warunki powstania życia

5. Darwinizm

5.1 Tło

5.2 Badania Karola Darwina

5.3 Podstawy

5.4 Główne rezultaty ewolucji według Darwina

5.5 Siły napędowe ewolucji według Karola Darwina

5.6 Wkład teorii ewolucji Darwina do nauki

Wniosek

Wykaz używanej literatury

1. Wstęp

Przez tysiące lat wydawało się to oczywiste dla ludzi Żywa natura powstał w postaci, jaką znamy obecnie, i zawsze pozostał niezmieniony.

Ale już w starożytności domyślano się stopniowych zmian, rozwoju (ewolucji) żywej natury. Jednego z prekursorów idei ewolucyjnych można nazwać starożytnym greckim filozofem Heraklitem (VI-V wiek p.n.e.), który sformułował stanowisko o ciągłych zmianach zachodzących w przyrodzie („wszystko płynie, wszystko się zmienia”).

Inny starożytny myśliciel grecki - Empedokles - w V wieku. pne mi. wysunęli prawdopodobnie jedną z najstarszych teorii ewolucji. Uważał, że na początku rodziły się różne części różnych organizmów (głowy, tułowia, nogi). Połączyli się w najbardziej niesamowitych kombinacjach. W ten sposób pojawiły się zwłaszcza centaury (mityczne półludzie – półkonie). Później było tak, jakby wszystkie nierealne kombinacje umarły.

Wielki starożytny grecki naukowiec Arystoteles ułożył wszystkie znane mu organizmy według ich złożoności. W XVII wieku Ideę tę rozwinął szwajcarski przyrodnik Charles Bonnet, tworząc doktrynę „drabiny natury”. Na pierwszym stopniu „drabiny” znajdowały się „sprawy subtelne” – ogień, powietrze, woda, ziemia; na kolejnych poziomach znajdują się rośliny i zwierzęta zgodnie ze stopniem złożoności ich budowy, na jednym z wyższych poziomów znajduje się człowiek, a jeszcze wyżej znajdują się zastępy niebieskie i Bóg. To prawda, że ​​\u200b\u200bnie było oczywiście mowy o możliwości przejścia „od etapu do etapu”, a system ten jest nadal bardzo odlegle powiązany z ewolucją.

Pierwszą spójną teorię ewolucji organizmów żywych opracował francuski naukowiec Jean Baptiste Lamarck w książce „Filozofia zoologii” opublikowanej w 1809 roku. Lamarck zasugerował, że w ciągu życia każdy człowiek zmienia się i dostosowuje do środowiska. Nowe cechy nabyte przez całe życie przekazywane są potomstwu. W ten sposób zmiany kumulują się z pokolenia na pokolenie. Rozumowanie Lamarcka zawierało jednak błąd, który polegał na prostym fakcie: cechy nabyte nie są dziedziczone. Pod koniec XIX wieku. Niemiecki biolog August Weismann przeprowadził słynny eksperyment - odcinał ogony doświadczalnym myszom przez 22 pokolenia. A mimo to nowonarodzone myszy miały ogony nie krótsze niż ich przodkowie.

Angielski naukowiec Charles Darwin, w przeciwieństwie do Lamarcka, zwrócił uwagę na fakt, że chociaż każda żywa istota zmienia się w ciągu życia, osobniki tego samego gatunku nie rodzą się takie same. Darwin napisał, że doświadczony rolnik potrafi rozróżnić każdą owcę nawet w dużym stadzie. Przykładowo ich futro może być jaśniejsze lub ciemniejsze, grubsze lub cieńsze itp. W normalnych warunkach środowiskowych takie różnice są nieistotne. Ale kiedy zmieniają się warunki życia, te małe dziedziczne zmiany mogą dać korzyści ich właścicielom. Wśród wielu bezużytecznych i szkodliwych zmian mogą pojawić się również te przydatne. Rozumując w ten sposób, Darwin doszedł do idei doboru naturalnego. Osobniki posiadające użyteczne różnice przeżywają i rozmnażają się lepiej oraz przekazują swoje cechy potomstwu. Dlatego w następnym pokoleniu odsetek takich osobników będzie większy, po pokoleniu – jeszcze większy itd. Taki jest mechanizm ewolucji.

2. Historia rozwoju Ziemi

2.1 Historia rozwoju świata organicznego w paleozoiku

Na początku ery paleozoicznej życie miało za sobą być może najważniejszą i najtrudniejszą część swojej podróży. Powstały cztery królestwa żywej natury: prokarioty, czyli strzelby, grzyby, rośliny zielone, zwierzęta.

Przodkami królestwa roślin zielonych były jednokomórkowe algi zielone, powszechne w morzach proterozoiku. Oprócz form pływających, wśród dna pojawiły się także te przyczepione do dna. Ustalony tryb życia wymagał rozczłonkowania ciała na części. Jednak bardziej obiecujące okazało się nabycie wielokomórkowości, podział ciała wielokomórkowego na części pełniące różne funkcje.

Pojawienie się tak ważnej aromorfozy, jak proces płciowy, miało decydujące znaczenie dla dalszej ewolucji.

Jak i kiedy nastąpił podział świata żywego na rośliny i zwierzęta? Czy ich korzeń jest taki sam? Spory wśród naukowców wokół tej kwestii nie ucichają do dziś. Być może pierwsze zwierzęta wywodziły się ze wspólnej łodygi wszystkich eukariontów lub z jednokomórkowych zielonych alg.

Kambr- kwitnienie bezkręgowców szkieletowych. W tym okresie nastąpił kolejny okres zabudowy górskiej i redystrybucji obszarów lądowych i morskich.

Klimat kambryjski był umiarkowany, kontynenty niezmienione. Na lądzie nadal żyły tylko bakterie i niebieskozielone rośliny. W morzach dominowała zieleń i algi brunatne, przymocowany do dołu; W słupach wody pływały okrzemki, algi złociste i algi euglena.

W wyniku wzmożonego wymywania soli z lądu zwierzęta morskie były w stanie wchłonąć duże ilości soli mineralnych. A to z kolei otworzyło im szerokie możliwości zbudowania sztywnego szkieletu.

Najbardziej rozpowszechnione stawonogi - trylobity, które wyglądem przypominają współczesne skorupiaki - wszy drzewne, osiągnęły najszerszą dystrybucję. Bardzo charakterystyczny dla kambru jest specyficzny typ zwierząt wielokomórkowych - archeocyjaty, które wymarły pod koniec tego okresu. W tym czasie istniało również wiele różnych gąbek, koralowców, ramienionogów i mięczaków. Jeżowce pojawiły się później.

Ordowik. W morzach ordowiku różnorodnie reprezentowane były glony zielone, brunatne i czerwone oraz liczne trylobity. W ordowiku pojawiły się pierwsze głowonogi, krewni współczesnych ośmiornic i kałamarnic, a także rozprzestrzeniły się ramienionogi i ślimaki. Nastąpił intensywny proces tworzenia rafy przez koralowce czteropromienne i tabulaty. Graptolity są szeroko rozpowszechnione - hemichordany, łączące cechy bezkręgowców i kręgowców, przypominające współczesne lancelety.

W ordowiku pojawiły się rośliny zarodnikowe - psilofity, rosnące wzdłuż brzegów zbiorników słodkowodnych.

Silur. Ciepłe, płytkie morza ordowiku zostały zastąpione dużymi obszarami lądu, co doprowadziło do suchego klimatu.

W morzach sylurskich graptolity przeżyły swoje życie, trylobity podupadły, za to głowonogi osiągnęły wyjątkowy dobrobyt. Korale stopniowo zastępowały archeocyjaty.

W sylurze rozwinęły się osobliwe stawonogi - gigantyczne skorupiaki, osiągające długość do 2 m. Pod koniec paleozoiku cała grupa skorupiaków prawie wyginęła. Przypominały współczesnego kraba podkowiastego.

Szczególnie godnym uwagi wydarzeniem tego okresu było pojawienie się i rozprzestrzenienie pierwszych przedstawicieli kręgowców - „ryb pancernych”. Te „ryby” jedynie kształtem przypominały prawdziwe ryby, ale należały do ​​​​innej klasy kręgowców - bezszczękowych lub cyklostomów. Nie umiały długo pływać i przeważnie leżały na dnie zatok i lagun. Ze względu na siedzący tryb życia nie mogły się dalej rozwijać. Wśród współczesnych przedstawicieli cyklostomów znane są minogi i śluzice.

Cechą charakterystyczną okresu syluru jest intensywny rozwój roślin lądowych.

Jedną z pierwszych roślin lądowych, a raczej płazów, były psylofity, których przodkami są zielone algi. W zbiornikach algi adsorbują wodę i rozpuszczone w niej substancje na całej powierzchni organizmu, dlatego nie mają korzeni, a wyrostki ciała przypominające korzenie służą jedynie jako narządy przyczepowe. Ze względu na potrzebę odprowadzania wody z korzeni do liści powstaje układ naczyniowy.

Pojawienie się roślin na lądzie jest jednym z najwspanialszych momentów ewolucji. Została przygotowana przez poprzednią ewolucję świata organicznego i nieorganicznego.

Dewoński. Devon to okres ryb. Klimat dewonu był bardziej ostro kontynentalny, w górzystych regionach Republiki Południowej Afryki wystąpiło zlodzenie. Na cieplejszych obszarach klimat zmienił się w kierunku większego wysuszenia i pojawiły się obszary pustynne i półpustynne.

W morzach dewonu kwitły ryby. Wśród nich były ryby chrzęstne i pojawiły się ryby ze szkieletem kostnym. Ze względu na budowę płetw ryby kostnoszkieletowe dzielą się na płetwiaste i płetwiaste. Do niedawna uważano, że zwierzęta płetwiaste wyginęły pod koniec paleozoiku. Ale w 1938 roku trawler rybacki dostarczył taką rybę do Muzeum Wschodniego Londynu i nazwano ją coelacanth.

Pod koniec paleozoiku najważniejszym etapem rozwoju życia był podbój lądu przez rośliny i zwierzęta. Ułatwiło to zmniejszenie basenów morskich i podniesienie się lądu.

Z psilofitów wyewoluowały typowe rośliny zarodnikowe: mchy, skrzypy i pteridofity. Na powierzchni ziemi pojawiły się pierwsze lasy.

Na początku karbonu nastąpiło zauważalne ocieplenie i nawilżenie. W rozległych dolinach i lasach tropikalnych, w ciągłych warunkach letnich, wszystko szybko rosła w górę. Ewolucja odkryła nowy sposób- rozmnażanie przez nasiona. Dlatego nagonasienne przejęły pałeczkę ewolucyjną, a rośliny zarodnikowe pozostały boczną gałęzią ewolucji i zeszły na dalszy plan.

Pojawienie się kręgowców na lądzie nastąpiło już w okresie późnego dewonu, po zdobywcach lądu – psilofitach. W tym czasie powietrze zostało już opanowane przez owady, a potomkowie ryb płetwiastych zaczęli rozprzestrzeniać się po ziemi. Nowy sposób ruch pozwolił im na chwilę wydostać się z wody. Doprowadziło to do pojawienia się stworzeń o nowym sposobie życia - płazów. Ich najstarszych przedstawicieli – ichtioszegi – odkryto na Grenlandii w skałach osadowych dewonu.

Okres rozkwitu starożytnych płazów sięga karbonu. To właśnie w tym okresie stegocefale rozwinęły się szeroko. Mieszkali tylko w przybrzeżnej części kraju i nie mogli podbijać obszarów śródlądowych położonych z dala od zbiorników wodnych.

Dzięki tym cechom strukturalnym płazy zrobiły pierwszy decydujący krok na ląd, ale ich potomkowie, gady, stali się całkowitymi władcami lądu. Rozwój suchego klimatu w okresie permu doprowadził do wyginięcia stegocefali i rozwoju gadów, w których cyklu życiowym nie ma etapów związanych z wodą. Ze względu na lądowy tryb życia u gadów powstało kilka głównych aromatów.

2.2 Rozwiniętyistnienie świata organicznego w mezozoiku

Mezozoik słusznie nazywany jest erą gadów i nagonasiennych. Pod koniec mezozoiku, w ciągu kilku milionów lat, stopniowo następowało masowe wymieranie dinozaurów. Dominacja dinozaurów na przestrzeni całej ery geologicznej i ich bliskie wyginięcie pod koniec ery stanowią dla paleontologów wielką zagadkę.

W triasie pojawili się pierwsi przedstawiciele zwierząt stałocieplnych - małych prymitywnych ssaków.

W jurze gady są drugą grupą zwierząt, która podejmuje próbę opanowania środowiska powietrznego. Istniały dwa rodzaje latających jaszczurek: rhamphorhynchus i jaszczurki szerokoskrzydłe.

Z niesamowitej różnorodności dawnej klasy gadów przetrwało do dziś 6000 gatunków. Są to przedstawiciele pięciu gałęzi ewolucyjnych: tuataria, jaszczurki, węże, żółwie, krokodyle.

Ptaki pojawiły się w okresie jurajskim. Reprezentują boczną gałąź gadów, które przystosowały się do lotu. Pierwszy ptak jurajski, Archaeopteryx, był szczególnie podobny do gadów.

Okres kredowy został tak nazwany ze względu na obfitość kredy w ówczesnych osadach morskich. Powstał ze szczątków muszli zwierząt pierwotniaków – otwornic. Na początku okresu kredowego nastąpiła kolejna istotna zmiana w ewolucji roślin – pojawiły się rośliny kwitnące (okrytozalążkowe). Te zmiany aromorficzne zapewniły roślinom kwitnącym postęp biologiczny w następną erę, kenozoik. Są szeroko zaludnione na Ziemi i charakteryzują się dużą różnorodnością. Niektóre z ich form przetrwały do ​​dziś: topole, wierzby, dęby, eukaliptusy, palmy.

2.3 Rozwijaće świata organicznego w kenozoiku

Kenozoik - era nowego życia - okres rozkwitu roślin kwiatowych, owadów, ptaków i ssaków.

W czasach dinozaurów znana była grupa ssaków - małych rozmiarów, futrzanych zwierząt, które powstały z terapidów, czyli zwierząt podobnych do bestii. Żywotność, ciepłokrwistość, bardziej rozwinięty mózg i związana z nim większa aktywność zapewniły w ten sposób postęp ssaków, ich awans na czoło ewolucji.

W okresie trzeciorzędu ssaki zajęły pozycję dominującą, dostosowując się do różnych warunków na lądzie, w powietrzu, w wodzie i niejako zastąpiły gady mezozoiczne. W paleocenie i eocenie pierwsze drapieżniki wyewoluowały z owadożerców, a w oligocenie oddzieliły się od nich współczesne grupy mięsożerców. Zaczęli podbijać morza. A także pierwsze kopytne pochodziły od starożytnych mięsożerców paleoceńskich.

Ze względu na suchość niektórych obszarów pojawiły się rośliny zbożowe.

Już w pierwszej połowie trzeciorzędu wyłoniły się wszystkie współczesne rzędy ssaków, a do połowy tego okresu rozpowszechniły się wspólne formy przodków małp i ludzi.

W okresie czwartorzędu wymarły mastodonty, mamuty, tygrysy szablozębne, leniwce olbrzymie i torfowce wielkoroge.

Człowiek osiedlił się w Starym Świecie co najmniej 500 tysięcy lat temu. Przed zlodowaceniem myśliwi osiedlili się aż do Ziemi Ognistej. W miarę topnienia lodowców terytoria uwolnione spod lodowców zostały ponownie zasiedlone przez ludzi.

Około 10 000 lat temu w ciepłych, umiarkowanych regionach Ziemi rozpoczęło się udomowienie zwierząt i wprowadzanie roślin do kultury. Rozpoczęła się „rewolucja neolityczna”, związana z przejściem człowieka od zbieractwa i łowiectwa do rolnictwa i hodowli bydła.

3. Dowódva ewolucja świata organicznego

3.1 Formy przejściowe i serie paleontologiczne

Paleontolodzy odkryli formy organizmów, które łączą cechy grup starszych i młodszych. Takie skamieniałości są przejściowe formy służą jako dowód ewolucji, ponieważ wskazują na powiązanie historyczne różne grupy organizmy. Przykładem takiej formy jest skamieniałość pierwszego ptaka okresu jurajskiego – Archaeopteryxa – łącznika między gadami i ptakami. Archeopteryks to forma z długim ogonem, przypominająca gada, z niezrośniętymi kręgami, rozwiniętymi zębami (oznaki gadów); ciało pokryte jest piórami, kończyny przednie mają kształt skrzydeł; kości częściowo pneumatyczne (charakterystyka ptaków).

Innymi przykładami form przejściowych są ryby płetwiaste, łączące ryby z płazami, które przybyły na ląd; paprocie nasienne są formą przejściową między paprociami a nagonasiennymi.

Kolejnym dowodem ewolucji są serie paleontologiczne. Paleontolodzy odkryli pozostałości wcześniej żyjących gatunków, które są ze sobą spokrewnione, czyli świadczyły o pochodzeniu jednego gatunku od drugiego. Rosyjski naukowiec V.O. Kovalevsky, badając historię rozwoju konia, wykazał, że współczesne jednopalczaste zwierzęta pochodzą od małych pięciopalczastych wszystkożernych przodków, którzy żyli 60-70 milionów lat temu w lasach. Zmiany klimatyczne na Ziemi, które spowodowały zmniejszenie się obszarów leśnych i zwiększenie obszarów stepowych, doprowadziły do ​​tego, że przodkowie współczesnych koni zaczęli rozprzestrzeniać się po stepach. Potrzeba ochrony przed drapieżnikami i przemieszczania się na duże odległości w poszukiwaniu pożywienia doprowadziła do transformacji kończyn - zmniejszenia liczby palców z pięciu do jednego. Równolegle ze zmianami w kończynach przekształceniu uległ cały organizm; wzrost rozmiaru ciała, zmiana kształtu czaszki, bardziej złożona struktura zębów itp.

Szereg form kopalnych powiązanych ze sobą w procesie ewolucji i odzwierciedlających przebieg filogenezy (gr. phylon – rodzaj, plemię i geneza – pochodzenie, występowanie), czyli rozwój historyczny, nazywane są paleontologicznymi, czyli filogenetycznymi, W rzędach. Obecnie odkryto serie paleontologiczne w ewolucji jeżowców, słoni, wielorybów, nosorożców, niektórych rodzajów mięczaków i innych zwierząt.

3.2 Narządy homologiczne i podobne

Wyjaśnienie powiązanych relacji między żywymi grupami organizmów było ważne dla udowodnienia ewolucji. Podobieństwo w budowie organizmów różnych taksonów, jako dowód na ich pochodzenie od wspólnego przodka, było jednocześnie pośrednim dowodem ewolucji. Porównawcze badania anatomiczne wykazały, że kończyny niektórych kręgowców, np. płetwy wieloryba, łapy kreta, krokodyla, skrzydła ptaka, nietoperza i ręce ludzkie, mimo że pełnią odmienne funkcje, pełnią podobne funkcje. cechy strukturalne i wspólne pochodzenie. Niektóre kości w szkielecie kończyn mogą być nieobecne, inne mogą być zrośnięte, względne rozmiary kości mogą się zmieniać, ale we wszystkich przypadkach narządy te rozwijają się w podobny sposób z tych samych podstaw embrionalnych. Narządy o podobnej budowie i wspólnym pochodzeniu nazywane są homologicznymi. Przykładami homologii u roślin są pierzaste liście grochu z wąsami i przylistkami, dzbany owadożernej rośliny Nepenthes, łuski łodyg skrzypu, kolce berberysu i łuski pąków.

Obecność narządów homologicznych w organizmach różnych grup pozwala ustalić stopień pokrewieństwa między nimi i prześledzić ich ewolucję.

W naturze przypadki podobieństwa w wygląd oraz funkcje pełnione przez narządy, które je posiadają różne pochodzenie. Na przykład skrzydło ptaka i skrzydło motyla pełnią podobną funkcję, ale ich pochodzenie i budowa są zupełnie inne. Podobieństwo wynika ze sposobu życia, przystosowania do lotu, które powstało niezależnie u motyli i ptaków, a nie z pochodzenia tych form. Narządy, które są zewnętrznie podobne i spełniają te same funkcje, ale mają różne pochodzenie, nazywane są analogicznymi. Do podobnych organów należą na przykład kolce berberysu (modyfikowane liście), akacji białej (modyfikowane przylistki) i głóg (modyfikowane pędy). Podobne narządy wskazują podobne kierunki adaptacji organizmów wywołane w procesie ewolucji działaniem doboru naturalnego.

3.3 Podstawy i atawizmy

Jednym z dowodów ewolucji jest obecność narządów szczątkowych lub atawistycznych w niektórych organizmach. Podstawy (łac. rudimentum - podstawa, podstawowa zasada) to narządy, które powstają podczas rozwój zarodkowy, ale później przestają się rozwijać i pozostają w postaciach dorosłych w stanie słabo rozwiniętym. Innymi słowy, podstawy to narządy, które w trakcie ewolucji utraciły swoje pierwotne znaczenie. Obecność podstaw, a także narządów homologicznych wskazuje na wspólne pochodzenie form żywych. Tylne kończyny wieloryba, ukryte wewnątrz ciała, świadczą o ziemskim pochodzeniu jego przodków. Kończyny węży są całkowicie prymitywne. Mrówkojady mają prymitywne zęby, a owady dwuskrzydłowe mają tylną parę skrzydeł przekształconą w halteres. U człowieka znane są narządy szczątkowe: mięśnie poruszające małżowiną uszną, trzecią powieką itp. (w sumie około 90).

Atawizmy (łac. atavus – przodek) to pojawienie się w poszczególnych organizmach danego gatunku cech, które istniały u odległych przodków, ale zostały utracone w trakcie ewolucji. Wśród tysięcy zwierząt jednopalczastych są osobniki, u których rozwijają się kończyny trójpalczaste. Znane są przypadki pojawienia się u ludzi cech atawistycznych: rozwoju dodatkowych par gruczołów sutkowych, włosów na całym ciele i ogona. Pojawienie się atawizmów wskazuje na historyczny związek pomiędzy formami wymarłymi i obecnie istniejącymi.

3.4 Podobieństwa w rozwoju embrionalnym kręgowców

Dane embriologiczne przemawiają za ewolucją świata organicznego. Embriolodzy odkryli i zbadali podobieństwo początkowych etapów rozwoju embrionalnego zwierząt. Wszystkie zwierzęta wielokomórkowe rozwijają się z jednego zapłodnionego jaja. W procesie indywidualnego rozwoju przechodzą etapy rozszczepienia, blastuli, gastruli, tworzenia trójwarstwowego zarodka i tworzenia narządów z listków zarodkowych. Podobieństwo rozwoju embrionalnego zwierząt wskazuje na jedność ich pochodzenia.

Szczególnie wyraźne jest podobieństwo stadiów embrionalnych w obrębie poszczególnych typów czy klas. Na przykład wszystkie kręgowce wykazują tworzenie łuków skrzelowych, podobieństwo kształtu ciała, obecność ogona i podstaw kończyn. Wewnętrzna organizacja zarodków na tych etapach jest w dużej mierze podobna. Wszyscy przedstawiciele tego podtypu najpierw rozwijają strunę grzbietową, układ krążenia z jednym krążeniem (jak u ryb), tę samą strukturę nerek itp. W miarę rozwoju podobieństwo między zarodkami maleje i cechy organizacji klas do których należą zwierzęta stają się coraz wyraźniejsze. U zwierząt lądowych worki skrzelowe zarastają; W zarodkach ludzkich szczególnie rozwija się obszar głowy, w tym mózg, powstają kończyny pięciopalczaste itp.

W miarę postępu rozwoju embrionalnego następuje konsekwentna rozbieżność cech zarodków, nabywając cechy charakteryzujące klasę, porządek, rodzaj i wreszcie gatunek, do którego należą. Ten schemat rozwoju zarodków wskazuje na ich pokrewieństwo, pochodzenie z jednego pnia, który w trakcie ewolucji rozpadł się na wiele gałęzi.

3.5 Prawo biogenetyczne

Opierając się na embrionalnych podobieństwach w rozwoju kręgowców oraz wielu innych faktach embriologicznych i anatomicznych, niemieccy naukowcy F. Müller i E. Haeckel w drugiej połowie XIX wieku. ustalił prawo związku między ontogenezą a filogenezą, które nazwano prawem biogenetycznym. Zgodnie z tym prawem każdy osobnik w rozwoju indywidualnym (ontogeneza) powtarza historię rozwoju swojego gatunku (filogeneza), czyli ontogeneza jest krótkim powtórzeniem filogenezy.

Na przykład u wszystkich bez wyjątku kręgowców podczas ontogenezy powstaje struna grzbietowa - znak ich odległych przodków. Kijanki bezogonowych płazów rozwijają ogon. Oczywiście podczas ontogenezy nie odtwarzają się wszystkie etapy ewolucji, które miały miejsce na przestrzeni tysięcy i milionów lat. Powtarzanie etapów historycznego rozwoju gatunku w zarodku następuje w formie skompresowanej, z utratą wielu etapów. Ponadto zarodki nie przypominają dorosłych form swoich przodków, a jedynie ich zarodki. Jednocześnie obowiązywało prawo biogenetyczne, wyrażające głęboki związek między ontogenezą a filogenezą bardzo ważne wyjaśnić zależności między organizmami i udowodnić ewolucję świata organicznego.

4. Pochodzenie życia na Ziemi

4.1 Początek życia

Życie jest w ścisłym, całkowicie nierozerwalnym związku z organizacją naszej planety, w szczególności biosfery. W biosferze życie spełnia bardzo specyficzne funkcje geologiczne, które nie będą istnieć, jeśli życie na planecie zniknie. Należy także uznać, że życie nie uległo zmianie, tak samo jak obecnie, było częścią organizacji biosfery na przestrzeni znanego nam czasu geologicznego, czyli na przestrzeni 310 9 – 210 9 lat. W starożytnym archeozoiku stanowił tę samą część ogólnie jednolitej struktury biosfery, którą nadal tworzy.

I wreszcie nie ma wątpliwości, że życie może istnieć na naszej planecie i istnieje na niej tylko dzięki ciągłemu i pozornie niezmiennemu w czasie geologicznym napływowi energii kosmicznej, głównie energii promieniowania Słońca. Jeśli życie jest wspierane również przez inne źródła energii (na przykład energię atomową w wyniku radioaktywnych rozpadów pierwiastków chemicznych), to nadal wydaje się naukowo ustalone, że głównym źródłem życia jest energia Słońca.

Nie tylko życie – w jego współczesnej skali i w zasadzie w nowoczesna konstrukcja- istniał od archeozoiku, czyli od początków znanego nam zapisu geologicznego, ale opierał się na tym samym - z wahaniami w jedną lub drugą stronę - ilością materii ziemskiej o tym samym składzie chemicznym pierwiastków.

Zapisy te, które zdają się odpowiadać wszystkim nam znanym faktom naukowym i naukowo równoważnym uogólnieniom empirycznym, należy brać pod uwagę myśląc o początkach życia na Ziemi.

Problem początku życia wiąże się z problemem stworzenia samego środowiska życia, w którym zachodzi proces ewolucyjny, czyli problem ten logicznie wykracza poza środowisko.

Środowisko życia – monolit życia, żywa przyroda – z całą pewnością nie jest zjawiskiem przypadkowym, nieregularnym. Ma wyraźnie określoną strukturę, reprezentuje formę organizacji, która niezmiennie istnieje w czasie geologicznym i niezmiennie jest związana z organizacją biosfery.

Wszystkie żywe organizmy są ze sobą blisko spokrewnione i w ten sposób stanowią jedną całość, istniejącą nieprzerwanie jako pojedyncza całość przez cały czas geologiczny, co najmniej od dwóch do trzech miliardów lat.

Życie w całym czasie geologicznym zostało odzwierciedlone w sposób podobny do współczesnego. Dla kambru (mniej niż miliard lat temu) mamy już jasne pojęcie o złożoności monolitu życia. Można argumentować, że w tym czasie musiało istnieć ziemskie życie roślinne, którego pozostałości nie istnieją, ponieważ nie mógł bez niego żyć. złożony świat istoty heterotroficzne, które otwierają się w najstarszych dotychczas zbadanych faunach. Nie ma co do tego wątpliwości także w przypadku epoki Algonkijczyków. Co więcej, nie ma dokładnej wiedzy paleontologicznej, ale badanie odbicia życia w środowisku lądowym – głęboko zmienionych skałach osadowych i organogenicznych, które są dostępne do bezpośredniego badania – pokazuje, że struktura monolitu życia pozostała niezmieniona w swoim głównym cechy biogeochemiczne.

Można sformułować następujące stwierdzenia:

Środowisko życia nie może zostać zredukowane do morfologicznie pojedynczego organizmu, który kiedyś zamieszkiwał planetę, środowisko życia nie może być morfologicznie jednorodne, a pojedyncza podstawa organizmów żywych, protoplazma, nie obejmuje wszystkich funkcji geochemicznych życia na naszej planecie.

Już w związku z tym środowisko życia nie mogło pochodzić od pojedynczego organizmu jednokomórkowego przywiezionego ze środowiska kosmicznego, ani od tych samych heterogenicznych, niepodzielnych. Nie można jednak zaprzeczyć, że przenikanie kosmicznych elementów życia do środowiska życia biosfery jest bardzo prawdopodobne, gdyż substancja biosfery niewątpliwie stale wchłania ciała kosmiczne. Ale to nie wyjaśnia początku życia ziemskiego.

Nieuniknione jest przyznanie, że być może mniej złożone w swoich głównych cechach niż obecne, ale wciąż bardzo złożone środowisko życia, powstało natychmiast na naszej planecie jako całości w jej okresie przedgeologicznym. Powstał cały monolit życia (środowisko życia), a nie odrębny gatunek organizmów żywych, do czego błędnie prowadzi nas ekstrapolacja, oparta na istnieniu procesu ewolucyjnego.

Ostatni wniosek prawdopodobnie utrudnia przyjęcie, że abiogeneza (powstanie istot żywych z nieożywionych), a raczej archeogeneza organizmów na skalę niezbędną do powstania na nich życia, miała kiedyś miejsce na naszej planecie.

4.2 Usłopochodzenie życia

Problem pierwszego pojawienia się życia na naszej planecie nie jest obecnie stawiany przez naukę. Jest to obszar myśli filozoficznej lub religijnej, a zajmujący się nim uczeni zazwyczaj wykraczają poza niego Praca naukowa. Dotykają tych zagadnień, ale badają je nie jako naukowcy, ale jako filozofowie.

Rozpatrując problem powstania życia na Ziemi jako problem powstania biosfery, nie tylko zbliżamy się do rzeczywistości - otrzymujemy nową, solidną podstawę do pracy naukowej, opartą na obszernym materiale empirycznym z geologii i geochemii.

Geologia pozwala obecnie naukowo postawić pytanie o początek biosfery, a geochemia naukowo precyzyjnie określa warunki, jakie musi spełnić życie, aby biosfera mogła powstać.

Należy pamiętać, że mówiąc o pojawieniu się życia na Ziemi wraz z powstawaniem biosfery, zasadę Redi należy uznać za niewzruszoną - to wielkie uogólnienie empiryczne, które powstało w XVII wieku. i co niezmiennie znajduje potwierdzenie w doświadczeniu naukowym i obserwacjach. Wyraża się to w następujący sposób: „Wszystkie żywe istoty pochodzą z żywych istot”. Zasada Rediego jest z pewnością prawdziwa, ale nie jest to zasada filozoficzna, ale naukowe uogólnienie. W związku z tym można to wyrazić w następujący sposób: „Wszystkie żywe istoty pochodzą z żywych istot w biosferze, zespole zjawisk fizycznych i chemicznych, w którym jest precyzyjnie ograniczony i zdefiniowany”. Abiogeneza, zgodnie z zasadą Rediego, nie istnieje i nie istniała w biosferze w granicach czasu geologicznego, czyli czasu, w którym życie wkroczyło w organizację tej geosfery.

Jak już stwierdzono w literaturze naukowej, wyrażano różne poglądy na temat początku życia na Ziemi. Oto dwa z nich. Obydwa nie są związane z budową geologiczną Ziemi i jej historią. Według jednego życie przeniknęło do naszej planety z zewnątrz, być może z kosmosu, przenika ją stale i nieprzerwanie nawet teraz. Według innego poglądu życie powstało na Ziemi z martwej (obojętnej) materii w jakiś nieznany sposób w jednym z geologicznych starożytnych okresów jej istnienia lub być może niezauważone przez nas, stale i stale na niej w ten sposób, poprzez „ powstaje spontaniczne pokolenie”, abiogeneza, ale tego procesu nie zauważamy. Poglądy te, wyrażone w tak niejasnej formie, zaprzeczają naszej dokładnej wiedzy.

Opierając się na redukcji problemu początku życia do problemu początku biosfery, spróbujemy ustalić warunki pojawienia się biosfery i przejawienia się w niej życia, które są obowiązkowe dla każdej idei swój początek na naszej planecie.

Poniższe dane geologiczne należy uważać za ustalone empirycznie.

Pole życia, czyli temperatura i ciśnienie, związany z nimi klimat i chemiczny charakter środowiska, istnieją nieprzerwanie, zasadniczo niezmienione od ery Archaiku. Przez ponad półtora miliarda lat dziedzina życia była podobna do dzisiejszej.

Ogromna część ery archaiku, a może i cała, była już pokryta życiem, w swoich głównych cechach podobnych do życia współczesnego i genetycznie z nim spokrewnionym. Biosfera istniała przez cały ten czas w niezmienionej formie. Wskazują na to nie tylko pozostałości życia, ale także niezmienność w całym tym czasie procesu wietrzenia, natura i parageneza tych minerałów, które tworzą biosferę i które są ściśle związane z życiem w ich powstaniu.

Życie i wszystkie organizmy żywe są nieodłączną, naturalną częścią biosfery. Sama biosfera nie jest formacją przypadkową - odpowiada określonej formie organizacji. Jest to stabilny układ dynamiczny, równowaga w jego głównych cechach ustalona od samego początku, czyli od początku lub połowy ery archaiku, od archeozoiku, i funkcjonuje niezmiennie od 1,5 miliarda lat.

W biosferze można wyróżnić dwa rodzaje materii ją tworzącej: z jednej strony materię obojętną, a z drugiej materię żywą. Substancja obojętna, ostatecznie składająca się z minerałów, pozostaje niezmieniona pod względem morfologicznym, to znaczy pod względem składu chemicznego i stanu fizycznego. Te same minerały budowały go wcześniej w epoce Algońskiej i budują go teraz. Nie ma żadnych nowych minerałów, które pojawiły się w skorupie ziemskiej w czasie geologicznym, chyba że policzymy je jako wytwory ludzkiej technologii.

Odmienne zjawisko reprezentuje inny składnik biosfery - materia żywa, wiecznie, w ogóle i w jej indywidualnych formach, zmieniająca się w procesie ewolucyjnym. Ta żywa materia jest nośnikiem darmowej energii w procesach geochemicznych biosfery, jest jej aktywna część integralna. Wyjątkiem są jego niezmienne formy, jak niektóre gatunki (jednorodne substancje żywe) radiolarianów, niezmienione od ery Algonkijczyków, czy Lingula – od kambru. Istnieją w niezmienionej strukturze przez około miliard lat. Cała reszta radykalnie się zmieniła i ewoluowała w tym czasie. Żywy świat biosfery paleozoicznej i żywy świat biosfery naszych czasów są bardzo różne, świat materii obojętnej jest jeden i ten sam.

Jak już wspomniano, życie jest nam naukowo znane jedynie jako naturalna część biosfery: życie poza biosferą nie istnieje – jest to nierealna abstrakcja.

Mówiąc o pojawieniu się życia na naszej planecie, tak naprawdę mówimy jedynie o powstaniu na niej biosfery.

Od samego początku istnienia biosfery życie wchodzące do niej musiało być złożonym ciałem, a nie jednorodną substancją, ponieważ bez życia nie mogłaby powstać skorupa wietrzna (nierozerwalna część mechanizmu biosfery), a jego funkcje biogeochemiczne związane z tym przejawem życia w różnorodności i złożoności nie mogą dotyczyć tylko jednego gatunku formy życia. W całej historii geologicznej, a nawet dzisiaj w otaczającej nas przyrodzie, są one niezmiennie rozmieszczone wśród różnych form życia.

Rozważając funkcje biogeochemiczne, można sformułować następujące stwierdzenia:

Bez wyjątku wszystkie funkcje geochemiczne żywej materii w biosferze mogą pełnić najprostsze organizmy jednokomórkowe

Organizm nie jest w stanie samodzielnie wykonywać wszystkich tych funkcji geochemicznych.

Na przestrzeni czasu geologicznego następowały po sobie różne organizmy, które zastępowały się nawzajem w wykonywaniu danej funkcji, nie zmieniając samej tej funkcji.

Wniosek o potrzebie równoczesnych niezwykle różnorodnych funkcji geochemicznych w biosferze przedstawicieli życia jest głównym warunkiem determinującym charakter jego pojawienia się.

Obecnie uważa się, że życie na Ziemi powstało w wyniku naturalny proces ewolucja związków węgla. Co więcej, związki węgla w ośrodku międzygwiazdowym powstały jeszcze przed powstaniem naszej planety i dlatego zawsze były sprowadzane na planetę. Na wczesnym etapie istnienia Ziemi zachodziły na niej różne procesy chemiczne, które przyczyniły się do powstania bardziej złożonych związków - ewolucji chemicznej, która zapoczątkowała ewolucję biologiczną.

Początek szeregu prac nad syntezą abiogenną (niebiologiczną) położył amerykański naukowiec S. Miller (1953), który przepuścił wyładowanie elektryczne przez mieszaninę gazów. Radzieccy naukowcy A. G. Pasynsky i T. E. Pavlovskaya (1956) wykazali możliwość tworzenia aminokwasów pod wpływem promieniowania ultrafioletowego mieszaniny gazowej formaldehydu i soli amonowych. Hiszpański naukowiec J. Oro (196O) przeprowadził syntezę składników kwasów nukleinowych. W 197O amerykański naukowiec S. Ponnamperuma zsyntetyzował kwas adenozynotrójfosforowy (ATP), główną formę magazynowania energii w organizmach żywych, a także aminokwasy, polipeptydy i substancje białkowe. Dowodziło to, że abiogenne powstanie życia we Wszechświecie mogło nastąpić w wyniku oddziaływania energii cieplnej, promieniowanie jonizujące, wyładowania elektryczne.

W świetle aktualnych danych, różnice chemiczne pomiędzy materią żywą a jej abiogennymi odpowiednikami zostały usunięte. W substancjach biogennych i abiogennych o tym samym składzie chemicznym liczba cząsteczek prawo- i lewoskrętnych jest zawsze nierówna, jedna grupa z nich zawsze wyraźnie dominuje, często lewoskrętna.

Naukowcy zajmujący się problemem pochodzenia życia na Ziemi (A. I. Oparin, J. Bernal, M. Rutten, J. Haldane, R. S. Jung i in.) nie pozwolili na sprowadzenie na Ziemię żadnych elementów życia z innych planet albo z kosmosu. Wszyscy rozpoznali abiogenezę na samej Ziemi. W powszechnej opinii abiogeneza zachodziła w warunkach odmiennych od obecnie panujących na Ziemi, czyli w pierwotnej atmosferze beztlenowej.

Obecnie kwestia pojawienia się życia na Ziemi sprowadza się do wyjaśnienia czasu i warunków biogeochemicznych tego życia. starożytna epoka, kiedy stworzono sprzyjające środowisko dla przemiany abiogennych związków organicznych w biogenne, a także w celu wyjaśnienia przyczyny pojawienia się chiralności składu molekularnego, tak charakterystycznego dla świata organicznego, a w szczególności pojawienia się ostro asymetryczna cząsteczka DNA w substancji pochodzenia biogennego.

5 . darwinizm

5.1 Warunki wstępne

Do połowy XIX wieku. dokonano szeregu ważnych uogólnień i odkryć, które zaprzeczały poglądom kreacjonistów i przyczyniły się do wzmocnienia i dalszego rozwoju ewolucji, tworząc naukowe przesłanki do stworzenia teorii ewolucji Karola Darwina.

W 1830 roku angielski przyrodnik Charles Lyell (1797-1875) uzasadnił ideę zmienności powierzchni Ziemi pod wpływem różnych przyczyn i praw naturalnych: klimatu, wody, sił wulkanicznych, czynników organicznych. Lyell wyraził pogląd, że świat organiczny stopniowo się zmienia, co potwierdziły wyniki badań paleontologicznych francuskiego zoologa J. Cuviera (1769-1832).

W pierwszej połowie XIX wieku rozwinęła się idea jedności całej natury. Szwedzki chemik I. Berzelius (1779-1848) udowodnił, że wszystkie zwierzęta i rośliny składają się z tych samych pierwiastków, które występują w przyrodzie nieożywionej, a niemiecki chemik F. Wöhler (1800-1882) jako pierwszy dokonał syntezy chemicznej w laboratorium w 1824 r. kwas szczawiowy, a w 1828 r. – mocznik, pokazując w ten sposób, że powstawanie substancji organicznych zachodzi bez udziału jakiejś „siły życiowej”.

W XVIII-XIX w., w wyniku kolonizacji rozległych terytoriów i ich eksploracji, Europejczycy znacznie poszerzyli swoją wiedzę na temat różnorodności świata organicznego i wzorców jego rozmieszczenia na kontynentach globu. Systematyka rozwija się intensywnie: cała różnorodność świata organicznego wymagała jego klasyfikacji i zredukowania do pewnego systemu, co było ważne dla rozwoju idei pokrewieństwa istot żywych, a następnie jedności ich pochodzenia

Po raz pierwszy termin „ewolucja” (od łac. evolutio – rozmieszczenie) został użyty w jednym z dzieł embriologicznych szwajcarskiego przyrodnika Charlesa Bonneta w 1762 r. Obecnie ewolucję rozumie się jako nieodwracalny proces zmian w dowolnym systemie, który następuje z biegiem czasu, dzięki czemu powstaje coś nowego, heterogenicznego, stojącego na wyższym etapie rozwoju.

Pojęcie ewolucji nabiera szczególnego znaczenia w naukach przyrodniczych, gdzie bada się przede wszystkim ewolucję biologiczną. Ewolucja biologiczna to nieodwracalny i w pewnym stopniu ukierunkowany historyczny rozwój żywej przyrody, któremu towarzyszą zmiany w składzie genetycznym populacji, powstawanie adaptacji, powstawanie i wymieranie gatunków, przemiany biogeocenoz i biosfery jako całości. Innymi słowy, ewolucję biologiczną należy rozumieć jako proces adaptacyjnego historycznego rozwoju form żywych na wszystkich poziomach organizacji istot żywych.

Teorię ewolucji opracował Karol Darwin (1809-1882) i przedstawił ją w swojej książce „O powstawaniu gatunków drogą doboru naturalnego, czyli zachowanie preferowanych ras w walce o życie” (1859).

5.2 Badania Karola Darwina

W latach 1837–1839 Darwin pisał serię zeszytów, w których szkicował przemyślenia na temat ewolucji na podstawie swoich badań zoologii. W latach 1842 i 1844 w dwóch etapach pokrótce nakreślił szkic i esej na temat pochodzenia gatunków. Prace te zawierają już wiele pomysłów, które zostały przez niego opublikowane później w 1859 roku.

W latach 1854-1855 Darwin rozpoczął na dobre pracę nad esejem ewolucyjnym, zbierając materiały na temat zmienności, dziedziczności i ewolucji dzikich gatunków zwierząt i roślin, a także dane na temat metod selekcji zwierząt domowych i roślin uprawnych, porównując wyniki doboru sztucznego i naturalnego . Zaczął pisać dzieło, którego objętość oszacował na 3-4 tomy. Do lata 1858 roku napisał dziesięć rozdziałów tego dzieła. Praca ta nigdy nie została ukończona i została po raz pierwszy opublikowana w Wielkiej Brytanii w 1975 roku. Przerwa w pracy spowodowana została otrzymaniem rękopisu A. Wallace’a, w którym niezależnie od Darwina nakreślono podstawy teorii doboru naturalnego i jego roli w ewolucji na podstawie własnych badań Wallace’a nad florą i fauną Malajów Archipelag. Darwin zaczął pisać krótki fragment i z nietypowym dla niego pośpiechem ukończył pracę w ciągu 8 miesięcy. 24 listopada 1859 roku opublikowano książkę „O powstawaniu gatunków drogą doboru naturalnego, czyli zachowanie ras uprzywilejowanych w walce o byt”.

Historyczna zasługa Darwina polega na tym, że wraz z Wallace'em odkrył czynnik napędzający ewolucję - dobór naturalny - i tym samym ujawnił przyczyny zaistnienia ewolucji biologicznej.

Na całym świecie szalały namiętności, toczyła się walka o Darwina, o darwinizm z jednej strony, przeciwko darwinizmowi z drugiej. Publiczność tętniła życiem, naukowcy i publicyści byli zaniepokojeni, niektórzy potępiali Darwina, inni go podziwiali.

Darwin napisał jeszcze trzy książki na temat ewolucji. W 1868 roku opublikowano wielkie dzieło Darwina na temat teorii doboru sztucznego „Change in Domestic Animals and Cultivated Plants”. W tej książce, nie bez wpływu krytyki, Darwin zastanawiał się, w jaki sposób można zarejestrować korzystne odchylenia u potomstwa i wysunął „tymczasową hipotezę pangenezy”. Hipoteza zakładała przeniesienie za pomocą hipotetycznych cząstek – „klejnotów” nabytych właściwości z narządów ciała do komórek rozrodczych i była hołdem dla lamarkizmu. Darwin i jego współcześni nie wiedzieli, że w 1865 roku austro-czeski przyrodnik opat Gregor Mendel odkrył prawa dziedziczności. Hipoteza pangenezy nie musiała już być tworzona powszechnie.

W 1871 roku, kiedy darwinizm został już przyjęty jako koncepcja nauk przyrodniczych, opublikowano książkę Darwina „O pochodzeniu człowieka i doborze płciowym”, która ukazała nie tylko niewątpliwe podobieństwo, ale także pokrewieństwo człowieka i naczelnych. Darwin argumentował, że według współczesnej klasyfikacji przodka człowieka można znaleźć wśród form, które mogły być nawet niższe od małp człekokształtnych. Ludzie i małpy człekokształtne przechodzą podobne procesy psychologiczne i fizjologiczne dotyczące zalotów, reprodukcji, płodności i opieki nad potomstwem. W tym samym roku ukazało się rosyjskie tłumaczenie tej książki. W następnym roku ukazuje się książka Darwina „Wyrażanie emocji u człowieka i zwierząt”, w której na podstawie badań mięśni twarzy i sposobów wyrażania emocji u ludzi i zwierząt udowodniono ich związek na innym przykładzie.

5.3 Podstawowe postanowienia

Teoria ewolucji Darwina jest holistyczną doktryną historycznego rozwoju świata organicznego. Obejmuje szeroki zakres zagadnień, z których najważniejszymi są dowody ewolucji, identyfikacja sił napędowych ewolucji, wyznaczanie ścieżek i wzorców procesu ewolucyjnego itp.

Istota nauczania ewolucyjnego leży w następujących podstawowych zasadach:

1. Wszelkiego rodzaju istoty żyjące zamieszkujące Ziemię nigdy nie zostały przez nikogo stworzone.

2. Powstałe w sposób naturalny formy organiczne ulegały powolnym i stopniowym przemianom i udoskonalaniu zgodnie z warunkami środowiskowymi.

3. Przekształcenia gatunków w przyrodzie opierają się na takich właściwościach organizmów, jak zmienność i dziedziczność, a także na doborze naturalnym stale zachodzącym w przyrodzie. Dobór naturalny zachodzi poprzez złożone interakcje organizmów między sobą oraz z czynnikami natury nieożywionej; Darwin nazwał ten związek walką o byt.

4. Wynikiem ewolucji jest zdolność przystosowania się organizmów do warunków życia i różnorodności gatunków w przyrodzie.

5.4 Główne skutki ewolucji według Darwina

Głównym rezultatem ewolucji jest poprawa zdolności przystosowawczych organizmów do warunków życia, co pociąga za sobą poprawę ich organizacji. W wyniku działania doboru naturalnego zachowują się osobniki posiadające cechy przydatne dla ich dobrobytu. Darwin dostarcza wielu dowodów na zwiększoną sprawność organizmów w wyniku doboru naturalnego. To na przykład powszechne stosowanie wśród zwierząt kolorów okryć (dopasowanych do koloru obszaru, na którym zwierzęta żyją, lub dopasowanego do koloru poszczególnych obiektów. Wiele zwierząt posiada specjalne zabezpieczenia przed zjedzeniem przez inne zwierzęta). mają także kolory ostrzegawcze (np. zwierzęta trujące lub niejadalne). Niektóre zwierzęta mają groźne ubarwienie w postaci jasnych, przerażających plam. Wiele zwierząt, które nie mają specjalnych środków ochrony, naśladuje chronione kształtem i kolorem (mimikra ).Wiele zwierząt posiada igły, kolce, osłonę chitynową oraz muszlę, muszlę, łuski itp. Wszystkie te adaptacje mogły pojawić się jedynie w wyniku doboru naturalnego, zapewniającego istnienie gatunku w określonych warunkach.Wśród roślin wyróżnia się Szeroka gama adaptacji do zapylania krzyżowego, dystrybucji owoców i nasion jest powszechna.U zwierząt dużą rolę w jakości adaptacji odgrywają rolę różnego rodzaju instynkty (instynkt opieki nad potomstwem, instynkty związane z zdobywaniem pożywienia itp.). ).

Jednocześnie Darwin zauważa, że ​​zdolność przystosowania się organizmów do środowiska (ich celowość) wraz z doskonałością jest względna. Kiedy warunki zmienią się radykalnie, przydatne znaki mogą okazać się bezużyteczne, a nawet szkodliwe. Na przykład u roślin wodnych, które wchłaniają wodę i substancje w niej rozpuszczone na całej powierzchni ciała, system korzeniowy jest słabo rozwinięty, ale powierzchnia pędu i tkanka przenosząca powietrze – aerenchyma, utworzona przez system przestrzeni międzykomórkowych przenikających przez cały korpus rośliny - są dobrze rozwinięte. Zwiększa to powierzchnię kontaktu z otoczeniem, zapewniając lepszą wymianę gazową, a także pozwala roślinom lepiej wykorzystywać światło i absorbować dwutlenek węgla. Ale kiedy zbiornik wyschnie, takie rośliny umrą bardzo szybko. Wszystkie ich cechy adaptacyjne, które zapewniają im dobrobyt w środowisku wodnym, okazują się bezużyteczne poza nim. Inny ważny wynik ewolucja - zwiększająca się różnorodność gatunków grupy naturalne, czyli systematyczne różnicowanie gatunków. Ogólny wzrost różnorodności form organicznych znacznie komplikuje relacje zachodzące między organizmami w przyrodzie. Dlatego w toku rozwoju historycznego największą przewagę uzyskują z reguły formy najlepiej zorganizowane. W ten sposób następuje stopniowy rozwój świata organicznego na Ziemi od niższego do wyższego. Jednocześnie stwierdzając fakt postępującej ewolucji, Darwin nie zaprzecza regresji morfofizjologicznej (czyli ewolucji form, których przystosowanie do warunków środowiska następuje poprzez uproszczenie organizacji), a także kierunku ewolucji, który nie prowadzi do albo komplikacja, albo uproszczenie form życia organizacji. Połączenie różnych kierunków ewolucji prowadzi do jednoczesnego istnienia form różniących się poziomem organizacji.

5.5 Siły napędowe ewolucji według Karola Darwina

W teorii ewolucji Darwina warunkiem wstępnym ewolucji jest zmienność dziedziczna, a siłami napędowymi ewolucji jest walka o byt i dobór naturalny. Tworząc teorię ewolucji, Karol Darwin wielokrotnie odwoływał się do wyników praktyki hodowlanej. Próbuje poznać pochodzenie ras zwierząt domowych i odmian roślin, odkryć przyczyny różnorodności ras i odmian oraz poznać metody ich uzyskiwania. Darwin wyszedł z faktu, że rośliny uprawne i zwierzęta domowe są pod wieloma względami podobne do niektórych dzikich gatunków, czego nie można wytłumaczyć z punktu widzenia teorii stworzenia. Doprowadziło to do hipotezy, że formy uprawne pochodzą od gatunków dzikich. Natomiast rośliny i zwierzęta udomowione wprowadzone do kultury nie pozostały niezmienione: człowiek nie tylko wybrał interesujące go gatunki z dzikiej flory i fauny, ale także znacząco je zmienił we właściwym kierunku, tworząc dużą liczbę roślin odmian i ras kilku dzikich gatunków zwierząt. Darwin wykazał, że podstawą różnorodności odmian i ras jest zmienność - proces powstawania różnic u potomków w porównaniu z przodkami, który determinuje różnorodność osobników w ramach danej odmiany lub rasy. Darwin uważa, że ​​przyczyną zmienności jest wpływ czynników środowiskowych na organizmy (bezpośredni i pośredni, poprzez „układ rozrodczy”), a także natura samych organizmów (ponieważ każdy z nich specyficznie reaguje na wpływ czynników zewnętrznych środowisko). Ustaliwszy swój stosunek do kwestii przyczyn zmienności, Darwin analizuje formy zmienności i wyróżnia wśród nich trzy: określoną, nieokreśloną i korelacyjną.

Zmienność specyficzna lub grupowa to zmienność powstająca pod wpływem jakiegoś czynnika środowiskowego, który działa jednakowo na wszystkie osobniki danej odmiany lub rasy i zmienia się w określonym kierunku. Przykładami takiej zmienności są wzrost masy ciała u wszystkich gatunków zwierząt przy dobrym żywieniu, zmiany w sierści pod wpływem klimatu itp. Pewna zmienność jest powszechna, obejmuje całe pokolenie i u każdego osobnika wyraża się w podobny sposób. Nie jest dziedziczna, tj. u potomków grupy zmodyfikowanej, umieszczonych w innych warunkach środowiskowych, cechy nabyte przez rodziców nie są dziedziczone.

Niepewna, czyli indywidualna, zmienność objawia się specyficznie u każdego osobnika, to znaczy ma charakter pojedynczy, indywidualny. Przy nieokreślonej zmienności pojawiają się różne różnice u osobników tej samej odmiany lub rasy, którymi w podobnych warunkach jeden osobnik różni się od innych. Ta forma zmienności jest niepewna, tj. cecha w tych samych warunkach może zmieniać się w różnych kierunkach. Przykładowo, z jednej odmiany roślin powstają okazy o różnej barwie kwiatów, różnej intensywności barwy płatków itp. Przyczyna tego zjawiska nie była znana Darwinowi. Niepewna lub indywidualna zmienność ma charakter dziedziczny, tj. jest trwale przekazywana potomstwu. Na tym polega jego znaczenie dla ewolucji.

Podobne dokumenty

Ogólny plan budowy kręgowców. Porównanie poszczególnych narządów u kręgowców należących do różnych klas. Narządy homologiczne i zbieżne. Podstawy i atawizmy, formy przejściowe. Podobieństwo i rozbieżność cech u zarodków.

streszczenie, dodano 10.02.2009


Określanie pokrewieństwa organizmów w biologii poprzez ich porównanie w okresie dorosłości, rozwoju embrionalnego i poszukiwanie przejściowych form kopalnych. Systematyka świata organicznego i klasyfikacja binarna Linneusza. Teorie pochodzenia życia na Ziemi.

streszczenie, dodano 20.12.2010


Istota nauczania ewolucyjnego jako nauki o przyczynach, siłach napędowych i ogólnych wzorach historycznego rozwoju przyrody żywej. Nowe idee ewolucji świata organicznego w teoriach Darwina i Lamarcka. Mechanizmy i wzorce procesu ewolucyjnego.

prezentacja, dodano 13.01.2011


Historia rozwoju Ziemi, epoki to długie okresy czasu, z których każdy otrzymał swoją nazwę. Geografia i klimat okresu ordowiku. Fauna i flora dewonu. Okres czwartorzędu (era holocenu): stan świata organicznego.

prezentacja, dodano 05.06.2015


Edukacja i pochodzenie życia na Ziemi; wpływ procesów geologicznych na zmiany klimatyczne i warunki życia organizmów. Etapy tworzenia typów i klas zwierząt; ewolucja „pierwotnej zupy” do współczesnego składu gatunkowego świata organicznego.

prezentacja, dodano 17.02.2012


Prace naukowe Karol Darwin. Geneza różnorodności biologicznej w wyniku ewolucji. Historia powstania publikacji „O powstawaniu gatunków”. Podstawy darwinizmu i materialistycznej teorii ewolucji świata organicznego. Teoria doboru naturalnego.

streszczenie, dodano 04.06.2017


Istota teorii pochodzenia gatunków Lamarcka i Darwina. Ewolucja naturalna jako nieodwracalny historyczny rozwój świata organicznego wraz z jego stopniowymi komplikacjami. Różnorodność gatunkowa królestwa zwierząt i znaczenie embriologii w ustalaniu ich pokrewieństwa.

streszczenie, dodano 11.07.2009


Teorie samoistnego powstawania życia na Ziemi w interpretacjach Arystotelesa, Spallanzaniego, Pasteura. Wielki Wybuch jest impulsem do stworzenia Wszechświata. Epoki rozwoju: prekambr, paleozoik, mezozoik i kenozoik. Naukowe i religijne hipotezy ewolucji.

praca na kursie, dodano 21.01.2010


Ewolucja jako doktryna długiego procesu historycznego rozwoju przyrody żywej. Wyjaśnienie różnorodności gatunków i możliwości przystosowania się istot żywych do warunków życia. Rozwój botaniki opisowej i zoologii. Pierwsza teoria ewolucji świata organicznego.

streszczenie, dodano 10.02.2009


Geochronologiczna tablica rozwoju życia na Ziemi. Charakterystyka klimatu, procesów tektonicznych, warunków powstania i rozwoju życia w epoce archaiku, proterozoiku, paleozoiku i mezozoiku. Śledzenie procesu komplikacji świata organicznego.

Podstawowe pojęcia i terminy kluczowe: EWOLUCJA BIOLOGICZNA. Dowód ewolucji.

Pamiętać! Czym jest rozwój?

Myśleć!

Jaka jest różnica między rozwojem rewolucyjnym a ewolucyjnym? Pojęcia te są postrzegane jako przeciwstawne. Rewolucja wiąże się z drastycznymi zmianami w życiu społeczeństwa, które czasami dokonują się za pomocą dość radykalnych środków. Czym jest ewolucja i jakie są jej oznaki?

Jakie są główne cechy ewolucji biologicznej?

Pojęcie ewolucji (z greckiego „ewolucja” – rozmieszczenie) zostało po raz pierwszy wprowadzone do nauki przez szwajcarskiego przyrodnika i filozofa Charlesa Bonneta już w 1762 roku.

Ta koncepcja we współczesnej biologii oznacza nie tylko ilościowe, ale także jakościowe zmiany w żywych organizmach na przestrzeni długich okresów. Ewolucja biologiczna charakteryzuje się takimi ogólnymi cechami.

Nieodwracalność ewolucji. Stanowisko to zostało po raz pierwszy sformułowane na poziomie gatunkowym

C. Darwin: „Gatunek, który zniknął, nie może się już nigdy więcej pojawić, nawet jeśli ponownie powtórzą się absolutnie identyczne warunki życia – organiczne i nieorganiczne”. Teraz ten wzór został udowodniony na innych poziomach. Zatem modelując ewolucję białek na Poziom molekularny Wykazano, że nowe mutacje zależą od poprzednich i coraz trudniej jest cofnąć się i usunąć nagromadzone mutacje bez uszkodzenia białek.

Ewolucja skupia się na przystosowaniu organizmów do zmian w działaniu pewnych czynników. Wynik biologiczny

Ewolucja fizyczna polega zawsze na dostosowaniu się układu żywego do warunków jego istnienia.

Poziom ewolucji, który można prześledzić na każdym poziomie organizacji życia: molekularnym, komórkowym, organizmowym, populacyjnym-gatunkowym, biogeocenotycznym i biosferycznym. Ewolucja biologiczna jest ściśle powiązana z historią geologiczną Ziemi, z działaniem sił kosmicznych i geologicznych oraz czynnikami środowiskowymi.

Zatem EWOLUCJA BIOLOGICZNA jest nieodwracalnym, ukierunkowanym historycznym rozwojem żywej natury, któremu towarzyszą zmiany na wszystkich poziomach organizacji życia.

Jak rozwinęły się poglądy ewolucyjne?

Idee ewolucji świata organicznego należą już do przeszłości. Nawet starożytni filozofowie (Heraklit, Demokryt) wyrażali ideę jedności natury, zgodnie z którą wszystkie ciała i zjawiska naturalne wywodzą się z pewnych zasad materialnych. Idee takie łączy system poglądów zwany materializmem spontanicznym (od łac. materialis – materiał).

W średniowieczu królowała metafizyka (od greckiego cel – powyżej, physis – natura) – nauka o nadprzyrodzonej, fundamentalnej zasadzie bytu, nadwrażliwych zasadach istnienia świata, niedostępnych doświadczeniu. Podstawą kreacjonizmu są poglądy mówiące, że świat i różne formy życia na Ziemi zostały stworzone przez wyższą, nadprzyrodzoną siłę w procesie aktów stwórczych (koncepcja „młodej Ziemi”, koncepcja „Inteligentnego Projektu”) (od łacińskiego creatio - stworzenie).

W okresie renesansu stali się bardziej aktywni Badania naukowe, co ułatwiły odkrycia geograficzne i nagromadzenie materiału opisowego. Powstają idee dotyczące modyfikacji istot żywych, stając się podstawą transformizmu (od łac. transformatio - transformacja), a następnie ewolucjonizmu (od łac. evolutio - rozmieszczenie).

W pierwszej połowie XIX w. Kształtuje się ewolucyjne spojrzenie na przyrodę i rozwija się biologia ewolucyjna - nauka o przyczynach, siłach napędowych, mechanizmach i wzorach historycznego rozwoju świata organicznego. Nauka ta powstała na bazie paleontologii, anatomii porównawczej, embriologii, systematyki, a nieco później - genetyki, ekologii i biologii molekularnej. W związku ze specyfiką przemian ewolucyjnych na różnych poziomach we współczesnej nauce wyłoniły się trzy główne kierunki badań nad procesami ewolucyjnymi:

1) biologia molekularna (analiza ewolucji molekularnej biomolekuł, w szczególności białek i kwasów nukleinowych);

2) genetyczno-ekologiczne (badanie procesów mikroewolucyjnych na poziomie populacji, gatunków, ekosystemów i biosfery z wykorzystaniem metod genetyki populacyjnej i ekologii);

3) ewolucyjno-morfologiczne (badanie ewolucji metodami paleontologii, anatomii porównawczej, embriologii).

Zatem idee dotyczące ewolucji powstały w starożytnych cywilizacjach i powstały zgodnie z gromadzeniem wiedzy o żywej naturze.

Jaka jest rola paleontologii i genetyki molekularnej w uzasadnieniu teorii ewolucji?

Dowód ewolucji to dowód naukowy potwierdzający historyczny rozwój wszystkich żywych istot na Ziemi. Zdolność do ewolucji w czasie jest charakterystyczna dla wszystkich przejawów życia, dlatego dowodów ewolucji biologicznej mogą dostarczyć wszystkie nauki biologiczne. Porównawcze badania anatomiczne, embriologiczne, biogeograficzne, biochemiczne, etologiczne, fizjologiczne i wiele innych badań historycznego rozwoju organizmów potwierdzają fakt ewolucji, wyjaśniając oznaki podobieństwa w budowie, rozwoju embrionalnym, rozmieszczeniu, skład chemiczny, zachowanie, funkcje życiowe itp., co wskazuje na pokrewieństwo i jedność świata organicznego.

Dowody paleontologiczne są najbardziej wiarygodne i demonstracyjne. Paleontolodzy badają wymarłe organizmy, ich gatunki i cechy biologiczne, na podstawie których rekonstruują przebieg ewolucji. Obecnie ustalono znaczną liczbę sekwencji form kopalnych (serii filogenetycznych) organizmów, w szczególności mięczaków, parzystokopytnych, słoni itp.

Znaleziono i opisano wymarłe organizmy, które łączą cechy dwóch dużych grup systematycznych (skamieniałe formy przejściowe). Przykładem takich wymarłych form jest Archeopteryx (ryc. 117), teriodonty, nosorożce i paprocie nasienne.

Molekularne dowody genetyczne pozwalają nam porównywać nawet bardzo odległe grupy organizmów – bakterie, eukarionty i archeony – i wyciągać wnioski na temat ich ewolucyjnego pokrewieństwa. Uniwersalność kodu genetycznego, skład chemiczny błon, budowa białek składających się z 20 „magicznych” aminokwasów – te i wiele innych cech świadczą o wspólnym pochodzeniu życia na Ziemi. Metoda hybrydyzacji DNA jest istotna dla oceny zmian ewolucyjnych w genomach. Cząsteczki DNA dwóch różnych organizmów rozdziela się na cząsteczki jednoniciowe, a następnie łączy się, tworząc hybrydowy dwuniciowy DNA. W ten sposób odkryto, że genomy różnych organizmów mają ze sobą wiele wspólnego. Na przykład genom ludzki jest w około 90% identyczny z genomem myszy i tylko w 1% różni się od genomu szympansa.

Istotą filogenetyki molekularnej jest badanie pokrewieństwa genetycznego różnych grup organizmów w oparciu o badania genetyki molekularnej RNA, DNA i białek. Jednym z największych odkryć w tym kierunku badań było odkrycie archeonów (C. Woese, 1977).

Ewolucja jest zatem niepodważalnym faktem naukowym, potwierdzonym badaniami z różnych nauk.

DZIAŁALNOŚĆ

Zastosowanie zadania wiedzy

Podstawą naukową powstania doktryny ewolucyjnej były odkrycia różnych nauk biologicznych. Po ustaleniu prawidłowej zgodności między naukami a ich odkryciami uzyskaj nazwę zjawiska, za pomocą którego francuski zoolog J. Cuvier mógł odtworzyć wygląd wymarłego zwierzęcia z jednej kości.

1 Cytologia	L Idea jedności organizmów i warunków istnienia
2 Embriologia	C Izolacja sprzyja podobieństwu flory i fauny różnych kontynentów
3 Paleontologia	K Wszystkie żywe organizmy mają strukturę komórkową
4 Biochemia	O odkryciu podobieństw pomiędzy etapami rozwoju zarodków zwierzęcych
5 Ekologia	E Udowodniono chemiczną jedność przyrody nieożywionej i żywej
6 Biologia molekularna	P Ustalono zmienność flory i fauny w przeszłości Ziemi
7 Biogeografia	A materialnymi nośnikami dziedziczności są geny i chromosomy
8 Genetyka	I 2 Jedność planu strukturalnego dużych grup zwierząt i roślin
9 Anatomia porównawcza	I, Podobieństwa białek i DNA wskazują na pokrewieństwo genetyczne

Biologia + poezja

W wierszu „Świątynia natury” Erazma Darwina (dziadka Karola Darwina) znajdują się wersety: „Ukorzysz się więc w aroganckiej dumie i zawsze pamiętaj, samolubny duchu, że robak jest twoim krewnym, twój brat jest mrówką!” (tłumaczenie N. Chołodkowskiego). O czym to jest? Wyciągnij wniosek o jedności świata organicznego, która objawia się poprzez jego różnorodność.

	Zadania samokontroli
	1.Co to jest ewolucja biologiczna? 2. Wymień główne cechy ewolucji biologicznej. 3. Czym jest biologia ewolucyjna? 4. Wymień główne kierunki biologii ewolucyjnej. 5. Jakie są dowody na ewolucję? 6. Jakie są paleontologiczne i molekularne dowody genetyczne na ewolucję?
	7. Jakie są główne cechy ewolucji biologicznej? 8. Jak rozwinęły się poglądy ewolucyjne? 9. Jakie są główne grupy dowodów na ewolucję?
	10. Jaka jest rola paleontologii i genetyki molekularnej w uzasadnieniu ewolucji?

„...muszę mocno pamiętać,

widzialne rzeczy cielesne na Ziemi

a cały świat nie jest w takim stanie

byli od początku stworzenia,

jak teraz dowiadujemy się,

ale wydarzyły się wspaniałe rzeczy

zachodzą w nim zmiany…”

M. V. LOMONOSOV

Masa Ziemi wynosi około 4'10 18 ton, a jej wiek to około 4,5-5 miliardów lat. Uważa się, że życie powstało na Ziemi około 3,5-3,8 miliarda lat temu.

Miało to znaczący wpływ na atmosferę, która zmieniła się z utleniającej na nieutleniającą.

Ogromna różnorodność form żywych zamieszkujących obecnie Ziemię jest efektem długiego procesu ewolucji, rozumianego jako rozwój organizmów w czasie lub proces historycznych przemian na Ziemi, którego efektem jest różnorodność współczesnego człowieka. Żyjący świat. Termin „ewolucja” (od łacińskiego evolutio – rozwijanie) został wprowadzony do nauki w 1762 roku przez szwajcarskiego przyrodnika C. Bonna (1720-1793).

Początkowo ewolucja była bardzo powolna. Pierwszymi i jedynymi żyjącymi mieszkańcami Ziemi od 3 miliardów lat były mikroorganizmy. Organizmy wielokomórkowe pojawiły się po czterech piątych czasu istnienia Ziemi. Ewolucja człowieka zajęła ostatnie kilka milionów lat. Centralnym punktem ewolucji jest filogeneza (od greckiego phyle – plemię, geneza – rozwój), – proces powstawania i rozwoju gatunku, czyli ewolucja gatunku.

Idee dotyczące rozwoju życia znajdują odzwierciedlenie w teorii ewolucji, która opiera się na danych o ogólnych wzorach i siłach napędowych rozwoju przyrody ożywionej. Stanowi syntezę osiągnięć darwinizmu, biologii, genetyki, morfologii, fizjologii, ekologii, biogeocenologii i innych nauk. W naszych czasach teoria ewolucji, której podstawą jest darwinizm, jest nauką o ogólnych prawach rozwoju natury organicznej, metodologiczną podstawą wszystkich specjalnych dyscyplin biologicznych.

W tej części przyjrzymy się teorii ewolucji. Podane zostaną także dane dotyczące pochodzenia życia, mikroewolucji i specjacji, a także przebiegu, głównych kierunków i dowodów ewolucji. W niezależnych rozdziałach przedstawiamy informacje na temat ewolucji układów narządów zwierząt i pochodzenia człowieka.

Rozdział XIV

TEORIA EWOLUCJI

Pomysły na temat ewolucji wcześniej

Karol Darwin

Ewolucja zachodzi na wszystkich poziomach organizacji żywej materii i na każdym poziomie charakteryzuje się tworzeniem nowych struktur i pojawieniem się nowych funkcji. Unifikacji struktur i funkcji jednego poziomu towarzyszy przejście systemów żywych na wyższy poziom ewolucyjny.

Problematyka powstania i ewolucji życia na Ziemi była i jest jednym z największych problemów nauk przyrodniczych. Problemy te przyciągają uwagę ludzkiego umysłu od niepamiętnych czasów. Były przedmiotem zainteresowania wszystkich systemów filozoficznych i religijnych. Jednak w różnych epokach i na różnych etapach rozwoju kultury ludzkiej problemy pochodzenia i ewolucji życia rozwiązywano na różne sposoby.

Współczesna teoria ewolucji opiera się na teorii Karola Darwina. Ale ewolucjonizm istniał przed Karolem Darwinem. Dlatego, żeby lepiej zrozumieć współczesna teoria ewolucji, ważne jest, aby znać poglądy na świat przed Karolem Darwinem, jak rozwijały się idee ewolucjonizmu.

Najstarsze poglądy na przyrodę miały charakter mistyczny, według którego życie kojarzono z siłami natury. Ale już u początków kultury w starożytnej Grecji mistyczne interpretacje natury zostały zastąpione początkami innych idei. W tym okresie powstała i zaczęła się rozwijać doktryna o abiogenezie i samoistnym powstawaniu, zgodnie z którą uznano, że organizmy żywe powstają samoistnie z materii nieożywionej. W tym samym czasie pojawiły się idee ewolucyjne. Na przykład Empedokles (490-430 p.n.e.) wierzył, że pierwsze istoty żywe powstały z czterech żywiołów materii świata (ognia, powietrza, wody i ziemi) oraz że przyrodę charakteryzuje naturalny rozwój, przetrwanie tych organizmów, które są najbardziej harmonijnie (celowo) ułożone. Myśli te były bardzo ważne dla dalszego rozpowszechniania idei naturalnego pochodzenia istot żywych.

Demokryt (460-370 p.n.e.) wierzył, że świat składa się z wielu maleńkich cząstek, które są w ruchu i że życie nie jest wynikiem stworzenia, ale wynikiem działania mechanicznych sił samej natury, prowadzących do samorzutnego powstawania. Według Demokryta, samoistne powstawanie istot żywych następuje z mułu i wody w wyniku połączenia atomów podczas ich ruch mechaniczny, kiedy najmniejsze cząstki wilgotnej ziemi spotykają się i łączą z atomami ognia. Spontaniczne generowanie wydawało się procesem losowym.

Zakładając, że robaki, roztocza i inne organizmy powstają z rosy, mułu, odchodów, włosów, potu, mięsa, skorupiaków z wilgotnej ziemi i ryb z mułu morskiego itp., Platon (427-347 p.n.e.) argumentował, że powstają istoty żywe w wyniku połączenia materii biernej z zasadą czynną (formą), jaką jest dusza, która następnie porusza organizm.

Arystoteles (384-322 p.n.e.) twierdził, że rośliny i zwierzęta powstają z materii nieożywionej. W szczególności argumentował, że niektóre zwierzęta powstają z rozłożonego mięsa. Uznając realność świata materialnego i stałość jego ruchu, porównując organizmy ze sobą, Arystoteles doszedł do wniosku o „drabinie natury”, odzwierciedlającej kolejność organizmów, począwszy od ciał nieorganicznych i dalej, poprzez rośliny, aż po gąbki i tryska morskie, a następnie wolno żyjące organizmy morskie. Jednak uznając rozwój, Arystoteles nie dopuszczał idei rozwoju organizmów niższych do wyższych.

Poglądy Arystotelesa wpływały na przestrzeni wieków, gdyż kolejne greckie i rzymskie szkoły filozoficzne w pełni przyjęły ideę spontanicznego pokolenia, która była coraz bardziej wypełniona treściami mistycznymi. Opisy różnych przypadków samoistnego powstawania podali Cyceron, Owidiusz, a później Seneka, Pliniusz, Plutarch i Apulejusz. Ideę zmienności można prześledzić w poglądach starożytnych filozofów Indii, Chin, Mezopotamii i Egiptu. Wczesne chrześcijaństwo uzasadniało doktrynę abiogenezy przykładami z Biblii. Podkreślono, że samorzutne generowanie funkcjonuje od stworzenia świata aż do czasów współczesnych.

W średniowieczu (V-XV w.) wśród ówczesnych naukowców dominowała wiara w samoistne powstawanie, gdyż myśl filozoficzna mogła wówczas istnieć jedynie jako myśl teologiczna. Dlatego pisma średniowiecznych naukowców zawierają liczne opisy spontanicznego powstawania owadów, robaków i ryb. Wtedy często wierzono, że nawet lwy powstały z pustynnych kamieni. Słynny średniowieczny lekarz Paracelsus (1498-1541) podał przepis na „wytworzenie” homunkulusa (człowieka) poprzez umieszczenie ludzkiego nasienia w dyni. Jak wiadomo, Mefistofeles z tragedii Goethego „Faust” nazwał siebie władcą szczurów, myszy, much, żab, pluskiew i wszy, przez co I. Goethe podkreślił niezwykłe możliwości samorzutnego pokolenia.

Średniowiecze nie wprowadziło nowych idei do idei rozwoju świata organicznego. Wręcz przeciwnie, w tamtym czasie królowała kreacjonistyczna idea pojawienia się istot żywych w wyniku aktu stworzenia, stałości i niezmienności istniejących form żywych. Szczytem kreacjonizmu było stworzenie drabiny ciał naturalnych: bóg – anioł – człowiek – zwierzęta, rośliny, micele.

Harvey (1578-1667) przyznał, że robaki, owady i inne zwierzęta mogą powstać w wyniku rozkładu, ale pod działaniem sił specjalnych. F. Bacon (1561-1626) uważał, że muchy, mrówki i żaby mogą powstawać samoistnie podczas rozkładu, jednak podchodził do problemu materialistycznie, zaprzeczając nieprzezwyciężalnej granicy między tym, co nieorganiczne i organiczne. R. Kartezjusz (1596-1650) również uznawał samoistne powstawanie, lecz zaprzeczał udziałowi w nim zasady duchowej. Według R. Kartezjusza samoistne powstawanie jest procesem naturalnym, zachodzącym w pewnych (niezrozumiałych) warunkach.

Oceniając poglądy wybitnych osobistości przeszłości, można stwierdzić, że doktryna samoistnego pokolenia została zakwestionowana dopiero w połowie XVII wieku. Poglądy metafizyczne w XVII-XVIII wieku. szczególnie przejawiały się w ideach o niezmienności gatunków i organicznej celowości, które uważano za wynik mądrości i witalności twórcy.

Jednak pomimo dominacji idei metafizycznych w XVI-XVII w. niemniej jednak dogmatyczne myślenie średniowiecza załamuje się, walka z duchową dyktaturą Kościoła nasila się, wyłania się i pogłębia proces wiedzy, który doprowadził w XVIII wieku. do istotnego argumentu przeciwko teorii abiogenezy i wzbudzenia zainteresowania ewolucjonizmem.

Po przeprowadzeniu w 1665 roku serii eksperymentów z mięsem i muchami F. Redi (1626-1697) doszedł do wniosku, że larwy pojawiające się w gnijącym mięsie są larwami owadów i że larwy takie nigdy się nie pojawią, jeśli mięso zostanie umieszczone w zamkniętym pojemniku, niedostępnym dla owadów, czyli umożliwiającym im składanie jaj. Tymi eksperymentami F. Redi obalił doktrynę spontanicznego powstawania organizmów wyższych z materiału nieożywionego. Jednakże w materiałach i wywodach F. Rediego nie wykluczono idei samoistnego powstawania mikroorganizmów i robaków w jelitach ludzi i zwierząt. W związku z tym sama idea spontanicznego pokolenia nadal istniała.

W 1765 r. L. Spalanzani (1729-1799) wykazał w wielu doświadczeniach, że gotowanie tych ostatnich zapobiega rozwojowi drobnoustrojów w naparach roślinnych i mięsnych. Pokazał także znaczenie czasu gotowania i szczelności naczyń. Doszedł do wniosku, że jeśli szczelnie zamknięte naczynia z naparami będą gotowane przez odpowiedni czas i nie przedostanie się do nich powietrze, to w takich naparach nigdy nie pojawią się mikroorganizmy. L. Spalanzani nie był jednak w stanie przekonać współczesnych o niemożności samorzutnego powstawania mikroorganizmów. Idei spontanicznego powstawania życia nadal broniło wielu wybitnych filozofów i przyrodników tamtych czasów (I. Kant, G. Hegel, X. Gay-Lussac i in.).

W latach 1861-1862 L. Pasteur przedstawił szczegółowe dowody na niemożność samoistnego powstawania w naparach i roztworach substancji organicznych. Udowodnił doświadczalnie, że źródłem skażenia wszystkich roztworów są bakterie znajdujące się w powietrzu. Badania L. Pasteura wywarły ogromne wrażenie na współczesnych. Anglik D. Tyndall (1820-1893) odkrył, że niektóre formy drobnoustrojów są bardzo odporne, wytrzymują ciepło do 5 godzin. Dlatego opracował metodę sterylizacji frakcyjnej, zwaną obecnie cyndalizacją.

Obaleniu doktryny o abiogenezie towarzyszyło kształtowanie się idei o wieczności życia. W rzeczywistości, jeśli spontaniczne powstanie życia jest niemożliwe, rozumowało wielu filozofów i naukowców, wówczas życie jest wieczne, autonomiczne, rozproszone po całym Wszechświecie. Ale jak dostała się na Ziemię? Aby odpowiedzieć na to pytanie, szwedzki naukowiec Arrhenius (1859-1927) na początku tego stulecia (1912) sformułował hipotezę panspermii, zgodnie z którą życie istnieje we wszechświecie i w najprostszych formach przenosi się z jednego ciała niebieskiego do drugiego , łącznie z Ziemią, pod ciśnieniem promieni świetlnych. Zwolennicy tej hipotezy wierzyli, że przeniesienie życia na Ziemię było możliwe również za pomocą meteorytów. Jednak hipoteza panspermii była pod tym względem kontrowersyjna przestrzeń kosmiczna istnieją czynniki szkodliwe dla mikroorganizmów i że czynniki te wykluczają cyrkulację mikroorganizmów poza atmosferą ziemską. Stawało się coraz bardziej jasne, że życie jest wyjątkowe, że jego początków należy szukać na Ziemi.

Nie mniej ważna była wówczas kwestia „naturalnego związku” organizmów. Chodziło o grupowanie organizmów na podstawie ich naturalnego pokrewieństwa, o założenie, że poszczególne organizmy mogły pochodzić od wspólnych przodków. Na przykład J. Buffon uważał, że dla kilku rodzin, zwłaszcza ssaków, mogą istnieć „wspólni przodkowie” – pozwolono im mieć 38 wspólnych przodków. W Rosji ideę pochodzenia organizmów wielu gatunków od wspólnych przodków opracował P. S. Pallas (1741–1811).

Następnie zwrócono uwagę na kwestię czynnika czasu w zmianie organizmów. W szczególności znaczenie czynnika czasu dla istnienia Ziemi i powstawania form organicznych na Ziemi docenili I. Kant (1724-1804), D. Diderot, J. Buffon, M. V. Łomonosow (1711-1765) , A. N. Radishchev (1749-1802), A. A. Kaverznev (1748-?). I. Kant określił wiek Ziemi na kilka milionów lat, a M. W. Łomonosow napisał, że czas niezbędny do stworzenia organizmów jest w obliczeniach kościelnych duży. Rozpoznanie czynnika czasu miało niewątpliwe znaczenie dla historycznego zrozumienia rozwoju organizmów. Jednak poglądy na temat czasu w tym okresie ograniczały się jedynie do poglądu, że pojawienie się organizmów nie było jednoczesne różne rodzaje, ale nie do rozpoznania rozwoju organizmów w czasie.

Kwestia kolejności ciał naturalnych miała wówczas ogromne znaczenie. Znaczący wkład w ukształtowanie idei sekwencji ciał naturalnych mają C. Bonnet i G. Leibniz. W Rosji pomysł ten poparł A. N. Radishchev. Bez wystarczającej wiedzy o organizmach C. Bonnet, G. Leibniz i inni przyrodnicy tamtych czasów wskrzesili arystotelesowską „drabinę natury”. Układając na niej organizmy etapami (na głównej scenie znajdował się człowiek), stworzyli „drabinę stworzeń”, w której odbywały się ciągłe przejścia od Ziemi i kamieni do Boga. Na schodach było tyle stopni, ile było zwierząt. Odzwierciedlając ideę jedności i połączenia form żywych, złożoności organizmów, „drabina bytów” jako całość była wytworem myślenia metafizycznego, ponieważ jej stopnie odzwierciedlały proste sąsiedztwo, ale nie wynik rozwoju historycznego .

W tamtych czasach dużą uwagę zwracała kwestia „prototypu” i jedności planu strukturalnego organizmów. Zakładając istnienie pierwotnej istoty, wielu uznawało jeden plan strukturalny organizmów. Dyskusje na ten temat były istotne dla późniejszych wyobrażeń o wspólnym pochodzeniu.

Dla wielu kwestia transformacji organizmów cieszyła się dużym zainteresowaniem. Na przykład francuski przyrodnik B. de Mais (1696-1738) uważał, że w morzu żyją wieczne nasiona życia, z których powstają morskie formy życia, które następnie przekształcają się w organizmy lądowe. Zauważając pozytywną rolę transformizmu w ewolucjonizmie, należy jednak zauważyć, że miał on charakter mechaniczny i wykluczał myśl o rozwoju i historyzmie.

Wreszcie w centrum uwagi znajdowała się wówczas kwestia pojawienia się organicznej celowości. Wielu filozofów i przyrodników uznawało, że celowość nie jest czymś oryginalnym, że powstała naturalnie w wyniku odrzucenia organizmów dysharmonijnych. Dyskusja na ten temat sprzyjała ewolucjonizmowi, ale nie przyniosła znaczącego rezultatu, ponieważ pojawienie się jednej formy rozpatrywano niezależnie od pojawienia się drugiej.

I tak do końca XVIII w. Pojawiły się idee zaprzeczające ideom o niezmienności gatunków, nie tworzyły one jednak systemu poglądów, a metafizyczny charakter myślenia nie pozwalał na całkowite odrzucenie religii i spojrzenie na przyrodę w nowy sposób. Pierwszym, który konkretnie zajął się badaniem problemów ewolucji, był francuski naukowiec J.-B. Lamarcka (1744-1829). Stworzona przez niego doktryna była dopełnieniem wcześniejszych poszukiwań wielu przyrodników i filozofów, którzy próbowali zrozumieć powstanie i rozwój świata organicznego.

J.-B. Lamarck był deistą, gdyż wierzył, że pierwotną przyczyną materii i ruchu jest stwórca, jednak dalszy rozwój następuje na skutek przyczyn naturalnych. Według Lamarcka twórca dokonał tylko pierwszego aktu, tworząc najwięcej proste kształty, która następnie rozwinęła się, dając początek całej różnorodności opartej na prawach naturalnych. Lamarck był także antywitalistą. Wierząc, że istoty żywe powstają z istot nieożywionych, uważał spontaniczne powstawanie za naturalny, regularny proces, będący punktem wyjścia ewolucji. Rozpoznając rozwój od prostych do złożonych i opierając się na „drabinie bytów”, Lamarck doszedł do wniosku o gradacji, w której widział odbicie historii życia, rozwój jednych form od innych. Lamarck uważał, że rozwój od form najprostszych do najbardziej złożonych stanowi główną treść historii całego świata organicznego, w tym historii człowieka. Dowodząc jednak ewolucji gatunków, Lamarck uważał, że są one płynne i nie ma między nimi granic, czyli w istocie zaprzeczał istnieniu gatunków.

Głównymi przyczynami rozwoju przyrody żywej według Lamarcka jest wrodzona chęć organizmów do zwiększania złożoności poprzez doskonalenie. Według Lamarcka ewolucja przebiega w oparciu o wewnętrzne pragnienie postępu, a prawami są przepisy dotyczące ćwiczenia i niećwiczenia narządów oraz dziedziczenia cech nabytych pod wpływem środowiska. Jak sądził Lamarck, czynniki środowiskowe wpływają bezpośrednio na rośliny i proste organizmy, „rzeźbiąc” je niczym glina, niezbędne formularze, czyli zmiany w środowisku prowadzą do zmian w gatunkach. Czynniki środowiskowe wpływają pośrednio na zwierzęta.

Zmiany w środowisku prowadzą do zmiany potrzeb zwierząt, zmiany potrzeb prowadzą do zmiany nawyków, a zmianom nawyków towarzyszy używanie lub nieużywanie określonych narządów. Lamarck przytoczył wiele przykładów na poparcie tych poglądów. Na przykład kształt ciała węży, jak sądził, wynika z przyzwyczajenia tych zwierząt do pełzania po ziemi, a długa szyja żyrafy wynika z potrzeby dotarcia do owoców na drzewach.

Używaniu (ćwiczeniu) narządu towarzyszy jego dalszy rozwój, natomiast nieużywaniu narządu towarzyszy degradacja. Zmiany wywołane warunkami zewnętrznymi (okolicznościami) są dziedziczone przez potomstwo, kumulują się i prowadzą do przejścia jednego gatunku na drugi.

Zasługi historyczne Lamarcka polegają na tym, że potrafił pokazać rozwój od prostych do złożonych i zwrócić uwagę na nierozerwalny związek organizmu ze środowiskiem. Jednak Lamarckowi nadal nie udało się uzasadnić teorii ewolucji, ponieważ nie udało mu się odkryć prawdziwych mechanizmów ewolucji. Jak zauważył K. A. Timiryazev (1843-1920), Lamarckowi nie udało się wyjaśnić najważniejszej kwestii dotyczącej celowości organizmów. Nauki Lamarcka zawierały elementy filozofii przyrody i idealizmu, dlatego nie udało mu się przekonać współczesnych, że ewolucja naprawdę zachodzi w przyrodzie.

Powiązana informacja.

Początkowe etapy ewolucji biologicznej

Pojawienie się prymitywnej komórki oznaczało koniec prebiologicznej ewolucji istot żywych i początek biologicznej ewolucji życia.

Pierwszymi organizmami jednokomórkowymi, które pojawiły się na naszej planecie, były prymitywne bakterie, które nie miały jądra, czyli prokarioty. Jak już wskazano, były to organizmy jednokomórkowe, pozbawione jądra. Byli beztlenowcami, ponieważ żyli w środowisku beztlenowym, a heterotrofami, ponieważ jedli gotową żywność. związki organiczne„bulion organiczny”, czyli substancje syntetyzowane podczas ewolucji chemicznej. Metabolizm energetyczny u większości prokariotów następowało to w zależności od rodzaju fermentacji. Jednak stopniowo ilość „bulionu organicznego” zmniejszała się w wyniku aktywnego spożycia. Po jego wyczerpaniu niektóre organizmy zaczęły opracowywać sposoby biochemicznego tworzenia makrocząsteczek w samych komórkach za pomocą enzymów. W takich warunkach komórki, które były w stanie przyjąć większość wymagana energia bezpośrednio od promieniowania słonecznego. Tą drogą przebiegał proces powstawania chlorofilu i fotosyntezy.

Przejście istot żywych na fotosyntezę i autotroficzny sposób odżywiania było punktem zwrotnym w ewolucji istot żywych. Atmosfera ziemska zaczęła się „wypełniać” tlenem, który był trucizną dla beztlenowców. Dlatego wiele jednokomórkowych beztlenowców zginęło, inne schroniły się w środowiskach beztlenowych - na bagnach i podczas żerowania uwalniały nie tlen, ale metan. Jeszcze inni przystosowali się do tlenu. Ich centralnym mechanizmem metabolicznym było oddychanie tlenem, co umożliwiło zwiększenie wydajności energii użytkowej 10–15 razy w porównaniu z beztlenowym typem metabolizmu - fermentacją. Przejście do fotosyntezy było długim procesem i zakończyło się około 1,8 miliarda lat temu. Wraz z pojawieniem się fotosyntezy w materia organiczna Ziemia gromadziła coraz więcej energii ze światła słonecznego, co przyspieszało cykl biologiczny substancji i ogólnie ewolucję istot żywych.

W środowisku tlenowym powstały eukarionty, czyli organizmy jednokomórkowe z jądrem. Były to już organizmy bardziej zaawansowane, posiadające zdolność fotosyntezy. Ich DNA było już skoncentrowane w chromosomach, podczas gdy w komórkach prokariotycznych substancja dziedziczna była rozproszona po całej komórce. Chromosomy eukariotyczne były skoncentrowane w jądrze komórkowym, a sama komórka już się rozmnażała bez znaczących zmian. Zatem komórka potomna eukariontów była niemal dokładną kopią komórki macierzystej i miała takie same szanse na przeżycie jak komórka macierzysta.

Edukacja roślin i zwierząt

Późniejsza ewolucja eukariontów była związana z podziałem na komórki roślinne i zwierzęce. Podział ten nastąpił w proterozoiku, kiedy Ziemię zamieszkiwały organizmy jednokomórkowe (tabela 8.2).

Tabela 8.2

Powstawanie i rozmieszczenie organizmów w historii Ziemi (wg Z. Brema i I. Meinke, 1999)

Od początku ewolucji eukarionty rozwijały się podwójnie, to znaczy jednocześnie miały grupy o odżywianiu autotroficznym i heterotroficznym, co zapewniało integralność i znaczną autonomię świata żywego.

Komórki roślinne ewoluowały, aby ograniczyć zdolność poruszania się ze względu na rozwój twardej błony celulozowej, ale wykorzystują fotosyntezę.

Komórki zwierzęce ewoluowały, aby zwiększyć ich zdolność do poruszania się i poprawić zdolność wchłaniania i wydalania produktów spożywczych.

Kolejnym etapem rozwoju istot żywych był rozmnażanie płciowe. Powstał około 900 milionów lat temu.

Kolejny krok w ewolucji istot żywych nastąpił około 700–800 milionów lat temu, kiedy Organizmy wielokomórkowe ze zróżnicowanym ciałem, tkankami i narządami, które pełnią określone funkcje. Były to gąbki, koelenteraty, stawonogi itp., spokrewnione ze zwierzętami wielokomórkowymi.

Przez cały proterozoik i na początku paleozoiku rośliny zamieszkiwały głównie morza i oceany. Są to algi zielone i brązowe, złote i czerwone.

Następnie w morzach kambryjskich istniało już wiele rodzajów zwierząt. Później wyspecjalizowali się i udoskonalili. Wśród zwierząt morskich tamtych czasów były skorupiaki, gąbki, koralowce, mięczaki, trylobity itp.

Pod koniec ordowiku zaczęły pojawiać się duże drapieżniki, a także kręgowce.

Dalsza ewolucja kręgowców poszła w stronę rybopodobnych zwierząt o szczękach. W dewonie zaczęły pojawiać się dwudyszne – płazy, a następnie owady. Stopniowo rozwijany system nerwowy w konsekwencji udoskonalenia form refleksji.

Szczególnie ważnym etapem ewolucji form żywych było pojawienie się organizmów roślinnych i zwierzęcych z wody na ląd i dalszy wzrost liczby gatunków roślin i zwierząt lądowych. W przyszłości to z nich powstają wysoce zorganizowane formy życia. Pojawienie się roślin na lądzie rozpoczęło się pod koniec syluru, a aktywny podbój lądu przez kręgowce rozpoczął się w karbonie.

Przejście do życia w powietrzu wymagało wielu zmian od organizmów żywych i zakładało rozwój odpowiednich adaptacji. Gwałtownie zwiększył tempo ewolucji życia na Ziemi. Człowiek stał się szczytem ewolucji żywych istot.

Życie w powietrzu „zwiększyło” masę ciała organizmów nie występujących w powietrzu składniki odżywcze, powietrze inaczej niż woda przepuszcza światło, dźwięk, ciepło, zawartość tlenu jest w nim większa. Do tego wszystkiego trzeba było się dostosować. Pierwszymi kręgowcami, które przystosowały się do warunków życia na lądzie, były gady. Ich jaja były zaopatrzone w pożywienie i tlen dla zarodka, pokryte twardą skorupą i nie bały się wyschnięcia.

Około 67 milionów lat temu ptaki i ssaki uzyskały przewagę w doborze naturalnym. Dzięki stałocieplnej naturze ssaków szybko zdobyły one dominującą pozycję na Ziemi, co wiąże się z ochłodzeniem warunków na naszej planecie. W tym czasie decydującym czynnikiem o przetrwaniu stała się ciepłokrwistość. Zapewniał stałą wysoką temperaturę ciała i stabilne funkcjonowanie narządów wewnętrznych ssaków. Żywotność ssaków i karmienie ich młodych mlekiem były potężnym czynnikiem w ich ewolucji, umożliwiając im rozmnażanie się w różnorodnych warunkach środowiskowych. Rozwinięty układ nerwowy przyczynił się do różnorodnych form adaptacji i ochrony organizmów.

Nastąpił podział zwierząt mięsożernych na kopytne i drapieżne, a pierwsze ssaki owadożerne zapoczątkowały ewolucję organizmów łożyskowych i torbaczy.

Decydującym etapem ewolucji życia na naszej planecie było pojawienie się rzędu naczelnych. W kenozoiku, około 67–27 milionów lat temu, naczelne podzieliły się na małpy człekokształtne i małpy człekokształtne, które są najstarszymi przodkami współczesnego człowieka. Warunki wstępne pojawienia się współczesnego człowieka w procesie ewolucji kształtowały się stopniowo. Na początku prowadzono stadny tryb życia. Umożliwiło to stworzenie podstaw przyszłej komunikacji społecznej. Co więcej, jeśli u owadów (pszczół, mrówek, termitów) biospołeczność doprowadziła do utraty indywidualności, to u starożytnych przodków ludzi, wręcz przeciwnie, rozwinęła indywidualne cechy jednostki. To był potężny motor napędowy do rozwoju zespołu.

Ewolucja życia zrobiła kolejny krok wraz z pojawieniem się Homo sapiens (Homo sapiens). To Homo sapiens ma zdolność celowego zmieniania otaczającego go świata, tworzenia sztucznych warunków dla swojego siedliska i przekształcania wyglądu naszej planety.

Teoria ewolucji Karola Darwina

W procesie ewolucji (od łac. ewolucja– rozwój, rozmieszczenie) należy rozumieć jako proces długotrwałych, stopniowych, powolnych zmian prowadzących do zasadniczych, nowych jakościowo zmian (powstanie innych struktur, form, organizmów i ich gatunków).

Ideę długotrwałych i stopniowych zmian u wszystkich gatunków zwierząt i roślin wyrazili naukowcy na długo przed Karolem Darwinem. Arystoteles, szwedzki przyrodnik C. Linneusz, francuski biolog J. Lamarck, współczesny Karolowi Darwinowi, angielski przyrodnik A. Wallace i inni naukowcy wypowiadali się w tym duchu w różnych okresach.

Niewątpliwą zasługą Karola Darwina nie jest sama idea ewolucji, ale fakt, że to on jako pierwszy odkrył w przyrodzie zasadę doboru naturalnego i uogólnił poszczególne idee ewolucyjne w jedną spójną teorię ewolucji. Rozwijając swoją teorię, Karol Darwin oparł się na dużej ilości materiału faktograficznego, na eksperymentach i praktyce pracy hodowlanej, aby wyhodować nowe odmiany roślin i różne rasy zwierząt.

Jednocześnie Karol Darwin doszedł do wniosku, że spośród wielu różnorodnych zjawisk żywej przyrody wyraźnie wyróżniają się trzy podstawowe czynniki ewolucji istot żywych, połączone krótką formułą: zmienność, dziedziczność, dobór naturalny.

Te podstawowe zasady opierają się na następujących wnioskach i obserwacjach świata żywego:

1. Zmienność. Jest charakterystyczny dla każdej grupy zwierząt i roślin; organizmy różnią się od siebie na wiele różnych sposobów. W naturze nie można znaleźć dwóch identycznych organizmów. Zmienność jest integralną właściwością organizmów żywych, objawia się stale i wszędzie.

Według Karola Darwina w przyrodzie występują dwa rodzaje zmienności – określona i nieokreślona.

1) Pewna zmienność(modyfikacja adaptacyjna) to zdolność wszystkich osobników tego samego gatunku w określonych warunkach środowiskowych do reagowania w ten sam sposób na te warunki (pożywienie, klimat itp.). Według współczesnych koncepcji modyfikacje adaptacyjne nie są dziedziczone i dlatego w większości nie mogą dostarczyć materiału do ewolucji organicznej.

2) Niepewna zmienność(mutacje) powodują istotne zmiany w organizmie w różnych kierunkach. Zmienność ta, w przeciwieństwie do pewnej, ma charakter dziedziczny, przy czym niewielkie odchylenia w pierwszym pokoleniu nasilają się w kolejnych. Niepewna zmienność wiąże się również ze zmianami środowiska, ale nie bezpośrednio, jak w przypadku modyfikacji adaptacyjnych, ale pośrednio. Dlatego według Karola Darwina decydującą rolę w ewolucji odgrywają niepewne zmiany.

2. Stała liczebność gatunku. Liczba urodzonych organizmów każdego gatunku jest większa niż liczba, które mogą znaleźć pożywienie i przeżyć; jednakże liczebność każdego gatunku pozostaje stosunkowo stała w warunkach naturalnych.

3. Relacje konkurencyjne osoby. Ponieważ rodzi się więcej osobników, niż jest w stanie przeżyć, toczy się ciągła walka o byt w przyrodzie, rywalizacja o pożywienie i siedlisko.

4. Przystosowalność, zdolność przystosowawcza organizmów. Zmiany ułatwiające organizmowi przeżycie w określonym środowisku dają jego właścicielom przewagę nad innymi organizmami, które są słabiej przystosowane do warunków zewnętrznych i w efekcie giną. Idea „przetrwania najsilniejszego” ma kluczowe znaczenie w teorii doboru naturalnego. 5. Reprodukcja „udanych” cech nabytych u potomstwa. Osobniki, które przeżyły, rodzą potomstwo, a zatem „udane” pozytywne zmiany, które pozwoliły im przetrwać, przekazywane są kolejnym pokoleniom.

Istotą procesu ewolucyjnego jest ciągłe dostosowywanie się organizmów żywych do różnych warunków środowiska naturalnego i powstawanie coraz bardziej złożonych organizmów. Dlatego ewolucja biologiczna kieruje się od prostych form biologicznych do form bardziej złożonych.

Zatem dobór naturalny, będący wynikiem walki o byt, jest głównym czynnikiem ewolucji, kierującym i determinującym zmiany ewolucyjne. Zmiany te stają się zauważalne po przejściu wielu pokoleń. To w doborze naturalnym odzwierciedla się jedna z podstawowych cech istot żywych - dialektyka interakcji między systemem organicznym a środowiskiem.

Niewątpliwe zalety teorii ewolucji Karola Darwina miały także pewne wady. Dlatego nie potrafiła wyjaśnić przyczyn pojawienia się w niektórych organizmach pewnych struktur, które wydają się bezużyteczne; wielu gatunkom brakowało form przejściowych między współczesnymi zwierzętami a skamieniałościami; koncepcje dotyczące dziedziczności również były słabym punktem. Następnie odkryto niedociągnięcia dotyczące głównych przyczyn i czynników ewolucji organicznej. Już w XX wieku. stało się jasne, że teoria Karola Darwina wymaga dalszego udoskonalenia i udoskonalenia, biorąc pod uwagę najnowsze osiągnięcia nauk biologicznych. Stało się to warunkiem wstępnym stworzenia syntetycznej teorii ewolucji (STE).

Syntetyczna teoria ewolucji

Osiągnięcia genetyki w odkrywaniu kodu genetycznego, sukcesy biologii molekularnej, embriologii, morfologii ewolucyjnej, genetyki popularnej, ekologii i niektórych innych nauk wskazują na potrzebę połączenia współczesnej genetyki z teorią ewolucji Karola Darwina. Stowarzyszenie to powstało w drugiej połowie XX wieku. nowy paradygmat biologiczny - syntetyczna teoria ewolucji. Ponieważ opiera się na teorii Karola Darwina, nazywa się ją neodarwinowską. Teorię tę uważa się za biologię nieklasyczną. Syntetyczna teoria ewolucji umożliwiła przezwyciężenie sprzeczności między teorią ewolucji a genetyką. STE nie ma jeszcze fizycznego modelu ewolucji, ale stanowi wieloaspektowe, złożone nauczanie leżące u podstaw współczesnej biologii ewolucyjnej. Ta synteza genetyki i nauczania ewolucyjnego była jakościowym skokiem zarówno w rozwoju samej genetyki, jak i współczesnej teorii ewolucji. Skok ten oznaczał utworzenie nowego centrum systemu wiedzy biologicznej i przejście biologii na nowoczesny, nieklasyczny poziom jej rozwoju. STE nazywana jest często ogólną teorią ewolucji, która stanowi połączenie ewolucyjnych idei Karola Darwina, głównie doboru naturalnego, ze współczesnymi wynikami badań z zakresu dziedziczności i zmienności.

Podstawowe idee STE zostały sformułowane przez rosyjskiego genetyka S. Czetwerikowa już w 1926 roku w jego pracach na temat genetyki popularnej. Idee te popierali i rozwijali amerykańscy genetycy R. Fisher, S. Wright, angielski biolog i genetyk D. Haldane oraz współczesny rosyjski genetyk N. Dubinin (1906–1998).

Głównym warunkiem syntezy genetyki z teorią ewolucji były biometryczne i fizyczne i matematyczne podejścia do analizy ewolucji, teoria chromosomów dziedziczność, badania empiryczne zmienności populacji naturalnych itp.

Podstawą STE jest pogląd, że elementarnym składnikiem ewolucji nie jest gatunek (według Darwina) czy jednostka (według Lamarcka), ale populacja. To właśnie jest holistyczny system wzajemnych powiązań między organizmami, posiadający wszystkie dane do samorozwoju. Selekcji podlegają nie poszczególne cechy czy osobniki, ale cała populacja, jej genotyp. Selekcja ta odbywa się jednak poprzez zmiany cech fenotypowych poszczególnych osobników, co prowadzi do pojawienia się nowych cech wraz ze zmianą pokoleń biologicznych.

Podstawową jednostką dziedziczności jest gen. Jest to odcinek cząsteczki DNA (lub chromosomu), który determinuje rozwój pewnych cech organizmu. Radziecki genetyk N.V. Timofeev-Resovsky (1900–1981) sformułował stanowisko w sprawie zjawisk i czynników ewolucji. Jest następująco:

Głównym czynnikiem determinującym syntetyczną teorię ewolucji jest dobór naturalny, który kieruje procesem ewolucyjnym. Czysto biologiczne znaczenie jednostki jako organizmu, który dał potomstwo, ocenia się na podstawie jej wkładu w pulę genową populacji. Przedmiotem selekcji w populacji są fenotypy poszczególnych osobników. Fenotyp pojedynczego organizmu jest określany i kształtowany na podstawie informacji o genotypie realizowanych w zmieniających się warunkach środowiskowych. W rezultacie z pokolenia na pokolenie selekcja według fenotypów prowadzi do selekcji genotypów.

Ewolucja jest pojedynczym procesem. W STE istnieją dwa poziomy ewolucji: mikroewolucja, zachodzących na poziomie populacji gatunkowej w stosunkowo krótkim czasie na ograniczonych obszarach oraz makroewolucja, zachodzi na poziomie podgatunku, gdzie pojawiają się ogólne wzorce i kierunki historycznego rozwoju istot żywych.

Mikroewolucja to zespół procesów ewolucyjnych zachodzących w populacjach gatunku, prowadzących do zmian w pulach genowych tych populacji i do powstania nowych gatunków. Zachodzi na zasadzie zmienności mutacyjnej pod ścisłą kontrolą doboru naturalnego. Jedynym źródłem pojawienia się jakościowo nowych cech są mutacje. Selekcja jest twórczym czynnikiem selekcyjnym, który kieruje elementarnymi zmianami ewolucyjnymi na drodze adaptacji organizmów do zmieniających się warunków środowiskowych. Na charakter procesów mikroewolucji wpływają zmiany liczebności populacji (fale życia), wymiana Informacja genetyczna między nimi, a także izolacja. Mikroewolucja prowadzi albo do zmiany całej puli genów gatunku jako całości (ewolucja filogenetyczna), albo do ich oddzielenia od pierwotnego gatunku rodzicielskiego w postaci nowych form (specjacja).

Makroewolucja- są to przemiany ewolucyjne prowadzące do zmian w więcej wysoki poziom taksony niż gatunki (rodziny, rzędy, klasy). Nie posiada ona charakterystycznych dla siebie mechanizmów i odbywa się poprzez procesy mikroewolucji. Stopniowo narastające procesy mikroewolucyjne uzyskują swój zewnętrzny wyraz w zjawiskach makroewolucji. Makroewolucja to uogólniony obraz zmian ewolucyjnych obserwowany z szerokiej perspektywy historycznej. Dlatego dopiero na poziomie makroewolucji pojawiają się ogólne tendencje, wzorce i kierunki ewolucji przyrody żywej, których nie można zaobserwować na poziomie mikroewolucji.

Współczesne koncepcje STE wskazują, że zmiany ewolucyjne mają charakter przypadkowy i nieukierunkowany, gdyż materiałem wyjściowym są dla nich przypadkowe mutacje. Ewolucja przebiega stopniowo i rozbieżnie poprzez wybór małych przypadkowych mutacji. W tym przypadku nowe formy życia powstają w wyniku poważnych zmian dziedzicznych, których prawo do życia określa dobór naturalny. Powolny i stopniowy proces ewolucyjny może mieć także charakter gwałtowny, związany ze zmianami warunków środowiskowych w wyniku procesów bifurkacji w rozwoju naszej planety.

Syntetyczna teoria ewolucji nie jest jakimś kanonem, zamrożonym systemem stanowisk teoretycznych. W jej możliwym zakresie kształtują się nowe kierunki badań, pojawiają się i będą pojawiać się fundamentalne odkrycia, przyczyniające się do dalszego poznania procesów ewolucyjnych istot żywych.

Według współczesnych idei ważne zadanie praktyczne STE to opracowanie optymalnych sposobów zarządzania procesem ewolucyjnym w warunkach stale rosnącej presji antropogenicznej na środowisko środowisko naturalne. Teorię tę wykorzystuje się do rozwiązywania problemów relacji człowieka z przyrodą, przyrodą i społeczeństwem ludzkim.

Jednak syntetyczna teoria ewolucji wiąże się z pewnymi kontrowersyjnymi kwestiami i trudnościami, które dają podstawę do niedarwinowskich koncepcji ewolucji. Należą do nich na przykład teoria nomogenezy, koncepcja punktualności i kilka innych.

Teorię nomogenezy zaproponował w 1922 roku rosyjski biolog L. Berg. Opiera się na założeniu, że ewolucja jest już zaprogramowanym procesem realizacji pewnych wewnętrznych wzorców właściwych istotom żywym. Żywy organizm jest nieodłącznie związany z pewną wewnętrzną siłą natury, która zawsze, niezależnie od warunków zewnętrznych, działa celowo w kierunku komplikowania żywych struktur. Na poparcie tego L. Berg wskazał na pewne dane dotyczące zbieżnej i równoległej ewolucji niektórych grup roślin i zwierząt.

Jedną z niedawno wyłonionych niedarwinowskich koncepcji jest punktualność. Zwolennicy tego kierunku uważają, że proces ewolucji przebiega spazmatycznie - poprzez rzadkie i szybkie skoki, które stanowią zaledwie 1% czasu ewolucji. Pozostałe 99% czasu swojego istnienia gatunek pozostaje w stanie stabilnym. W skrajnych przypadkach skok do nowego gatunku może nastąpić w małych populacjach liczących zaledwie dziesięć osobników w ciągu jednego lub więcej pokoleń. Koncepcja ta opiera się na podstawach genetycznych ustanowionych przez genetykę molekularną i współczesną biochemię. Punktualizm odrzuca genetyczno-populacyjny model specjacji, koncepcję Karola Darwina dotyczącą odmian i podgatunków jako gatunków wschodzących. Punktualizm skupia się na genetyka molekularna jednostka jako nosiciel cech gatunku. Idea rozłamu makro- i mikroewolucji oraz niezależność czynników przez nie kontrolowanych nadaje tej koncepcji pewną wartość.

Jest prawdopodobne, że w przyszłości może wyłonić się jednolita teoria życia, łącząca syntetyczną teorię ewolucji z niedarwinowskimi koncepcjami rozwoju przyrody żywej.

Ewolucyjny obraz świata. Globalny ewolucjonizm

Idea rozwoju świata jest najważniejszą ideą światowej cywilizacji. W swoich dalekich od doskonałych formach zaczął przenikać do nauk przyrodniczych już w XVIII wieku. Ale już w XIX w. można śmiało nazwać stuleciem idei ewolucyjnych. W tym czasie koncepcje rozwoju zaczęły przenikać do geologii, biologii, socjologii i nauki humanitarne. W pierwszej połowie XX wieku. nauka uznała ewolucję przyrody, społeczeństwa i człowieka, ale nadal nie było ogólnej filozoficznej zasady rozwoju.

I dopiero pod koniec XX wieku nauki przyrodnicze zyskały teoretyczne i metodologiczne podstawy do stworzenia jednolitego modelu uniwersalna ewolucja, identyfikując uniwersalne prawa kierunku i sił napędowych ewolucji przyrody. Podstawą taką jest teoria samoorganizacji materii, reprezentująca synergetykę. (Jak wspomniano powyżej, synergetyka jest nauką o organizacji materii.) Koncepcja uniwersalnego ewolucjonizmu, która osiągnęła poziom globalny, powiązała w jedną całość pochodzenie Wszechświata (kosmogenezę), powstanie Układ Słoneczny i planeta Ziemia (geogeneza), powstanie życia (biogeneza), człowiek i społeczeństwo ludzkie (antroposociogeneza). Ten model rozwoju przyrody nazywany jest także globalnym ewolucjonizmem, ponieważ właśnie ten model obejmuje wszystkie istniejące i możliwe do wyobrażenia sobie przejawy materii w jednym procesie samoorganizacji natury.

Globalny ewolucjonizm należy rozumieć jako koncepcję rozwoju Wszechświata jako naturalnej całości rozwijającej się w czasie. Jednocześnie cała historia Wszechświata, począwszy od Wielkiego Wybuchu, a skończywszy na pojawieniu się ludzkości, jest uważana za jeden proces, w którym ewolucja kosmiczna, chemiczna, biologiczna i społeczna jest sukcesywnie i genetycznie ściśle ze sobą powiązana . Chemia kosmiczna, geologiczna i biologiczna w jednym procesie ewolucji układów molekularnych odzwierciedla ich podstawowe przejścia i nieuchronność przemiany w żywą materię. W konsekwencji najważniejszą prawidłowością globalnego ewolucjonizmu jest kierunek rozwoju świata jako całości (wszechświata) w kierunku zwiększania jego organizacji strukturalnej.

Idea doboru naturalnego odgrywa ważną rolę w koncepcji uniwersalnego ewolucjonizmu. Tutaj zawsze powstaje coś nowego w wyniku doboru najskuteczniejszych formacji. Nieefektywne nowe wzrosty są odrzucane przez proces historyczny. Jakościowo nowy poziom organizacji materii zostaje „utwierdzony” przez historię dopiero wtedy, gdy okazuje się, że jest w stanie wchłonąć wcześniejsze doświadczenia historycznego rozwoju materii. Ten wzór jest szczególnie wyraźny w przypadku biologicznej formy ruchu, ale jest charakterystyczny dla całej ewolucji materii w ogóle.

Zasada globalnego ewolucjonizmu opiera się na zrozumieniu wewnętrznej logiki rozwoju kosmicznego porządku rzeczy, logiki rozwoju Wszechświata jako jednej całości. Dla takiego zrozumienia odgrywa ważną rolę zasada antropiczna. Jego istotą jest to, że rozważanie i znajomość praw Wszechświata i jego struktury jest przeprowadzane przez rozsądną osobę. Natura jest tym, czym jest, tylko dlatego, że jest w niej człowiek. Innymi słowy, prawa budowy Wszechświata muszą być takie, aby pewnego dnia z pewnością urodził się obserwator; gdyby były inne, po prostu nie byłoby nikogo, kto mógłby poznać Wszechświat. Zasada antropiczna wskazuje na wewnętrzną jedność praw historycznej ewolucji Wszechświata oraz przesłanki powstania i ewolucji materii żywej aż do antroposociogenezy.

Paradygmat uniwersalnego ewolucjonizmu jest dalszym rozwinięciem i kontynuacją różnych ideologicznych obrazów świata. W rezultacie sama idea globalnego ewolucjonizmu ma charakter światopoglądowy. Jego głównym celem jest ustalenie kierunku procesów samoorganizacji i rozwoju procesów w skali Wszechświata. W naszych czasach idea globalnego ewolucjonizmu odgrywa podwójną rolę. Z jednej strony przedstawia świat jako całość, pozwala pojąć ogólne prawa bytu w ich jedności; z drugiej strony prowadzi nowoczesne nauki przyrodnicze zidentyfikować pewne wzorce ewolucji materii na wszystkich poziomach strukturalnych jej organizacji i na wszystkich etapach jej samorozwoju.