Современная биология невозможна без теории эволюции. Идеи постепенного и непрерывного изменения всех видов растений и животных высказывались задолго до Ч. Дарвина многими учеными. В частности, Ж.-Б. Ламарк считал, что эволюция живых организмов происходит под направляющим влиянием условий окружающей среды, а все
приобретенные живыми организмами благоприятные признаки оказываются наследственными и поэтому определяют ход дальнейшей эволюции. В первой половине XIX века уже был собран огромный материал из различных областей естествознания (геологии, палеонтологии, биогеографии, эмбриологии, сравнительной анатомии, учения о клеточном строении организмов, селекции), свидетельствующий в пользу эволюции. Создать эволюционную теорию смог Ч. Дарвин. Принципы его теории сводятся к следующему.
• Изменчивость свойственна организмам любого уровня, является общебиологическим свойством. Причину изменчивости Дарвин видел во влиянии окружающей среды. Он различал определенную и неопределенную виды изменчивости. Определенная изменчивость проявляется однотипно у особей, подвергшихся какому-либо определенному воздействию (модификационная изменчивость, происходящая в пределах нормы реакции). Неопределенная изменчивость (с современной точки зрения — это мутация) проявляется лишь у отдельных особей и происходит в различных направлениях. Эволюция связана именно с неопределенной изменчивостью.
• Изменчивость невозможна без наследственности. Если изменчивость обеспечивает разнообразие организмов, то наследственность — передачу изменений потомкам.
• Выделение в эволюционном процессе борьбы за существование в природе. Дарвин обратил внимание, что в природе рождается намного больше особей, чем может выжить. Все виды организмов имеют тенденцию к размножению в геометрической прогрессии, но выживает и достигает зрелости лишь небольшая часть потомства, поскольку развертывается борьба за выживание. «Борьба за существование»— метафорическое выражение, характеризующее различные отношения между организмами, начиная от сотрудничества внутри вида против неблагоприятных условий окружающей среды и кончая конкуренцией между организмами в добывании пищи, лидерстве и т.д. (внутривидовая и межвидовая борьба).
• В природе существует особый механизм отбора, который приводит к избирательному уничтожению организмов, оказавшихся неприспособленными к существующим или изменившимся условиям окружающей среды. Отсюда, выживание наиболее сильных организмов и гибель наиболее слабых.
• Самым уязвимым местом теории Дарвина были представления о наследственности. «В результате скрещивания особей с полезными признаками с другими особями, которые ими не обладают, они передадут эти признаки потомству в ослабленном виде. В конце концов, в течение ряда поколений случайно возникшие полезные изменения должны постепенно ослабнуть, а затем и вовсе исчезнуть». Принцип естественного отбора был обоснован недостаточно убедительно, прежде всего - относительно передачи наследственных признаков.
Современная теория эволюции отличается от дарвиновской теории по ряду положений:
• выделена элементарная структура, с которой начинается эволюция — популяция (а не отдельная особь или вид, как было у Дарвина);
• устойчивое изменение генотипа популяции — элементарное явление эволюции;
• Дарвин выделял изменчивость, наследственность и борьбу за существование как факторы эволюции. Современная концепция добавляет к этим факторам и другие, которые оказывают действенное влияние на эволюционный процесс. Среди ведущих факторов эволюции в настоящее время выделяют мутационные процессы, популяционные волны численности и изоляцию.
Те затруднения, с которыми столкнулся Дарвин при объяснении наследственной передачи полезных признаков, были преодолены на основе законов наследственности,
открытых Г.Менделем. Было выяснено, что отдельные наследственные признаки родителей при скрещивании не сливаются, а передаются потомству в первоначальном виде.
Основную массу эволюционного материала составляют различные формы мутаций, т.е. изменений, обусловленных реорганизацией воспроизводящих структур, их генетического аппарата. Этим мутации резко отличаются от модификаций, не затрагивающих генотипа особи. Мутации возникают внезапно. По характеру изменений генетического аппарата различают мутации, обусловленные:
• изменением числа хромосом (геномные мутации);
• изменением структуры хромосом (хромосомные аберрации);
• изменением молекулярной структуры гена (генные, или толчковые мутации).
В своей совокупности мутации представляют то, что Дарвин называл индивидуальной или неопределенной изменчивостью. Однако случайные изменения, оказавшиеся полезными в определенных условиях окружающей среды, отбираются в естественной природе или искусственно человеком для дальнейшей эволюции.
Вторым фактором эволюции являются популяционные волны («волны жизни»). Они определяют количественные флуктуации, или отклонения, от среднего значения численности организмов в популяции, а также области ее расположения (ареала). Установлено, что ни одна популяция не существует непрерывно на одном уровне численности. Эти колебания С. Четвериков назвал «волнами жизни». Резко уменьшившаяся по численности популяция затем восстанавливается и достигает прежнего уровня за счет случайно выживших особей. Случайное повышение концентрации некоторых мутаций дает новый материал для отбора. Таким образом, популяционные волны, наряду с мутационным процессом являются поставщиками элементарного эволюционного материала.
Третий эволюционный фактор — изоляция. Благодаря изоляции, из одной исходной популяции или их групп могут сформироваться две или более генетически отличающиеся группы организмов, а в дальнейшем — новые подвиды и, наконец, виды. Изоляция сама по себе не создает новых форм. Для их создания необходимы генетическая неоднородность и отбор, но изоляция способствует дивергенции. Различают следующие формы изоляции: географическую, экологическую и генетическую.
И, наконец, главнейший эволюционный фактор — естественный отбор. Генетическая гетерогенность популяции, насыщенность мутациями обеспечивают их пластичность, лучшую приспособленность к изменяющимся условиям, что имеет большое значение для жизни вида. При изменении условий существования в популяции наличествует резерв наследственной изменчивости, из которой ряд признаков могут оказаться приспособительными и будут поддержаны отбором. При этом различают три формы естественного отбора:
движущий - когда при изменении условий среды начинает создаваться новая форма, а прежняя подвергается уничтожению;
стабилизирующий - направленный на закрепление той узкой нормы реакции, которая оказалась наиболее благоприятной при данных условиях существования;
деструктивный - приводящий к распаду прежней формы и отбору не одной, а двух или более различных норм реакции.
Комплекс представлений о микро- и макроэволюции, сложившийся к середине XX века, стали называть синтетической теорией эволюции. Эта теория представляет собой синтез основных эволюционных идей Дарвина с новыми результатами биологических исследований в области наследственности и изменчивости. Основу ее составляют:
• принятие за единицу эволюции популяцию;
• обозначение объектов микро- и макроэволюции; микроэволюция — «совокупность эволюционных изменений, происходящих в генофондах популяций за сравнительно небольшой период времени и приводящих к образованию новых видов. В отличие от этого макроэволюция связана с эволюционными преобразованиями за длительный исторический период времени, которые приводят к возникновению надвидовых форм организации живого»;
• эволюция не всегда идет от простого к сложному.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему