Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...
Дальнейшее развитие теории эволюции

Дальнейшее развитие теории эволюции. Дарвинизм XX века

План

1. Приспособленность к среде обитания (адаптация)

2. Разнообразие живой природы

3. Главные направления эволюции

4. Необратимость и неограниченность процесса эволюции

В дальнейшем развитие эволюционной теории был связан с развитием генетики, экологии, с экспериментальным изучением борьбы за существование и естественного отбора, с развитием популяционной и молекулярной биологии.

Именно генетика оказалась той наукой, благодаря которой удалось расшифровать механизм действия открытых Дарвином и Уоллесом факторов эволюции. Главную роль в этом сыграл раздел генетики генетика популяций. Именно этот раздел дал возможность обосновать учение о микроэволюции. Это учение создано благодаря усилиям многих ученых (С. С. Четверикова, Ф. Д. Добржанского, М. В. Тимофеева-ресов-ского, Р. А. Фишера, С. Райта, Дж. Б. С. Холдейна, М. П. Дубинина, Д. Д. Ромашова, 1.1, мальгаузена, М.И. Вавилова, Дж. Хаксли и др. в двадцатом сороковых годы XX века).

Микроэволюция эволюционные процессы, протекающие внутри вида (на уровне отдельных или смежных популяций). В рамках учения о микроэволюции сформулировано представление об элементарной единицы эволюции, элементарный эволюционный материал и факторы эволюции.

Элементарная единица эволюции популяция. Популяция представляет собой совокупность особей одного вида, свободно скрещиваются между собой, населяя определенное пространство в течение эволюционно длительного времени (ареал) популяция формирует собственную экологическую нишу, имеет свою генетическую систему (генофонд) она частично изолирована от других таких же совокупностей.

Популяция является наименьшим над индивидуальным образованием, имеющий собственный эволюционный путь. В популяции происходит борьба за существование и естественный отбор. Особь не имеет собственного эволюционного пути, потому что она кратковременно содержит в себе лишь незначительную часть генофонду вида и не может изменяться в поколениях (в каждом следующем поколении будут уже другие особи). Популяция сохраняет в себе в течение длительного времени значительную часть генофонда вида и меняется в поколениях. При этом векторизована (направленная) изменение генофонда популяции представляет собой элементарное эволюционное явление. Это явление развивается только в том случае, когда начинает меняться элементарный эволюционный материал и начинают действовать факторы эволюции.

Элементарный материал эволюции. Благодаря успехам в области генетики значительно расширились представления об изменчивости как фактор эволюции. Последнее следует непосредственно из тех представлений о природе и формы изменчивости, понимание которых пришло в науку благодаря работам Г. Менделя, Г. де Фриза, Т. Г. Моргана, Н. В. Тимофеева-Ресовского, Н. И. Вавилова и др. Теперь мы знаем, что наследуются только те изменения, которые непосредственно влияют на структуру генетического материала репродуктивних1 клеток. Изменения, не связанные с нарушением генетического материала, а не наследуются. В зависимости от этого различают наследственную (генотипическое) и не наследственную (модификационную) изменчивость.

Генотипический изменчивость является основой разнообразия живых организмов и материалом для эволюции. В свою очередь она состоит из мутационной и комбинационной изменчивости.

Мутации это редкие, случайные стойкие изменения генотипа, затрагивающие весь геном, целые хромосомы, их части или отдельные гены. Мутационной изменчивости испытывают все морфологические признаки, включая такие биологически важные, как общая жизнеспособность, фертильность, способность к размножению. При этом эффект их чаще отрицательный, чем положительный. Однако условия среды изменяются, и то, что было вредным при одних условиях среды, может оказаться полезным при других условиях. В качестве примера, можно привести отбор бабочек-меланисты в условиях промышленного загрязнения атмосферного воздуха (см. Выше). Поскольку подобная ситуация далеко не всегда наблюдается в природе, одним из осложнений для объяснения механизма еволюцийних преобразований путем отбора мутантов оказалось все-таки представление об их вредный эффект. Многочисленные исследования поведения природных популяций различных видов рода Drosophila, подкрепленные проведением экспериментов на лабораторных популяциях этих видов, показали, что эволюция никогда не идет по пути простого накопления мутантов. Оказалось, что в природных популяциях действует механизм "обезвреживания" мутаций, который заключается в изменении их фенотипически выражения. В этом механизме, осуществляется под пристальным контролем естественного отбора, участвуют еще две формы изменчивости: комбинационная и модификационная.

В основе комбинационной изменчивости лежит половое размножение, которое отвечает за комбинирования генетического материала и обеспечивает каждый раз формирование нового уникального генотипа и фенотипа. Благодаря комбинационной изменчивости реализуется механизм "обезвреживания" фенотипически выражение мутаций путем перевода их в гетерозиготний1 состояние, в котором много мутаций повышают относительную жизнеспособность особей.

Таким образом, мутации и их комбинации выполняют роль дарвиновской индивидуальной (неопределенной) изменчивости и является элементарным материалом для естественного отбора.

Модификационная изменчивость не является наследственной, и поэтому не поставляет материал для отбора. Однако она участвует в действии механизма "обезвреживания" мутаций, так как естественный отбор сохраняет наиболее выгодные формы реагирования той или иной мутации на окружающую среду, формируя таким образом норму реакции (генетически детерминированы пределы модификационной изменчивости).

Факторы эволюции. В наше время представление о факторах эволюции значительно расширились. Среди них выделяют факторы, которые поставляют материал для отбора; факторы, которые способствуют разногласия в признакам (дивергенции) и формированию репродуктивной изоляции и факторы, которые направляют эволюцию.

мутационный процесс постоянно действующий элементарный фактор эволюции, который вызывает давление на популяцию. Способность к спонтанному возникновения мутаций под действием как внешних, таки внутренних факторов является фундаментальным свойством живой материи (см. выше конвариантна редупликация). Среди внешних источников спонтанного мутагенеза важнейшими являются:

· природный фон ионизирующего излучения, который создают радиоактивные вещества, поступающие в очень малых количествах в организм с пищей; а также космические лучи, достигающие земной поверхности;

· ультрафиолетовое излучение;

· вирусы, которые поражают все живые существа.

К внутренним источникам относятся случайные повреждения хромосом и генов в ходе нормальных метаболических процессов, происходящих в клетке. Многочисленные исследования показали, что спонтанные мутации представляют собой случайные ошибки в функционировании тех молекулярных механизмов, обеспечивающих процессы репликации, репарации и рекомбинации. Будучи неопределенным и случайным, мутационный процесс как фактор эволюции не определяет ее направленности, а только поставляет элементарный сырой материал для отбора.

Другим фактором, который дает материал для отбора является рекомбинационный процесс, лежащий в основе комбинационной изменчивости и представляет собой образование новых комбинаций генов в ходе мейоза в результате расхождения гомологичных хромосом и кроссинговера и при объединении гамет в момент оплодотворения. Случайный и нецеленаправленный характер всех этих событий определяет такой же характер самого рекомбинантного процесса.

Материал для отбора могут поставлять и другие факторы, но их действие сводится не к генотипных изменений особей (как это делают мутационный и рекомбинационный процессы), а к случайной и направленная изменения частот аллелей и генотипов в популяции. Среди этих факторов дрейф генов (генетико-автоматические процессы), популяционные волны (колебания численности особей в популяции) и миграционный процесс (поток генов). Последний может также поставлять новые аллели в популяцию.

Кроме перечисленных факторов эволюции, которые поставляют материал для отбора существует и такой фактор, который сам нуждается материала и направляющей действия приВоля выживать в широком спектре условий существования.

Позже эту проблему разрабатывали А.Н. Северцова, 1.1. Шмальгаузен, А. А. Парамонов и др.

Магистральный путь эволюции арогенез (от греч. airo поднимать, genesis происхождения), который отмечается развитием адаптации широкого масштаба. Его результатом является повышение уровня организации, расширение границ среды обитания и выход в новую адаптивную зону. Арогенна эволюция происходит благодаря ряду ароморфозы, представляющие собой приспособительные изменения, благодаря которым возрастает интенсивность жизнедеятельности. Это изменения универсального характера, именно они и приводят к повышению уровня организации. Например, класс млекопитающих сформировался путем арогеннои эволюции, которая проходила при участии ряда ароморфозы (волосяной покров, четырёхкамерное сердце и теплокровность, вскармливание малышей молоком и др.). Этот арогенез завершился выходом в новую адаптивную зону зону существования млекопитающих.

Другое направление эволюции аллогенез (от греч. allos другой, другой), что представляет собой Дивергентное эволюцию внутри адаптивной зоны. Путем аллогенез возникают чаще более мелкие систематизаций ни группы виды, роды, семейства и часто ряды. Это направление эволюции происходит путем аломорфозив (идиоадаптаций) отдельных приспособлений к конкретным условиям среды, при этом интенсивность жизнедеятельности не повышается.

Некоторые группы, развиваясь путем аллогенез, могут выйти на путь очень узкой специализации (телогенеза). Примером может быть австралийский сумчатый млекопитающее коала, узкая специализация которого проявляется в специализации источника питания (листья эвкалипта). Частным случаем телогеннои эволюции является катагенез (мор-фофизиологичний регресс, или общая дегенерация), который касается приспособительных изменений, при которых интенсивность жизнедеятельности снижается. Эти изменения приводят к упрощению организации. Они обычно сопровождаются исчезновением ряда органов, потерявшихи свое значение. Дегенерация часто связана с переходом к сидячему или паразитическому образу жизни. Примером могут быть паразитические черви, в которых редуцируются органы движения, пищеварения, нервная система.

Пути эволюции крупных систематических групп (типов, классов) очень сложны. В процессе филогенеза иногда происходила смена одного пути эволюции на другой. Новые, более высокоорганизованные группы возникали путем арогенеза и при этом часто переходили в новую среду (например, выход на сушу). Далее эволюция могла продолжаться путем аллогенез, иногда дегенерации или другими путями узкой специализации (рис. 3).

Необратимость и неограниченность процесса эволюции

Эволюция необратима, поскольку сформированная в процессе эволюции организация не может вернуться в прежнее состояние, что его уже было воплощено во многих поколениях предков. Даже если та или иная филогенетическая группа вернется вновь в прежнее среду обитания, то приспособление к этой среде у данной группы будут неизбежно другими. Так, одна из ветвей млекопитающих (китообразные) снова вернулась к жизни в водах Мирового океана, но она не смогла вернуться к прежней адаптации в этой среде, то есть млекопитающие не превратились в рыб. У китообразных приспособления к водной среде другое: они дышат не с помощью жабр (как рыбы), а легкими, усваивая кислород атмосферного воздуха. Как оказалось, статистически вероятным является повторное возникновение мутаций (обратные мутации), но невероятным статистически является повторное возникновение целых генных комплексов.

Поскольку эволюция представляет собой исторический процесс выработки адаптаций, то, пока существует жизнь на Земле, все группы организмов, живущих на ней, вынуждены приспосабливаться к различным условиям существования, в том числе и при изменении условий среды (если только эти изменения не имеют настолько сильной разрушительного действия, как антропогенный фактор). Отсюда следует, что процесс эволюции является неограниченным.

Список использованной литературы

1. Абачиеп С.К. Концепции современного естествознания (в 2-х частях). Балашиха. - 1988. - I ч.: 150 с, II ч.: 190 с.

2. Ампер А. Электродинамика. М.: ИЛ. — 1954. — 369 с.

3. Античная цивилизация. — М.: Наука. — 1973. — 269 с.

4. Аристотель. Соч. В 4-х тт. Т. 4. - М.: Мысль. - 1983. - 828 с.

5. Арцимович Л. А. Управляемые термоядерные реакции. М.: Гос. изд. физ.-мат. лит. - 1961.-468 с.

Загрузка...