Еволюцията е теорията за еволюцията на органичния свят. Еволюция на органичния свят (от камбрий до днес, произход на живота, растеж), дарвинизъм

Еволюция (от латински evolutio - разгръщане), в широк смисъл - синоним на развитие; процеси на промяна (предимно необратими), протичащи в живата и неживата природа, както и в социалните системи. Еволюцията може да доведе до усложняване, диференциация, повишаване на нивото на организация на системата (прогрес) или, обратно, до намаляване на това ниво (регресия). В тесен смисъл понятието еволюция включва само постепенни количествени промени, противопоставяйки го на развитието като качествена промяна, тоест революция. В реалните процеси на развитие революцията и еволюцията (в тесен смисъл) са еднакво необходими компоненти и образуват противоречиво единство.

Еволюцията в широкия смисъл на думата се отнася до постепенната промяна на сложни системи във времето. Те говорят за еволюцията на звездите и галактиките, пейзажите и биоценозите, езиците и социалните системи.

Биологичната еволюция е наследствена промяна в свойствата и характеристиките на живите организми в продължение на няколко поколения. В хода на биологичната еволюция се постига и постоянно се поддържа съгласие между свойствата на живите организми и условията на средата, в която живеят. Тъй като условията непрекъснато се променят, включително в резултат на жизнената дейност на самите организми, и оцеляват и се възпроизвеждат само тези индивиди, които са най-добре приспособени към живота в променени условия на околната среда, свойствата и признаците на живите същества непрекъснато се променят. Условията на живот на Земята са безкрайно разнообразни, така че приспособяването на организмите към живот в тези различни условия е довело в хода на еволюцията до фантастично разнообразие от форми на живот.

Движещи сили на еволюцията, тяхната връзка.

1. Учението на Ч. Дарвин за движещите сили на еволюцията. Движещи сили на еволюцията: наследствена изменчивост, борба за съществуване, естествен подбор.

2. Наследствена изменчивост. Причината за наследствените промени е промяна в гените и хромозомите, рекомбинация (комбинация) на родителски черти в потомството. Полезни, вредни и неутрални наследствени промени. Случаен, ненасочен характер на наследствените промени. Ролята на наследствените вариации в еволюцията: доставката на материал за действието на естествения подбор.

4. Форми на борба за съществуване:

Борба с неблагоприятните условия на неживата природа (абиотични фактори). Влияние върху всеки организъм на неблагоприятни условия: излишък или липса на влага, светлина, висока или ниска температура на въздуха. Пример: смърт или потискане на индивиди от светлолюбиво растение при условия на слаба светлина;

Вътрешновидова борба за съществуване - взаимоотношения между индивиди от един и същи вид. Най-голямата интензивност на вътрешноспецифичната борба се дължи на сходството на нуждите при индивидите от един и същи вид (нуждата от подобна храна, осветление, почва и др.).

5. Естествен подбор - процесът на оцеляване на индивиди с наследствени изменения, които са полезни в дадени условия на околната среда и тяхното последващо размножаване. Селекцията е следствие от борбата за съществуване, основният фактор на еволюцията, запазвайки индивиди предимно с наследствени промени, които са полезни при определени условия на околната среда. Факторът за избор са условията на околната среда: висока или ниска температура на въздуха; излишък или липса на влага, светлина, храна.

6. Механизмът на действие на естествения подбор:

Появата на наследствени промени в индивидите (полезни, вредни, неутрални);

Запазване в резултат на борба за съществуване, естествен подбор, предимно индивиди с наследствени промени, които са полезни в дадени условия на околната среда;

Възпроизвеждане на индивиди с полезни промени, увеличаване на техния брой;

Преференциално оцеляване на индивиди с промени, съответстващи на средата сред потомството, тяхното размножаване и предаване на полезни промени на част от потомството;

Разпределение на наследствените промени, полезни при дадени условия на околната среда.

7. Връзката на движещите сили на еволюцията. Разнородност на индивидите от един вид, дължаща се на наследствена изменчивост, осигуряваща материал за действието на борбата за съществуване и за естествен подбор. Изостряне на взаимоотношенията между индивидите в резултат на борбата за съществуване. Запазване на индивиди предимно с благоприятни наследствени изменения чрез естествен подбор като следствие от борбата за съществуване.

Важно е да се отбележи, че Чарлз Дарвин полага основите на научната теория за еволюцията. Като доминираща еволюционна доктрина дарвинизмът съществува от 1859 до 1900 г., т.е. преди преоткриването на законите на Г. Мендел. До края на 20-те години на настоящия век генетичните данни се противопоставят на еволюционната теория, наследствената променливост (мутационна, комбинативна) се счита за основен фактор в еволюцията, на естествения подбор се отрежда второстепенна роля. Така още в началния период на своето формиране генетиката се използва за създаване на нови концепции за еволюцията. Сам по себе си този факт е значим: той свидетелства за тясната връзка на генетиката с еволюционната теория, но времето за тяхното обединяване тепърва предстоеше. Различни видове критика на дарвинизма бяха широко разпространени до появата на STE.

Изключителна роля в развитието на еволюционната теория изигра популационната генетика, която изучава микроеволюционните процеси в естествените популации. Тя е основана от изключителни местни учени S.S. Четвериков и Н.В. Тимофеев-Ресовски.

Обединяването на дарвинизма и генетиката, което започна през 20-те години на миналия век, допринесе за разширяването и задълбочаването на синтеза на дарвинизма с други науки. 30-те и 40-те години на ХХ век се считат за период на формиране на синтетичната теория за еволюцията.

В западните страни обновеният дарвинизъм, или синтетичната теория на еволюцията, получи широко признание сред учените още през 40-те години, въпреки че винаги е имало и има някои големи изследователи, които заемат антидарвинистки позиции.

Основните разпоредби на STE са извлечени като следствие от закона на Харди-Вайнберг. Известно е, че разбирането на същността и значението на закона създава трудности за учениците, въпреки че неговият математически апарат е прост и достъпен за всеки, който е запознат с гимназиалната алгебра. Важно е да се съсредоточи вниманието на учениците не само върху определянето на закона за честотата на гените и генотиповете в популацията не се променят в редица поколения - нейните условия са безкрайно голяма популация, случайно свободно кръстосване на индивиди, липса на мутация процес, естествен подбор и други фактори - математическия модел AA p2 + Aa 2 p + aaq2 = 1, но и върху практическото приложение на закона.

Съвременната наука разполага с много факти, доказващи съществуването на еволюционния процес. Това са данни от биохимията, генетиката, ембриологията, анатомията, таксономията, биогеографията, палеонтологията и много други дисциплини. Основните доказателства до момента са:

таксономични данни, отразяващи хода на еволюционните трансформации;

ембриологични доказателства, получени при изследване на развитието на хордови ембриони, потвърждаващи валидността на закона за зародишното сходство на К. Баер. Освен това беше показано, че в хода на индивидуалното си развитие организмът преминава през етапи, които отразяват филогенезата на даден вид. Въз основа на тези данни е формулиран биогенетичният закон (Ф. Мюлер, Е. Хекел);

клетъчна структура;

сравнителни анатомични данни;

данни, получени по време на селекционната работа;

доказателства за съществуването на естествен подбор в природата (меланизация на насекомите);

универсалност на генетичния код;

единството на организацията на генетичния материал и внедряването на генетична информация;

универсалността на енергийния акумулатор в живата клетка - АТФ;

генетични доказателства. Филогенетично близки видове имат прилики в структурата на гените;

сходство в структурата на протеините на организми, принадлежащи към близки таксономични групи;

експериментални доказателства. Моделиране на еволюционни процеси върху живи организми (модели).

Съвременните представи за факторите на еволюцията са резултат от развитието на дарвинизма, генетиката и екологията. Чарлз Дарвин в своя класически труд "Произходът на видовете" решава проблема за основните движещи сили (фактори) на еволюционния процес. Той откроява следните фактори: наследственост, изменчивост и естествен подбор. В допълнение, Чарлз Дарвин посочи важната роля на ограничаването на свободното кръстосване на индивиди поради тяхната изолация един от друг, възникнала в процеса на еволюционна дивергенция на видовете.

В съвременния възглед факторите на еволюционния процес са наследствената изменчивост, естественият отбор, генетичният дрейф, изолацията, миграцията на индивидите и др. Всички организми образуват естествени групи със сходни анатомични особености на индивидите, включени в тях. Големите групи последователно се разделят на по-малки, чиито представители имат все повече общи черти. Отдавна е известно, че организми с подобна анатомична структура са сходни в ембрионалното си развитие. Въпреки това, понякога дори значително различни видове, като костенурки и птици, са почти неразличими в ранните етапи на индивидуалното развитие. Ембриологията и анатомията на организмите са толкова тясно свързани помежду си, че таксономите (специалисти в областта на класификацията) използват еднакво данните от двете науки при разработването на схеми за разпределение на видовете в разреди и семейства. Подобна корелация не е изненадваща, тъй като анатомичната структура е крайният резултат от ембрионалното развитие.

Посоката на еволюцията на всяка систематична група се определя от връзката между особеностите на средата, в която протича еволюцията на даден таксон, и неговата генетична организация, развила се в хода на предишната му еволюция.

Разминаване. Най-често в хода на еволюцията наблюдаваме дивергенция или разминаване на признаците при видовете, произлизащи от общ прародител. Дивергенцията започва на ниво популация.Тя се дължи на разликите в условията на околната среда, в които живеят дъщерните видове и към които дъщерните видове се адаптират по различен начин под влияние на естествения отбор. Генетичният дрейф също играе определена роля в дивергенцията. Дивергенцията води до увеличаване на броя на видовете и продължава на ниво надвидови таксони. Дивергентната еволюция е причината за удивителното разнообразие от живи същества.

Ярък пример за дивергенция е промяната в крайниците на бозайниците в процеса на адаптирането им към различни условия на околната среда.

Конвергенция (сближаване на признаците) се наблюдава, когато несвързани таксони се адаптират към едни и същи условия. За конвергенция се говори в случаите, когато се установи външно сходство в структурата и функционирането на орган, който има напълно различен произход в сравняваните групи живи организми. Например, крилото на водното конче и прилепа имат общи черти в структурата и функцията, но се образуват по време на ембрионалното развитие от напълно различни клетъчни елементи и се контролират от различни групи гени. Такива тела се наричат подобни. Те са външно сходни, но различни по произход, нямат филогенетична общност. Сходството в структурата на очите между бозайници и главоноги е друг пример за конвергенция. Те са възникнали независимо в хода на еволюцията и са формирани в онтогенезата от различни рудименти.

Общи и частни тела. Въпросите за възможните пътища на еволюционния процес са разработени от А. Н. Северцов. Един от основните такива пътища, според Северцов, е ароморфозата (арогенезата) или появата в хода на еволюцията на адаптации, които значително повишават нивото на организация на живите организми и отварят напълно нови еволюционни възможности за тях. Такива адаптации са например появата на фотосинтеза, сексуално размножаване, многоклетъчност, белодробно дишане при предците на земноводните, амниотични мембрани при предците на влечугите, топлокръвност при предците на птици и бозайници и др. Ароморфозите са естествени резултат от еволюционните процеси. Те отварят възможности за видовете да изследват нови, досега недостъпни местообитания.

Ароморфозите не възникват мигновено, когато се появят, те практически не се различават от обикновените адаптации. Само с еволюционното им "полиране" чрез естествен подбор, съгласуване с множество признаци на организма и широко разпространение в много видове, те се превръщат в ароморфози. Например, появата на белодробно дишане при древните обитатели на сладка вода не промени фундаментално техния начин на живот, ниво на организация и т.н. Въпреки това, в резултат на тази адаптация, стана възможно да се развие земя - огромно местообитание. Тази възможност беше активно използвана в последващата еволюция, появиха се много хиляди видове земноводни, влечуги, птици и бозайници, запълвайки различни ниши на местообитанията. Следователно, придобиването на бели дробове от гръбначни животни е основна ароморфоза, която доведе до повишаване на нивото на организация на много видове.

Има и по-малки ароморфози. В еволюцията на бозайниците имаше няколко от тях: появата на палто, живо раждане, хранене на малки с мляко, придобиване на постоянна телесна температура, прогресивно развитие на мозъка и др. Високото ниво на организация на бозайниците , постигнато благодарение на изброените ароморфози, им позволи да усвоят нови местообитания.

В допълнение към такава голяма трансформация като ароморфозата, в хода на еволюцията на отделните групи възникват голям брой малки адаптации към определени условия на околната среда. А. Н. Северцов нарича такива адаптации идиоадаптация.

Идиоадаптацията е адаптирането на организмите към околната среда без фундаментално преструктуриране на биологичната организация. Пример за идиоадаптация е разнообразието от форми при насекомоядни бозайници, различни видове от които, имащи общо първоначално ниво на организация, успяха да придобият свойства, които им позволиха да заемат различни местообитания в природата.

Пътищата на еволюцията на органичния свят или се комбинират помежду си, или се заменят, а ароморфозите се срещат много по-рядко от идиоадаптацията. Но именно ароморфозите определят новите етапи в развитието на органичния свят. Възникнали чрез ароморфоза, нови, по-високоорганизирани групи организми заемат различно местообитание. Освен това еволюцията следва пътя на идиоадаптация, а понякога и дегенерация, която осигурява на организмите развитие на ново местообитание за тях.

2. ПРОМЕНИ В ОСНОВНИТЕ ОТРАСЛИ

С началото на прехода към постиндустриално общество делът на индустрията в световния БВП и заетостта на икономически активното население намалява. промишлеността все още остава най-важният отрасъл на материалното производство. Големи инвестиции са насочени към промишленото производство, големи разходи за научноизследователска и развойна дейност са свързани с него. Промишлените стоки запазват безусловно първенство в световната търговия. Индустрията продължава да оказва голямо влияние не само върху икономиката, но и върху други аспекти на обществения живот. А териториалната структура на промишлеността в най-голяма степен определя териториалната структура на цялата световна икономика, като формира нейната рамка. Поради това понякога не без причина продължават да се наричат двигател на икономическото развитие.

Настъпват големи промени в отрасловата структура на световната индустрия. На ниво мезоструктура те се изразяват преди всичко в промяна на съотношението между добивната и преработващата промишленост. През цялата втора половина на ХХ век. наблюдава се устойчива тенденция към намаляване на дела на добивните индустрии в общото промишлено производство; сега е около 1/10. Но промените се отразиха и на вътрешните пропорции в минната и производствената промишленост.

Добивната промишленост е цял комплекс от индустрии и подсектори, който включва не само минната, но и дърводобивната промишленост. Включва също съоръжения за морски риболов, водоснабдяване, лов и риболов. Приблизително 3/4 от общата продукция на тази индустрия се пада на нейния основен подотрасъл - минната промишленост. От своя страна в структурата на минната промишленост 3/5 от продуктите (по стойност) се осигуряват от нефтената и газовата промишленост, а останалите, приблизително равни дялове, от добива на въглища и руди.

Преработващата промишленост е структурно много по-сложен комплекс, включващ повече от 300 различни отрасли и подотрасли, които обикновено се разделят на четири блока: 1) производство на строителни материали и химически продукти; 2) машиностроене и металообработване; 3) лека промишленост; 4) хранително-вкусовата промишленост. В структурата на преработващата промишленост също се разграничават тежката и леката промишленост: ако през 60-те години съотношението между тях е 60:40, то в средата на 90-те вече е 70:30. Първото място в структурата на световната производствена промишленост заема машиностроенето (40% от всички продукти), второто място е заето от химическата промишленост (повече от 15%). Следват хранително-вкусовата промишленост (14%), леката промишленост (9%), металургията (7%) и други отрасли. Съотношението между тях се променя донякъде с времето, но като цяло остава относително стабилно. От друга страна, промените, настъпващи в структурата на всяка от тези индустрии, обикновено са по-забележими. На първо място, това се отнася за машиностроенето, като най-разнообразен отрасъл на индустриалното производство.

Най-бързо развиващият се клон на световното инженерство беше и остава електронната и електрическата индустрия, чийто дял във всички производствени продукти вече е нараснал до 1/10. Общото машиностроене като цяло се характеризира с умерен растеж, като промени настъпват и в структурата му: намалява производството на селскостопански, текстилни машини и оборудване, а се увеличава производството на пътни транспортни машини и особено на роботи, офис оборудване и др. Делът на транспортното машиностроене в структурата на преработващата промишленост като цяло остава относително стабилен, но това крие и вътрешни различия: делът на корабостроенето и подвижния състав намалява, но делът на автомобилната индустрия като цяло се запазва .

Наред с промените в отрасловата структура на световната индустрия се наблюдават промени в нейните териториални пропорции. Обикновено тези промени се разглеждат на различни йерархични нива, вариращи от сравнението на Севера и Юга до отделните страни.

Упражнение

Реликтовото лъчение, открито през 70-те години, тоест микровълновото фоново лъчение, започва да се счита за експериментално потвърждение на модела: ...?

Всички видове са възникнали в процеса еволюцияи продължават да се развиват. Но има организми популациикоито са толкова добре адаптирани към околната среда, че техните видови характеристики са останали практически непроменени в продължение на десетки и стотици милиони години. Те включват първите автотрофи - синьо-зелени водорасли, потомци на първите хрущялни риби - акули, връстници на динозаврите - крокодили. Повече от четиристотин милиона години в Африка, Южна Америка и Австралия, почти непроменени, живи риби, които могат да дишат не само с хриле, но и чрез плавателен мехур, който се различава малко от истинските бели дробове. Те са идеално адаптирани към сушата, която на тези места продължава от 6 до 9 месеца в годината. Когато водоемите пресъхнат, тези риби (протоптери) спят зимен сън - заспиват с вдигнат нос в своеобразни дупки, изкопани в тинестото дъно, докато дъждовният сезон не ги събуди. Въпреки това, в лабораторен експеримент, опитна риба е спала повече от 3 години без вода и храна ... Съвременната теория на еволюцията обяснява мистериите на появата на такива невероятни природни феномени.

Темата на урока е „Съвременни представи за еволюцията на органичния свят“.

Основата на тези идеи е "Еволюционната теория на Чарлз Дарвин". Дарвин обаче предлага своята теория преди 150 години и оттогава са направени много важни открития в популационната екология, генетиката и молекулярната биология. Най-важните от тях са: преоткриването на законите на Г. Мендел в началото на 20 век, въвеждането на концепцията за гена на В. Йохансен, формулирането на хромозомната теория за наследството от Т. Морган, мутационната теория на G. Fries, популационните идеи на S. S. Chetverikov и много други () ( виж фиг. 1, 2).

Ориз. един

Ориз. 2

Първите открития на генетиката, а това е генетичната природа на наследствеността и мутационната теория, предизвикаха криза в еволюционната теория. Учените от онова време не можаха правилно да съчетаят тези открития и разпоредбите на теорията на еволюцията. Голям пробив в областта на еволюционните идеи е работата на английския биолог Дж. Хъксли () - "Еволюцията - модерен синтез". Това послужи като тласък за формулирането на синтетична теория за еволюцията. В момента синтетичната теория на еволюцията съдържа следните разпоредби:

1. Материал за еволюционния процес са мутациите, както и техните комбинации по време на половия процес.

2. Основната движеща сила на еволюцията е естественият подбор, който протича на фона на борбата за оцеляване.

Излишният брой индивиди вече не е движещата сила зад еволюцията, както предполагаше Дарвин по-рано.

3. Най-малката единица на еволюцията е популацията.

Един индивид не е способен да се възпроизвежда и да предава своите характеристики на потомството, следователно индивидът не може да се разглежда като единица на еволюцията.

4. Еволюцията е различна по природа, т.е. като правило един вид поражда няколко други вида наведнъж.

5. Еволюцията е постепенна и продължителна.

Видообразуването е непрекъсната поредица от промени в различни характери. Невъзможно е да се разграничат началото и краят на видообразуването.

6. Видът е съвкупност от популации.

Между популациите е възможен генен поток в резултат на кръстосване. Когато по някаква причина потокът от гени е прекъснат, говорим за изолация. Изолацията води до натрупване на различия между популациите и в крайна сметка до видообразуване.

7. Макроеволюцията следва същия път като микроеволюцията.

Няма специфични пътища на макроеволюция, които не биха били характерни за микроеволюцията.

8. Всички таксони са с монофилетичен произход.

Това означава, че всички видове от един таксон имат общ прародител.

9. Еволюцията има ненасочен ход, тоест движението й не се подчинява на никаква логика.

Всъщност напълно идентични популации, които са претърпели изолация, ще се развиват, като правило, в напълно независими посоки.

Тези разпоредби на съвременната еволюционна теория позволяват да се обясни разнообразието от видове на Земята. Все още обаче има много експериментални данни, които противоречат на тези тези. Но да се надяваме, че по-нататъшните открития ще могат да преодолеят тези противоречия.

Експерименти на първите еволюционисти

Съвременната синтетична еволюционна теория се основава на стотици сложни генетични и молекулярно-биологични експерименти. В същото време практически по никакъв начин не противоречи на основната еволюционна теория на Дарвин. Напълно неразбираемо е как един учен може да създаде тази теория преди 150 години, без дори да разчита на такива понятия като ген или хромозома. Гениалността на Дарвин се крие в това, че той създава своята теория, базирана само на палеонтологичния метод и метода за наблюдение на дивата природа.

Предотвратяване на краха на дарвинизма

Трудът на Хъксли - "Еволюцията - съвременният синтез" на практика спасява дарвинизма от крах (виж фиг. 3). Факт е, че в средата на века много учени бяха готови да се откажат от дарвинизма само въз основа на факта, че някои експерименти му противоречат. Хъксли обаче успя да докаже, че тези експерименти не само не противоречат на дарвинизма, но и го потвърждават.

Ориз. 3

Експеримент, потвърждаващ микроеволюцията

Еволюцията е практически недостъпна за експеримент. Смяната на поколенията при живите същества продължава месеци, години или дори десетилетия, така че е просто невъзможно да се проследи еволюционният път на един вид. Голям успех в областта на експериментите с еволюцията беше наблюдението на микроорганизми. Факт е, че ново поколение E. coli се формира вече за 10 - 20 минути, така че огромен брой поколения могат да се натрупат в рамките на няколко дни, седмици или месеци (виж фиг. 4). В този мащаб мутациите ще се проявят в достатъчна степен, за да може да се оцени ролята им в естествения подбор. Тези експерименти брилянтно потвърждават еволюционната теория на Дарвин.

Ориз. четири

Библиография

Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Агафонова И.Б., Сонин Н.И. Биология. Общи модели. - М.: Дропла, 2009.
Пасечник В.В., Каменски А.А., Криксунов Е.А. Биология. Въведение в общата биология и екология. Учебник за 9 клетки. 3-то изд., стереотип. - М.: Дропла, 2002.
Пономарева И.Н., Корнилова О.А., Чернова Н.М. Основи на общата биология. 9 клас: Учебник за ученици в 9 клас. образователни институции / Изд. проф. И.Н. Пономарева. - 2-ро изд., преработено. - М .: Вентана-Граф, 2005.

Домашна работа

Какви открития са свързани с кризата на дарвинизма в началото на 20 век?
Защо класическата генетика противоречи на дарвинизма?
Убедени ли сте от еволюционистките доказателства?
Какви конкретни теории бяха обединени от синтетичната теория на еволюцията на Дж. Хъксли?

Еволюцията трябва да се разбира като процес на дългосрочни, постепенни, бавни промени, водещи до фундаментални качествено нови промени (формиране на други структури, форми, организми и техни видове).

Появата на примитивната клетка означава край на предбиологичната еволюция на живите и началото на биологичната еволюция на живота.

Първите едноклетъчни организми, възникнали на планетата, са примитивни бактерии, които нямат ядро, т.е. прокариоти. Те са били едноклетъчни безядрени организми. Те бяха анаероби, тъй като живееха в безкислородна среда, и хетеротрофи, тъй като се хранеха с готови органични съединения на "органичния бульон", т.е. вещества, синтезирани в хода на химическата еволюция. Енергийният метаболизъм при повечето прокариоти се извършва според вида на ферментацията. Но постепенно "органичният бульон" в резултат на активната консумация затихна. Тъй като беше изчерпана, някои организми започнаха да развиват начини да образуват макромолекули биохимично, вътре в самите клетки с помощта на ензими. При такива условия клетките, които успяха да получат по-голямата част от необходимата енергия директно от слънчевата радиация, се оказаха конкурентни. По този път протича процесът на образуване на хлорофил и фотосинтеза.

Преходът на живите същества към фотосинтеза и автотрофен тип хранене беше повратна точка в еволюцията на живите същества. Атмосферата на Земята започнала да се „изпълва“ с кислород, който бил отрова за анаеробите. Поради това много едноклетъчни анаероби умряха, други намериха убежище в аноксична среда - блата и хранене. Те отделят не кислород, а метан. Други пък са се адаптирали към кислорода. Техният централен обменен механизъм беше кислородното дишане, което позволи да се увеличи производството на полезна енергия с 10-15 пъти в сравнение с анаеробния тип метаболизъм-ферментация. Преходът към фотосинтеза беше дълъг и приключи преди около 1,8 милиарда години. С навлизането на фотосинтезата в органичната материя на Земята се натрупва все повече и повече енергия на слънчевата светлина, което ускорява биологичния цикъл на веществата и еволюцията на живите същества като цяло.

Еукариоти, тоест едноклетъчни организми с ядро, образувани в кислородна среда. Това вече са били по-съвършени организми с фотосинтетична способност. Тяхната ДНК вече е била концентрирана в хромозоми, докато в прокариотните клетки наследствената субстанция е била разпределена в клетката. Еукариотните хромозоми бяха концентрирани в клетъчното ядро, а самата клетка вече се възпроизвеждаше без значителни промени. Така еукариотната дъщерна клетка е почти точно копие на майчината клетка и има същия шанс за оцеляване като майчината клетка.

Последвалата еволюция на еукариотите е свързана с разделянето на растителни и животински клетки. Такова разделение е настъпило през протерозоя, когато Земята е била обитавана от едноклетъчни организми.

От началото на еволюцията еукариотите се развиват дуално, тоест имат паралелни групи с автотрофно и хетеротрофно хранене, което осигурява целостта и значителната автономност на живия свят.

Растителните клетки са се развили в посока на намаляване на способността за движение поради развитието на твърда целулозна обвивка, но в посока на използване на фотосинтеза.

Животинските клетки са еволюирали, за да увеличат способността за движение, както и да подобрят начина, по който усвояват и отделят преработената храна.

Следващият етап от развитието на живите същества е сексуалното размножаване. Възникнал е преди около 900 милиона години.

Следващата стъпка в еволюцията на живите същества се извършва преди около 700-800 милиона години, когато се появяват многоклетъчни организми с диференцирано тяло, тъкани и органи, които изпълняват определени функции. Това са гъби, коелентерати, членестоноги и др., принадлежащи към многоклетъчни животни.

Впоследствие много видове животни вече са съществували в моретата на камбрия. В бъдеще те се специализираха и усъвършенстваха. Сред морските животни от онова време са ракообразни, гъби, корали, мекотели, трилобити и др.

В края на ордовикския период започват да се появяват големи хищници, както и гръбначни животни.

По-нататъшната еволюция на гръбначните животни върви в посока на челюстните риби. През девона започват да се появяват белодробнодишащи риби - земноводни, а след това и насекоми. Нервната система се развива постепенно в резултат на усъвършенстване на формите на отражение.

Особено важен етап в еволюцията на живите форми беше появата на растителни и животински организми от водата на сушата и по-нататъшното увеличаване на броя на видовете земни растения и животни. В бъдеще именно от тях произхождат високо организирани форми на живот. Появата на растенията на сушата започва в края на силура, а активното завладяване на земята от гръбначните животни започва през карбона.

Преходът към живот във въздуха изискваше много промени от живите организми и включваше развитието на подходящи адаптации. Той драстично увеличи скоростта на еволюция на живота на Земята. Човекът е станал върхът на еволюцията на живите.

Еволюционната теория на Ч. Дарвин.

Идеята за дълга и постепенна промяна във всички видове животни и растения е изразена от учени много преди Чарлз Дарвин. В този дух по различно време са говорили Аристотел, шведският натуралист К. Линей, френският биолог Я. Ламарк, съвременникът на Чарлз Дарвин, английският натуралист А. Уолъс и други учени.

Несъмнената заслуга на Чарлз Дарвин не е самата идея за еволюцията, а фактът, че именно той пръв откри принципа на естествения подбор в природата и обобщи отделните еволюционни идеи в една последователна теория на еволюцията. При формирането на своята теория Ч. Дарвин разчита на голямо количество фактически материали, на експерименти и практика на селекционна работа за разработване на нови сортове растения и различни породи животни.

В същото време Чарлз Дарвин стига до извода, че от множеството разнообразни явления на живата природа ясно се разграничават три основни фактора в еволюцията на живите същества, обединени от кратка формула: изменчивост, наследственост, естествен подбор.

Тези фундаментални принципи се основават на следните заключения и наблюдения върху живия свят - това са:

Променливост.Характерно е за всяка група животни и растения, организмите се различават един от друг по много различни начини. В природата е невъзможно да се намерят два еднакви организма. Променливостта е присъщо свойство на живите организми, тя се проявява постоянно и навсякъде.

Според Чарлз Дарвин в природата има два вида изменчивост – определена и неопределена.

1) Определена променливост (адаптивна модификация) е способността на всички индивиди от един и същи вид да реагират по един и същи начин на тези условия (храна, климат и т.н.) при определени специфични условия на околната среда. Според съвременните концепции адаптивните модификации не се наследяват и следователно в по-голямата си част не могат да осигурят материал за органична еволюция.

2) Неопределената променливост (мутации) причинява значителни промени в тялото по различни начини. Тази променливост, за разлика от определена, е наследствена по природа, докато незначителните отклонения в първото поколение се увеличават в следващите. Несигурната променливост също е свързана с промени в околната среда, но не директно, както при адаптивните модификации, а косвено. Следователно, според Ч. Дарвин, несигурните промени играят решаваща роля в еволюцията.

Постоянната популация на вида.Броят на организмите от всеки вид, които се раждат, е по-голям от броя, който може да намери храна и да оцелее; въпреки това, изобилието на всеки вид при естествени условия остава относително постоянно.
Конкурентни отношения на индивидите.Тъй като се раждат повече индивиди, отколкото могат да оцелеят, в природата има постоянна борба за съществуване, конкуренция за храна и местообитание.
Адаптивност, приспособимост на организмите.Промените, които улесняват оцеляването на даден организъм в определена среда, дават на своите собственици предимство пред други организми, които са по-малко адаптирани към външни условия и в резултат на това умират. Идеята за „оцеляване на най-силния“ е централна в теорията за естествения подбор.
Възпроизвеждане на "успешни" придобити характеристики в потомството.Оцелелите индивиди произвеждат потомство и по този начин "успешните", положителни промени, които направиха възможно оцеляването, се предават на следващите поколения.

Същността на еволюционния процес е непрекъснатото приспособяване на живите организми към различни условия на околната среда и появата на все по-сложни организми. Следователно биологичната еволюция е насочена от прости биологични форми към по-сложни форми.

Така естественият подбор, който е резултат от борбата за съществуване, е основният фактор в еволюцията, който насочва и определя еволюционните промени. Тези промени стават забележими, преминавайки през смяната на много поколения. Именно в естествения подбор се отразява една от основните характеристики на живите - диалектиката на взаимодействието между органичната система и околната среда.

Несъмнените предимства на еволюционната теория на Чарлз Дарвин имаха някои недостатъци. И така, тя не можеше да обясни причините за появата в някои организми на определени структури, които изглеждат безполезни; много видове нямаха преходни форми между съвременните животни и вкаменелостите; слабо място бяха и идеите за наследствеността. Впоследствие бяха открити недостатъци по отношение на основните причини и фактори на органичната еволюция. Още през 20 век става ясно, че теорията на Чарлз Дарвин се нуждае от по-нататъшно усъвършенстване и усъвършенстване, като се вземат предвид най-новите постижения на биологичната наука. Това стана предпоставка за създаването на синтетична теория на еволюцията (STE).

Синтетична теория на еволюцията.

Постиженията на генетиката в разкриването на генетичния код, успехите на молекулярната биология, ембриологията, еволюционната морфология, популярната генетика, екологията и някои други науки показват необходимостта от съчетаване на съвременната генетика с теорията за еволюцията на Чарлз Дарвин. Подобно обединение породи през втората половина на 20 век нова биологична парадигма - синтетичната теория на еволюцията. Тъй като се основава на теорията на Чарлз Дарвин, се нарича неодарвинистка. Тази теория се счита за некласическа биология. Синтетичната теория на еволюцията направи възможно преодоляването на противоречията между еволюционната теория и генетиката. STE все още няма физически модел на еволюцията, но е многостранна сложна доктрина, която е в основата на съвременната еволюционна биология. Този синтез на генетика и еволюционна доктрина беше качествен скок както в развитието на самата генетика, така и в съвременната еволюционна теория. Този скок бележи създаването на нов център на системата от биологични знания и прехода на биологията към съвременното некласическо ниво на нейното развитие. STE често се нарича обща теория на еволюцията, която е комбинация от еволюционни идеи на Чарлз Дарвин, главно естествен подбор със съвременни резултати от изследвания в областта на наследствеността и изменчивостта.

Основните идеи на STE са заложени от руския генетик С. Четвериков още през 1926 г. в неговите трудове по популярна генетика. Тези идеи бяха подкрепени и развити от американските генетици Д. Халдейн и съвременния руски генетик Н. Дубинин.

Референтната точка на STE е идеята, че елементарният компонент на еволюцията не е вид или индивид, а популация. Тя е интегрална система за взаимовръзка на организмите, която има всички данни за саморазвитие. Селекцията се подлага не на отделни черти или индивиди, а на цялата популация, нейния генотип. Тази селекция обаче се осъществява чрез промяна на фенотипните черти на отделните индивиди, което води до появата на нови черти при смяна на биологичните поколения.

Основната единица на наследствеността е генът. Това е участък от молекулата на ДНК, който определя развитието на определени признаци на организма. Съветският генетик Н.В. Тимофеев-Ресовски формулира позиция относно явленията и факторите на еволюцията. Той е както следва:

Населението е елементарна структурна единица;

Процесът на мутация е доставчик на елементарен еволюционен материал;

Популационни вълни - колебания в популацията в една или друга посока от средния брой на нейните индивиди;

Изолацията фиксира различията в набора от генотипове и причинява разделянето на първоначалната популация на няколко независими;

Естествен подбор - селективно оцеляване с възможност за оставяне на потомство от отделни индивиди, достигнали репродуктивна възраст.

Ходът на развитие на органичния свят на земята се реконструира от изследователи по палеонтологични данни, както и по натрупаните морфологични и ембриологични материали. Според установените данни нашата планета е формирана преди по-малко от 7 милиарда години.

Периодът на съществуване на нашата планета е разделен на ери. Ерите се подразделят допълнително на периоди. На всеки етап от своето развитие в органичния живот на Земята са настъпили определени промени.

1. Предгеологична ера

През този период протича формирането на нашата планета. Образуването е започнало преди около 7 милиарда години и е продължило по-малко от 3 милиарда години. През периода на раждането и формирането на планетата животът на Земята отсъства.

2. Архейска ера

През този период животът се заражда на нашата планета във водния стълб на първите морета. До края на тази ера животът на Земята съществува под формата на доста примитивни форми: едноклетъчни бактерии и водорасли и само малък брой многоклетъчни.

Еволюцията на органичния свят на този етап е претърпяла относително незначителни промени. В тази епоха е имало разделение на клонове на развитие на животинския и растителния свят, които преди това са имали общ прародител - едноклетъчни флагелирани организми.

Разделението се случи на базата на хранене. Първичните животни остават хетеротрофни организми, докато водораслите в своето развитие придобиват способността да фотосинтезират и се превръщат в автотрофни организми.

3. Протерозойска ера

По отношение на продължителността си той се счита за един от най-дългите. В тази епоха се появяват нови видове водорасли, които постепенно стават отправна точка за всички групи растения.

Масовото размножаване на тези видове водорасли през тази епоха допринесе за натрупването на кислород на планетата, което изигра решаваща роля в еволюцията на животинския свят.

Еволюцията на органичния свят на планетата получи мощен тласък за неговото развитие. Животинският свят през тази епоха измина дълъг път в своето развитие. По пътя се появиха нови видове червеи и мекотели. В края на протерозойската ера се появяват най-простите членестоноги и нечерепни хордови. Основните форми на живот през този период са съществували само във водата.

4. Палеозойска ера

През тази епоха се случват важни събития в развитието на органичния свят. Основният от тях е появата на растения и животни на сушата. Бактериите, водораслите и нисшите форми на гъбите са първите на сушата.

С появата им на сушата започнаха почвообразуващите процеси на планетата. След като достигнаха своя зенит през карбонския период, земноводните бяха принудени да отстъпят на сушата на влечугите.

Най-интензивното развитие на влечугите се наблюдава в пермския период на палеозойската ера. Еволюцията на органичния свят през тази епоха

беше, че растенията са преминали от водорасли към голосеменни, а гръбначните животни от най-простите хордови до влечуги, които са и на сушата.

Развива се и един от клоновете на безгръбначните животни. В своето развитие той премина от най-простите морски членестоноги до летящи насекоми.

5. Мезозойска ера

По времеви период той е наполовина по-кратък от палеозоя. Развитието на органичния свят през тази епоха протича с по-бързи темпове.

Еволюцията на органичния свят не спря само до развитието на растенията. През триаса сред гръбначните животни се появяват първите бозайници, а през юрския период – първите птици.

6. Кайнозойска ера

Тази епоха в историческото развитие на планетата е по-щадяща. През тази епоха човекът се появява на Земята. С появата на човека настъпва промяна в характера и посоката на еволюцията на органичния свят на планетата.

В кайнозойската ера окончателната победа се състоя сред гръбначните бозайници, птиците и костните риби. В тази епоха развитието на най-висшите представители на растителния и животински свят протича в тясно взаимодействие.

През палеогена и неогена се оформят съвременните очертания на континентите, океаните и моретата на земята. Последният период от кайнозойската ера - антропогенът е кръстен на човек, който е най-висшата форма на развитие на живата материя и има най-голямо влияние върху еволюцията и развитието на органичния свят.

Началните етапи на биологичната еволюция

Първите едноклетъчни организми, възникнали на нашата планета, са примитивни бактерии, които нямат ядро, тоест прокариоти. Както вече споменахме, това бяха едноклетъчни безядрени организми. Те бяха анаероби, защото живееха в безкислородна среда, и хетеротрофи, защото се хранеха с готови органични съединения на „органичния бульон“, тоест вещества, синтезирани по време на химическата еволюция. Енергийният метаболизъм при повечето прокариоти се извършва според вида на ферментацията. Но постепенно "органичният бульон" в резултат на активната консумация затихна. Тъй като беше изчерпана, някои организми започнаха да развиват начини да образуват макромолекули биохимично, вътре в самите клетки с помощта на ензими. При такива условия клетките, които успяха да получат по-голямата част от необходимата енергия директно от слънчевата радиация, се оказаха конкурентни. По този път протича процесът на образуване на хлорофил и фотосинтеза.

Преходът на живите същества към фотосинтеза и автотрофен тип хранене беше повратна точка в еволюцията на живите същества. Атмосферата на Земята започнала да се „изпълва“ с кислород, който бил отрова за анаеробите. Следователно много едноклетъчни анаероби умряха, други се укриха в аноксична среда - блата и, като се хранеха, отделяха не кислород, а метан. Други пък са се адаптирали към кислорода. Техният централен обменен механизъм беше кислородното дишане, което направи възможно увеличаването на добива на полезна енергия с 10-15 пъти в сравнение с анаеробния тип метаболизъм - ферментация. Преходът към фотосинтеза е дълъг процес и е приключил преди около 1,8 милиарда години. С навлизането на фотосинтезата в органичната материя на Земята се натрупва все повече и повече енергия от слънчева светлина, което ускорява биологичния цикъл на веществата и еволюцията на живите същества като цяло.

Възпитание на растения и животни

Таблица 8.2

Появата и разпространението на организмите в историята на Земята (по Z. Brehm и I. Meinke, 1999)

От началото на еволюцията еукариотите са се развили дуално, т.е. те са имали паралелни групи с автотрофно и хетеротрофно хранене, което е осигурило целостта и значителната автономност на живия свят.

През целия протерозой и в началото на палеозоя растенията са обитавали предимно моретата и океаните. Това са зелени и кафяви, златни и червени водорасли.

В края на ордовикския период започват да се появяват големи хищници, както и гръбначни животни.

Животът във въздуха е „увеличил” телесното тегло на организмите, въздухът не съдържа хранителни вещества, въздухът предава светлина, звук, топлина по различен начин от водата, количеството на кислород в него е по-високо. Всичко това трябваше да се коригира. Първите гръбначни животни, които се адаптираха към условията на живот на сушата, бяха влечугите. Техните яйца бяха снабдени с храна и кислород за ембриона, покрити с твърда черупка и не се страхуваха от изсъхване.

Преди приблизително 67 милиона години птиците и бозайниците са получили предимство в естествения подбор. Благодарение на топлокръвността на бозайниците, те бързо заемат господстващо положение на Земята, което се свързва с условията на охлаждане на нашата планета. По това време именно топлокръвността се превърна в решаващ фактор за оцеляването. Осигурява постоянна висока телесна температура и стабилност на функционирането на вътрешните органи на бозайниците. Живораждането на бозайниците и храненето на малките с мляко е мощен фактор в тяхната еволюция, позволявайки им да се възпроизвеждат в различни условия на околната среда. Развитата нервна система допринесе за различни форми на адаптация и защита на организмите.

Имаше разделение на хищници и копитни животни на копитни и хищници, а първите насекомоядни бозайници поставиха основата за еволюцията на плацентните и торбестите организми.

Решаващият етап в еволюцията на живота на нашата планета беше появата на отряд примати. В кайнозоя, преди приблизително 67–27 милиона години, приматите се разделят на нисши и големи маймуни, които са най-древните предци на съвременния човек. Предпоставките за възникването на съвременния човек в процеса на еволюцията се формират постепенно. Отначало имаше стаден начин на живот. Той позволи да се формира основата на бъдещата социална комуникация. Освен това, ако при насекомите (пчели, мравки, термити) биосоциалността е довела до загуба на индивидуалност, то при древните предци на човека, напротив, тя е развила индивидуалните черти на индивида. Това беше мощна движеща сила зад развитието на отбора.

Еволюцията на живота направи следващата си стъпка под формата на появата на Хомо сапиенс (хомо сапиенс).Това е разумен човек, който има способността целенасочено да променя света около себе си, да създава изкуствени условия за своето местообитание и да трансформира външния вид на нашата планета.

Еволюционната теория на Ч. Дарвин

Под еволюция (от лат. еволюция- развитие, разгръщане) трябва да се разбира като процес на дългосрочни, постепенни, бавни промени, водещи до фундаментални качествено нови промени (формирането на други структури, форми, организми и техните видове).

Идеята за дълга и постепенна промяна във всички видове животни и растения е изразена от учени много преди Чарлз Дарвин. В този дух по различно време са говорили Аристотел, шведският натуралист К. Линей, френският биолог Ж. Ламарк, съвременникът на Чарлз Дарвин, английският натуралист А. Уолъс и други учени.

Несъмнената заслуга на Чарлз Дарвин не е самата идея за еволюцията, а фактът, че той пръв откри принципа на естествения подбор в природата и обобщи отделните еволюционни идеи в една последователна теория на еволюцията. При формирането на своята теория Чарлз Дарвин разчита на голямо количество фактически материали, на експерименти и практика на селекционна работа за разработване на нови сортове растения и различни породи животни.

Тези фундаментални принципи се основават на следните заключения и наблюдения върху живия свят - това са:

1. Променливост.Характерно е за всяка група животни и растения, организмите се различават един от друг по много различни начини. В природата е невъзможно да се намерят два еднакви организма. Променливостта е присъщо свойство на живите организми, тя се проявява постоянно и навсякъде.

Според Чарлз Дарвин в природата има два вида изменчивост – определена и неопределена.

1) Определена променливост(адаптивна модификация) е способността на всички индивиди от един и същи вид в някои специфични условия на околната среда да реагират по един и същ начин на тези условия (храна, климат и др.). Според съвременните концепции адаптивните модификации не се наследяват и следователно в по-голямата си част не могат да осигурят материал за органична еволюция.

2) Несигурна променливост(мутация) причинява значителни промени в тялото по различни начини. Тази променливост, за разлика от определена, е наследствена по природа, докато незначителните отклонения в първото поколение се увеличават в следващите. Несигурната променливост също е свързана с промени в околната среда, но не директно, както при адаптивните модификации, а косвено. Следователно, според Ч. Дарвин, несигурните промени играят решаваща роля в еволюцията.

2. Постоянната популация на вида.Броят на организмите от всеки вид, които се раждат, е по-голям от броя, който може да намери храна и да оцелее; въпреки това, изобилието на всеки вид при естествени условия остава относително постоянно.

3. Конкурентни отношения на индивидите.Тъй като се раждат повече индивиди, отколкото могат да оцелеят, в природата има постоянна борба за съществуване, конкуренция за храна и местообитание.

4. Адаптивност, приспособимост на организмите.Промените, които улесняват оцеляването на даден организъм в определена среда, дават на своите собственици предимство пред други организми, които са по-малко адаптирани към външни условия и в резултат на това умират. Идеята за „оцеляване на най-силния“ е централна в теорията за естествения подбор. 5. Възпроизвеждане на "успешни" придобити характеристики в потомството.Оцелелите индивиди произвеждат потомство и по този начин "успешните", положителни промени, които направиха възможно оцеляването, се предават на следващите поколения.

Несъмнените предимства на еволюционната теория на Чарлз Дарвин имаха и някои недостатъци. И така, тя не можеше да обясни причините за появата в някои организми на определени структури, които изглеждат безполезни; много видове нямаха преходни форми между съвременните животни и вкаменелостите; слабо място бяха и идеите за наследствеността. Впоследствие бяха открити недостатъци по отношение на основните причини и фактори на органичната еволюция. Още през ХХ век. стана ясно, че теорията на Ч. Дарвин се нуждае от по-нататъшно усъвършенстване и усъвършенстване, като се вземат предвид най-новите постижения на биологичната наука. Това стана предпоставка за създаването на синтетична теория на еволюцията (STE).

Синтетична теория на еволюцията

Постиженията на генетиката в разкриването на генетичния код, напредъкът в молекулярната биология, ембриологията, еволюционната морфология, популярната генетика, екологията и някои други науки насочват към необходимостта от съчетаване на съвременната генетика с теорията за еволюцията на Чарлз Дарвин. Подобна асоциация възниква през втората половина на 20 век. нова биологична парадигма – синтетичната теория на еволюцията. Тъй като се основава на теорията на Чарлз Дарвин, се нарича неодарвинистка. Тази теория се счита за некласическа биология. Синтетичната теория на еволюцията направи възможно преодоляването на противоречията между еволюционната теория и генетиката. STE все още няма физически модел на еволюцията, но е многостранна сложна доктрина, която е в основата на съвременната еволюционна биология. Този синтез на генетика и еволюционна доктрина беше качествен скок както в развитието на самата генетика, така и в съвременната еволюционна теория. Този скок бележи създаването на нов център на системата от биологични знания и прехода на биологията към съвременното некласическо ниво на нейното развитие. STE често се нарича обща теория на еволюцията, която е комбинация от еволюционни идеи на Чарлз Дарвин, главно естествен подбор, със съвременни резултати от изследвания в областта на наследствеността и изменчивостта.

Основните идеи на STE са заложени от руския генетик С. Четвериков още през 1926 г. в неговите трудове по популярна генетика. Тези идеи са подкрепени и развити от американските генетици Р. Фишер и С. Райт, английския биолог и генетик Д. Халдейн и съвременния руски генетик Н. Дубинин (1906–1998).

Основната предпоставка за синтеза на генетиката с теорията на еволюцията бяха биометричните и физико-математическите подходи към анализа на еволюцията, хромозомната теория на наследствеността, емпиричните изследвания на променливостта на естествените популации и др.

Отправна точка на STE е идеята, че елементарният компонент на еволюцията не е вид (според Дарвин) и не индивид (според Ламарк), а популация. Тя е интегрална система за взаимовръзка на организмите, която има всички данни за саморазвитие. Селекцията се подлага не на отделни черти или индивиди, а на цялата популация, нейния генотип. Тази селекция обаче се осъществява чрез промяна на фенотипните черти на отделните индивиди, което води до появата на нови черти при смяна на биологичните поколения.

Основната единица на наследствеността е генът. Това е част от ДНК молекула (или хромозома), която определя развитието на определени признаци на организма. Съветският генетик Н. В. Тимофеев-Ресовски (1900-1981) формулира позиция относно явленията и факторите на еволюцията. Той е както следва:

Основният определящ фактор в синтетичната теория на еволюцията е естественият подбор, който ръководи еволюционния процес. Чисто биологичното значение на индивида като организъм, който е дал потомство, се оценява от неговия принос в генофонда на популацията. Обект на подбор в популацията са фенотиповете на отделните индивиди. Фенотипът на индивидуалния организъм се определя и формира въз основа на осъзнатата информация на генотипа в променящите се условия на околната среда. В резултат на това от поколение на поколение селекцията за фенотипове води до селекция на генотипове.

Еволюцията е единичен процес. В STE се разграничават две нива на еволюция: микроеволюцияпреминаване на ниво популация-вид за относително кратко време в ограничени райони и макроеволюция,преминавайки на подвидово ниво, където се проявяват общи закономерности и тенденции в историческото развитие на живите.

микроеволюцияе съвкупност от еволюционни процеси, протичащи в популациите на даден вид, водещи до промени в генофондите на тези популации и до формирането на нови видове. Възниква на базата на мутационна изменчивост под строгия контрол на естествения подбор. Мутациите са единственият източник на качествено нови черти. Селекцията е творчески селективен фактор, който насочва елементарни еволюционни промени по пътя на адаптиране на организмите към променящите се условия на околната среда. Характерът на процесите на микроеволюцията се влияе от промените в броя на популациите (вълните на живота), обмена на генетична информация между тях, както и изолацията. Микроеволюцията води или до промяна в целия генофонд на вида като цяло (филогенетична еволюция), или до изолирането им от изходния родителски вид като вече нови форми (специализация).

макроеволюция- това са еволюционни трансформации, които водят до промяна на по-високо ниво на таксони от вида (семейства, разреди, класове). Тя няма характерните за нея механизми и се осъществява чрез процесите на микроеволюцията. Постепенно натрупвайки се, микроеволюционните процеси получават своя външен израз в явленията на макроеволюцията. Макроеволюцията е обобщена картина на еволюционна промяна, наблюдавана в широка историческа перспектива. Следователно само на нивото на макроеволюцията се проявяват общи тенденции, закономерности и посоки на еволюцията на живата природа, които не могат да се наблюдават на микроеволюционно ниво.

Съвременните концепции за STE показват, че еволюционните промени са случайни и ненасочени, тъй като произволните мутации са изходният материал за тях. Еволюцията протича постепенно и дивергентно чрез подбор на малки произволни мутации. В същото време чрез големи наследствени промени се формират нови форми на живот, чието право на живот се определя от естествения подбор. Бавният и постепенен еволюционен процес може да има и спазматичен характер, свързан с промени в условията на околната среда в резултат на бифуркационните процеси на развитието на нашата планета.

Синтетичната теория на еволюцията не е някакъв канон, замразена система от теоретични позиции. В неговия възможен обхват се формират нови области на изследване, появяват се и ще продължат да се появяват фундаментални открития, които допринасят за по-нататъшното познаване на еволюционните процеси на живите същества.

Съгласно съвременните концепции, важна практическа задача на STE е разработването на оптимални начини за контрол на еволюционния процес в условията на постоянно нарастващ антропогенен натиск върху природната среда. Тази теория се използва при решаването на проблемите на връзката между човека и природата, природата и човешкото общество.

Синтетичната теория на еволюцията обаче има някои противоречиви моменти и трудности, които пораждат недарвинистки концепции за еволюцията. Те включват, например, теорията за номогенезата, концепцията за пунктуализма и някои други.

Теорията за номогенезата е предложена през 1922 г. от руския биолог Л. Берг. Тя се основава на идеята, че еволюцията вече е програмиран процес на реализиране на вътрешни модели, присъщи на живите същества. В живия организъм е присъща определена вътрешна природна сила, която винаги, независимо от външните условия, действа целенасочено към усложняването на живите структури. В потвърждение на това Л. Берг посочи някои данни за конвергентната и паралелна еволюция на някои групи растения и животни.

Една скорошна недарвинистка концепция е пунктуализмът. Привържениците на тази посока смятат, че процесът на еволюция протича скокообразно - чрез редки и бързи скокове, които представляват само 1% от еволюционното време. През останалите 99% от времето на своето съществуване видът е в състояние на стабилност. В екстремни случаи преходът към нов вид може да се случи в малки популации от само десет индивида в едно или повече поколения. Тази концепция се основава на генетичната база, заложена от молекулярната генетика и съвременната биохимия. Пунктуализмът отхвърля генетично-популационния модел на видообразуване, идеята на Чарлз Дарвин за сортовете и подвидовете като нововъзникващи видове. Пунктуализмът е насочил вниманието си към молекулярната генетика на индивида като носител на свойствата на вида. Идеята за разединението между макро- и микроеволюцията и независимостта на контролираните от тях фактори придава на тази концепция определена стойност.

Вероятно в бъдеще може да се появи единна теория за живота, съчетаваща синтетичната теория за еволюцията с недарвинистки концепции за развитието на живата природа.

Еволюционна картина на света. Глобален еволюционизъм

Идеята за световно развитие е най-важната идея за световната цивилизация. В своите далеч не съвършени форми той започва да навлиза в естествената наука още през 18 век. Но още през деветнадесети век може спокойно да се нарече ерата на идеите за еволюция. По това време концепциите за развитие започват да навлизат в геологията, биологията, социологията и хуманитарните науки. През първата половина на ХХ век. науката признава еволюцията на природата, обществото, човека, но философският общ принцип на развитието все още отсъства.

И едва в края на 20-ти век естествената наука придобива теоретична и методологична основа за създаване на единен модел на универсална еволюция, идентифицирайки универсалните закони на посоката и движещите сили на еволюцията на природата. Такава основа е теорията за самоорганизацията на материята, която представлява синергетиката. (Както бе споменато по-горе, синергетиката е наука за организацията на материята.) Концепцията на универсалния еволюционизъм, достигнала до глобално ниво, свързва в едно цяло произхода на Вселената (космогенезата), възникването на слънчевата система и планетата Земя (геогенеза), появата на живот (биогенеза), човекът и човешкото общество (антропосоциогенеза). Такъв модел на развитие на природата се нарича още глобален еволюционизъм, тъй като именно този модел обхваща всички съществуващи и мислено представени прояви на материята в единен процес на самоорганизация на природата.

Глобалният еволюционизъм трябва да се разбира като концепцията за развитието на Вселената като естествено цяло, развиващо се във времето. В същото време цялата история на Вселената, започвайки от Големия взрив и завършвайки с появата на човечеството, се разглежда като единен процес, където космическият, химическият, биологичният и социалният тип еволюция са последователно и генетично тясно свързани помежду си . Космическата, геоложката и биологичната химия в единен процес на еволюция на молекулярните системи отразява техните фундаментални преходи и неизбежността на превръщането им в жива материя. Следователно най-важната закономерност на глобалния еволюционизъм е посоката на развитие на световното цяло (Вселената) към увеличаване на неговата структурна организация.

В концепцията на универсалния еволюционизъм идеята за естествения подбор играе важна роля. Тук новото винаги възниква в резултат на избора на най-ефективното оформяне. Неефективните неоплазми се отхвърлят от историческия процес. Качествено ново ниво на организация на материята се „утвърждава” от историята само когато тя се окаже способна да усвои предишния опит от историческото развитие на материята. Тази закономерност е особено изразена за биологичната форма на движение, но е характерна за цялата еволюция на материята като цяло.

Принципът на глобалния еволюционизъм се основава на разбирането на вътрешната логика на развитието на космическия ред на нещата, логиката на развитието на Вселената като цяло. За това разбиране важна роля играят антропичен принцип.Същността му е, че разглеждането и познаването на законите на Вселената и нейното устройство се извършва от разумен човек. Природата е такава, каквато е, само защото в нея има човек. С други думи, законите на строежа на Вселената трябва да са такива, че тя със сигурност ще даде началото на наблюдател някой ден; ако бяха различни, просто нямаше да има кой да познава Вселената. Антропният принцип показва вътрешното единство на моделите на историческата еволюция на Вселената и предпоставките за възникването и еволюцията на живата материя до антропосоциогенезата.

Парадигмата на универсалния еволюционизъм е по-нататъшно развитие и продължение на различни идеологически картини на света. В резултат на това самата идея за глобален еволюционизъм има идеологически характер. Нейната водеща цел е да установи посоката на процесите на самоорганизация и развитие на процеси в мащаба на Вселената. В наше време идеята за глобалния еволюционизъм играе двойна роля. От една страна, той представя света като цялост, позволява ви да разберете общите закони на битието в тяхното единство; от друга страна, съвременната естествена наука се фокусира върху идентифицирането на определени модели на еволюция на материята на всички структурни нива на нейната организация и на всички етапи на нейното саморазвитие.