pokretačke snage evolucije. H

U procesu evolucije javlja se (rezultati evolucije):

Promjena, komplikacija organizama.
Pojava novih vrsta(povećanje broja [raznolikosti] vrsta).
Adaptacija organizama na uslove životne sredine (na uslove života), na primer:
- otpornost štetočina na pesticide,
- otpornost pustinjskih biljaka na sušu,
- adaptacija biljaka na oprašivanje insektima,
- upozoravajuća (svijetla) obojenost kod otrovnih životinja,
- mimikrija (imitacija neopasne životinje na opasnu),
- pokroviteljske boje i oblik (nevidljivost na pozadini).

Svako uklapanje je relativno., tj. prilagođava organizam samo jednim specifičnim uslovima. Kada se uslovi promene, fitnes može postati beskorisan ili čak štetan (tamni moljac na ekološki prihvatljivoj brezi).

Stanovništvo - jedinica evolucije

Populacija je skup jedinki iste vrste koje dugo vremena žive u određenom dijelu areala (elementarni strukturni jedinicu gledanja).

Unutar populacije slobodno ukrštanje, ukrštanje između populacija je ograničeno.

Populacije iste vrste se malo razlikuju jedna od druge, jer prirodna selekcija prilagođava svaku populaciju specifičnim uslovima njenog rasprostranjenja (populacija - jedinica evolucije).

Mikroevolucija i makroevolucija

mikroevolucija su promjene koje se dešavaju u populacijama pod utjecajem pokretačkih snaga evolucije. Na kraju dovodi do pojave nove vrste.

makroevolucija- ovo je proces formiranja velikih sistematskih jedinica, supraspecifičnih taksona - rodova, porodica i više.

Uspostaviti korespondenciju između osobina biološkog sistema i sistema za koji su ove karakteristike karakteristične: 1) populacije, 2) vrste. Napiši brojeve 1 i 2 ispravnim redoslijedom.
A) elementarna jedinica evolucije u skladu sa STE
B) predstavnici se možda nikada neće sastati zbog izolacije
C) verovatnoća ukrštanja između članova grupe je maksimalno verovatna
D) se raspada u manje, izolovane grupe
D) područje distribucije može obuhvatiti nekoliko kontinenata

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Pojava prilagodljivosti vrsta na okolinu je rezultat
1) pojava modifikacionih promena
2) interakcije faktora evolucije
3) usložnjavanje njihove organizacije
4) biološki napredak

Odgovori

Uspostavite korespondenciju između karakteristike evolucije i njene karakteristike: 1) faktor, 2) rezultat
A) prirodna selekcija
B) adaptacija organizama na okolinu
C) formiranje novih vrsta
D) kombinativna varijabilnost
E) očuvanje vrsta u stabilnim uslovima
E) borba za egzistenciju

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Rezultat makroevolucije biljaka je pojava novih
1) vrste
2) odeljenja
3) populacije
4) sorte

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Razmatra se elementarna evolucijska jedinica
1) pogled
2) genom
3) stanovništvo
4) genotip

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Makroevolucija se naziva istorijska promena
1) biocenoze
2) populacije
3) supraspecifične taksone
4) vrste

Odgovori

Uspostavite korespondenciju između karakteristika evolucionog procesa i nivoa evolucije na kojem se on odvija: 1) mikroevolucionarni, 2) makroevolucioni. Napiši brojeve 1 i 2 ispravnim redoslijedom.
A) formiraju se nove vrste
B) formiraju se superspecifične taksone
C) genofond populacije se mijenja
D) napredak se postiže idioadaptacijom
E) napredak se postiže aromorfozom ili degeneracijom

Odgovori

Pročitaj tekst. Izaberi tri istinite izjave. Zapišite brojeve pod kojima su označeni.(1) Evolucijski proces se sastoji od makroevolucije i mikroevolucije. (2) Mikroevolucija se odvija na nivou populacijske vrste. (3) Vodeći faktor evolucije je borba za postojanje. (4) Osnovna jedinica evolucije je klasa. (5) Glavni oblici prirodne selekcije su vožnja, stabilizacija, kidanje.

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Posljedice evolucije organizama ne mogu se razmatrati
1) prilagođavanje organizama na životnu sredinu
2) raznolikost organskog svijeta
3) nasledna varijabilnost
4) formiranje novih vrsta

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Rezultati evolucije su
1) varijabilnost organizama
2) nasljednost
3) prilagodljivost uslovima sredine
4) prirodna selekcija nasljednih promjena

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Slojeviti raspored korijenskog sistema drveća u šumi je adaptacija koja je nastala pod uticajem
1) metabolizam
2) kruženje supstanci
3) pokretačke snage evolucije
4) samoregulacija

Odgovori

Odaberite tri pozicije sintetičke teorije evolucije.
1) jedinica evolucije - populacija
2) jedinica evolucije - vrsta
3) faktori evolucije - mutaciona varijabilnost, genetski drift, populacijski talasi
4) faktori evolucije - nasledstvo, varijabilnost, borba za postojanje
5) oblici prirodne selekcije - vozačka i seksualna
6) oblici prirodne selekcije – pokretački, stabilizacijski, remetilački

Odgovori

Pročitaj tekst. Odaberite tri rečenice koje opisuju primjere mimikrije u prirodi. Zapišite brojeve pod kojima su označeni. (1) Ženke ptica koje se gnijezde na tlu se praktično stapaju sa opštom pozadinom područja. (2) Jaja i pilići su takođe nevidljivi kod ovih vrsta ptica. (3) Mnoge neotrovne zmije su vrlo slične otrovnim. (4) Određeni broj insekata koji ubode ili otrovne žlijezde razvijaju svijetle boje koje obeshrabruju bilo koga da ih proba. (5) Neatraktivne za ptice insektojede su pčele i njihovi imitatori - muhe lebdeći. (6) Kod nekih leptira šara na krilima podsjeća na oči grabežljivca.

Odgovori

Pročitaj tekst. Odaberite tri rečenice koje opisuju primjere zaštitne obojenosti u prirodi. Zapišite brojeve pod kojima su označeni. (1) Ženke ptica koje se gnijezde na tlu se praktično stapaju sa opštom pozadinom područja, a njihova jaja i pilići su također nevidljivi. (2) Sličnost sa okolinom takođe omogućava mnogim životinjama da izbegnu sukob sa grabežljivcima. (3) Određeni broj insekata koji ubode ili otrovne žlijezde razvijaju svijetle boje koje obeshrabruju bilo koga da ih proba. (4) U krajevima krajnjeg sjevera, bijela boja je vrlo česta među životinjama. (5) Kod nekih leptira šara na krilima podsjeća na oči grabežljivca. (6) Kod nekih životinja pjegava boja oponaša izmjenu svjetla i sjene u okolnoj prirodi i čini ih manje uočljivim u gustim šikarama.

Odgovori

Razmotrite crtež moljca i odredite (A) vrstu adaptacije, (B) oblik prirodne selekcije i (C) smjer evolucije koji je doveo do formiranja dva oblika leptira. Zapišite tri cifre (brojeve pojmova sa predložene liste) ispravnim redoslijedom.
1) idioadaptacija
2) mimikrija
3) konvergencija
4) vožnja
5) aromorfoza
6) maskiranje
7) stabilizacija

Odgovori

Razmotrite crtež prednjih udova različitih sisara i odredite (A) smjer evolucije, (B) mehanizam evolucijske transformacije, (C) oblik prirodne selekcije koji je doveo do formiranja takvih organa. Za svako slovo izaberite relevantni termin sa predložene liste.
1) aromorfoza
2) stabilizacija
3) opšta degeneracija
4) divergenciju
5) vožnja
6) idioadaptacija
7) morfofiziološka regresija
8) konvergencija

Odgovori

Pogledajte crtež morskog konjića i identificirajte (A) vrstu adaptacije, (B) oblik prirodne selekcije i (C) put evolucije koji je doveo do formiranja takve adaptacije kod ove životinje. Za svako slovo odaberite odgovarajući termin sa ponuđene liste.
1) kidanje
2) maskiranje
3) idioadaptacija
4) secirajuće bojenje
5) paralelizam
6) mimetizam
7) vožnja

Odgovori

Razmotrite crtež kolibrija i mravojeda i identificirajte (A) vrstu adaptacije, (B) oblik prirodne selekcije i (C) evolucijski put koji je doveo do formiranja takvih adaptacija. Za svako slovo odaberite odgovarajući termin sa ponuđene liste.
1) vožnja
2) ometajući
3) degeneracija
4) idioadaptacija
5) divergenciju
6) specijalizacija
7) polni dimorfizam

Odgovori

Odaberite dva tačna odgovora od pet i zapišite brojeve pod kojima su označeni. Koji se procesi dešavaju na nivou populacije?
1) ontogeneza
2) divergenciju
3) embriogeneza
4) aromorfoza
5) slobodan prelaz

Odgovori

Pročitaj tekst. Odaberite tri rečenice koje opisuju populaciju kao jedinicu evolucije. Zapišite brojeve pod kojima su označeni. (1) Vrsta je skup populacija. (2) Glavne karakteristike populacije su genetska raznolikost i promjena tokom vremena. (3) Populacije vrste razlikuju se po veličini, gustini, starosnoj i polnoj strukturi. (4) Svaka populacija zauzima dio raspona vrste. (5) U populaciji se odvija stalan proces mutacije, a korisna mutacija se širi. (6) Unutar populacije, geni se razmjenjuju između jedinki kao rezultat slobodnog ukrštanja.

Odgovori

Pročitaj tekst. Odaberite tri rečenice koje ispravno karakteriziraju populaciju kao jedinicu evolucije organskog svijeta. Zapišite brojeve pod kojima su označeni. (1) Populacija je skup jedinki koje se slobodno ukrštaju i koje dugo vremena nastanjuju zajedničko područje. (2) Glavne karakteristike populacije su brojnost, gustina, starost, pol, prostorna struktura, koja omogućava jedinkama da se slobodno ukrštaju i daju plodno potomstvo. (3) Stanovništvo je strukturna jedinica biosfere. (4) Stanovništvo je osnovna jedinica sistematike organskog svijeta. (5) Larve različitih insekata koji žive u slatkovodnom tijelu čine populaciju. (6) U populaciji dolazi do uginuća jednih i preživljavanja drugih jedinki, pa ona postoji dugo u vremenu.

Odgovori

Odaberite tri opcije. Koji od sljedećih primjera ilustriraju rezultate evolucije organskog svijeta?
1) zaštitna boja polarnog medvjeda, bijele jarebice, koji živi na sjeveru
2) borba za opstanak između borova i jela u šumi
3) ljudski uzgoj novih sorti biljaka i rasa životinja
4) upozoravajuće (preteće) bojenje bubamare
5) zaustavljanje protoka gena iz populacije u populaciju (izolacija)
6) sličnost oblika i boje tela nezaštićenih životinja sa zaštićenim

Odgovori

Analizirajte tabelu "Prilagođenost organizama". Za svako slovo odaberite odgovarajući termin sa ponuđene liste.
1) izmjena svijetlih mrlja, pruga, dijelova tijela
2) stapa se sa glavnom pozadinom okruženja
3) skriva predmet na pozadini pruga svjetlosti i sjene
4) mimikrija
5) u obliku čvora ili u obliku lista
6) bubamara, vatrena buba, otrovna žaba
7) stakleni leptir, letelica
8) štapni insekt, bogomoljka

Odgovori

Pogled, njegovi kriterijumi. Populacija je strukturna jedinica vrste i elementarna jedinica evolucije. Mikroevolucija. Formiranje novih vrsta. Metode specijacije. Očuvanje raznolikosti vrsta kao osnova za održivost biosfere

Pogled, njegovi kriterijumi

Osnivač moderne taksonomije, K. Linnaeus, smatrao je vrstu grupom organizama sličnih po morfološkim karakteristikama koji se slobodno križaju jedni s drugima. Kako se biologija razvijala, dobijali su se dokazi da su razlike među vrstama mnogo dublje i da utiču na hemijski sastav i koncentraciju supstanci u tkivima, smer i brzinu hemijskih reakcija, prirodu i intenzitet vitalnih procesa, broj i oblik hromozoma. , tj. vrsta je najmanja grupa organizama koja odražava njihov blizak odnos. Osim toga, vrste ne postoje zauvijek - one nastaju, razvijaju se, stvaraju nove vrste i nestaju.

Pogled- ovo je skup pojedinaca sličnih po strukturi i karakteristikama životnih procesa koji imaju zajedničkog porekla, slobodno se međusobno ukrštaju u prirodi i daju plodno potomstvo.

Sve jedinke iste vrste imaju isti kariotip i zauzimaju određeno geografsko područje u prirodi - području.

Znaci sličnosti jedinki iste vrste nazivaju se kriterijume tipa. Budući da nijedan od kriterija nije apsolutan, potrebno je koristiti skup kriterija za ispravno određivanje vrste.

Glavni kriterijumi vrste su morfološki, fiziološki, biohemijski, ekološki, geografski, etološki (bihejvioralni) i genetski.

Morfološki- skup spoljašnjih i unutrašnjih karakteristika organizama iste vrste. Iako neke vrste imaju jedinstvene karakteristike, često je vrlo teško razlikovati blisko srodne vrste koristeći samo morfološke karakteristike. Tako je nedavno otkriveno više vrsta blizanaca koje žive na istom teritoriju, na primjer, kućni miševi i miševi, pa je neprihvatljivo koristiti samo morfološki kriterij za određivanje vrste.
fiziološki- sličnost životnih procesa u organizmima, prvenstveno reprodukcije. Također nije univerzalan, jer se neke vrste križaju u prirodi i daju plodno potomstvo.
Biohemijski- sličnost hemijskog sastava i toka metaboličkih procesa. Unatoč činjenici da se ovi pokazatelji mogu značajno razlikovati kod različitih jedinki iste vrste, trenutno im se posvećuje velika pažnja, budući da karakteristike strukture i sastava biopolimera pomažu u identifikaciji vrsta čak i na molekularnoj razini i utvrđivanju stupnja njihove povezanosti. .
Ekološki- razlika između vrsta prema njihovoj pripadnosti određenim ekosistemima i ekološkim nišama koje zauzimaju. Međutim, mnoge nepovezane vrste zauzimaju slične ekološke niše, pa se ovaj kriterij može koristiti za razlikovanje vrste samo u kombinaciji s drugim karakterima.
Geografski- postojanje populacije svake vrste u određenom dijelu biosfere - području koje se razlikuje od područja svih ostalih vrsta. Zbog činjenice da se za mnoge vrste granice rasprostranjenja poklapaju, a postoji i niz kosmopolitskih vrsta čiji raspon pokriva ogromna područja, geografski kriterij također ne može poslužiti kao obilježje "vrste".
Genetski- postojanost znakova hromozomskog seta - kariotip - i nukleotidni sastav DNK kod jedinki iste vrste. Zbog činjenice da se nehomologni hromozomi ne mogu konjugirati tijekom mejoze, potomci ukrštanja jedinki različitih vrsta s nejednakim skupom kromosoma ili se uopće ne pojavljuju ili nisu plodni. To stvara reproduktivnu izolaciju vrste, održava njen integritet i osigurava realnost postojanja u prirodi. Ovo pravilo može biti povrijeđeno u slučaju ukrštanja vrsta sličnog porijekla sa istim kariotipom ili pojave različitih mutacija, međutim izuzetak samo potvrđuje opšte pravilo, a vrste treba smatrati stabilnim genetskim sistemima. Genetski kriterijum je glavni u sistemu kriterijuma vrste, ali nije i iscrpan.

Uz svu složenost sistema kriterijuma, vrsta se ne može predstaviti kao grupa apsolutno identičnih organizama u svakom pogledu, odnosno klonova. Naprotiv, mnoge vrste karakterizira značajna raznolikost čak i vanjskih obilježja, kao, na primjer, neke populacije bubamara karakterizira prevlast crvene boje, dok su druge crne.

Populacija - strukturna jedinica vrste i elementarna jedinica evolucije

Teško je zamisliti da bi u stvarnosti jedinke iste vrste bile ravnomjerno raspoređene po zemljinoj površini unutar raspona, budući da, na primjer, jezerska žaba živi uglavnom u prilično rijetkim stajaćim slatkim vodenim tijelima, a malo je vjerovatno da će biti nalaze se u poljima i šumama. Vrste se u prirodi najčešće raspadaju u posebne grupe, ovisno o kombinaciji uvjeta pogodnih za staništa – populacije.

stanovništva- grupa jedinki iste vrste koja zauzima dio njenog područja, koja se slobodno križaju i relativno izolovana od drugih populacija jedinki iste vrste duže ili manje dugo vremena.

Populacije mogu biti odvojene ne samo prostorno, mogu čak i živjeti na istoj teritoriji, ali imaju razlike u preferencijama za hranu, vremenu razmnožavanja itd.

Dakle, vrsta je skup populacija jedinki koje imaju niz zajedničkih morfoloških, fizioloških, biohemijskih karakteristika i tipova odnosa sa okolinom, koje nastanjuju određeno područje, a također su u stanju da se međusobno ukrštaju kako bi formirale plodno potomstvo, ali skoro ili nikako ne križajući se s drugim grupama jedinki iste vrste.

Unutar vrsta sa velikim rasponima koji pokrivaju teritorije sa različitim životnim uslovima, ponekad ih ima podvrste- velike populacije ili grupe susjednih populacija koje imaju trajne morfološke razlike od drugih populacija.

Populacije su raštrkane po površini zemlje ne nasumično, već su vezane za određene njene površine. Zove se ukupnost svih faktora nežive prirode neophodnih za život jedinki date vrste stanište. Međutim, ovi faktori sami po sebi možda neće biti dovoljni za okupaciju ovog područja od strane stanovništva, jer ono i dalje mora biti uključeno u bliska interakcija sa populacijama drugih vrsta, odnosno da zauzmu određeno mjesto u zajednici živih organizama - ekološka niša. Dakle, australski torbarski medvjed koala, pod svim ostalim jednakim uvjetima, ne može postojati bez svog glavnog izvora prehrane - eukaliptusa.

Čineći neraskidivo jedinstvo u istim staništima, populacije različitih vrsta obično obezbeđuju manje ili više zatvoreno kruženje supstanci i elementarni su ekološki sistemi (ekosistemi) - biogeocenozama.

Uz sve svoje zahtjevne ekološke uslove, populacije istih vrsta su heterogene u pogledu površine, broja, gustine i prostorne distribucije jedinki, često formirajući manje grupe (porodice, jata, stada, itd.), spola, starosti, genskog fonda, itd., pa se izdvaja njihova veličina, starost, pol, prostorna, genetska, etološka i druga struktura, kao i dinamika.

Važne karakteristike populacije su genski fond- skup gena karakterističnih za jedinke date populacije ili vrste, kao i učestalost određenih alela i genotipova. Različite populacije iste vrste u početku imaju nejednak genski fond, budući da pojedinci sa nasumičnim, a ne posebno odabranim genima ovladavaju novim teritorijama. Pod uticajem unutrašnjih i spoljašnjih faktora, genofond doživljava još značajnije promene: obogaćuje se pojavom mutacija i novom kombinacijom osobina i iscrpljuje usled gubitka pojedinačnih alela tokom smrti ili migracije. određeni broj pojedinaca.

Nove osobine i njihove kombinacije mogu biti korisne, neutralne ili štetne, stoga u populaciji preživljavaju i uspješno se razmnožavaju samo jedinke prilagođene datim uvjetima okoline. Međutim, na dvije različite točke na zemljinoj površini uvjeti životne sredine nikada nisu potpuno identični, pa stoga smjer promjena čak i u dvije susjedne populacije može biti potpuno suprotan ili će se odvijati različitim brzinama. Rezultat promjena u genskom fondu je divergencija populacija prema morfološkim, fiziološkim, biohemijskim i drugim karakteristikama. Ako su i populacije izolovane jedna od druge, onda mogu dovesti do novih vrsta.

Dakle, pojava bilo kakvih prepreka u ukrštanju jedinki različitih populacija iste vrste, na primjer, zbog formiranja planinskih lanaca, promjena riječnih korita, razlika u periodima razmnožavanja itd., dovodi do činjenice da populacije postepeno stiču sve više razlika i na kraju postaju različite vrste. Neko vrijeme dolazi do ukrštanja jedinki na granicama ovih populacija i nastaju hibridi, međutim, vremenom i ti kontakti nestaju, odnosno, populacije iz otvorenih genetskih sistema postaju zatvorene.

Unatoč činjenici da su pojedince prvenstveno pod utjecajem okolišnih faktora, promjena u genetskom sastavu jednog organizma je beznačajna i očitovat će se, u najboljem slučaju, samo kod njegovih potomaka. Podvrste, vrste i veće svojte također nisu pogodne za ulogu elementarnih jedinica evolucije, jer se ne razlikuju po morfološkom, fiziološkom, biohemijskom, ekološkom, geografskom i genetskom jedinstvu, dok populacije, kao najmanje strukturne jedinice vrste, akumuliraju razne nasumične promjene, od kojih će najgore biti eliminirane, ispunjavaju ovaj uvjet i elementarne su jedinice evolucije.

mikroevolucija

Promjena genetske strukture populacija ne dovodi uvijek do formiranja nove vrste, već može samo poboljšati adaptaciju populacije na specifične uvjete okoline, međutim vrste nisu vječne i nepromijenjene - one su sposobne za razvoj. Ovaj proces nepovratne istorijske promjene živih naziva se evolucijom. Primarne evolucijske transformacije dešavaju se unutar vrste na nivou populacije. One se temelje, prije svega, na procesu mutacije i prirodnoj selekciji, što dovodi do promjene genofonda populacija i vrste u cjelini, ili čak do stvaranja novih vrsta. Ukupnost ovih elementarnih evolucijskih događaja naziva se mikroevolucija.

Populacije karakterizira ogromna genetska raznolikost, koja se često ne manifestira fenotipski. Genetska raznolikost nastaje zbog spontane mutageneze, koja se odvija kontinuirano. Većina mutacija je nepovoljna za organizam i smanjuje održivost populacije u cjelini, ali ako su recesivne, mogu dugo ostati u heterozigotu. Neke mutacije koje u datim uslovima postojanja nemaju adaptivnu vrednost mogu da dobiju takvu vrednost u budućnosti ili tokom razvoja novih ekoloških niša, stvarajući tako rezervu nasledne varijabilnosti.

Promjene u broju jedinki u populacijama, migracije i katastrofe, kao i izolacija populacija i vrsta imaju značajan utjecaj na mikroevolucione procese.

Nova vrsta je međurezultat evolucije, ali nipošto njen ishod, budući da se mikroevolucija tu ne zaustavlja – ona se nastavlja. Nove vrste koje se pojavljuju, u slučaju uspješne kombinacije karaktera, naseljavaju nova staništa, a zauzvrat stvaraju nove vrste. Takve grupe blisko srodnih vrsta kombinuju se u rodove, porodice itd. Evolucijski procesi koji se odvijaju u supraspecifičnim grupama već se nazivaju makroevolucijom. Za razliku od makroevolucija, mikroevolucija se odvija u mnogo kraćem vremenu, dok prva zahtijeva desetine i stotine hiljada i milione godina, kao što je, na primjer, evolucija čovjeka.

Kao rezultat mikroevolucije, formirana je sva raznolikost vrsta živih organizama koji su ikada postojali i sada žive na Zemlji.

Istovremeno, evolucija je nepovratna, a već izumrle vrste se nikada više ne pojavljuju. Vrste u nastajanju konsoliduju sve što je postignuto u procesu evolucije, ali to ne garantuje da se u budućnosti neće pojaviti nove vrste koje će se savršenije prilagoditi uslovima sredine.

Formiranje novih vrsta

U širem smislu, formiranje nove vrste ne shvata se samo kao odvajanje glavnog stabla nove vrste ili dezintegracija roditeljske vrste na nekoliko vrsta kćeri, već i kao opšti razvoj vrste kao integralnog sistema. , što dovodi do značajnih promjena u njegovoj morfostrukturnoj organizaciji. Međutim, češće nego ne specijacija smatra se procesom formiranja novih vrsta kroz grananje "rodovnog stabla" vrste.

Osnovno rješenje za problem specijacije predložio je Ch. Darwin. Prema njegovoj teoriji, rasipanje jedinki iste vrste dovodi do stvaranja populacija, koje su zbog razlika u uvjetima okoline prisiljene da im se prilagode. To, pak, povlači za sobom pogoršanje unutarspecifične borbe za postojanje, koju vodi prirodna selekcija. Trenutno se vjeruje da borba za egzistenciju uopće nije obavezan faktor u specijaciji, naprotiv, pritisak selekcije u određenom broju populacija može se smanjiti. Razlika u uslovima postojanja doprinosi nastanku nejednakih adaptivnih promena u populacijama vrste, čija je posledica divergencija karakteristika i svojstava populacija - divergenciju.

Međutim, gomilanje razlika, čak i na genetskom nivou, nikako nije dovoljno za nastanak nove vrste. Sve dok se populacije koje se na neki način razlikuju ne samo u kontaktu, već su i sposobne za ukrštanje sa stvaranjem plodnog potomstva, one pripadaju istoj vrsti. Samo nemogućnost protoka gena iz jedne grupe jedinki u drugu, čak i u slučaju uništenja barijera koje ih razdvajaju, odnosno ukrštanja, znači završetak najsloženijeg evolucijskog procesa formiranja nove vrste.

Specijacija je nastavak mikroevolucionih procesa. Postoji stajalište da se specijacija ne može svesti na mikroevoluciju, već predstavlja kvalitativnu fazu evolucije i odvija se zahvaljujući drugim mehanizmima.

Metode specijacije

Postoje dva glavna načina specijacije: alopatrijska i simpatrijska.

alopatrijski, ili geografska speciacija je posljedica prostornog razdvajanja populacija fizičkim barijerama (planinski lanci, mora i rijeke) zbog njihovog nastajanja ili naseljavanja u nova staništa (geografska izolacija). Budući da se u ovom slučaju genofond izdvojene populacije značajno razlikuje od roditeljske, a uvjeti u njenom staništu neće se podudarati s izvornim, to će vremenom dovesti do divergencije i formiranja nove vrste. Upečatljiv primjer geografske specijacije je raznolikost zeba koje je otkrio C. Darwin tokom putovanja na brodu Beagle na otocima Galapagos kod obale Ekvadora. Navodno su pojedine jedinke jedine zebe koje žive na južnoameričkom kontinentu nekako došle do otoka, te su se, zbog razlike u uvjetima (prvenstveno dostupnosti hrane) i geografske izolacije, postupno razvijale, formirajući grupu srodnih vrsta.

U srži sympatric, ili biološka specijacija postoji neki oblik reproduktivne izolacije, s novim vrstama koje se pojavljuju unutar raspona izvornih vrsta. Preduvjet za simpatrijsku specijaciju je brza izolacija formiranih oblika. Ovo je brži proces od alopatrijske specijacije, a novi oblici su slični originalnim precima.

Simpatrijska specijacija može biti uzrokovana brzim promjenama u hromozomskom setu (poliploidizacija) ili kromosomskim preuređivanjem. Ponekad nove vrste nastaju kao rezultat hibridizacije dvije izvorne vrste, kao na primjer kod domaće šljive, koja je hibrid trna i trešnje. U nekim slučajevima, simpatična specijacija je povezana s podjelom ekoloških niša u populacijama iste vrste unutar jednog raspona ili sezonskom izolacijom - neslaganja u vremenu reprodukcije u biljkama (različite vrste bora u kalifornijskoj prašini u februaru i travnju) i vrijeme reprodukcije kod životinja.

Od sve raznolikosti novonastalih vrsta, samo nekoliko, najprilagođenijih, mogu postojati dugo vremena i dovesti do novih vrsta. Razlozi smrti većine vrsta su još uvijek nepoznati, najvjerovatnije zbog naglih klimatskih promjena, geoloških procesa i njihovog izmještanja prilagođenijim organizmima. Trenutno je jedan od razloga smrti značajnog broja vrsta osoba koja istrijebi najveće životinje i najljepše biljke, a ako je u 17. stoljeću ovaj proces započeo tek istrebljenjem posljednje runde, onda u u 21. veku više od 10 vrsta nestane svakog sata.

Očuvanje raznolikosti vrsta kao osnova za održivost biosfere

Unatoč činjenici da, prema različitim procjenama, na planeti postoji 5-10 miliona vrsta organizama koji još nisu opisani, za većinu njih nikada nećemo saznati, jer oko 50 vrsta nestaje s lica zemlje. Zemlje svakog sata. Nestanak živih organizama u današnje vrijeme nije nužno povezan s njihovim fizičkim istrebljenjem, češće je posljedica uništavanja njihovih prirodnih staništa kao rezultat ljudske aktivnosti. Malo je vjerovatno da će smrt pojedine vrste dovesti do fatalnih posljedica po biosferu, međutim, odavno je utvrđeno da izumiranje jedne biljne vrste povlači smrt 10-12 životinjskih vrsta, a to već predstavlja prijetnju i za postojanje pojedinačnih biogeocenoza i na globalni ekosistem uopšte.

Tužne činjenice akumulirane u prethodnim decenijama primorale su Međunarodnu uniju za očuvanje prirode i prirodnih resursa (IUCN) da 1949. godine započne prikupljanje informacija o rijetkim i ugroženim vrstama biljaka i životinja. Godine 1966. IUCN je objavio prvu "Crvenu knjigu činjenica".

Crvena knjiga je službeni dokument koji sadrži redovno ažurirane podatke o stanju i rasprostranjenosti rijetkih i ugroženih vrsta biljaka, životinja i gljiva.

Ovim dokumentom usvojena je petostepena ljestvica statusa zaštićene vrste, i prva faza zaštite uključuje vrste čiji je spas nemoguć bez provođenja posebnih mjera, a peta – obnovljene vrste čije stanje je zahvaljujući poduzete mjere, ne izaziva zabrinutost, ali one još nisu predmet industrijske upotrebe. Razvoj takve ljestvice omogućava usmjeravanje prioritetnih napora u području zaštite na najrjeđe vrste, poput amurskih tigrova.

Pored međunarodne verzije Crvene knjige, postoje i nacionalne i regionalne verzije. U SSSR-u, Crvena knjiga je osnovana 1974. godine, au Ruskoj Federaciji postupak njenog održavanja reguliran je saveznim zakonima "O zaštiti okoliša", "O fauni" i Uredbom Vlade Ruske Federacije. "O Crvenoj knjizi Ruske Federacije". Danas je 610 vrsta biljaka, 247 vrsta životinja, 42 vrste lišajeva i 24 vrste gljiva navedene u Crvenoj knjizi Ruske Federacije. Populacije nekih od njih, koje su svojevremeno bile pod prijetnjom izumiranja (evropski dabar, bizon), već su prilično uspješno obnovljene.

Sljedeće vrste životinja su pod zaštitom u Rusiji: ruski muskrat, tarbagan (mongolski svizac), polarni medvjed, kavkaska evropska kura, morska vidra, manul, amurski tigar, leopard, snježni leopard, morski lav, morž, foke, delfini, kitovi, konj Prževalskog, kulan, ružičasti pelikan, obični flamingo, crna roda, mali labud, stepski orao, suri orao, crni ždral, sibirski ždral, droplja, sova, bijeli galeb, mediteranska kornjača, japanska zmija, đurza, trska Kaspijska lampuga, sve vrste jesetri, jezerski losos, jeleni, neobični bumbar, obični apolon, škampi bogomoljka, biserna školjka itd.

Biljke Crvene knjige Ruske Federacije uključuju 7 vrsta pahulja, neke vrste pelina, pravi ginseng, 7 vrsta zvončića, zubasti hrast, borovnicu, 11 vrsta kitova ubica, ruskog tetrijeba, Schrenkov tulipan, orahov lotos, prava damska papuča, tankolisni božur, perjanica, jaglac julija, livada protiv bolova u leđima, belladonna belladonna, bor Pitsunda, bobica tise, kineska štitna žlijezda, jezerska polutrava, meki sphagnum, meki sphagnum , itd.

Rijetke gljive predstavljaju ljetni tartuf, ili ruski crni tartuf, lakirana tinder gljiva itd.

Zaštita rijetkih vrsta u većini slučajeva povezana je sa zabranom njihovog uništavanja, očuvanjem u umjetno stvorenom staništu (zoološkim vrtovima), zaštitom njihovih staništa i stvaranjem niskotemperaturnih genetskih banaka.

Najefikasnija mjera zaštite rijetkih vrsta je očuvanje njihovih staništa, što se postiže organizovanjem mreže posebno zaštićenih područja koja u skladu sa savezni zakon"O posebno zaštićenim prirodnim teritorijama" (1995), međunarodnog, saveznog, regionalnog ili lokalnog značaja. To uključuje državne rezervate prirode, Nacionalni parkovi, parkovi prirode, državni rezervati prirode, spomenici prirode, dendrološki parkovi, botaničke bašte itd.

Državni prirodni rezervat- posebno je zaštićen prirodni kompleks (zemljište, vodna tijela, podzemlje, flora i fauna) potpuno povučen iz ekonomske upotrebe, koji ima ekološki, naučni, ekološki i obrazovni značaj kao primjer prirodnog okruženja, tipičnih ili rijetkih krajolika, mjesta očuvanja biljnog genetskog fonda i životinjskog svijeta.

Status imaju rezervati koji su dio međunarodnog sistema rezervata biosfere koji sprovode globalni monitoring životne sredine državnim prirodnim rezervatima biosfere. Rezervat je ustanova zaštite prirode, istraživanja i obrazovanja za životnu sredinu sa ciljem očuvanja i proučavanja prirodnog toka prirodni procesi i fenomeni, genetski fond flore i faune, pojedinačne vrste i zajednice biljaka i životinja, tipični i jedinstveni ekološki sistemi.

Trenutno u Rusiji postoji oko 100 državnih rezervata prirode, od kojih 19 ima status rezervata biosfere, uključujući Bajkalski, Barguzinski, Kavkaski, Kedrovaja Pad, Kronotski, Prioksko-Terrasni i drugi.

Za razliku od prirodnih rezervata, teritorije (vodna područja) nacionalni parkovi obuhvataju prirodne komplekse i objekte posebne ekološke, istorijske i estetske vrijednosti, a namijenjeni su za korištenje u zaštiti životne sredine, obrazovne, naučne i kulturne svrhe i uređenom turizmu. Ovaj status ima 39 posebno zaštićenih prirodnih područja, uključujući nacionalne parkove Zabajkalski i Soči, kao i nacionalne parkove "Kurska pljuga", "Ruski sever", "Šušenski Bor" itd.

prirodni parkovi su ekološke rekreativne ustanove pod jurisdikcijom konstitutivnih entiteta Ruske Federacije, čije teritorije (vodna područja) uključuju prirodne komplekse i objekte značajne ekološke i estetske vrijednosti, a namijenjene su za korištenje u ekološke, obrazovne i rekreativne svrhe.

Državni prirodni rezervati su teritorije (vodne površine) sa posebno značenje očuvanje ili obnavljanje prirodnih kompleksa ili njihovih komponenti i održavanje ekološke ravnoteže.

Razvoj evolutivnih ideja. Vrijednost evolucijske teorije Ch. Darwina. Odnos pokretačkih snaga evolucije. Oblici prirodne selekcije, vrste borbe za egzistenciju. Sintetička teorija evolucije. Elementarni faktori evolucije. Istraživanje S. S. Četverikova. Uloga evolucijske teorije u formiranju savremene prirodnonaučne slike svijeta

Razvoj evolutivnih ideja

Sve teorije o nastanku i razvoju organskog svijeta mogu se svesti na tri glavna područja: kreacionizam, transformizam i evolucionizam. kreacionizam- ovo je koncept postojanosti vrsta, s obzirom na raznolikost organskog svijeta kao rezultat njegovog stvaranja od Boga. Ovaj pravac je formiran kao rezultat uspostavljanja dominacije hrišćanske crkve u Evropi, zasnovane na biblijskim tekstovima. Istaknuti predstavnici kreacionizma bili su C. Linnaeus i J. Cuvier.

„Princ botaničara“ K. Linnaeus, koji je otkrio i opisao stotine novih biljnih vrsta, te stvorio njihov prvi koherentni sistem, ipak je dokazao da se ukupan broj vrsta organizama nije promijenio od stvaranja Zemlje, tj. , oni ne samo da se više ne pojavljuju, već i ne nestaju. Tek pred kraj života došao je do zaključka da je Božje djelo porođaj, a da se vrste mogu razviti kao rezultat prilagođavanja lokalnim uvjetima.

Doprinos istaknutog francuskog zoologa J. Cuviera (1769–1832) biologiji zasnivao se na brojnim podacima paleontologije, komparativne anatomije i fiziologije. doktrina korelacija- međusobne veze dijelova tijela. Zahvaljujući tome, postalo je moguće rekonstruirati izgled životinje u odvojenim dijelovima. Međutim, u procesu paleontoloških istraživanja J. Cuvier nije mogao a da ne obrati pažnju kako na očito obilje fosilnih oblika, tako i na oštre promjene životinjskih grupa tokom geološke povijesti. Ovi podaci su poslužili kao polazna tačka za formulisanje teorija katastrofe, prema kojem su svi ili gotovo svi organizmi na Zemlji više puta umirali kao posljedica povremenih prirodnih katastrofa, a zatim je planeta ponovno naseljena vrstama koje su preživjele katastrofu. Sledbenici J. Cuviera izbrojali su do 27 takvih katastrofa u istoriji Zemlje. Razmatranja o evoluciji J. Cuvieru su se činila odvojenima od stvarnosti.

Kontradikcije u početnim odredbama kreacionizma, koje su postajale sve očiglednije kako su se gomilale naučne činjenice, poslužila je kao polazna tačka za formiranje još jednog sistema gledišta - transformizam koji prepoznaje stvarno postojanje vrsta i njihov istorijski razvoj. Predstavnici ovog trenda - J. Buffon, I. Goethe, E. Darwin i E. Geoffroy Saint-Hilaire, budući da nisu mogli otkriti prave uzroke evolucije, sveli su ih na prilagođavanje uvjetima okoline i nasljeđivanje stečenih osobina. Korijeni transformizma mogu se naći u djelima starogrčkih i srednjovjekovnih filozofa koji su prepoznali istorijske promjene u organskom svijetu. Tako je Aristotel izrazio ideju jedinstva prirode i postupnog prijelaza s tijela nežive prirode na biljke, a od njih do životinja - "ljestve prirode". Glavnim razlogom promjena u živim organizmima smatrao je njihovu unutrašnju težnju ka savršenstvu.

Francuski prirodnjak J. Buffon (1707-1788), čije je glavno životno djelo bila 36-tomna "Prirodna istorija", suprotno idejama kreacionista, pomjerio je granice istorije Zemlje na 80-90 hiljada godina. Istovremeno je naveo jedinstvo flore i faune, kao i mogućnost promjene srodnih organizama pod uticajem faktora sredine kao rezultat pripitomljavanja i hibridizacije.

Engleski lekar, filozof i pesnik E. Darvin (1731–1802), deda C. Darvina, verovao je da je istorija organskog sveta stara milionima godina, a da je raznolikost životinjskog sveta rezultat mešavine nekoliko „prirodnih“ grupa, uticaj spoljašnje okruženje, vježbanje i nevježbanje organa i drugi faktori.

E. Geoffroy Saint-Hilaire (1772–1844) smatrao je jedinstvo strukturnog plana životinjskih grupa jednim od glavnih dokaza razvoja živog svijeta. Međutim, za razliku od svojih prethodnika, bio je sklon vjerovanju da je promjena u vrsti posljedica utjecaja okolišnih faktora ne na odrasle jedinke, već na embrije.

Uprkos činjenici da je u raspravi koja je izbila 1831. između J. Cuviera i E. Geoffroy Saint-Hilairea u obliku serije izvještaja na Akademiji nauka, jasna prednost ostala na strani prvog, to je transformizam koji je postao preteča evolucionizma. Evolucionizam(teorija evolucije, evoluciona doktrina) je sistem gledišta koji priznaje razvoj prirode prema određenim zakonima. To je teorijski vrhunac biologije, koji nam omogućava da objasnimo raznolikost i složenost živih sistema koje posmatramo. Međutim, zbog činjenice da evolucijsko učenje opisuje pojave koje je teško uočiti, ono nailazi na značajne poteškoće. Ponekad se teorija evolucije naziva "darvinizam" i poistovjećuje sa učenjem Ch. Darwina, što je u osnovi pogrešno, jer, iako je Ch. Darwinova teorija dala neprocjenjiv doprinos razvoju ne samo evolucijske doktrine, već i biologije općenito (kao i mnoge druge nauke), temelje evolucionoj teoriji postavili su drugi naučnici, ona nastavlja da se razvija do danas, a "darvinizam" u mnogim aspektima ima samo istorijski značaj.

Tvorac prve evolucijske teorije - lamarkizma - bio je francuski prirodnjak J. B. Lamarck (1744–1829). On je unutrašnju težnju organizama za savršenstvom smatrao pokretačkom snagom evolucije ( gradacijski zakon), ali prilagođavanje uvjetima okoline tjera ih da skrenu sa ove glavne linije. Istovremeno se razvijaju organi koje životinja intenzivno koristi u procesu života, dok oni koji su joj nepotrebni, naprotiv, slabe i mogu čak nestati ( zakon o vježbanju i nevježbanju organa). Stečeni u procesu života, znakovi se fiksiraju i prenose na potomke. Dakle, on je objasnio prisustvo membrana između prstiju vodenih ptica pokušajima njihovih predaka da se kreću u vodenom okruženju, a dugi vrat žirafa, prema Lamarcku, posljedica je činjenice da su njihovi preci pokušavali dobiti lišće. sa vrhova drveća.

Nedostaci lamarkizma bili su teorijska priroda mnogih konstrukcija, kao i pretpostavka o Stvoriteljevoj intervenciji u evoluciji. Tokom razvoja biologije postalo je jasno da se individualne promjene koje organizmi steknu tokom života, uglavnom, uklapaju u granice fenotipske varijabilnosti, te je njihov prijenos praktično nemoguć. Na primjer, njemački zoolog i teoretičar evolucije A. Weismann (1834–1914) odsijecao je repove miševima tokom mnogih generacija i uvijek je u potomstvu proizvodio samo repne glodare. Teoriju J. B. Lamarka njegovi savremenici nisu prihvatili, ali je na prijelazu stoljeća formirala osnovu tzv. neolamarkizam.

Vrijednost evolucijske teorije Charlesa Darwina

Preduvjeti za stvaranje najpoznatije evolucijske teorije Charlesa Darwina, ili darvinizma, bili su objavljivanje djela 1778. engleski ekonomista T. Malthus "Traktat o populaciji", radovi geologa C. Lyella, formulacija ćelijske teorije, uspjeh selekcije u Engleskoj i vlastita zapažanja C. Darwina (1809-1882), napravljena tokom godina studija u Kembridžu, na ekspediciji kao prirodnjak na brodu "Bigl" i nakon njenog završetka.

Dakle, T. Malthus je tvrdio da se populacija Zemlje eksponencijalno povećava, što znatno premašuje sposobnost planete da joj obezbijedi hranu i dovodi do smrti dijela potomstva. Paralele koje su povukli C. Darwin i njegov koautor A. Wallace (1823–1913) ukazuju na to da se u prirodi jedinke razmnožavaju vrlo velikom brzinom, ali veličina populacije ostaje relativno konstantna. Studije engleskog geologa C. Lyella omogućile su da se utvrdi da je površina Zemlje daleko od uvijek ista kao danas, a njene promjene uzrokovane su utjecajem vode, vjetra, vulkanskih erupcija i aktivnošću života. organizmi. Sam Ch. Darwin, još u studentskim godinama, bio je zapanjen ekstremnim stepenom varijabilnosti buba, a tokom putovanja - sličnošću flore i faune kontinentalne Južne Amerike i ostrva Galapagos koja se nalaze u blizini, a istovremeno vrijeme značajna raznolikost vrsta, kao što su zebe i kornjače. Osim toga, na ekspediciji je mogao promatrati skelete divovskih izumrlih sisara, nalik modernim oklopnicima i ljenjivcima, što je značajno poljuljalo njegovo vjerovanje u stvaranje vrsta.

Glavne odredbe teorije evolucije izrazio je Charles Darwin 1859. godine na sastanku Kraljevskog društva u Londonu, a potom ih je razvio u knjigama „Porijeklo vrsta putem prirodne selekcije, ili očuvanje omiljenih rasa u Borba za život” (1859), „Promena u domaćim životinjama i kultivisanim biljkama” (1868), „Poreklo čoveka i seksualna selekcija” (1871), „Izražavanje emocija kod čoveka i životinja” (1872) itd.

Suština koju je razvio Ch. Darwin koncepti evolucije mogu se svesti na niz odredbi koje proizlaze jedna iz druge, imajući odgovarajuće dokaz o:

Jedinke koje čine bilo koju populaciju proizvode mnogo više potomaka nego što je potrebno za održavanje veličine populacije.
Zbog činjenice da su životni resursi za bilo koju vrstu živih organizama ograničeni, između njih neminovno nastaje borbu za egzistenciju. Ch. Darwin je razlikovao intraspecifičnu i interspecifičnu borbu, kao i borbu sa faktorima sredine. Istovremeno je istakao da se ne radi samo o borbi određene individue za egzistenciju, već i za ostavljanje potomstva.
Rezultat borbe za postojanje je prirodna selekcija- preovlađujući opstanak i razmnožavanje organizama koji su se slučajno pokazali najprilagođenijim datim uslovima postojanja. Prirodna selekcija je po mnogo čemu slična umjetnoj selekciji koju čovjek od davnina koristi za razvoj novih sorti biljaka i pasmina domaćih životinja. Odabirom jedinki koje imaju neku poželjnu osobinu, čovjek čuva te osobine vještačkim uzgojem kroz selektivno razmnožavanje ili oprašivanje. Poseban oblik prirodne selekcije je seksualna selekcija za osobine koje obično nemaju direktnu adaptivnu vrijednost (dugo perje, ogromni rogovi, itd.), ali doprinose uspjehu u reprodukciji, jer čine jedinku privlačnijom suprotnom spolu ili zastrašujućom. rivalima istog pola.
Materijal za evoluciju su razlike u organizmima koje nastaju kao rezultat njihove varijabilnosti. C. Darwin je razlikovao neodređenu i definitivnu varijabilnost. Sigurno(grupna) varijabilnost se manifestuje kod svih jedinki vrste na isti način pod uticajem određenog faktora i nestaje kod potomaka kada prestane dejstvo ovog faktora. neodređeno(individualna) varijabilnost su promjene koje se javljaju kod svakog pojedinca, bez obzira na fluktuacije vrijednosti faktora okoline, a prenose se na potomke. Takva varijabilnost nema adaptivni (adaptivni) karakter. Kasnije se pokazalo da je određena varijabilnost nenasljedna, a neodređena nasljedna.
Prirodna selekcija na kraju dovodi do divergencije karakteristika pojedinih izolovanih sorti – divergencije, i na kraju do stvaranja novih vrsta.

Teorija evolucije Ch. Darwina nije samo postulirala proces nastanka i razvoja vrsta, već je otkrila i sam mehanizam evolucije, koji se zasniva na principu prirodne selekcije. Darvinizam je takođe negirao programiranje evolucije i postulirao njenu kontinuiranu prirodu.

U isto vrijeme, evolucijska teorija Charlesa Darwina nije mogla odgovoriti na brojna pitanja, na primjer, o prirodi genetskog materijala i njegovim svojstvima, suštini nasljedne i nenasljedne varijabilnosti i njihovoj evolucijskoj ulozi. To je dovelo do krize darvinizma i pojave novih teorija: neolamarkizma, saltacionizma, koncepta nomogeneze itd. Neolamarkizam zasniva se na stavu teorije J. B. Lamarcka o nasljeđivanju stečenih karakteristika. saltacionizam- ovo je sistem pogleda na proces evolucije kao grčevite promjene koje dovode do brzog nastajanja novih vrsta, rodova i većih sistematskih grupa. Koncept nomogeneza postulira programirani pravac evolucije i razvoj različitih karakteristika zasnovanih na unutrašnjim zakonima. Samo je sinteza darvinizma i genetike 20-30-ih godina dvadesetog vijeka bila u stanju da prevaziđe kontradikcije koje su se neizbježno javljale prilikom objašnjavanja niza činjenica.

Odnos pokretačkih snaga evolucije

Evolucija se ne može povezati s djelovanjem bilo kojeg faktora, jer su same mutacije slučajne i neusmjerene promjene i ne mogu osigurati adaptaciju jedinki na faktore okoline, dok prirodna selekcija već sortira te promjene. Na isti način, sama selekcija ne može biti jedini faktor u evoluciji, budući da selekcija zahtijeva odgovarajući materijal dobiven mutacijama.

Međutim, može se primijetiti da proces mutacije i protok gena stvaraju varijabilnost, dok prirodna selekcija i drift gena sortiraju ovu varijabilnost. To znači da faktori koji stvaraju varijabilnost pokreću proces mikroevolucije, a oni koji sortiraju varijabilnost ga nastavljaju, dovodeći do uspostavljanja novih frekvencija varijanti. Stoga se evolucijska promjena unutar populacije može posmatrati kao rezultat suprotstavljenih sila koje stvaraju i sortiraju genotipske varijacije.

Primjer interakcije između procesa mutacije i selekcije je hemofilija kod ljudi. Hemofilija je bolest uzrokovana smanjenim zgrušavanjem krvi. Ranije je to dovodilo do smrti u predreproduktivnom periodu, jer je svako oštećenje mekih tkiva potencijalno moglo dovesti do velikog gubitka krvi. Ova bolest je uzrokovana recesivnom mutacijom u spolno vezanom H (Xh) genu. Žene izuzetno rijetko boluju od hemofilije, češće su heterozigotne nosioce, ali sinovi mogu naslijediti bolest. Teoretski, unutar nekoliko generacija takvi muškarci umiru prije puberteta i postepeno bi ovaj alel trebao nestati iz populacije, međutim, učestalost pojave ove bolesti ne opada zbog ponovljenih mutacija na ovom lokusu, kao što se dogodilo kod kraljice Viktorije, koja je prenijela bolest tri generacije kraljevskih kuća Evrope. Konstantna učestalost ove bolesti ukazuje na ravnotežu između procesa mutacije i selekcijskog pritiska.

Oblici prirodne selekcije, vrste borbe za egzistenciju

prirodna selekcija naziva selektivnim preživljavanjem i napuštanjem potomstva od strane najsposobnijih pojedinaca i smrću najmanje sposobnih.

Suština prirodne selekcije u teoriji evolucije leži u diferenciranom (nesumičnom) očuvanju određenih genotipova u populaciji i njihovom selektivnom sudjelovanju u prijenosu gena na sljedeću generaciju. Istovremeno, ne utječe na jednu osobinu (ili gen), već na cijeli fenotip, koji nastaje kao rezultat interakcije genotipa sa faktorima okoline. Prirodna selekcija u različitim ekološkim uvjetima bit će drugačije prirode. Trenutno postoji nekoliko oblika prirodne selekcije: stabilizacija, pomicanje i kidanje.

Stabilizirajuća selekcija usmjerena na konsolidaciju uske norme reakcije, koja se pokazala najpovoljnijom u datim uslovima postojanja. To je tipično za one slučajeve kada su fenotipske osobine optimalne za nepromjenjive uvjete okoline. Upečatljiv primjer djelovanja stabilizacijske selekcije je održavanje relativno stalne tjelesne temperature kod toplokrvnih životinja. Ovaj oblik selekcije detaljno je proučavao istaknuti ruski zoolog I. I. Shmalgauzen.

izbor vožnje nastaje kao odgovor na promjene uvjeta okoline, uslijed čega se mutacije koje odstupaju od prosječne vrijednosti osobine čuvaju, dok se dotadašnji dominantni oblik uništava, budući da ne ispunjava adekvatno nove uslove postojanja. Na primjer, u Engleskoj su se, kao posljedica zagađenja zraka industrijskim emisijama, na mnogim mjestima naveliko raširili leptiri moljci s tamnim krilima, koji su pticama bili manje vidljivi na pozadini dimljenih debla breze. Vozačka selekcija ne doprinosi potpunom uništenju forme protiv koje deluje, jer se merama vlade i ekoloških organizacija situacija sa atmosferskim zagađenjem drastično popravila, a boja krila leptira se vraća na staro originalna verzija.

Tearing, ili disruptivna selekcija favorizira očuvanje ekstremnih varijanti osobine i uklanja one srednje, kao što se, na primjer, kao rezultat upotrebe pesticida pojavljuju grupe insekata otpornih na njega. Po svom mehanizmu, disruptivna selekcija je suprotna stabilizacijskoj selekciji. Kroz ovaj oblik selekcije, u populaciji nastaje nekoliko oštro razgraničenih fenotipova. Ovaj fenomen se zove polimorfizam. Pojava reproduktivne izolacije između različitih oblika može dovesti do specijacije.

Ponekad se razmatra i odvojeno destabilizirajuća selekcija, koji zadržava mutacije koje dovode do širokog spektra bilo koje osobine, na primjer, boje i strukture školjki nekih mekušaca koji žive u heterogenom mikrookruženju stjenovitih morskih valova. Ovaj oblik selekcije otkrio je D.K. Belyaev proučavajući pripitomljavanje životinja.

U prirodi nijedan od oblika prirodne selekcije ne postoji u svom čistom obliku, već naprotiv, postoje različite njihove kombinacije, a kako se uvjeti okoline mijenjaju, jedan ili drugi dolazi do izražaja. Dakle, po završetku promjena u okruženju, pokretačka selekcija se zamjenjuje stabilizirajućom, koja optimizira grupu pojedinaca u novim uslovima postojanja.

Prirodna selekcija se dešava na različitim nivoima, u vezi s tim postoje i individualna, grupna i seksualna selekcija. Pojedinac selekcija eliminiše manje prilagođene jedinke iz učešća u reprodukciji, dok grupna selekcija ima za cilj očuvanje osobine koja je korisna ne za pojedinca, već za grupu u celini. Pod pritiskom grupa selekcija može potpuno izumrijeti cijele populacije, vrste i veće grupe organizama bez ostavljanja potomstva. Za razliku od individualne selekcije, grupna selekcija smanjuje raznolikost oblika u prirodi.

seksualni odabir izvode se na istom spratu. Doprinosi razvoju osobina koje osiguravaju uspjeh u ostavljanju najvećeg potomstva. Zahvaljujući ovom obliku prirodne selekcije razvio se polni dimorfizam, izražen u veličini i boji repa pauna, rogovima jelena itd.

Rezultat je prirodna selekcija borbu za egzistenciju na osnovu genetske varijacije. Borba za egzistenciju shvata se kao ukupnost odnosa između jedinki svoje i drugih vrsta, kao i sa abiotičkim faktorima sredine. Ovi odnosi određuju uspjeh ili neuspjeh određene individue u preživljavanju i ostavljanju potomstva. Razlog borbe za egzistenciju je pojava viška jedinki u odnosu na raspoložive resurse. Osim konkurencije, u ove odnose treba uključiti i međusobnu pomoć, što povećava šanse pojedinaca za opstanak.

Interakcija sa faktorima okoline također može dovesti do smrti velike većine jedinki, na primjer, kod insekata, od kojih samo mali dio preživi zimu.

Sintetička teorija evolucije

Uspjesi genetike s početka 20. stoljeća, na primjer, otkriće mutacija, sugeriraju da se nasljedne promjene u fenotipu organizama događaju iznenada i da se ne formiraju dugo vremena, kao što je postulirala evolucijska teorija Charlesa Darwina. . Međutim, dalja istraživanja u oblasti populacione genetike dovela su do formulisanja u 20-50-im godinama dvadesetog veka novog sistema evolucionih pogleda - sintetička teorija evolucije. Značajan doprinos njegovom stvaranju dali su naučnici iz različitih zemalja: sovjetski naučnici S. S. Chetverikov, I. I. Shmalgauzen i A. N. Severtsov, engleski biohemičar i genetičar D. Haldane, američki genetičari S. Wright i F. Dobzhansky, evolucionista D. Huxley, paleontolog D. Simpson i zoolog E. Mayr.

Glavne odredbe sintetičke teorije evolucije:

Osnovni materijal evolucije je nasledna varijabilnost (mutaciona i kombinativna) kod jedinki jedne populacije.
Osnovna jedinica evolucije je populacija u kojoj se dešavaju sve evolucijske promjene.
Elementarni evolucijski fenomen je promjena u genetskoj strukturi populacije.
Elementarni faktori evolucije - drift gena, talasi života, protok gena - imaju neusmereni, slučajni karakter.
Jedini faktor usmjeravanja u evoluciji je prirodna selekcija, koja je kreativna. Prirodna selekcija je stabilizacija, pomeranje i kidanje (ometanje).
Evolucija je divergentna, odnosno iz jedne taksone može nastati nekoliko novih svojti, dok svaka vrsta ima samo jednog pretka (vrstu, populaciju).
Evolucija je postepena i kontinuirana. Specijacija kao faza evolucijskog procesa je uzastopna promjena jedne populacije nizom drugih privremenih populacija.
Postoje dvije vrste evolucijskih procesa: mikroevolucija i makroevolucija. Makroevolucija nema svoje posebne mehanizme i provodi se samo zahvaljujući mikroevolucionim mehanizmima.
Svaka sistematska grupa može ili procvjetati (biološki napredak) ili izumrijeti (biološka regresija). Biološki napredak se postiže promjenama u strukturi organizama: aromorfozom, idioadaptacijom ili općom degeneracijom.
Glavni zakoni evolucije su njena nepovratna priroda, progresivno usložnjavanje životnih oblika i razvoj prilagodljivosti vrsta na okolinu. Istovremeno, evolucija nema krajnji cilj, odnosno proces je neusmjeren.

Unatoč činjenici da je teorija evolucije posljednjih desetljeća obogaćena podacima iz srodnih znanosti - genetike, selekcije itd., ona još uvijek ne uzima u obzir niz aspekata, na primjer, usmjerenu promjenu nasljednog materijala, dakle, u budućnosti je moguće stvoriti novi koncept evolucije koji će zamijeniti sintetičku teoriju.

Elementarni faktori evolucije

Prema sintetičkoj teoriji evolucije, elementarni evolucijski fenomen je promjena u genetskom sastavu populacije, a događaji i procesi koji dovode do promjene genskih fondova nazivaju se elementarnih faktora evolucije. To uključuje proces mutacije, talase populacije, genetski drift, izolaciju i prirodnu selekciju. S obzirom na isključivi značaj prirodne selekcije u evoluciji, ona će se posebno razmatrati.

proces mutacije, koja je kontinuirana kao i sama evolucija, održava genetsku heterogenost populacije kroz pojavu sve više i više novih varijanti gena. Mutacije koje nastaju pod uticajem spoljašnjih i unutrašnjih faktora klasifikuju se na genske, hromozomske i genomske.

Genske mutacije javljaju se sa učestalošću od 10 -4 -10 -7 po gameti, međutim, zbog činjenice da kod ljudi i većine viših organizama ukupan broj gena može doseći nekoliko desetina hiljada, nemoguće je zamisliti da su dva organizma apsolutno identičan. Većina rezultirajućih mutacija je recesivna, pogotovo zato što su dominantne mutacije odmah podvrgnute prirodnoj selekciji. Recesivne mutacije stvaraju samu rezervu nasljedne varijabilnosti, međutim, prije nego što se pojave u fenotipu, moraju se fiksirati kod mnogih jedinki u heterozigotnom stanju zbog slobodnog križanja u populaciji.

hromozomske mutacije, povezane s gubitkom ili prijenosom dijela hromozoma (cijelog hromozoma) na drugi, takođe su prilično česte u različitim organizmima, na primer, razlika između nekih vrsta štakora je u jednom paru hromozoma, što otežava preći ih.

Genomske mutacije povezane s poliploidizacijom, također dovode do reproduktivne izolacije novonastale populacije zbog poremećaja u mitozi prve diobe zigota. Ipak, prilično su rasprostranjene u biljkama i takve biljke mogu rasti na Arktiku i na alpskim livadama zbog veće otpornosti na faktore okoline.

Promjenjivost kombinacija, koja osigurava pojavu novih opcija za kombiniranje gena u genotipu, i, shodno tome, povećava vjerojatnost pojave novih fenotipova, također doprinosi evolucijskim procesima, jer je samo kod ljudi broj varijanti kombinacija hromozoma 2 23, odnosno pojava organizma sličnog već postojećem je praktično nemoguća.

talasi stanovništva. Suprotan rezultat (smanjenje sastava gena) često je uzrokovan fluktuacijama u broju organizama u prirodnim populacijama, koje se kod nekih vrsta (insekti, ribe, itd.) mogu promijeniti desetine i stotine puta - talasi stanovništva, ili "talasi života". Povećanje ili smanjenje broja jedinki u populaciji može biti bilo periodični, i neperiodični. Prvi su sezonski ili višegodišnji, kao što su migracije kod ptica selica, ili razmnožavanje u dafnija, koje u proljeće i ljeto imaju samo ženke, a do jeseni se pojavljuju mužjaci koji su neophodni za spolno razmnožavanje. Neperiodične fluktuacije u broju često su posljedica naglog povećanja količine hrane u povoljnoj godini, kršenja uslova staništa, razmnožavanja štetočina ili grabežljivaca.

Budući da do obnavljanja veličine populacije dolazi zbog malog broja jedinki koje nemaju cijeli skup alela, nove i originalne populacije će imati nejednaku genetsku strukturu. Promena u učestalosti gena u populaciji pod uticajem slučajnih faktora naziva se genetski drift, ili genetski automatski procesi. To se dešava i prilikom razvoja novih teritorija, jer na njih dolazi izuzetno ograničen broj jedinki ove vrste, što može dovesti do nove populacije. Stoga su genotipovi ovih jedinki ovdje od posebnog značaja ( osnivački efekat). Kao rezultat genskog drifta, novi homozigotni oblici (prema mutantnim alelima) se često cijepaju, koji se mogu pokazati kao adaptivno vrijedni, a kasnije će ih pokupiti prirodna selekcija.

Tako je među indijanskom populacijom američkog kontinenta i Laplanđanima vrlo visok udio ljudi sa I (0) krvnom grupom, dok su III i IV grupa izuzetno rijetke. Vjerovatno su u prvom slučaju osnivači populacije bili pojedinci koji nisu imali alel I B, ili je on izgubljen u procesu selekcije.

Do određene tačke, aleli se razmjenjuju između susjednih populacija kao rezultat ukrštanja jedinki različitih populacija - protok gena, čime se smanjuje razlika između pojedinih populacija, ali sa početkom izolacije ona prestaje. U suštini, protok gena je proces odgođene mutacije.

Izolacija. Sve promjene u genetskoj strukturi populacije moraju se fiksirati, zbog čega izolacija- pojava bilo kakvih barijera (geografskih, ekoloških, bihevioralnih, reproduktivnih, itd.) koje otežavaju i onemogućavaju ukrštanje jedinki različitih populacija. Iako izolacija sama po sebi ne stvara nove oblike, ona ipak čuva genetske razlike između populacija podvrgnutih prirodnoj selekciji. Postoje dva oblika izolacije: geografska i biološka.

Geografska izolacija nastaje kao rezultat podjele areala fizičkim barijerama (vodene prepreke za kopnene organizme, kopnene površine za hidrobiontske vrste, smjenjivanje povišenih područja i ravnica); to je olakšano sjedilačkim ili vezanim (kod biljaka) načinom života. Ponekad geografska izolacija može biti uzrokovana proširenjem raspona vrste, nakon čega slijedi izumiranje njenih populacija u srednjim teritorijama.

biološka izolacija je rezultat određenih divergencija organizama unutar iste vrste, koje na neki način sprječavaju slobodno ukrštanje. Postoji nekoliko vrsta biološke izolacije: ekološka, sezonska, etološka, morfološka i genetska. Izolacija životne sredine postignuto podjelom ekoloških niša (na primjer, sklonost određenim staništima ili prirodi hrane, kao kod smreke i borova krstokljuna). Sezonski(privremena) izolacija se opaža u slučaju razmnožavanja jedinki iste vrste u različito vrijeme (različita stada haringe). Etološka izolacija zavisi od karakteristika ponašanja (osobine rituala udvaranja, obojenost, „pevanje“ ženki i mužjaka iz različitih populacija). At morfološka izolacija Prepreka križanju je neslaganje u strukturi reproduktivnih organa ili čak i veličina tijela (pekinezer i doga). genetska izolacija ima najveći uticaj i manifestuje se u nekompatibilnosti zametnih ćelija (odumiranje zigote nakon oplodnje), sterilnosti ili smanjenoj vitalnosti hibrida. Razlozi za to su osobitosti broja i oblika kromosoma, zbog čega je nemoguća puna dioba stanica (mitoza i mejoza).

Narušavajući slobodno ukrštanje između populacija, izolacija na taj način fiksira u njima one razlike koje su nastale na genotipskom nivou zbog mutacija i fluktuacija populacije. U ovom slučaju, svaka od populacija je podvrgnuta djelovanju prirodne selekcije odvojeno od druge, što u konačnici dovodi do divergencije.

Kreativna uloga prirodne selekcije u evoluciji

Prirodna selekcija obavlja funkciju svojevrsnog "sita" koje sortira genotipove prema stepenu podobnosti. Međutim, čak je i Ch. Darwin naglasio da selekcija nije samo i ne toliko usmjerena na očuvanje samo najboljeg, već na uklanjanje najgoreg, odnosno, omogućava vam da sačuvate multivarijantnost. Funkcija prirodne selekcije nije ograničena na to, jer osigurava reprodukciju prilagođenih genotipova, a samim tim i određuje smjer evolucije sukcesivnim zbrajanjem slučajnih i brojnih odstupanja. Prirodna selekcija nema određeni cilj: na osnovu istog materijala (nasljedna varijabilnost) mogu se dobiti različiti rezultati pod različitim uvjetima.

U tom smislu, faktor evolucije koji se razmatra ne može se porediti sa radom vajara koji seče mramorni blok, već se ponaša kao daleki predak čoveka koji pravi oruđe od kamenog fragmenta, a da ne zamišlja konačan rezultat, što ne zavisi samo od prirode kamena i njegovog oblika, već i od jačine, pravca udara itd. Međutim, u slučaju neuspeha, selekcija, poput humanoidnog stvorenja, odbacuje „pogrešan“ oblik.

Cijena odabira je pojava genetski teret, odnosno gomilanje mutacija u populaciji, koje vremenom mogu postati dominantne zbog iznenadne smrti većine jedinki ili migracije malog broja njih.

Pod pritiskom prirodne selekcije ne samo da se formira raznovrsnost vrsta, već se povećava i nivo njihove organizacije, uključujući i njihovu komplikaciju ili specijalizaciju. Međutim, za razliku od umjetne selekcije koju čovjek provodi samo za ekonomski vrijedne osobine, često na štetu adaptivnih svojstava, prirodna selekcija tome ne može doprinijeti, jer niti jedna adaptacija u prirodi ne može nadoknaditi štetu od smanjenja održivosti stanovništva.

Istraživanje S. S. Četverikova

Jedan od važnih koraka ka pomirenju darvinizma i genetike napravio je moskovski zoolog S. S. Četverikov (1880–1959). Na osnovu rezultata istraživanja genetskog sastava prirodnih populacija voćne mušice Drosophila, dokazao je da one nose mnoge recesivne mutacije u heterozigotnom obliku koje ne narušavaju fenotipsku uniformnost. Većina ovih mutacija je nepovoljna za organizam i stvara tzv genetski teret, što smanjuje prilagodljivost stanovništva u cjelini na životnu sredinu. Neke mutacije koje nemaju adaptivnu vrijednost u datom trenutku razvoja vrste mogu kasnije dobiti određenu vrijednost, pa su rezerva nasledne varijabilnosti.Širenje ovakvih mutacija među pojedincima populacije zbog uzastopnih slobodnih križanja može u konačnici dovesti do njihovog prijelaza u homozigotno stanje i ispoljavanja u fenotipu. Ako je dato stanje karakteristike fen- je adaptivan, onda će za nekoliko generacija potpuno istisnuti dominantni fen, koji je manje pogodan za ove uslove, zajedno sa svojim nosiocima, iz populacije. Dakle, zbog takvih evolucijskih promjena ostaje samo recesivni mutantni alel, a njegov dominantni alel nestaje.

Pokušajmo to dokazati konkretan primjer. U proučavanju bilo koje određene populacije može se otkriti da ne samo njen fenotip, već i genotipska struktura može ostati nepromijenjena dugo vremena, što je posljedica slobodnog križanja, tj. panmiksija diploidnih organizama.

Ovaj fenomen je opisan zakonom Hardy - Weinberg, prema kojem, u idealnoj populaciji neograničene veličine, u odsustvu mutacija, migracija, populacijskih valova, genetskog drifta, prirodne selekcije i podložno slobodnom ukrštanju, frekvencije alela i genotipova diploidnih organizama neće se mijenjati tijekom broj generacija.

Na primjer, u populaciji, određenu osobinu kodiraju dva alela istog gena - dominantna ( ALI) i recesivno ( a). Učestalost dominantnog alela se označava kao R, i recesivno - q. Zbir frekvencija ovih alela je 1: str + q= 1. Dakle, ako znamo frekvenciju dominantnog alela, onda možemo odrediti frekvenciju recesivnog alela: q = 1 – str. U stvari, frekvencije alela su jednake vjerovatnoći formiranja odgovarajućih gameta. Zatim, nakon formiranja zigota, učestalosti genotipova u prvoj generaciji će biti:

(pA + qa) 2 = str 2 aa + 2pqAa + q 2 aa = 1,

gdje str 2 aa- učestalost dominantnih homozigota;

2pqAa- učestalost heterozigota;

q 2 aa- učestalost recesivnih homozigota.

Lako je izračunati da će u narednim generacijama frekvencije genotipova ostati iste, održavajući genetsku raznolikost populacije. Ali idealne populacije ne postoje u prirodi, pa se mutantni aleli u njima ne samo mogu očuvati, već i širiti, pa čak i zamijeniti ranije uobičajene alele.

S. S. Chetverikov je bio jasno svjestan da prirodna selekcija ne samo da eliminira pojedinačne manje uspješne osobine, i, shodno tome, alele koji ih kodiraju, već djeluje i na cijeli kompleks gena koji utiču na ispoljavanje određenog gena u fenotipu, ili genotipsko okruženje. Kao genotipsko okruženje, cijeli genotip se trenutno smatra skupom gena koji mogu poboljšati ili oslabiti manifestaciju specifičnih alela.

Ništa manje važne u razvoju evolucijske nastave nisu ni studije S. S. Četverikova u oblasti dinamike stanovništva, posebno "talasa života", odnosno populacijskih talasa. Još kao student, 1905. godine objavio je članak o mogućnosti izbijanja insekata i jednako brzom opadanju njihovog broja.

Uloga evolucijske teorije u formiranju savremene prirodnonaučne slike svijeta

Važnost teorije evolucije u razvoju biologije i drugih prirodnih nauka teško se može precijeniti, jer je prva objasnila uslove, uzroke, mehanizme i rezultate istorijskog razvoja života na našoj planeti, tj. materijalističko objašnjenje razvoja organskog svijeta. Osim toga, teorija prirodne selekcije bila je prva istinski naučna teorija biološke evolucije, budući da se Charles Darwin prilikom stvaranja nije oslanjao na spekulativne konstrukcije, već je polazio od vlastitih zapažanja i oslanjao se na stvarna svojstva živih organizama. Istovremeno je obogatila biološki alat istorijskom metodom.

Formulacija evolucijske teorije ne samo da je izazvala burnu naučnu raspravu, već je i dala podsticaj razvoju takvih nauka kao što su opšta biologija, genetika, selekcija, antropologija i niz drugih. S tim u vezi, ne može se ne složiti sa tvrdnjom da je teorija evolucije krunisala sljedeću fazu u razvoju biologije i postala polazna tačka njenog napretka u 20. stoljeću.

Dokazi za evoluciju divljih životinja. Rezultati evolucije: prilagodljivost organizama okolišu, raznolikost vrsta

Dokazi za evoluciju divljih životinja

U raznim oblastima biologije, čak i prije Charlesa Darwina i nakon objavljivanja njegove teorije evolucije, prikupljen je niz dokaza koji to potvrđuju. Ova svjedočenja se zovu dokaz evolucije. Najčešće se citiraju paleontološki, biogeografski, komparativni embriološki, komparativno-anatomski i komparativno-biohemijski dokazi evolucije, iako se podaci iz taksonomije, kao i uzgoj biljaka i životinja, ne mogu odbaciti.

paleontološki dokazi na osnovu proučavanja fosilnih ostataka organizama. To uključuje ne samo dobro očuvane organizme zamrznute u ledu ili umotane u ćilibar, već i "mumije" pronađene u kiselim tresetnim močvarama, kao i ostatke organizama i fosila sačuvane u sedimentnim stijenama. Prisutnost jednostavnijih organizama u drevnim stijenama nego u kasnijim slojevima, te činjenica da vrste pronađene na jednom nivou nestaju na drugom, smatra se jednim od najznačajnijih dokaza evolucije i objašnjava se pojavom i izumiranjem vrsta u odgovarajućim epohama zbog na promene uslova životne sredine.

Uprkos činjenici da je do sada pronađeno malo fosila i da mnogi fragmenti nedostaju u fosilnom zapisu zbog male vjerovatnoće očuvanja organskih ostataka, ipak su pronađeni oblici organizama koji imaju znakove i evolucijski starijih i mlađih grupa organizama. Ove vrste organizama se nazivaju prelazne forme. Istaknuti predstavnici prijelaznih oblika, koji ilustruju prijelaz od riba do kopnenih kralježnjaka, su režnjevaste ribe i stegocefali, a arheopteriks zauzima određeno mjesto između gmazova i ptica.

Redovi fosilnih oblika, sukcesivno međusobno povezani u procesu evolucije, ne samo zajedničkim, već i posebnim karakteristikama strukture, nazivaju se filogenetske serije. Oni mogu biti predstavljeni fosilima sa različitih kontinenata, i tvrde da su manje-više potpuni, ali njihovo proučavanje je nemoguće bez poređenja sa živim oblicima kako bi se demonstrirao napredak evolucijskog procesa. Klasičan primjer filogenetskog niza je evolucija predaka konja, koju je proučavao osnivač evolucijske paleontologije, V. O. Kovalevsky.

biogeografski dokazi. biogeografija kako nauka proučava obrasce distribucije i distribucije na površini naše planete vrsta, rodova i drugih grupa živih organizama, kao i njihovih zajednica.

Odsustvo na bilo kojem dijelu zemljine površine vrsta organizama koji su prilagođeni takvom staništu i koji se dobro ukorijenjuju umjetnim uvozom, poput zečeva u Australiji, kao i prisutnost sličnih oblika organizama u dijelovima kopna odvojenim na znatne udaljenosti jedna od druge svjedoče, prije svega, da izgled Zemlje nije uvijek bio ovakav, a geološke transformacije, posebno pomicanje kontinenata, formiranje planina, porast i pad nivoa Svjetski okean, utiču na evoluciju organizama. Na primjer, u tropskim regijama Južne Amerike, u Južnoj Africi i Australiji, žive četiri slične vrste plućnjaka, dok se rasponi deva i lama koji pripadaju istom redu nalaze u Sjeverna Afrika, veći dio Azije i Južne Amerike. Paleontološke studije su pokazale da deve i lame potiču od zajedničkog pretka koji je nekoć živio u Sjevernoj Americi, a zatim se proširio u Aziju preko postojeće prevlake na mjestu Beringovog moreuza, te također kroz Panamsku prevlaku do Južne Amerike. . Nakon toga, svi predstavnici ove porodice u srednjim područjima su izumrli, a u rubnim područjima su se u procesu evolucije formirale nove vrste. Ranije odvajanje Australije od ostalih kopnenih masa omogućilo je formiranje vrlo posebne flore i faune tamo, u kojoj su se očuvali takvi oblici sisara kao što su monotremes, platipus i ehidna.

Sa stajališta biogeografije, može se objasniti i raznolikost Darwinovih zeba na otocima Galapagos, koji su 1200 km udaljeni od obale Južne Amerike i vulkanskog su porijekla. Očigledno su predstavnici jedine vrste zeba u Ekvadoru jednom doletjeli ili su im dovedeni, a zatim su se, kako su se razmnožavale, neke od jedinki naselile na ostalim otocima. Na središnjim velikim otocima borba za egzistenciju (hrana, gnijezdilišta itd.) bila je najoštrija, pa su se formirale vrste koje su se međusobno malo razlikovale po izgledu, koje su konzumirale raznovrsnu hranu (sjemenke, voće, nektar, insekte itd. .). .).

Oni su uticali na rasprostranjenost različitih grupa organizama i promene klimatskih uslova na Zemlji, što je doprinelo prosperitetu jednih grupa i izumiranju drugih. Odvojeni tipovi ili grupe organizama sačuvanih od ranije rasprostranjene flore i faune nazivaju se relikvije. To uključuje ginko, sekvoju, drvo tulipana, ribu celakant, itd. U širem smislu, biljne i životinjske vrste koje žive na ograničenim područjima teritorije ili vodenog područja nazivaju se endemski, ili endemski. Na primjer, svi predstavnici autohtone flore i faune Australije su endemični, au flori i fauni Bajkalskog jezera ih ima i do 75%.

Uporedni anatomski dokazi. Proučavanje anatomije srodnih grupa životinja i biljaka pruža uvjerljive dokaze o sličnosti u građi njihovih organa. Uprkos činjenici da faktori životne sredine svakako ostavljaju traga na strukturi organa, angiosperms uz svu svoju nevjerovatnu raznolikost, cvijeće ima čašice, latice, prašnike i tučke, a kod kopnenih kralježnjaka ud je izgrađen prema planu s pet prstiju. Organi koji imaju sličnu građu, zauzimaju isti položaj u tijelu i razvijaju se iz istih rudimenata u srodnim organizmima, ali obavljaju različite funkcije, nazivaju se homologno. Tako su slušne koščice (čekić, nakovanj i stremen) homologne škržnim lukovima riba, otrovne žlijezde zmija pljuvačnim žlijezdama drugih kralježnjaka, mliječne žlijezde sisara znojnim žlijezdama, perajima tuljana i kitova. do krila ptica, udova konja i krtica.

Nefunkcionalni organi se dugo vremena, najvjerovatnije, u procesu evolucije pretvaraju u rudimentarni (rudimenti)- strukture koje su nerazvijene u odnosu na pretke oblike, koje su izgubile svoj glavni značaj. Tu spadaju fibule kod ptica, oči krtica i krtica, linija kose, trtica i slijepo crijevo kod ljudi, itd.

Pojedinci, međutim, mogu pokazivati znakove koji su odsutni kod ove vrste, ali su bili prisutni kod dalekih predaka - atavizme, na primjer, troprsti kod modernih konja, razvoj dodatnih parova mliječnih žlijezda, repa i dlake po cijelom ljudskom tijelu.

Ako su homologni organi dokaz u prilog odnosa organizama i divergencije u procesu evolucije, onda sličnih tela- slične strukture u organizmima različitih grupa koje obavljaju iste funkcije, naprotiv, odnose se na primjere konvergencija(konvergencijom se općenito naziva samostalan razvoj sličnih svojstava u različitim grupama organizama koji postoje pod istim uvjetima) i potvrđuju činjenicu da okolina ostavlja značajan pečat na organizam. Analogi su krila insekata i ptica, oči kralježnjaka i glavonožaca (lignje, hobotnice), zglobni udovi artropoda i kopnenih kralježnjaka.

Uporedni embriološki dokazi. Proučavajući embrionalni razvoj kod predstavnika različitih grupa kralježnjaka, K. Baer je otkrio njihov upečatljiv strukturno jedinstvo posebno u ranim fazama razvoja ( zakon germinativne sličnosti). Kasnije je E. Haeckel formulisao biogenetski zakon, prema kojem je ontogeneza kratko ponavljanje filogeneze, tj. faza kroz koje organizam prolazi u toku svog individualni razvoj, ponoviti istorijski razvoj grupe kojoj pripada.

Dakle, u prvim fazama razvoja embrion kralježnjaka poprima strukturne karakteristike karakteristične za ribe, a zatim za vodozemce i, konačno, za grupu kojoj pripada. Ova transformacija se objašnjava činjenicom da svaka od navedenih klasa ima zajedničke pretke sa modernim gmazovima, pticama i sisarima.

Međutim, biogenetski zakon ima niz ograničenja, pa je ruski naučnik A.N. Severtsov značajno ograničio opseg njegove primjene na ponavljanje u ontogenezi isključivo osobina embrionalnih faza razvoja predačkih oblika.

Uporedni biohemijski dokazi. Razvoj preciznijih metoda biohemijske analize pružio je evolucionim naučnicima nove dokaze u prilog istorijskom razvoju organskog sveta, budući da prisustvo istih supstanci u svim organizmima ukazuje na moguću biohemijsku homologiju sličnu onoj u nivo organa i tkiva. Komparativne biohemijske studije primarne strukture tako rasprostranjenih proteina kao što je citokrom With i hemoglobin, kao i nukleinske kiseline, posebno rRNA, pokazali su da mnoge od njih praktično imaju ista struktura i obavljaju iste funkcije kod predstavnika različitih vrsta, dok što je bliži odnos, to je veća sličnost u strukturi ispitivanih supstanci.

Dakle, teoriju evolucije potvrđuje značajna količina podataka iz različitih izvora, što još jednom ukazuje na njenu pouzdanost, ali će se ona i dalje mijenjati i usavršavati, budući da mnogi aspekti života organizama ostaju izvan vidnog polja. istraživači.

Rezultati evolucije: prilagodljivost organizama okolišu, raznolikost vrsta

Osim zajedničke karakteristike karakteristične za predstavnike određenog kraljevstva, vrste živih organizama odlikuju se nevjerojatnom raznolikošću vanjskih i unutrašnja struktura, životne aktivnosti, pa čak i ponašanja koja su se pojavila i odabrana u procesu evolucije i omogućavaju prilagođavanje životnim uslovima. Međutim, ne treba pretpostaviti da, budući da ptice i insekti imaju krila, to je posljedica direktnog djelovanja zračne sredine, jer beskrilnih insekata i ptica ima dosta. Gore navedene adaptacije odabrane su kroz proces prirodne selekcije iz čitavog niza dostupnih mutacija.

Epifitske biljke koje ne žive na tlu, već na drveću, prilagodile su se apsorpciji atmosferske vlage uz pomoć korijena bez korijenskih dlačica, ali sa posebnim higroskopnim tkivom - velamen. Neke bromelije mogu apsorbirati vodenu paru u vlažnoj atmosferi tropskih krajeva koristeći dlake na lišću.

Biljke insektojeda (suncokret, venerina muholovka) koje žive na tlima gdje dušik iz ovih ili onih razloga nije dostupan, razvile su mehanizam za privlačenje i apsorpciju malih životinja, najčešće insekata, koji su izvor željenog elementa za njih.

Da bi se zaštitile od jedenja biljojeda, mnoge biljke koje vode vezan način života razvile su pasivnu odbranu, kao što su trnje (glog), trnje (ruža), goruće dlake (kopriva), nakupljanje kristala kalcijum oksalata (kislica), biološki aktivni materije u tkivima (kafa, glog) itd. Kod nekih od njih su i sjemenke u nezrelim plodovima okružene kamenim ćelijama koje onemogućavaju štetočinama da dođu do njih, a tek do jeseni dolazi do procesa odrvetanja, što omogućava sjemenkama uđu u zemlju i proklijaju (kruška).

Okolina također ima oblikovni učinak na životinje. Dakle, mnoge ribe i vodeni sisari imaju aerodinamičan oblik tijela, što olakšava njihovo kretanje u njegovoj debljini. Međutim, ne treba pretpostaviti da voda direktno utječe na oblik tijela, upravo su se u procesu evolucije one životinje koje su posjedovale ovu osobinu pokazale najprilagođenijima.

Pri tome, tijelo kitova i delfina nije prekriveno dlakom, dok srodna grupa perestonožaca ima smanjenu dlaku na ovaj ili onaj stepen, jer, za razliku od prvih, dio vremena provode na kopnu, gdje bez vuna bi im se koža odmah smrzla.

Tijelo većine riba prekriveno je ljuskama koje su s donje strane svjetlije nego na vrhu, zbog čega su ove životinje jedva primjetne odozgo za prirodne neprijatelje na pozadini dna, a odozdo - na pozadini nebo. Boja koja životinje čini nevidljivima za njihove neprijatelje ili plijen naziva se pokroviteljski. Široko je rasprostranjen u prirodi. Živopisan primjer takve obojenosti je bojanje donje strane krila leptira callima, koji se, sjedi na grančici i sklapajući krila, ispostavlja kao suhi list. Drugi insekti, kao što su kukci štapići, maskiraju se u biljne grane.

Pjegasta ili prugasta obojenost također ima adaptivnu vrijednost, jer ptice kao što su prepelice ili jege nisu vidljive na pozadini tla čak ni iz blizine. Neprimjetna i pjegava jaja ptica koje se gnijezde na tlu.

Boja životinja nije uvijek tako konstantna kao kod zebre, na primjer, iverak i kameleon mogu je mijenjati ovisno o prirodi mjesta na kojem se nalaze. Kukavice, polažući jaja u gnijezda raznih ptica, mogu mijenjati boju ljuske na način da "vlasnici" gnijezda ne primjećuju razliku između njega i vlastitih jaja.

Boja životinja ih ne može uvijek učiniti nevidljivima - mnoge od njih su jednostavno upečatljive, što bi trebalo upozoriti na opasnost. Većina ovih insekata i gmizavaca je u određenoj mjeri otrovna, kao što su, na primjer, bubamara ili osa, pa ga grabežljivac, nakon što je nekoliko puta doživio nelagodu nakon što pojede takav predmet, izbjegava. ipak, upozoravajuća obojenost nije univerzalna, jer su se neke ptice prilagodile da ih jedu (medonosni zugar).

Povećane šanse za preživljavanje jedinki s upozoravajućom obojenošću doprinijele su njenom pojavljivanju kod predstavnika drugih vrsta bez opravdanog razloga. Ovaj fenomen se zove mimikrija. Dakle, neotrovne gusjenice nekih vrsta leptira oponašaju otrovne, a bubamare - jednu od vrsta žohara. Međutim, ptice mogu brzo naučiti razlikovati otrovne organizme od neotrovnih i konzumirati potonje, izbjegavajući pojedince koji su služili kao uzor.

U nekim slučajevima može se primijetiti i suprotan fenomen - grabežljive životinje u boji oponašaju bezopasne, što im omogućava da priđu žrtvi na blizinu i potom napadnu (sabljozubi bleni).

Zaštitu za mnoge vrste pruža i adaptivno ponašanje, koje je povezano sa čuvanjem hrane za zimu, brigom o potomstvu, smrzavanjem na mjestu ili obrnuto, zauzimanjem prijetećeg položaja. Dakle, riječni dabrovi za zimu pripremaju nekoliko kubnih metara grana, dijelova debla i druge biljne hrane, plaveći je u vodi u blizini "koliba".

Briga za potomstvo svojstvena je uglavnom sisavcima i pticama, međutim, nalazi se i kod predstavnika drugih klasa hordata. Na primjer, poznato je agresivno ponašanje mužjaka štapića, koji tjera sve neprijatelje iz gnijezda u kojem se nalaze jaja. Mužjaci kandžastih žaba omotaju jaja oko svojih šapa i nose ih dok se iz njih ne izlegu punoglavci.

Čak su i neki insekti u stanju da svom potomstvu obezbede povoljnije stanište. Na primjer, pčele hrane svoje ličinke, a mlade pčele u početku "rade" samo u košnici. Mravi nose svoje kukuljice gore-dolje u mravinjak, ovisno o temperaturi i vlažnosti, a ako prijeti poplava, uglavnom ih nose sa sobom. Skarabeje pripremaju posebne kuglice za svoje ličinke od životinjskog otpada.

Mnogi insekti, kada im prijeti napad, smrznu se na mjestu i poprimaju oblik suhih štapića, grančica i lišća. Zmije se, s druge strane, podižu i napuhuju svoju kapuljaču, dok zvečarka ispušta poseban zvuk zvečkom na kraju repa.

Adaptacije ponašanja dopunjuju se fiziološkim adaptacijama povezanim sa karakteristikama okoline. Dakle, osoba može ostati pod vodom bez ronilačke opreme samo nekoliko minuta, nakon čega može izgubiti svijest i umrijeti zbog nedostatka kisika, a kitovi ne izlaze dovoljno dugo. Njihov volumen pluća nije prevelik, ali postoje i druge fiziološke adaptacije, na primjer, u mišićima postoji visoka koncentracija respiratornog pigmenta - mioglobina, koji, takoreći, pohranjuje kisik i oslobađa ga tijekom ronjenja. Osim toga, kitovi imaju specijalno obrazovanje- "divna mreža", koja omogućava korištenje kisika čak i venske krvi.

Životinje u vrućim staništima, kao što su pustinje, stalno su izložene riziku od pregrijavanja i gubitka viška vlage. Stoga lisica feneka ima izuzetno velike ušne školjke koje joj omogućavaju da zrači toplinu. Vodozemci pustinjskih krajeva, kako bi izbjegli gubitak vlage kroz kožu, prisiljeni su preći na noćni način života, kada raste vlažnost i pojavljuje se rosa.

Ptice koje su ovladale vazdušnim staništem, pored anatomskih i morfoloških adaptacija za let, imaju i važne fiziološke karakteristike. Na primjer, zbog činjenice da kretanje u zraku zahtijeva izuzetno visok utrošak energije, ova grupa kralježnjaka se odlikuje velikom brzinom metabolizma, a izlučeni produkti metabolizma se odmah izlučuju, što doprinosi smanjenju specifične gustine tijelo.

Prilagođavanja okolini su, uprkos svom savršenstvu, relativna. Dakle, neke vrste mlječika proizvode alkaloide koji su otrovni za većinu životinja, ali gusjenice jedne od vrsta leptira - danaida - ne samo da se hrane tkivom mlječike, već i akumuliraju ove alkaloide, postajući nejestive za ptice.

Osim toga, adaptacije su korisne samo u određenom okruženju i beskorisne u drugom okruženju. Na primjer, Ussuri tigar, rijedak i veliki grabežljivac, kao i sve mačke, ima mekane jastučiće na šapama i uvlačive oštre kandže, oštre zube, odličan vid čak i u mraku, oštar sluh i jake mišiće, što mu omogućava da otkrije plijen. , neopaženo mu se prišunjati i napraviti zasedu. Međutim, njegova prugasta boja ga maskira samo u proljeće, ljeto i jesen, dok na snijegu postaje jasno vidljiva i tigar može računati samo na munjevit napad.

Cvatovi smokava, koji daju vrijedne sadnice, imaju tako specifičnu strukturu da ih oprašuju samo blastofažne ose, pa stoga, uvedene u kulturu, dugo nisu dale plodove. Jedino bi uzgoj partenokarpnih sorti smokava (formiranje plodova bez gnojidbe) mogao spasiti situaciju.

Unatoč činjenici da su opisani primjeri specijacije u vrlo kratkim vremenskim periodima, kao u slučaju zvečke na kavkaskim livadama, koja se zbog redovnog košenja najprije podijelila na dvije populacije - ranocvjetnu i plodonosnu i kasnu -cvjetanje, u stvari, mikroevolucija najvjerovatnije zahtijeva mnogo duže periode - mnogo stoljeća, jer čovječanstvo čije su različite grupe hiljadama godina odsječene jedna od druge, ipak, nije podijeljeno na različite vrste. Međutim, budući da evolucija ima praktički neograničeno vrijeme, stotinama miliona i milijardi godina, na Zemlji je već živjelo nekoliko milijardi vrsta, od kojih je većina izumrla, a one koje su došle do nas su kvalitativne faze ovog procesa.

Prema savremenim podacima, na Zemlji postoji preko 2 miliona vrsta živih organizama, od kojih većina (oko 1,5 miliona vrsta) pripada životinjskom carstvu, oko 400 hiljada biljnom carstvu, preko 100 hiljada carstvu gljiva, a odmor - bakterijama. Ovakva upečatljiva raznolikost rezultat je divergencije (divergencije) vrsta prema različitim morfološkim, fiziološkim, biohemijskim, ekološkim, genetskim i reproduktivnim osobinama. Na primjer, jedan od najvećih rodova biljaka koji pripadaju porodici orhideja - dendrobium - uključuje preko 1.400 vrsta, a rod buba kaloeda - preko 1.600 vrsta.

Klasifikacija organizama je zadatak sistematike, koja u proteklih 2 hiljade godina pokušava da izgradi ne samo koherentnu hijerarhiju, već i „prirodni“ sistem koji odražava stepen srodnosti organizama. Međutim, svi pokušaji da se to učini još nisu bili uspješni, jer je u nizu slučajeva u procesu evolucije uočeno ne samo divergencija karaktera, već i konvergencija (konvergencija), uslijed čega je u vrlo udaljenim grupe, organi su stekli sličnosti, kao što je oko glavonožaca i oči sisara.

Makroevolucija. Pravci i putevi evolucije (A. N. Severtsov, I. I. Shmalgauzen). Biološki napredak i regresija, aromorfoza, idioadaptacija, degeneracija. Uzroci biološkog napretka i regresije. Hipoteze o nastanku života na Zemlji. Glavne aromorfoze u evoluciji biljaka i životinja. Komplikacije živih organizama u procesu evolucije

makroevolucija

Formiranje vrste označava novi krug u evolucijskom procesu, budući da se jedinke ove vrste, koje su prilagođenije uslovima životne sredine od jedinki roditeljske vrste, postepeno naseljavaju na nove teritorije, a već u njenim populacijama dolazi do mutageneze, talasa populacije, izolacije. i prirodna selekcija igraju svoju kreativnu ulogu. S vremenom iz ovih populacija nastaju nove vrste, koje zbog genetske izolacije imaju mnogo više znakova sličnosti jedna s drugom nego s vrstama roda iz kojeg je matična vrsta izrasla, pa tako nastaje novi rod, zatim nova porodica, red (red), klasa, itd. Skup evolucijskih procesa koji dovode do pojave supraspecifičnih svojti (rodova, familija, redova, klasa itd.) naziva se makroevolucija. Makroevolucijski procesi, takoreći, generaliziraju mikroevolucijske promjene koje se dešavaju tokom dugog vremena, dok otkrivaju glavne trendove, pravce i obrasce evolucije organskog svijeta, koji se ne mogu promatrati na nižem nivou. Do sada nisu identifikovani konkretni mehanizmi makroevolucije, pa se smatra da se ona odvija samo kroz mikroevolucione procese, međutim, ova pozicija je stalno podvrgnuta osnovanoj kritici.

Pojava složenog hijerarhijskog sistema organskog svijeta u velikoj je mjeri rezultat nejednake stope evolucije različitih grupa organizama. Dakle, već pomenuta Ginkgo biloba je, takoreći, bila „zatamnjena” hiljadama godina, dok su se borovi koji su joj dovoljno blizu za to vreme značajno promenili.

Pravci i putevi evolucije (A. N. Severtsov, I. I. Shmalgauzen). Biološki napredak i regresija, aromorfoza, idioadaptacija, degeneracija

Analizirajući povijest organskog svijeta, može se uočiti da su u određenim intervalima dominirale određene grupe organizama, koje su potom imale tendenciju opadanja ili potpuno nestajale. Dakle, moguće je razlikovati tri glavna pravci evolucije: biološki napredak, biološka regresija i biološka stabilizacija. Značajan doprinos razvoju doktrine o pravcima i putevima evolucije dali su ruski evolucionisti A. N. Severtsov i I. I. Shmalgauzen.

biološki napredak povezuje se s biološkim prosperitetom grupe u cjelini i karakterizira njen evolucijski uspjeh. Ona odražava prirodni razvoj žive prirode od jednostavnog do složenog, od nižeg stepena organizovanosti do višeg. Prema A.N. Severtsovu, kriterijumi za biološki napredak su povećanje broja jedinki date grupe, proširenje njenog raspona, kao i pojava i razvoj grupa nižeg ranga u njenom sastavu (transformacija vrste u rod, rod u porodicu, itd.). Trenutno se biološki napredak uočava kod kritosjemenjača, insekata, koštanih riba i sisara.

Prema A. N. Severtsovu, biološki napredak može se postići kao rezultat određenih morfofizioloških transformacija organizama, dok je on identificirao tri glavna načina za postizanje: arogenezu, alogenezu i katagenezu.

Arogeneza, odnosno morfofiziološki napredak, povezan je sa značajnim proširenjem raspona ove grupe organizama zbog stjecanja velikih strukturnih promjena - aromorfoza.

Aromorfoza naziva se evolucijska transformacija strukture i funkcija tijela, čime se povećava njegov nivo organizacije i otvaraju se nove mogućnosti prilagođavanja različitim uvjetima postojanja.

Primjeri aromorfoza su nastanak eukariotske ćelije, višećelijska pojava, pojava srca kod riba i njegovo odvajanje potpunim septumom kod ptica i sisara, formiranje cvijeta kod kritosjemenjača itd.

alogeneza, za razliku od arogeneze, nije praćena proširenjem raspona, međutim, unutar starih nastaje značajna raznolikost oblika koji se posebno prilagođavaju staništu - idioadaptacija.

Idioadaptacija- ovo je mala morfofiziološka adaptacija na posebne uslove sredine, korisna u borbi za egzistenciju, ali ne menjajući nivo organizacije. Ove promjene ilustruju zaštitna obojenost životinja, raznolikost usnih organa kod insekata, bodlje biljaka itd. Jednako uspješan primjer su Darwinove zebe, specijalizirane za različite vrste hrane, kod kojih su transformacije prvo zahvatile kljun, a zatim ostali dijelovi tijela - perje, rep itd.

Paradoksalno, pojednostavljenje organizacije može dovesti i do biološkog napretka. Ova staza se zove katageneza.

Degeneracija- ovo je pojednostavljivanje organizama u procesu evolucije, koje je praćeno gubitkom određenih funkcija ili organa.

Fazu biološkog napretka zamjenjuje faza biološka stabilizacija, čija je suština očuvanje karakteristika date vrste kao najpovoljnije u datoj mikrosredini. Prema I. I. Schmalhausenu, to uopće ne znači "prestanak evolucije, naprotiv, znači maksimalnu konzistentnost organizma s promjenama u okolini." U fazi biološke stabilizacije su "živi fosili" celakant, gingko itd.

Suprotnost biološkom napretku je biološka regresija- evolucijski pad ove grupe zbog nemogućnosti prilagođavanja promjenama u okruženju. Očituje se smanjenjem broja populacija, sužavanjem područja i smanjenjem broja grupa nižeg ranga u sastavu više taksona. Grupi organizama koja je u stanju biološke regresije prijeti izumiranje. U istoriji organskog svijeta može se vidjeti mnogo primjera ovog fenomena, a trenutno je regresija karakteristična za neke paprati, vodozemce i gmizavce. Sa dolaskom čovjeka, biološka regresija je često posljedica njegove ekonomske aktivnosti.

Pravci i putevi evolucije organskog svijeta se međusobno ne isključuju, odnosno pojava aromorfoze ne znači da više ne može doći do idioadaptacije ili degeneracije. Naprotiv, prema razvoju A. N. Severtsova i I. I. Shmalgauzena pravilo promene faze, različiti pravci evolucijskog procesa i načini postizanja biološkog napretka prirodno se međusobno zamjenjuju. U toku evolucije, ovi se putevi kombinuju: prilično rijetke aromorfoze prenose grupu organizama na kvalitativno novi nivo organizacije, a daljnji povijesni razvoj ide putem idioadaptacije ili degeneracije, osiguravajući prilagodbu specifičnim uvjetima okoline.

Uzroci biološkog progresa i regresije

U procesu evolucije prevladava se granica prirodne selekcije i, shodno tome, napreduju samo one grupe organizama u kojima nasljedna varijabilnost stvara dovoljan broj kombinacija koje mogu osigurati opstanak grupe u cjelini.

Iste grupe koje iz nekog razloga nemaju takvu rezervu su u većini slučajeva osuđene na izumiranje. Često je to zbog niskog pritiska selekcije u prethodnim fazama evolucijskog procesa, što je dovelo do uske specijalizacije grupe ili čak do degenerativnih pojava. Posljedica toga je nemogućnost prilagođavanja novim uvjetima okoline sa njenim naglim promjenama. Upečatljiv primjer za to je iznenadna smrt dinosaurusa uslijed pada džinovskog nebeskog tijela na Zemlju prije 65 miliona godina, što je izazvalo potres, podižući milione tona prašine u zrak, naglo zahlađenje i smrt većine biljaka i biljojeda. U isto vrijeme, preci modernih sisara, koji nisu imali uskih preferencija prema izvorima hrane i bili su toplokrvni, uspjeli su preživjeti ove uvjete i zauzeti dominantnu poziciju na planeti.

Hipoteze o nastanku života na Zemlji

Iz čitavog spektra hipoteza za nastanak Zemlje najveći brojčinjenice svjedoče u prilog teoriji" veliki prasak". S obzirom na to da se ova naučna pretpostavka zasniva uglavnom na teorijskim proračunima, Veliki hadronski sudarač izgrađen u Evropskom centru za nuklearna istraživanja u blizini Ženeve (Švajcarska) je pozvan da to eksperimentalno potvrdi. Prema teoriji Velikog praska, Zemlja je nastala prije više od 4,5 milijardi godina zajedno sa Suncem i drugim planetama Sunčevog sistema kao rezultat kondenzacije oblaka plina i prašine. Smanjenje temperature planete i migracija hemijskih elemenata na nju doprineli su njenoj stratifikaciji u jezgro, plašt i koru, a kasniji geološki procesi (pomeranje tektonskih ploča, vulkanska aktivnost itd.) uslovili su formiranje planete. atmosfere i hidrosfere.

Život na Zemlji također postoji jako dugo, o čemu svjedoče fosilni ostaci raznih organizama u stijenama, ali fizičke teorije ne mogu odgovoriti na pitanje vremena i uzroka njegovog nastanka. Postoje dva suprotna gledišta o poreklu života na Zemlji: teorija abiogeneze i biogeneza. Teorije abiogeneze potvrditi mogućnost nastanka živog od neživog. To uključuje kreacionizam, hipotezu o spontanom nastanku i teoriju biohemijske evolucije A. I. Oparina.

fundamentalni stav kreacionizam je stvaranje svijeta od strane određenog natprirodnog bića (Stvoritelja), što se odrazilo u mitovima naroda svijeta i vjerskim kultovima, međutim starost planete i života na njoj daleko premašuje datume navedene u ovim izvorima , a u njima ima dosta nedosljednosti.

Osnivač teorije spontane generaciježivotom se smatra starogrčki naučnik Aristotel, koji je tvrdio da je moguća ponovljena pojava novih stvorenja, na primjer, glista iz lokva, te crva i muha iz pokvarenog mesa. Međutim, ova gledišta su opovrgnuta u 17.-19. vijeku hrabrim eksperimentima F. Redija i L. Pasteura.

Italijanski lekar Frančesko Redi je 1688. godine stavio komade mesa u lonce i dobro ih zatvorio, ali crvi nisu počeli u njima, dok su se pojavili u otvorenim loncima. Kako bi pobio tada preovlađujuće uvjerenje da je vitalni princip sadržan u zraku, ponovio je svoje eksperimente, ali nije zapečatio lonce, već ih je prekrio s nekoliko slojeva muslina, i opet se život nije pojavio. Uprkos uvjerljivim podacima do kojih je došao F. Redi, istraživanje A. van Leeuwenhoeka dalo je novu hranu za diskusiju o "početku života", koja se nastavila tokom sljedećeg stoljeća.

Drugi talijanski istraživač - Lazzaro Spallanzani - je 1765. modificirao eksperimente F. Redija, kuhajući čorbe od mesa i povrća nekoliko sati i zatvarajući ih. Nakon nekoliko dana ni on tamo nije našao nikakve znakove života i zaključio je da živo može nastati samo iz živog.

Konačni udarac teoriji spontanog nastajanja zadao je veliki francuski mikrobiolog Louis Pasteur 1860. godine, kada je skuvan bujon stavio u tikvicu sa S-oblikom vrata i nije primio nikakve klice. Čini se da je to svjedočilo u prilog teorijama biogeneze, ali je ostalo otvoreno pitanje o tome kako je nastao prvi organizam.

Sovjetski biohemičar A. I. Oparin pokušao je da odgovori na to i došao je do zaključka da sastav Zemljine atmosfere u ranim fazama njenog postojanja uopće nije bio isti kao u naše vrijeme. Najvjerovatnije se sastojao od amonijaka, metana, ugljičnog dioksida i vodene pare, ali nije sadržavao slobodni kisik. Pod utjecajem električnih pražnjenja velike snage i na visokoj temperaturi u njemu su se mogla sintetizirati najjednostavnija organska jedinjenja, što su potvrdili eksperimenti S. Millera i G. Ureyja 1953. godine, koji su dobili nekoliko aminokiselina, jednostavnih ugljikohidrata, adenin, urea, kao i najjednostavnije masne, mravlje i octene kiseline.

Međutim, sinteza organska materija još ne znači nastanak života, stoga je A. I. Oparin iznio hipoteza biohemijske evolucije, prema kojem su različite organske supstance nastale i spojile se u veće molekule u plitkim vodama mora i okeana, gde su uslovi za hemijsku sintezu i polimerizaciju najpovoljniji. Molekuli RNK se trenutno smatraju prvim nosiocima života.

Neke od ovih supstanci su postepeno formirale stabilne komplekse u vodi - koacervate, ili koacervatne kapi, nalik kapima masti u bujonu. Ovi koacervati su primali razne supstance iz okolnog rastvora, kojima su bili izloženi hemijske transformacije javlja se u kapima. Poput organskih tvari, sami koacervati nisu bili živa bića, već su bili sljedeći korak u njihovom nastanku.

Oni od koacervata koji su u svom sastavu imali dobar omjer supstanci, posebno proteina i nukleinskih kiselina, zbog katalitičkih svojstava proteinskih enzima, vremenom su stekli sposobnost reprodukcije svoje vrste i izvođenja metaboličkih reakcija, dok je struktura proteine su kodirane nukleinskim kiselinama.

Međutim, pored reprodukcije, žive sisteme karakteriše zavisnost od energije izvana. Ovaj problem je u početku riješen bezkiseničkim cijepanjem organskih tvari iz okoline (u to vrijeme u atmosferi nije bilo kisika), tj.

heterotrofnu ishranu. Neke od apsorbovanih organskih supstanci bile su u stanju da skladište energiju sunčeva svetlost, kao što je hlorofil, koji je omogućio brojnim organizmima da pređu na autotrofnu ishranu. Oslobađanje kiseonika u atmosferu tokom fotosinteze dovelo je do pojave efikasnijeg disanja kiseonika, pojave ozonskog omotača i, na kraju, oslobađanja organizama na kopno.

Dakle, rezultat hemijske evolucije bio je izgled protobiontima- primarni živi organizmi, od kojih su, kao rezultat biološke evolucije, nastale sve postojeće vrste.

Teorija biohemijske evolucije u našem vremenu je najviše potvrđena, ali se ideja o specifičnim mehanizmima nastanka života promijenila. Na primjer, pokazalo se da formiranje organskih tvari počinje još u svemiru, a organske tvari igraju važnu ulogu čak i u samom formiranju planeta, osiguravajući prianjanje malih dijelova. Formiranje organske tvari događa se i u utrobi planete: jednom erupcijom vulkan izbacuje do 15 tona organske tvari. Postoje i druge hipoteze koje se tiču mehanizama koncentracije organskih supstanci: zamrzavanje rastvora, apsorpcija (vezivanje) na površini određenih mineralnih jedinjenja, delovanje prirodnih katalizatora itd. Pojava života na Zemlji trenutno je nemoguća, jer bilo koji organske tvari spontano nastale u bilo kojoj tački planeta bi odmah oksidirale slobodni kisik iz atmosfere ili bi ih iskoristili heterotrofni organizmi. Charles Darwin je to shvatio još 1871.

Teorije biogeneze poriču spontano nastajanje života. Glavne su hipoteze Stabilno stanje i hipoteza panspermije. Prvi od njih temelji se na činjenici da život postoji zauvijek, međutim, na našoj planeti postoje vrlo drevne stijene u kojima nema tragova aktivnosti organskog svijeta.

Hipoteza panspermije tvrdi da su klice života doneli na Zemlju iz svemira neki vanzemaljci ili božanska proviđenja. U prilog ovoj hipotezi svjedoče dvije činjenice: potreba za svim živim bićima, što je prilično rijetko na planeti, ali se često nalazi u meteoritima, molibdenu, kao i otkriće organizama sličnih bakterijama na meteoritima sa Marsa. Međutim, ostaje nejasno kako je nastao život na drugim planetama.

Glavne aromorfoze u evoluciji biljaka i životinja

Biljni i životinjski organizmi, koji predstavljaju različite grane evolucije organskog svijeta, u procesu historijskog razvoja samostalno su stekli određene strukturne karakteristike, koje će biti opisane u nastavku.

Kod biljaka su najvažniji prelazak iz haploidije u diploidiju, nezavisnost od vode tokom oplodnje, prelazak sa spoljašnje na unutrašnju oplodnju i pojava dvostruke oplodnje, podela tela na organe, razvoj provodnog sistema. , usložnjavanje i poboljšanje tkiva, te specijalizacija oprašivanja uz pomoć insekata i širenje sjemena i plodova.

Prijelaz iz haploidnog u diploidni učinio je biljke otpornijima na faktore okoline zbog smanjenog rizika od recesivnih mutacija. Očigledno je ova transformacija utjecala na pretke vaskularnih biljaka, koji ne uključuju briofite, koje karakterizira prevlast gametofita u životnom ciklusu.

Glavne aromorfoze u evoluciji životinja povezane su s pojavom višećeličnosti i sve većim rasparčavanjem svih organskih sistema, pojavom snažnog skeleta, razvojem centralnog nervnog sistema, a također i javno ponašanje u raznim grupama visoko organizovanih životinja, koje su dale podsticaj napretku čoveka.

Komplikacije živih organizama u procesu evolucije

Povijest organskog svijeta na Zemlji proučavaju sačuvani ostaci, otisci i drugi tragovi vitalne aktivnosti živih organizama. Ona je predmet nauke paleontologija. Na osnovu činjenice da se ostaci različitih organizama nalaze u različitim slojevima stijena, stvorena je geohronološka skala prema kojoj je povijest Zemlje podijeljena na određene vremenske periode: eone, ere, periode i stoljeća.

aeon naziva se veliki vremenski period u geološkoj istoriji, koji ujedinjuje nekoliko era. Trenutno se razlikuju samo dva eona: kriptozoik (skriveni život) i phanerosa (očigledni život). Era- ovo je vremenski period u geološkoj istoriji, koji je podjela eona, ujedinjujući, zauzvrat, periode. U kriptozoiku se razlikuju dvije ere (arhejska i proterozojska), dok u fanerozoiku postoje tri (paleozoik, mezozoik i kenozoik).

Važnu ulogu u kreiranju geohronološke skale odigrali su fosili za navođenje- ostaci organizama koji su u određenim intervalima bili brojni i dobro očuvani.

Razvoj života u kriptozoiku. Arhej i proterozoik čine većinu istorije života (period 4,6 milijardi godina - pre 0,6 milijardi godina), ali nema dovoljno podataka o životu u tom periodu. Prvi ostaci organskih supstanci biogenog porijekla stari su oko 3,8 milijardi godina, a prokariotski organizmi postojali su već prije 3,5 milijardi godina. Prvi prokarioti bili su dio specifičnih ekosistema - cijanobakterijskih prostirki, zbog čijeg djelovanja su nastali specifični sedimentni kameni stromatoliti ("kameni tepisi").

Otkriće njihovih modernih analoga - stromatolita u zaljevu Shark u Australiji i specifičnih filmova na površini tla u zaljevu Sivash u Ukrajini - pomoglo je u razumijevanju života drevnih prokariotskih ekosistema. Na površini cijanobakterijskih prostirki nalaze se fotosintetske cijanobakterije, a ispod njihovog sloja izuzetno raznolike bakterije drugih grupa i arheje. Minerali koji se talože na površini prostirke i nastaju zbog njene vitalne aktivnosti talože se u slojevima (otprilike 0,3 mm godišnje). Ovakvi primitivni ekosistemi mogu postojati samo na mjestima neprikladnim za život drugih organizama, i zaista, oba gore navedena staništa karakterizira izuzetno visok salinitet.

Brojni podaci ukazuju da je Zemlja u početku imala obnovljivu atmosferu, koja je uključivala: ugljični dioksid, vodenu paru, sumporov oksid, kao i ugljični monoksid, vodonik, sumporovodik, amonijak, metan itd. Prvi organizmi Zemlje bili su anaerobi Međutim, zbog fotosinteze cijanobakterija u medij se oslobađao slobodni kisik koji se u početku brzo vezao za redukcijske agense u mediju, a tek nakon vezivanja svih redukcijskih sredstava medij je počeo poprimati oksidirajuća svojstva. O ovoj tranziciji svjedoči taloženje oksidiranih oblika željeza - hematita i magnetita.

Prije oko 2 milijarde godina, kao rezultat geofizičkih procesa, gotovo svo željezo nevezano u sedimentnim stijenama preselilo se u jezgro planete, a kisik se počeo akumulirati u atmosferi zbog odsustva ovog elementa - dogodila se "revolucija kisika". Bila je to prekretnica u istoriji Zemlje, koja je za sobom povukla ne samo promjenu sastava atmosfere i formiranje ozonskog zaslona u atmosferi - glavnog preduvjeta za naseljavanje kopna, već i sastava stijena. nastala na površini Zemlje.

Još jedan važan događaj dogodio se u proterozoiku - pojava eukariota. Posljednjih godina prikupljeni su uvjerljivi dokazi za teoriju o endosimbionetskom porijeklu eukariotske ćelije – kroz simbiozu nekoliko prokariotskih ćelija. Vjerovatno je "glavni" predak eukariota bio arheje, koji je fagocitozom prešao na apsorpciju čestica hrane. Nasljedni aparat se preselio duboko u ćeliju, zadržavši, međutim, svoju vezu s membranom zbog prijelaza vanjske membrane koja je nastala nuklearni omotač u membranama endoplazmatskog retikuluma.

Geohronološka istorija Zemlje Aeon Era Period Početak, prije milion godina Trajanje, milioni godina razvoj života Fanerozojski kenozoik Antropogeni 1,5 1,5 Četiri ledena doba praćena poplavama dovela su do formiranja flore i faune otporne na hladnoću (mamuti, mošusni volovi, sobovi, lemingi). Razmjena životinja i biljaka između kontinenata zbog pojave kopnenih mostova. Dominacija placentnih sisara. Istrebljenje mnogih velikih sisara. Formiranje čovjeka kao biološke vrste i njegovo preseljavanje. Pripitomljavanje životinja i uzgoj biljaka. Nestanak mnogih vrsta živih organizama uslijed ljudskih aktivnosti Neogen 25 23.5 Rasprostranjenost žitarica. Formiranje svih savremenih odreda sisari. Pojava velikih majmuna Paleogen 65 40 Dominacija cvjetnica, sisara i ptica. Pojava kopitara, mesoždera, peronožaca, primata, itd. Mezozoik Kreda 135 70 Pojava kritosjemenjača, sisara i ptica postaje brojna Jura 195 60 Era gmizavaca i glavonožaca. Pojava torbara i placentnih sisara. Dominacija golosemenjača Trijas 225 30 Prvi sisari i ptice. Reptili su brojni. Rasprostranjenost zeljastih spora Paleozoik Perm 280 55 Pojava modernih insekata. Razvoj gmizavaca. Istrebljenje niza grupa beskičmenjaka. Rasprostranjenost četinara Ugljik 345 65 Prvi gmizavci. Pojava krilatih insekata. Prevladavaju paprati i preslice. Devon 395 50 Ribe su brojne. Prvi vodozemci Pojava glavnih skupina spora, prvih golosjemenjača i gljiva Silur 430 35 Obilne alge. Prve kopnene biljke i životinje (pauci). Ordovicij 500 70 Ordovicij 500 70 Obilni koralji i trilobiti. Cvjetanje zelenih, smeđih i crvenih algi. Pojava prvih hordata Kambrijci 570 70 Brojni riblji fosili. Morski ježevi i trilobiti su česti. Pojava višećelijskih algi kriptozom Proterozoik 2600 2000 Pojava eukariota. Rasprostranjene su uglavnom jednoćelijske zelene alge. Pojava multicelularnosti. Izbijanje raznolikosti višećelijskih životinja (pojava svih vrsta beskičmenjaka) Archaea 3500 1500 Prvi tragovi života na Zemlji su bakterije i cijanobakterije. Pojava fotosinteze

Bakterije koje je apsorbirala stanica nisu se mogle probaviti, već su ostale žive i nastavile funkcionisati. Smatra se da mitohondrije potječu od ljubičastih bakterija koje su izgubile sposobnost fotosinteze i prešle na oksidaciju organskih tvari. Simbioza s drugim fotosintetskim stanicama dovela je do pojave plastida u biljne ćelije. Vjerojatno su flagele eukariotskih stanica nastale kao rezultat simbioze s bakterijama, koje su, poput modernih spiroheta, bile sposobne za vijugave pokrete. U početku je nasljedni aparat eukariotskih stanica bio raspoređen na približno isti način kao u prokariota, a tek kasnije, zbog potrebe kontrole velike i složene stanice, nastali su hromozomi. Genomi intracelularnih simbionta (mitohondrije, plastidi i flagele) općenito su zadržali svoju prokariotsku organizaciju, ali je većina njihovih funkcija prenesena na nuklearni genom.

Eukariotske ćelije nastajale su više puta i nezavisno jedna od druge. Na primjer, crvene alge nastale su kao rezultat simbiogeneze s cijanobakterijama, a zelene alge - s proklorofitnim bakterijama.

Preostale jednomembranske organele i jezgro eukariotske ćelije, prema teoriji endomembrane, nastale su invaginacijama membrane prokariotske ćelije.

Tačno vrijeme pojave eukariota nije poznato, jer se već u naslagama starim oko 3 milijarde godina nalaze otisci ćelija sličnih veličina. Tačnije, eukarioti su zabilježeni u stijenama starim oko 1,5-2 milijarde godina, ali tek nakon revolucije kisika (prije oko 1 milijardu godina) razvili su se povoljni uslovi za njih.

Na kraju proterozojske ere (prije najmanje 1,5 milijardi godina) već su postojali višećelijski eukariotski organizmi. Višećelijska struktura, poput eukariotske ćelije, više puta se javljala u različitim grupama organizama.

Postoje različiti pogledi na porijeklo višećelijskih životinja. Prema nekim podacima, njihovi preci su bili multinuklearni, slični cilijatima, ćelije, koje su se potom raspale u zasebne jednonuklearne ćelije.

Druge hipoteze povezuju porijeklo višećelijskih životinja s diferencijacijom kolonijalnih jednoćelijskih stanica. Nepodudarnosti između njih tiču se porijekla staničnih slojeva u izvornoj višećelijskoj životinji. Prema hipotezi E. Haeckel o gastrei, to se događa invaginacijom jednog od zidova jednoslojnog višećelijskog organizma, kao u crijevnim šupljinama. Nasuprot tome, I. I. Mechnikov je formulirao hipotezu o fagociteli, smatrajući pretke višećelijskih organizama jednoslojnim sfernim kolonijama poput Volvoxa, koji je apsorbirao čestice hrane fagocitozom. Ćelija koja je uhvatila česticu izgubila je bičicu i pomaknula se duboko u tijelo, gdje je izvršila probavu, a na kraju procesa se vratila na površinu. Vremenom je došlo do podjele stanica na dva sloja s određenim funkcijama - vanjski je osiguravao kretanje, a unutrašnji - fagocitozu. I. I. Mechnikov nazvao je takav organizam fagocitelom.

Dugo su višećelijski eukarioti gubili u nadmetanju s prokariotskim organizmima, ali na kraju proterozoika (prije 800–600 miliona godina), zbog nagle promjene uslova na Zemlji - smanjenja nivoa mora, povećanja koncentracija kisika, smanjenje koncentracije karbonata u morska voda, redovni ciklusi hlađenja - višećelijski eukarioti su stekli prednosti u odnosu na prokariote. Ako su do tada pronađene samo pojedinačne višećelijske biljke i, moguće, gljive, onda su od tog trenutka u povijesti Zemlje poznate i životinje. Od fauna koje su se pojavile na kraju proterozoika, najbolje su proučene edijakarske i vendske faune. Životinje vendskog perioda obično se ubrajaju u posebnu grupu organizama ili se pripisuju tipovima kao što su koelenterati, plosnati crvi, člankonošci, itd. Međutim, nijedna od ovih grupa nema kostur, što može ukazivati na odsustvo predatora.

Razvoj života u paleozojskoj eri. Paleozojska era, koja je trajala više od 300 miliona godina, podijeljena je na šest perioda: kambrij, ordovicij, silur, devon, karbon (karbon) i perm.

AT Kambrijski period zemljište se sastojalo od nekoliko kontinenata, uglavnom smještenih u južna hemisfera. Najbrojniji fotosintetski organizmi u ovom periodu bile su cijanobakterije i crvene alge. Foraminifere i radiolarije su živjele u vodenom stupcu. U kambriju se pojavljuje ogroman broj skeletnih životinjskih organizama, o čemu svjedoče brojni fosilni ostaci. Ovi organizmi pripadali su oko 100 vrsta višećelijskih životinja, kako modernih (spužve, koelenterati, crvi, člankonošci, mekušci), tako i izumrlih, na primjer: ogroman grabežljivac anomalocaris i kolonijalni graptoliti koji su plutali u vodenom stupcu ili su bili pričvršćeni za dno. Zemljište je tokom kambrija ostalo gotovo nenaseljeno, ali su bakterije, gljive i, moguće, lišajevi već započeli proces formiranja tla, a na kraju perioda na zemlju su došli crvi oligoheti i stonoge.

AT Ordovician period Nivo vode okeana je porastao, što je dovelo do plavljenja kontinentalnih nizina. Glavni proizvođači u ovom periodu bile su zelene, smeđe i crvene alge. Za razliku od kambrija, u kojem su grebene gradile spužve, u ordoviciju su zamijenjeni koraljnim polipima. Procvat su doživjeli gastropodi i glavonošci, kao i trilobiti (danas izumrli srodnici pauka). U ovom periodu prvi put su zabilježeni i hordati, posebno oni bez čeljusti. Krajem ordovicija došlo je do grandioznog izumiranja koje je uništilo oko 35% porodica i više od 50% rodova morskih životinja.

Silurian karakteriše povećana izgradnja planina, što je dovelo do isušivanja kontinentalnih platformi. Vodeću ulogu u fauni beskralježnjaka Silura imali su glavonošci, bodljikaši i divovski rakovi, dok je među kralježnjacima ostalo mnoštvo životinja bez čeljusti i pojavile su se ribe. Krajem perioda na kopno su stigle prve vaskularne biljke, rinofiti i likopodi, koji su započeli kolonizaciju plitkih voda i plime i oseke priobalja. Na zemlju su došli i prvi predstavnici klase arahnida.

AT Devonski kao rezultat izdizanja kopna nastale su velike plitke vode, koje su presušile, pa čak i smrznule, jer je klima postala još kontinentalnija nego u siluru. U morima dominiraju koralji i bodljikaši, dok su glavonošci predstavljeni spiralno uvijenim amonitima. Među devonskim kralježnjacima, ribe su dostigle svoj vrhunac, a hrskavičaste i koštane, kao i plućke i režnjeve peraje, zamijenile su oklopne. Na kraju perioda pojavljuju se prvi vodozemci, koji su prvi živjeli u vodi.

U srednjem devonu na kopnu su se pojavile prve šume paprati, mahovine i preslice, koje su naseljavali crvi i brojni člankonošci (stonoge, pauci, škorpioni, insekti bez krila). Krajem devona pojavile su se prve golosemenke. Razvoj zemljišta biljkama doveo je do smanjenja vremenskih uslova i povećanja formiranja tla. Fiksacija tla dovela je do pojave riječnih korita.

AT karbonski period kopno su predstavljala dva kontinenta odvojena okeanom, a klima je postala primjetno toplija i vlažnija. Do kraja perioda došlo je do blagog izdizanja kopna, a klima je prešla u više kontinentalnu. U morima su dominirale foraminifere, koralji, bodljikaši, hrskavice i koštane ribe, dok su slatkovodna tijela bila naseljena školjkama, rakovima i raznim vodozemcima. Sredinom karbona nastali su mali insektojedi, a među insektima su se pojavili krilati gmazovi (žohari, vilini konjici).

Trope su karakterizirale močvarne šume u kojima su dominirali džinovski repovi, mahovine i paprati, čiji su mrtvi ostaci kasnije formirali naslage. kameni ugalj. Sredinom perioda u umjerenom pojasu, zbog njihove nezavisnosti od vode u procesu oplodnje i prisustva sjemena, počelo je širenje golosjemenjača.

Permski period odlikovalo se spajanjem svih kontinenata u jedan superkontinent Pangea, povlačenjem mora i jačanjem kontinentalne klime do te mjere da su se u unutrašnjosti Pangee formirale pustinje. Do kraja perioda, paprati, preslice i mahovine gotovo su nestale na kopnu, a golosjemenice otporne na sušu zauzele su dominantan položaj. Unatoč činjenici da su veliki vodozemci i dalje postojali, nastale su različite grupe gmazova, uključujući velike biljojede i grabežljivce. Krajem perma došlo je do najvećeg izumiranja u istoriji života, jer su nestale mnoge grupe koralja, trilobita, većine glavonožaca, riba (prvenstveno hrskavičastih i križnokrilih) i vodozemaca. Istovremeno, morska fauna je izgubila 40-50% porodica i oko 70% rodova.

Razvoj života u mezozoiku. Mezozojska era trajala je oko 165 miliona godina i bila je obilježena izdizanjem zemljišta, intenzivnom izgradnjom planina i smanjenjem vlažnosti klime. Podijeljen je na tri perioda: trijas, jura i kreda.

Na početku Trijaski period klima je bila sušna, ali je kasnije, zbog porasta nivoa mora, postala vlažnija. Među biljkama su prevladavale golosjemenke, paprati i preslice, ali su arborealni oblici spora gotovo potpuno izumrli. Visoka razvijenost dostigao neke korale, amonite, nove grupe foraminifera, školjkaša i bodljokožaca, dok se diverzitet hrskavičnih riba smanjio, a promijenile su se i grupe koštanih riba. Gmizavci koji su dominirali zemljom počeli su da gospodare i vodena sredina poput ihtiosaura i plesiosaura. Od reptila iz trijasa, krokodili, tuatare i kornjače su preživjeli do našeg vremena. Krajem trijasa pojavili su se dinosaurusi, sisari i ptice.

AT jura Superkontinent Pangea se podijelio na nekoliko manjih. Veći dio Jure bio je vrlo vlažan, a pred kraj Jure klima je postala sušnija. Dominantna grupa biljaka bile su golosemenke, od kojih su sekvoje sačuvane iz tog vremena. U morima su cvjetali mekušci (amoniti i belemniti, školjke i puževi), spužve, ježinci, hrskavice i koštane ribe. Veliki vodozemci gotovo su potpuno izumrli u juri, ali su se pojavile moderne grupe vodozemaca (repani i anurani) i ljuskavi (gušteri i zmije), a raznolikost sisavaca se povećala. Do kraja perioda pojavili su se i mogući preci prvih ptica, arheopteriksa. Međutim, svim ekosistemima dominirali su gmazovi - ihtiosauri i plesiosauri, dinosauri i leteći pangolini - pterosauri.

Period krede dobio je ime u vezi s formiranjem krede u sedimentnim stijenama tog vremena. Širom Zemlje, osim polarnih područja, vladala je trajna topla i vlažna klima. U tom su periodu nastali i postali široko rasprostranjeni angiospermi, koji su zamijenili golosjemenke, što je dovelo do naglog povećanja raznolikosti insekata. U morima se, osim mekušaca, koštanih riba, plesiosaura, ponovno pojavio ogroman broj foraminifera, čije su školjke formirale naslage krede, a dinosauri su prevladavali na kopnu. Bolje prilagođene vazduhu, ptice su počele postepeno da zamenjuju leteće guštere.

Na kraju perioda došlo je do globalnog izumiranja, uslijed čega su nestali amoniti, belemniti, dinosauri, pterosauri i morski gušteri, drevne grupe ptica, kao i neki golosjemenci. Oko 16% porodica i 50% životinjskih rodova nestalo je sa lica Zemlje u celini. Kriza na kraju krede povezana je s padom veliki meteorit do Meksičkog zaljeva, međutim, najvjerovatnije to nije bio jedini uzrok globalnih promjena. Tokom naknadnog hlađenja, preživjeli su samo mali gmizavci i toplokrvni sisari.

Razvoj života u kenozoiku. Kenozojska era počelo je prije oko 66 miliona godina i traje do danas. Karakterizira ga dominacija insekata, ptica, sisara i kritosjemenjača. Kenozoik je podeljen na tri perioda - paleogen, neogen i antropogen - od kojih je posljednji najkraći u istoriji Zemlje.

U ranom i srednjem paleogenu klima je ostala topla i vlažna, ali je do kraja perioda postala hladnija i suša. Kritosjemenjače su postale dominantna skupina biljaka, međutim, ako su na početku razdoblja prevladavale zimzelene šume, onda su se na kraju pojavile mnoge listopadne, a stepe su se formirale u sušnim zonama.

Među ribama dominantnu poziciju zauzimaju koštane ribe, a broj hrskavičnih vrsta, unatoč njihovoj značajnoj ulozi u tijelima slanih voda, je neznatan. Na kopnu su od gmazova preživjeli samo ljuskavi krokodili i kornjače, dok su sisari zauzeli većinu njihovih ekoloških niša. Sredinom perioda pojavili su se glavni redovi sisara, uključujući insektojede, mesoždere, peronošce, kitove, kopitare i primate. Izolacija kontinenata učinila je faunu i floru geografski raznovrsnijom: Južna Amerika i Australija postale su centri razvoja tobolčara, a drugi kontinenti placentnih sisara.

Neogenski period. Zemljina površina je u neogenu dobila moderan izgled. Klima je postala hladnija i suša. U neogenu su se već formirali svi redovi modernih sisara, a u afričkim pokrovima nastala je porodica Hominida i rod Čovjek. Do kraja perioda četinarske šume su se proširile u polarnim područjima kontinenata, pojavile su se tundre, a trave su zauzele stepe umjerenog pojasa.

Kvartarni period(antropogen) karakteriziraju periodične promjene glacijacije i zagrijavanja. Tokom glacijacije, visoke geografske širine bile su prekrivene glečerima, nivo okeana je naglo opao, a tropski i suptropski pojasevi su se suzili. Na teritorijama u blizini glečera uspostavljena je hladna i suha klima, što je doprinijelo formiranju hladno otpornih grupa životinja - mamuta, divovskih jelena, pećinskih lavova, itd. Smanjenje nivoa Svjetskog okeana koje je pratilo proces glacijacije doveo je do formiranja kopnenih mostova između Azije i sjeverna amerika, Evropu i Britanska ostrva itd. Životinjske migracije, s jedne strane, dovele su do međusobnog obogaćivanja flore i faune, as druge strane, do raseljavanja relikvija od strane pridošlica, na primer, torbara i kopitara u Južnoj Americi. . Ovi procesi, međutim, nisu uticali na Australiju, koja je ostala izolovana.

Općenito, periodične klimatske promjene dovele su do formiranja izuzetno obilnog raznolikost vrsta, karakterističan za sadašnju fazu evolucije biosfere, a utjecao je i na evoluciju čovjeka. Tokom antropogena, nekoliko vrsta iz roda Man proširilo se iz Afrike u Evroaziju. Prije otprilike 200 hiljada godina, u Africi je nastala vrsta Homo sapiens, koja je nakon dugog perioda postojanja u Africi, prije oko 70 tisuća godina, ušla u Euroaziju, a prije oko 35-40 hiljada godina - u Ameriku. Nakon perioda koegzistencije sa blisko srodnim vrstama, istisnuo ih je i proširio po cijelom svijetu. Prije oko 10 hiljada godina, ljudska ekonomska aktivnost u umjereno toplim dijelovima svijeta počela je da utiče kako na izgled planete (oranje zemlje, goruće šume, prekomjerna ispaša, dezertifikacija, itd.), tako i na životinju i biljni svijet zbog smanjenja njihovih staništa i istrebljenja, a u obzir je došao i antropogeni faktor.

Human Origins. Čovjek kao vrsta, njegovo mjesto u sistemu organskog svijeta. Hipoteze o poreklu čoveka. Pokretačke snage i faze ljudske evolucije. Ljudske rase, njihov genetski odnos. biosocijalna priroda čovjeka. Društveno i prirodno okruženje, prilagođavanje čovjeka na njega

Human Origins

Čak i prije 100 godina, velika većina ljudi na planeti nije ni pomislila da bi osoba mogla proizaći od tako "neuglednih" životinja kao što su majmuni. U diskusiji s jednim od branitelja darvinističke teorije evolucije, profesorom Thomasom Huxleyem, njegov vatreni protivnik, biskup Samuel Wilberforce sa Oksforda, koji se oslanjao na religijsku dogmu, čak ga je pitao smatra li da je povezan s precima majmuna preko djeda ili baka.

Međutim, razmišljanja o evolucionog porekla govorili su antički filozofi, a veliki švedski taksonomista K. Linnaeus je u 18. veku, na osnovu kombinacije znakova, dao neko određeno ime Homo sapiens L.(razuman čovjek) i odnio ga, zajedno sa majmunima, u isti odred - Primate. J. B. Lamarck je podržavao K. Linnaeusa i vjerovao da je čovjek čak imao zajedničke pretke sa modernim majmunima, ali je u nekom trenutku svoje povijesti potekao sa drveta, što je bio jedan od razloga za formiranje čovjeka kao vrste.

Ch. Darwin također nije zanemario ovo pitanje i 70-ih godina XIX vijeka objavio je djela “Poreklo čovjeka i seksualna selekcija” i “O izražavanju emocija kod životinja i čovjeka”, u kojima je pružio ništa manje uvjerljive dokaze. zajedničkog porijekla čovjeka i majmuna, nego njemački istraživač E. Haeckel ("Prirodna istorija stvaranja", 1868; "Antropogeneza, ili istorija porijekla čovjeka", 1874), koji je čak sastavio i genealogiju životinja kraljevstvo. Međutim, ove studije su se ticale samo biološke strane formiranja čovjeka kao vrste, dok socijalni aspekti otkrio klasika istorijskog materijalizma - njemačkog filozofa F. Engelsa.

U današnje vrijeme nauka proučava porijeklo i razvoj čovjeka kao biološke vrste, kao i raznolikost populacija modernog čovjeka i obrasce njihove interakcije. antropologija.

Čovjek kao vrsta, njegovo mjesto u sistemu organskog svijeta

razuman čovjek ( Homo sapiens) kao biološka vrsta odnosi se na životinjsko carstvo, podcarstvo višećelijskih. Prisutnost notohorda, škržnih proreza u ždrijelu, neuralne cijevi i bilateralne simetrije u procesu embrionalnog razvoja omogućava nam da ga pripišemo hordatom tipu, dok razvoj kralježnice, prisustvo dva para udova i lokacija srca na ventralnoj strani tijela ukazuju na njegov odnos s drugim predstavnicima podtipa kralježnjaka.

Ishrana mladih mlekom koje luče mlečne žlezde, toplokrvnost, četvorokomorno srce, prisustvo dlake na površini tela, sedam pršljenova u vratnoj kičmi, predvorje usta, alveolarni zubi i promjena mliječnih zuba u trajne su znakovi klase sisara, a intrauterini razvoj embriona i njegov odnos sa majčinim tijelom preko placente – podklase placente.

Specifičnije karakteristike, kao što su hvatanje udova sa suprotstavljenim palčevima i noktima, razvoj klavikula, očiju okrenutih prema naprijed, povećanje veličine lubanje i mozga, te prisustvo svih grupa zuba (sjekutići, očnjaci i kutnjaci) ne ostavljajte sumnje da je njegovo mjesto u redu primata.

Značajan razvoj mozga i mišića lica, kao i strukturne karakteristike zuba, omogućavaju svrstavanje osobe u podred viših primata, odnosno majmuna.

Odsustvo repa, prisutnost krivina kralježnice, razvoj moždanih hemisfera, prekrivenih korom s brojnim brazdama i zavojima, prisutnost gornja usna i rijetka linija dlake daju razlog da se svrsta među predstavnike porodice viših uskonosnih ili čovjekolikih majmuna.

Međutim, čak i najorganiziraniji ljudski majmuni odlikuju se naglim povećanjem volumena mozga, uspravnim držanjem, širokom karlicom, izbočenom bradom, artikuliranim govorom i prisustvom 46 kromosoma u kariotipu i određuju njegovu pripadnost. rod Man.

Upotreba gornjih udova za radnu aktivnost, proizvodnju alata, apstraktno razmišljanje, kolektivna aktivnost i razvoj na osnovu više društvenih nego bioloških zakona, karakteristike su vrste Homo sapiensa.

Svi moderni ljudi pripadaju istoj vrsti - Homo sapiens ( Homo sapiens), i podvrste H. sapiens sapiens. Ova vrsta je skup populacija koje pri ukrštanju daju plodno potomstvo. Uprkos prilično značajnoj raznolikosti morfofizioloških osobina, one nisu dokaz višeg ili nižeg stepena organizovanosti pojedinih grupa ljudi – svi su na istom stepenu razvoja.

U naše vrijeme već je prikupljen dovoljan broj naučnih činjenica u interesu formiranja čovjeka kao vrste u procesu evolucije - antropogeneza. Specifičan tok antropogeneze još nije u potpunosti razjašnjen, ali zahvaljujući novim paleontološkim nalazima i modernim istraživačkim metodama, možemo se nadati da će se vrlo brzo pojaviti jasna slika.

Hipoteze o poreklu čoveka

Ako ne uzmemo u obzir nebiološke hipoteze o božanskom stvaranju čovjeka i njegovom prodoru sa drugih planeta, onda sve manje-više konzistentne hipoteze o podrijetlu čovjeka vode do zajedničkih predaka sa modernim primatima.

dakle, hipoteza o porijeklu čovjeka od drevnog tropskog primata tarsier, ili tarzijalnu hipotezu, koji je formulirao engleski biolog F. Wood Jones 1929. godine, zasniva se na sličnosti proporcija tijela ljudi i tarsiera, crta kose, skraćivanja facijalnog dijela lobanje potonjih, itd. razlike u strukturi i vitalnoj aktivnosti ovih organizama su toliko velike da nisu osvojile univerzalno priznanje.

Sa čovjekolikim majmunima, ljudi čak imaju previše sličnosti. Dakle, pored već navedenih anatomskih i morfoloških karakteristika, pažnju treba usmjeriti na njihov postembrionalni razvoj. Na primjer, male čimpanze imaju mnogo tanju dlaku, mnogo veći omjer mozga i tijela i nešto bolju pokretljivost stražnjih udova od odraslih. Čak pubertet kod viših primata javlja se mnogo kasnije nego kod predstavnika drugih redova sisara sličnih veličina tijela.

U toku citogenetskih studija otkriveno je da je jedan od ljudskih hromozoma nastao kao rezultat fuzije hromozoma dva različita para prisutna u kariotipu velikih majmuna, što objašnjava razliku u broju njihovih hromozoma ( kod ljudi 2n = 46, a kod velikih čovjekolikih majmuna 2n = 48 ), a također je još jedan dokaz o povezanosti ovih organizama.

Sličnost između ljudi i velikih majmuna je takođe veoma velika u pogledu molekularno-biohemijskih podataka, budući da ljudi i čimpanze imaju iste ABO i Rhesus proteine krvne grupe, mnogo enzima, a aminokiselinske sekvence lanaca hemoglobina imaju samo 1,6% razlike, dok ovo neslaganje sa drugim majmunima još nekoliko. A na genetskom nivou, razlike u sekvencama nukleotida DNK između ova dva organizma su manje od 1%. Ako uzmemo u obzir prosječnu brzinu evolucije takvih proteina u srodnim grupama organizama, može se utvrditi da su se ljudski preci odvojili od drugih grupa primata prije oko 6-8 miliona godina.

Ponašanje majmuna po mnogo čemu liči na ponašanje ljudi, budući da žive u grupama u kojima društvene uloge. Zajednička zaštita, uzajamna pomoć i lov nisu jedini ciljevi stvaranja grupe, jer u njoj majmuni osjećaju naklonost jedni prema drugima, izražavaju je na sve moguće načine i emocionalno reagiraju na različite podražaje. Osim toga, u grupama postoji razmjena iskustava između pojedinaca.

Dakle, sličnost čovjeka s drugim primatima, posebno s višim uskonosnim majmunima, nalazi se na različitim nivoima biološke organizacije, a razlike između čovjeka kao vrste u velikoj su mjeri određene osobinama ove grupe sisara.

U grupu hipoteza koje ne dovode u pitanje porijeklo čovjeka od zajedničkih predaka sa modernim čovjekolikim majmunima spadaju hipoteze policentrizma i monocentrizma.

početna pozicija hipoteze policentrizma je nastanak i paralelna evolucija modernog tipa čovjeka u nekoliko regija svijeta odjednom od različitih oblika drevnog ili čak drevnog čovjeka, ali to je u suprotnosti s osnovnim odredbama sintetičke teorije evolucije.

Hipoteze o jedinstvenom porijeklu modernog čovjeka, naprotiv, postuliraju nastanak čovjeka na jednom mjestu, ali se razlikuju po tome gdje se to dogodilo. dakle, hipoteza o vantropskom porijeklu čovjeka temelji se na činjenici da bi samo surovi klimatski uslovi visokih geografskih širina Evroazije mogli doprinijeti "humanizaciji" majmuna. U prilog tome išlo je otkriće na teritoriji Jakutije lokaliteta iz vremena najstarijeg paleolita - kulture Diringa, ali je kasnije utvrđeno da starost ovih nalaza nije 1,8-3,2 miliona godina, već 260-370 hiljada godina. godine. Stoga je i ova hipoteza nedovoljno potvrđena.

Većina dosadašnjih dokaza ide u prilog Hipoteze o afričkom porijeklu, ali nije bez nedostataka, koji je dizajniran da uzme u obzir integrirano široka hipoteza monocentrizma, koji kombinuje argumente hipoteza policentrizma i monocentrizma.

Pokretačke snage i faze u ljudskoj evoluciji

Za razliku od drugih predstavnika životinjskog svijeta, čovjek je tijekom svoje evolucije bio izložen ne samo biološkim čimbenicima evolucije, već i društvenim faktorima, što je doprinijelo nastanku vrste kvalitativno novih stvorenja s biosocijalnim svojstvima. Društveni faktori doveli su do proboja u fundamentalno novo adaptivno okruženje, koje je dalo ogromne prednosti za opstanak ljudske populacije i dramatično ubrzalo tempo njene evolucije.

Biološki faktori evolucije koji do danas igraju određenu ulogu u antropogenezi su nasledna varijabilnost, kao i protok gena koji snabdevaju primarni materijal za prirodnu selekciju. Istovremeno, izolacija, populacijski talasi i genetski drift su skoro potpuno izgubili na značaju kao rezultat naučnog i tehnološkog napretka. To nekim naučnicima daje razloga da vjeruju da će u budućnosti čak i minimalne razlike između predstavnika različitih rasa nestati zbog njihovog miješanja.

Budući da je promjena uslova okoline natjerala ljudske pretke da se spuste sa drveća na otvoreni prostor i pređu na kretanje na dva uda, oslobođeni gornji udovi su koristili za nošenje hrane i djece, kao i za izradu i korištenje alata. . Međutim, moguće je napraviti takav alat samo ako postoji jasna ideja o konačnom rezultatu - slika objekta, dakle, razvijeno je i apstraktno razmišljanje. Poznato je da su složeni pokreti i procesi mišljenja neophodni za razvoj određenih područja moždane kore, koji se dogodio u procesu evolucije. Međutim, takva znanja i vještine nemoguće je naslijediti, oni se mogu samo prenositi s jednog pojedinca na drugog tokom cijelog života potonjeg, što je rezultiralo stvaranjem posebnog oblika komunikacije - artikuliranog govora.

Dakle, radnu aktivnost čovjeka, apstraktno mišljenje i artikuliran govor treba pripisati društvenim faktorima evolucije. Ne treba odbaciti manifestacije altruizma primitivnog čovjeka, koji je brinuo o djeci, ženama i starcima.

Radna aktivnost osobe ne samo da je utjecala na njegov izgled, već je i omogućila da se u početku djelomično olakšaju uvjeti života korištenjem vatre, proizvodnje odjeće, izgradnje stanova, a kasnije ih aktivno mijenjaju kroz krčenje šuma, oranje itd. U naše vrijeme nekontrolisana ekonomska aktivnost dovela je čovječanstvo u opasnost globalna katastrofa kao rezultat erozije tla, isušivanja slatkovodnih rezervoara, uništavanja ozonskog zaslona, što zauzvrat može povećati pritisak bioloških faktora evolucije.

Dryopithecus, koji je živio prije oko 24 miliona godina, najvjerovatnije je bio zajednički predak ljudi i velikih majmuna. Uprkos činjenici da se penjao na drveće i trčao na sva četiri kraka, mogao se kretati na dvije noge, a hranu nositi u rukama. Potpuno razdvajanje viših majmuna i linije koja vodi do čovjeka dogodilo se prije otprilike 5-8 miliona godina.

Australopithecus. Od dryopithecusa, očigledno, roda ardipithecus, koji je nastao prije više od 4 miliona godina u savanama Afrike kao rezultat zahlađenja i povlačenja šuma, što je natjeralo ove majmune da pređu na kretanje na zadnjim udovima. Ova mala životinja je, očigledno, dovela do prilično brojnog roda australopiteci("južni majmun").

Australopithecus se pojavio prije oko 4 miliona godina i živio je u afričkim savanama i suhim šumama, gdje su prednosti dvonožnog kretanja bile u potpunosti pogođene. Dvije grane su potekle od Australopithecusa - velikih biljojeda sa snažnim čeljustima parantropi i manji i manje specijalizovani ljudi. Određeno vrijeme su se ova dva roda razvijala paralelno, što se posebno očitovalo u povećanju volumena mozga, te kompliciranju korištenih alata. Posebnosti našeg roda su izrada kamenog oruđa (parantropi su koristili samo kost) i relativno veliki mozak.

Prvi predstavnici roda Čovjek pojavili su se prije oko 2,4 miliona godina. Pripadali su vrsti veštih ljudi (Homo habilis) i bili su niska stvorenja (oko 1,5 m) sa zapreminom mozga od približno 670 cm 3 . Koristili su sirovo šljunčano oruđe. Očigledno su predstavnici ove vrste imali dobro razvijene izraze lica i rudimentan govor. Vješt čovjek napustio je istorijsku scenu prije otprilike 1,5 miliona godina, dajući povod za sljedeće vrste - uspravan čovek.

Straight man (H. erectus) kao biološka vrsta nastala u Africi prije oko 1,6 miliona godina i postojala 1,5 miliona godina, brzo se proširivši na ogromne teritorije u Aziji i Evropi. Predstavnik ove vrste sa ostrva Java svojevremeno je opisan kao Pithecanthropus("čovjek-majmun"), otkriven u Kini, zvao se Sinanthropus, dok je njihov evropski "kolega". heidelberg man.

Svi ovi oblici se takođe nazivaju arhantropi(najraniji ljudi). Pravog muškarca odlikovalo je nisko čelo, veliki supercilijarni lukovi i brada zakošena unatrag, volumen mozga bio je 900-1200 cm 3. Torzo i udovi ispravljenog čovjeka ličili su na one modernog čovjeka. Bez sumnje, predstavnici ovog roda koristili su vatru i pravili dvosjekle sjekire. Kako su nedavna otkrića pokazala, ova vrsta je čak savladala i navigaciju, jer su njeni potomci pronađeni na udaljenim otocima.

Paleoantropist. Prije oko 200 hiljada godina, iz Hajdelberga je došao čovjek Neandertalac (H. neandertalensis), koji se pripisuje paleoantropisti(drevni ljudi) koji su živjeli u Evropi i zapadnoj Aziji prije 200-28 hiljada godina, uključujući i epohu glacijacije. Bili su to jaki, fizički prilično jaki i izdržljivi ljudi s velikim volumenom mozga (čak i većim od onog modernog čovjeka). Imali su artikuliran govor, izrađivali složene alate i odjeću, sahranjivali svoje mrtve, a možda su čak imali i neke rudimente umjetnosti. Neandertalci nisu bili preci Homo sapiensa, ova grupa se razvijala paralelno. Njihovo izumiranje povezano je s nestankom faune mamuta nakon toga posljednja glacijacija, a možda i rezultat kompetitivne isključenosti naše vrste.

Najstariji nalaz predstavnika Homo sapiens (homo sapiens) star je 195 hiljada godina i dolazi iz Afrike. Najvjerovatnije, preci modernog čovjeka nisu neandertalci, već neki oblik arhantropa, poput Hajdelberškog čovjeka.

Neoantrop. Prije oko 60 hiljada godina, uslijed nepoznatih događaja, naša vrsta je gotovo izumrla, pa su svi sljedeći ljudi potomci male grupe koja je brojala svega nekoliko desetina jedinki. Nakon što je prevladala ovu krizu, naša vrsta je počela da se širi po Africi i Evroaziji. Od ostalih vrsta razlikuje se po vitkijoj građi, većoj stopi reprodukcije, agresivnosti i, naravno, najkompleksnijem i najfleksibilnijem ponašanju. Od ljudi modernog tipa koji su naselili Evropu prije 40 hiljada godina zovu se Kromanjonci i upućuju na neoantropi(moderni ljudi). Biološki se nisu razlikovali od modernih ljudi: visina 170-180 cm, zapremina mozga oko 1600 cm3. Kromanjonci su razvili umjetnost i religiju, pripitomili su mnoge vrste divljih životinja i uzgajali mnoge vrste biljaka. Kromanjonci potječu od modernih ljudi.

Ljudske rase, njihov genetski odnos

Tokom naseljavanja čovječanstva na planetu između različitih grupa ljudi, pojavile su se određene razlike u pogledu boje kože, crta lica, prirode kose, kao i učestalosti pojavljivanja nekih biohemijske karakteristike. Ukupnost takvih nasljednih osobina karakterizira grupu jedinki iste vrste, među kojima su razlike manje značajne od podvrsta - rase.

Proučavanje i klasifikacija rasa je komplikovana nedostatkom jasnih granica između njih. Cijelo moderno čovječanstvo pripada jednoj vrsti, unutar koje postoje tri velike rase: australo-negroid (crna), kavkaska (bijela) i mongoloidna (žuta). Svaka od njih podijeljena je na male rase. Razlike između rasa svode se na karakteristike boje kože, kose, oblika nosa, usana itd.

Australo-negroid, ili ekvatorijalna rasa okarakterisan tamne boje koža, valovita ili kovrčava kosa, širok i blago izbočen nos, poprečne nozdrve, debele usne i niz kranijalnih karakteristika. Kavkaza, ili Evroazijska rasa karakterizira svijetla ili tamna koža, ravna ili valovita meka kosa, dobar razvoj linija kose na licu muškaraca (brada i brkovi), uzak izbočeni nos, tanke usne i niz znakova na lobanji. Mongoloid(američka azijska) rase karakteriše ga tamna ili svetla koža, često gruba dlaka, srednja širina nosa i usana, spljoštenost lica, jaka izbočina jagodičnih kostiju, relativno velika veličina lica, primetan razvoj „trećeg kapka“.

Ove tri rase se također razlikuju po naseljenosti. Prije ere evropske kolonizacije, australo-negroidna rasa bila je uobičajena u Starom svijetu južno od Tropika Raka; Kavkaska rasa - u Evropi, Sjevernoj Africi, Zapadnoj Aziji i Sjevernoj Indiji; Mongoloidna rasa - na jugoistoku, sjeveru, centralnom i Istočna Azija, Indonezija, Sjeverna i Južna Amerika.

Međutim, razlike između rasa odnose se samo na manje karakteristike koje imaju adaptivni značaj. Dakle, koža negroida opeče se deset puta većom dozom ultraljubičastog zračenja nego koža belaca, ali belci manje pate od rahitisa u visokim geografskim širinama, gde može da postoji nedostatak ultraljubičastog zračenja neophodnog za stvaranje vitamina D.

Ranije su neki ljudi pokušavali dokazati savršenstvo jedne od rasa kako bi stekli moralnu prednost nad drugima. Sada je jasno da rasne karakteristike odražavaju samo različite istorijske puteve grupa ljudi, ali nemaju nikakve veze s prednošću ili biološkom zaostalošću jedne ili druge grupe. Ljudske rase su manje jasno definirane od podvrsta i rasa drugih životinja i ne mogu se ni na koji način usporediti, na primjer, s rasama domaćih životinja (koje su rezultat namjerne selekcije). Kao što pokazuju biomedicinske studije, posljedice međurasnih brakova zavise od individualnih karakteristika muškarca i žene, a ne od njihove rase. Stoga su bilo kakve zabrane međurasnih brakova ili određenih praznovjerja nenaučne i nehumane.

Konkretnije od rasa, grupe ljudi su nacionalnosti- istorijski formirane jezičke, teritorijalne, ekonomske i kulturne zajednice ljudi. Stanovništvo određene zemlje čini njen narod. Uz interakciju mnogih nacionalnosti, nacija može nastati kao dio naroda. Sada na Zemlji ne postoje "čiste" rase, a svaku dovoljno veliku naciju predstavljaju ljudi koji pripadaju različitim rasama.

Biosocijalna priroda čovjeka

Bez sumnje, čovjek kao biološka vrsta mora biti pod pritiskom evolucijskih faktora kao što su mutageneza, populacijski talasi i izolacija. Međutim, kako se ljudsko društvo razvija, neki od njih slabe, dok se drugi, naprotiv, povećavaju, jer na planeti zahvaćenoj procesima globalizacije gotovo da nema izolovanih ljudskih populacija u kojima se vrše blisko povezani ukrštanja, a sam broj populacija nije podložan oštrim fluktuacijama. Shodno tome, pokretački faktor evolucije – prirodna selekcija – zahvaljujući uspjesima medicine, više ne igra ulogu u ljudskim populacijama koja je za njega karakteristična u populacijama drugih organizama.

Nažalost, slabljenje selekcijskog pritiska dovodi do povećanja učestalosti nasljednih bolesti u populacijama. Na primjer, u industrijaliziranim zemljama do 5% stanovništva pati od daltonizma (sljepoća za boje), dok je u manje razvijenim zemljama taj broj i do 2%. Negativne posljedice ovog fenomena mogu se prevazići preventivnim mjerama i napretkom u oblastima nauke kao što je genska terapija.

Međutim, to ne znači da je ljudska evolucija završila, jer prirodna selekcija nastavlja djelovati, eliminirajući, na primjer, gamete i jedinke sa nepovoljnim kombinacijama gena čak i u predembrionalnom i embrionalnom periodu ontogeneze, kao i otpornost na patogene. raznih bolesti. Osim toga, materijal za prirodnu selekciju ne daje se samo procesom mutacije, već i akumulacijom znanja, sposobnošću učenja, percepcijom kulture i drugim osobinama koje se mogu prenijeti s osobe na osobu. Za razliku od genetskih informacija, iskustvo stečeno u procesu individualnog razvoja prenosi se i sa roditelja na potomke i obrnuto. A konkurencija se već javlja između zajednica koje se kulturno razlikuju. Ovaj oblik evolucije, svojstven isključivo čovjeku, zove se kulturnim, ili društvena evolucija.

Međutim, kulturna evolucija ne isključuje biološku evoluciju, budući da je ona postala moguća samo zbog formiranja ljudskog mozga, a sama ljudska biologija je trenutno određena kulturnom evolucijom, budući da u odsustvu društva i raznovrsnosti kretanja određene zone čine ne formiraju se u mozgu.

Dakle, osoba ima biosocijalne prirode, koji ostavlja pečat na ispoljavanje bioloških, uključujući genetske obrasce, kojima je podložan njegov individualni i evolutivni razvoj.

Društveno i prirodno okruženje, prilagođavanje čovjeka na njega

Ispod društvenom okruženju razumjeti, prije svega, društvene materijalne i duhovne uslove koji čovjeka okružuju za njegovo postojanje i djelovanje. Osim ekonomski sistem, društvene odnose, društvenu svijest i kulturu, uključuje i neposredno okruženje čovjeka - porodicu, radni i studentski tim, kao i druge grupe. Okolina, s jedne strane, presudno utiče na formiranje i razvoj ličnosti, as druge strane, sama se mijenja pod utjecajem osobe, što povlači za sobom nove promjene u ljudima itd.

Prilagođavanje pojedinaca ili njihovih grupa društvenoj sredini radi ostvarivanja sopstvenih potreba, interesovanja, životnih ciljeva i obuhvata prilagođavanje uslovima i prirodi studiranja, rada, međuljudskih odnosa, ekološkog i kulturnog okruženja, slobodnog vremena i uslova života, kao i kao njihova aktivna promjena radi zadovoljenja svojih potreba. Veliku ulogu u tome igra promjena samog sebe, nečijih motiva, vrijednosti, potreba, ponašanja itd.

Informacijska opterećenja i emocionalna iskustva u modernom društvu često su glavni uzrok stresa, koji se može prevladati uz pomoć jasne samoorganizacije, fizički trening i autotrening. U nekim, posebno teškim slučajevima, potrebna je žalba psihoterapeutu. Pokušaj pronalaženja zaborava na ove probleme u prejedanju, pušenju, konzumiranju alkohola i dr loše navike ne dovodi do željenog rezultata, već samo pogoršava stanje organizma.

Prirodno okruženje nema ništa manji utjecaj na čovjeka, unatoč činjenici da osoba pokušava stvoriti ugodno vještačko okruženje za sebe već oko 10 hiljada godina. Dakle, penjanje na znatnu visinu zbog smanjenja koncentracije kisika u zraku dovodi do povećanja broja crvenih krvnih zrnaca u krvi, pojačanog disanja i otkucaja srca, a produženo izlaganje otvorenom suncu doprinosi povećanju pigmentacija kože - opekotine od sunca. Međutim, ove promjene su unutar norme reakcije i nisu naslijeđene. Međutim, ljudi koji dugo žive u takvim uslovima mogu imati određene adaptacije. Dakle, kod sjevernih naroda, nazalni sinusi imaju mnogo veći volumen za zagrijavanje zraka, a veličina izbočenih dijelova tijela se smanjuje kako bi se smanjio gubitak topline. Afrikance odlikuje tamnija boja kože i kovrčava kosa, jer pigment melanin štiti organe tijela od prodora štetnih ultraljubičastih zraka, a kapa za kosu ima termoizolacijska svojstva. Svijetle oči Evropljana su prilagodba oštrijoj percepciji vizualnih informacija u sumrak i u magli, a mongoloidni oblik očiju rezultat je prirodne selekcije za djelovanje vjetrova i prašnih oluja.

Ove promjene zahtijevaju vijekove i milenijume, ali život u civilizovanom društvu sa sobom nosi i neke promjene. Dakle, smanjenje fizičke aktivnosti dovodi do pojednostavljenja skeleta i smanjenja njegove snage, smanjenja mišićne mase. Slaba pokretljivost, višak visokokalorične hrane, stres dovode do povećanja broja ljudi s prekomjernom težinom, a kvalitetna proteinska prehrana i nastavak dnevne svjetlosti uz pomoć umjetnog osvjetljenja doprinose ubrzanju - ubrzanju rasta i puberteta, povećanje veličine tela.

Opcija broj 1

1. Prirodna selekcija je

A) složeni odnosi između organizama i nežive prirode;

B) proces očuvanja jedinki sa nasljednim promjenama koje su im korisne;

C) proces formiranja novih vrsta u prirodi;

D) proces rasta stanovništva.

2. Borba za postojanje igra veliku ulogu u evoluciji, jer

A) očuva pojedince pretežno uz korisne promjene;

B) čuva pojedince sa bilo kakvim nasljednim promjenama;

C) snabdeva materijalom za prirodnu selekciju;

3. Kao rezultat interakcije pokretačkih snaga evolucije,

A) reprodukcija organizama;

B) formiranje novih vrsta u prirodi;

C) proces mutacije;

D) izolacija populacija

4. Označite netačan nastavak fraze: „U procesu evolucije, borba sa nepovoljnim uslovima dovodi do...”

A) povećati otpor tijela;

B) opstanak najsposobnijih pojedinaca;

B) izumiranje vrste;

D) poboljšanje pogleda

5. Označite netačan nastavak fraze: "Rezultat djelovanja prirodne selekcije je ..."

A) prilagođavanje organizama na životnu sredinu;

B) raznolikost organskog svijeta;

C) nasledna varijabilnost;

D) formiranje novih vrsta

6. Razlog borbe za egzistenciju

A) varijabilnost pojedinaca u populaciji;

B) prirodne katastrofe;

D) nedostatak adaptacije kod pojedinaca na okolinu

Opcija broj 2

1. Postavio je temelje moderne taksonomije

A) C. Linnaeus B) J. Cuvier

B) D) Ehler

2. Ch. Darwin je živio i radio u

A) 19. vek u Engleskoj B) XVII vijek. u Švedskoj

B) 18. vek u Francuskoj D) XVIII vijek. u Njemačkoj

3. Ch. Darwin je vjerovao da je osnova raznolikosti vrsta

A) nasljedna varijabilnost i prirodna selekcija

B) borba za egzistenciju

C) sposobnost neograničene reprodukcije

D) jednokratni čin stvaranja

A) foka B) plavi kit

B) ajkule D) sve ove životinje

5. Kao rezultat evolucije prirodnom selekcijom, u svijetu su se pojavile neodređene nasljedne promjene

A) Leggorn kokoši B) Oryol konji

B) čimpanze nastupaju u cirkusu D) Vladimir teški kamioni

6. Dokaz u prilog evoluciji može biti prisustvo jazavca

A) jame B) škržne šupljine u određenim fazama razvoja

B) vuna D) crno-bijela

Opcija broj 3

1. Slični organi u biljkama su

A) korijen i rizom B) list i sepal C) prašnici i tučki

A) modifikacija B) kombinacije C) mutacije

3. Slični organi su udovi

A) krtica i medvjed B) krtica i patka C) krtica i pas

4. Homologni kod životinja su

A) krilo ptice i leptira B) šape tigra i krtice C) udovi žohara i žabe

5. Rezultat je raznovrsnost zeba

A) degeneracija B) aromorfoza C) divergencija

6. Konvergencija karakteristika je uočena u

A) miš i zec B) ajkula i kit C) vuk i lisica

7. Prijelazni oblik između vodozemaca i gmizavaca bili su

A) stegocefali B) dinosauri C) reptili sa zubima životinja

8. Po prvi put, sjeme je počelo da se razmnožava

9. Prijelazni oblik između gmizavaca i ptica je

A) pterodaktil B) stranac C) arheopteriks

10. Ko je otkrio uzastopne redove fosila konja?

A) B) C) Carl Baer

11. Primjer konvergentne evolucije su

A) ajkula i delfin B) mačka i tigar C) vuk i psi D) gušter i krokodil

Opcija broj 4

1. Darwinova teorija

A) odbacuje biološku izvodljivost adaptacija

B) prepoznaje apsolutnu biološku svrsishodnost

C) prepoznaje relativnu biološku svrsishodnost

D) zagovara nasljeđivanje stečenih osobina

2. Primjer međuvrsnog takmičenja je

A) viha koja raste na drugim biljkama B) bakterije kvržica na korijenu mahunarki

B) rapica u polju pšenice D) Venerina muholovka koja je uhvatila bubu

3. Prirodna selekcija deluje efikasnije u uslovima

A) monoton genofond populacije B) raznolik genetski fond populacije

B) stabilan starosni sastav D) nema mutacija

4. Zove se glavno djelo Charlesa Darwina

A) "Sintetička teorija evolucije" B) "Teorija evolucije"

B) "Poreklo vrsta putem prirodne selekcije" D) "Putovanje na Biglu"

5. Prijelazni oblik između vodozemaca i gmizavaca bili su

A) riba s režnjevima B) plućnjaka

B) pterodaktil D) stegocefalus

6. Postojanje prelaznih oblika je primjer dokaza za evoluciju

B) embriološka D) otočna flora i fauna

ZAVRŠNI KONTROLNI RAD IZ BIOLOGIJE ZA TOK 11. RAZREDA

Opcija 1

1. dio: Kada dovršavate zadatke, odaberite jedan tačan odgovor

1. Nauka proučava razvoj živog organizma od trenutka formiranja zigote do rođenja

a) taksonomija b) selekcija c) embriologija d) paleontologija

2. Jedinke se klasifikuju kao jedna vrsta ako

a) imaju isti skup hromozoma b) između njih postoje biotičke veze

c) žive u istom okruženju d) imaju različite mutacije

3. Sličnost životnih procesa kod jedinki iste vrste je kriterijum

a) fiziološke b) genetske c) geografske d) morfološke

4. Razlog za borbu za egzistenciju je

a) varijabilnost pojedinaca u populaciji b) prirodne katastrofe

c) ograničeni resursi životne sredine i intenzivna reprodukcija

d) nedostatak adaptacije kod pojedinaca na okolinu

5. Kao rezultat interakcije pokretačkih snaga evolucije,

a) fluktuacije populacije b) formiranje novih vrsta u prirodi

c) proces mutacije d) izolacija populacija

6. Faktor evolucije, čija je osnova pojava barijera za slobodu ukrštanje je

a) prirodna selekcija b) izolacija c) modifikacija d) genetski drift

7. Pojava srca sa četiri komore, toplokrvnost i razvijena moždana kora kod drevnih sisara - primjer

a) idioadaptacija b) aromorfoza c) biološki napredak d) biološka regresija

8. Pojednostavljenje unutrašnje i spoljašnje strukture organizama je

a) aromorfoza b) idioadaptacija c) degeneracija d) regeneracija

9. Divergencija se zasniva na principu

a) divergencija osobine b) konvergencija osobine c) degeneracija d) adaptacija

10. Faktori koji smanjuju vitalnost organizama nazivaju se

a) ograničavajući b) ekološki c) sezonski d) prirodni

11. Vrsta odnosa koji se javlja između vrsta sa sličnim ekološkim potrebama

12. Razlog za promjenu jedne biocenoze u drugu je

a) promjena vremenskih uslova b) promjena staništa živih organizama

c) fluktuacije u broju populacija jedne vrste d) sezonske promjene u prirodi

13. Neophodan uslov za održivi razvoj biosfere -

1) stvaranje vještačkih agrocenoza 2) smanjenje broja grabežljivaca

3) razvoj industrije, uzimajući u obzir ekološke zakone

4) uništavanje insekata štetočina poljoprivrednih kultura

2. dio: Prilikom dovršavanja zadataka, odaberite tri tačne odgovore

14. Paleontološki dokaz evolucije je

a) ostaci trećeg veka kod ljudi b) otisci biljaka na ugljenim slojevima

c) fosilizirani ostaci paprati d) rođenje ljudi s gustom dlakom na tijelu

e) trtica u ljudskom skeletu f) filogenetski niz konja

15. Osobine prilagodljivosti na nedostatak vlage kod pustinjskih životinja su

a) dnevni stil života b) noćna aktivnost c) taloženje masti d) velika brzina kretanja e) gusta spoljašnja integument f) tanka koža prekrivena sluzi

16. Znakovi biološkog napretka su

a) povećanje broja vrsta b) smanjenje površine c) smanjenje broja vrsta d) proširenje areala

e) smanjenje nivoa adaptacije organizama na uslove sredine

f) povećanje nivoa prilagodljivosti organizama uslovima sredine

17. Uspostavite korespondenciju između procesa koji se odvija u prirodi i oblika borbe za postojanje

A) borba između pojedinaca jedne populacije za teritoriju

B) korištenje jedne vrste od strane druge

C) rivalstvo između jedinki za ženu

D) pomjeranje crnog pacova sivim štakorom

D) grabežljivac

1) intraspecifična

2) međuvrsni

18. Uspostavite korespondenciju između primjera okolišnog faktora i njegove vrste

A) hemijski sastav tla

B) sadnja šumskog pojasa

C) krtice u šumi

D) uragani

D) izgradnja puta

E) ptice grabljivice

1) biotički

2) abiotički

3) antropogena

19. Uspostavite korespondenciju između karakteristika metabolizma i organizama za koje su karakteristične

Osobine metabolizma

organizmi

A) korištenje energije sunčeve svjetlosti za sintezu ATP-a

B) korištenje energije sadržane u hrani za sintezu ATP-a

C) koristiti samo gotove organske supstance

D) sinteza organskih supstanci iz neorganskih

D) oslobađanje kiseonika u procesu metabolizma

1) autotrofi

2) heterotrofi

20. Postavite redoslijed evolucijskih procesa na Zemlji hronološkim redom

a) pojava staničnih oblika života b) pojava koacervata u vodi

c) pojava fotosinteze d) razvoj života na kopnu e) formiranje ozonskog ekrana

21 Dajte detaljan odgovor na pitanje:

1. Koju ulogu imaju ptice u šumskoj biocenozi? Navedite najmanje tri karakteristike