pokretačke snage evolucije. H

U procesu evolucije javlja se (rezultati evolucije):

Promjena, komplikacija organizama.
Pojava novih vrsta(povećanje broja [raznolikosti] vrsta).
Prilagodba organizama na uvjete okoline (životne uvjete), na primjer:
- otpornost štetnika na pesticide,
- otpornost pustinjskih biljaka na sušu,
- prilagodba biljaka na oprašivanje kukcima,
- upozoravajuća (svijetla) obojenost otrovnih životinja,
- mimikrija (imitacija neopasne životinje opasnoj),
- pokroviteljska boja i oblik (nevidljivost na pozadini).

Svako uklapanje je relativno., tj. prilagođava tijelo samo jednim specifičnim uvjetima. Kada se uvjeti promijene, kondicija može postati beskorisna ili čak štetna (tamni moljac na ekološki prihvatljivoj brezi).

Stanovništvo - jedinica evolucije

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

Unutar populacije slobodno križanje, križanje između populacija je ograničeno .

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

Mikroevolucija i makroevolucija

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

makroevolucija- to je proces formiranja velikih sustavnih jedinica, supraspecifičnih svojti - rodova, obitelji i više.

Uspostavite korespondenciju između obilježja biološkog sustava i sustava za koji su ove značajke karakteristične: 1) populacija, 2) vrsta. 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) vjerojatnost križanja između članova skupine je maksimalno vjerojatna
D) se raspada u manje, izolirane skupine
D) područje distribucije može obuhvatiti nekoliko kontinenata

Odgovor

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Pojava prilagodljivosti vrsta na okoliš je posljedica
1) pojava modifikacijskih promjena
2) interakcije čimbenika evolucije
3) kompliciranje njihove organizacije
4) biološki napredak

Odgovor

Uspostavite korespondenciju između karakteristike evolucije i njezine značajke: 1) faktor, 2) rezultat
A) prirodna selekcija
B) prilagodba organizama na okoliš
C) stvaranje novih vrsta
D) kombinativna varijabilnost
E) očuvanje vrsta u stabilnim uvjetima
E) borba za postojanje

Odgovor

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

Odgovor

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

Odgovor

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Makroevolucija se zove povijesna promjena
1) biocenoze
2) populacije
3) supraspecifične svojte
4) vrste

Odgovor

Uspostavite korespondenciju između karakteristika evolucijskog procesa i razine evolucije na kojoj se on događa: 1) mikroevolucijski, 2) makroevolucijski. Napiši brojeve 1 i 2 ispravnim redoslijedom.
A) nastaju nove vrste
B) nastaju superspecifične svojte
C) mijenja se genetski fond populacije
D) napredak se postiže idioadaptacijom
E) napredak se postiže aromorfozom ili degeneracijom

Odgovor

Pročitaj tekst. Odaberite tri istinite izjave. Zapišite brojeve pod kojima su naznačeni.(1) Evolucijski proces sastoji se od makroevolucije i mikroevolucije. (2) Mikroevolucija se odvija na razini populacijske vrste. (3) Vodeći čimbenik evolucije je borba za postojanje. (4) Osnovna jedinica evolucije je klasa. (5) Glavni oblici prirodne selekcije su pogon, stabilizacija, trganje.

Odgovor

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Ne može se uzeti u obzir posljedica evolucije organizama
1) prilagodba organizama na okoliš
2) raznolikost organskog svijeta
3) nasljedna varijabilnost
4) stvaranje novih vrsta

Odgovor

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

Odgovor

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Višeslojni raspored korijenskog sustava drveća u šumi prilagodba je nastala pod utjecajem
1) metabolizam
2) kruženje tvari
3) pokretačke snage evolucije
4) samoregulacija

Odgovor

Odaberite tri stajališta sintetičke teorije evolucije.
1) jedinica evolucije - stanovništvo
2) jedinica evolucije – vrsta
3) čimbenici evolucije - mutacijska varijabilnost, genetski drift, populacijski valovi
4) čimbenici evolucije - nasljednost, varijabilnost, borba za postojanje
5) oblici prirodne selekcije – vozni i seksualni
6) oblici prirodne selekcije – pokretački, stabilizirajući, ometajući

Odgovor

Pročitaj tekst. Odaberite tri rečenice koje opisuju primjere oponašanja u prirodi. Zapišite brojeve pod kojima su naznačeni. (1) Ženke ptica koje se gnijezde na tlu praktički se stapaju s općom pozadinom područja. (2) Jaja i pilići su također nevidljivi kod ovih vrsta ptica. (3) Mnoge neotrovne zmije vrlo su slične otrovnicama. (4) Brojni žalci ili kukci s otrovnim žlijezdama razvijaju svijetle boje koje obeshrabruju svakoga da ih kuša. (5) Neatraktivne za ptice kukojede su pčele i njihovi oponašatelji - muhe lebdjelice. (6) Kod nekih leptira uzorak na krilima podsjeća na oči grabežljivca.

Odgovor

Pročitaj tekst. Odaberite tri rečenice koje opisuju primjere zaštitne obojenosti u prirodi. Zapišite brojeve pod kojima su naznačeni. (1) Ženke ptica koje se gnijezde na tlu praktički se stapaju s općom pozadinom područja, a njihova jaja i pilići su također nevidljivi. (2) Sličnost s okolišem također omogućuje mnogim životinjama da izbjegnu sukob s grabežljivcima. (3) Brojni žalci ili kukci s otrovnim žlijezdama razvijaju svijetle boje koje obeshrabruju svaku želju da ih probaju. (4) U krajevima krajnjeg sjevera, bijela boja je vrlo česta među životinjama. (5) Kod nekih leptira uzorak na krilima podsjeća na oči grabežljivca. (6) Kod nekih životinja pjegava boja oponaša izmjenu svjetla i sjene u okolnoj prirodi i čini ih manje uočljivima u gustim šikarama.

Odgovor

Razmotrite crtež moljca i identificirajte (A) vrstu prilagodbe, (B) oblik prirodne selekcije i (C) smjer evolucije koji je doveo do formiranja dvaju oblika leptira. Zapišite tri znamenke (brojeve pojmova s predloženog popisa) ispravnim redoslijedom.
1) idioadaptacija
2) mimikrija
3) konvergencija
4) vožnja
5) aromorfoza
6) prerušavanje
7) stabilizacija

Odgovor

Razmotrite crtež prednjeg uda raznih sisavaca i odredite (A) smjer evolucije, (B) mehanizam evolucijske transformacije, (C) oblik prirodne selekcije koji je doveo do formiranja takvih organa. Za svako slovo odaberite relevantan pojam s predloženog popisa.
1) aromorfoza
2) stabilizacija
3) opća degeneracija
4) divergencija
5) vožnja
6) idioadaptacija
7) morfofiziološka regresija
8) konvergencija

Odgovor

Pogledajte crtež morskog konjića i identificirajte (A) vrstu prilagodbe, (B) oblik prirodne selekcije i (C) put evolucije koji je doveo do formiranja takve prilagodbe kod ove životinje. Za svako slovo odaberite odgovarajući pojam s ponuđenog popisa.
1) trganje
2) prerušavanje
3) idioadaptacija
4) secirajuće bojenje
5) paralelizam
6) mimetizam
7) vožnja

Odgovor

Razmotrite crtež kolibrija i mravojeda i identificirajte (A) vrstu prilagodbe, (B) oblik prirodne selekcije i (C) evolucijski put koji je doveo do nastanka takvih prilagodbi. Za svako slovo odaberite odgovarajući pojam s ponuđenog popisa.
1) vožnja
2) ometajući
3) degeneracija
4) idioadaptacija
5) divergencija
6) specijalizacija
7) spolni dimorfizam

Odgovor

Odaberite dva točna odgovora od pet i zapišite brojeve pod kojima su označeni. Koji se procesi odvijaju na populacijskoj razini?
1) ontogeneza
2) divergencija
3) embriogeneza
4) aromorfoza
5) slobodni prijelaz

Odgovor

Pročitaj tekst. Odaberite tri rečenice koje opisuju populaciju kao jedinicu evolucije. Zapišite brojeve pod kojima su naznačeni. (1) Vrsta je skup populacija. (2) Glavne karakteristike populacije su genetska raznolikost i promjena tijekom vremena. (3) Populacije vrste razlikuju se po veličini, gustoći, dobnoj i spolnoj 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 izmjenjuju između jedinki kao rezultat slobodnog križanja.

Odgovor

Pročitaj tekst. Odaberite tri rečenice koje ispravno karakteriziraju populaciju kao jedinicu evolucije organskog svijeta. Zapišite brojeve pod kojima su naznačeni. (1) Populacija je skup jedinki koje se slobodno križaju koje dugo vremena nastanjuju zajedničko područje. (2) Glavne karakteristike populacije su brojnost, gustoća, dob, spol, prostorna struktura, koja omogućuje jedinkama slobodno križanje i stvaranje plodnog potomstva. (3) Stanovništvo je strukturna jedinica biosfere. (4) Stanovništvo je osnovna jedinica sistematike organskog svijeta. (5) Ličinke raznih insekata koji žive u slatkovodnom tijelu čine populaciju. (6) U populaciji dolazi do uginuća jednih i opstanka drugih jedinki, dakle ona postoji dugo u vremenu.

Odgovor

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 životinjskih pasmina
4) upozoravajuće (prijeteće) bojanje bubamare
5) zaustavljanje protoka gena iz populacije u populaciju (izolacija)
6) sličnost oblika i boje tijela nezaštićenih životinja sa zaštićenim

Odgovor

Analizirajte tablicu "Prilagođenost organizama". Za svako slovo odaberite odgovarajući pojam s ponuđenog popisa.
1) izmjena svijetlih mrlja, pruga, dijelova tijela
2) stapa se s glavnom pozadinom okoline
3) skriva objekt na pozadini pruga svjetla i sjene
4) oponašanje
5) u obliku čvora ili u obliku lista
6) bubamara, vatrena buba, otrovna žaba
7) stakleni leptir, letjelica
8) štapni kukac, bogomoljka

Odgovor

Pogled, njegovi kriteriji. Populacija je strukturna jedinica vrste i elementarna jedinica evolucije. Mikroevolucija. Formiranje novih vrsta. Metode specijacije. Očuvanje raznolikosti vrsta kao temelj održivosti biosfere

Pogled, njegovi kriteriji

Utemeljitelj moderne taksonomije, K. Linnaeus, smatrao je vrstu grupom organizama sličnih morfološkim značajkama koji se međusobno slobodno križaju. Kako se biologija razvijala, dobiveni su dokazi da su razlike među vrstama mnogo dublje, te da utječu na kemijski sastav i koncentraciju tvari u tkivima, smjer i brzinu kemijskih reakcija, prirodu i intenzitet životnih procesa, broj i oblik kromosoma. , tj. vrsta je najmanja skupina organizama koja odražava njihov blizak odnos. Osim toga, vrste ne postoje zauvijek – one nastaju, razvijaju se, rađaju nove vrste i nestaju.

Pogled- ovo je skup pojedinaca sličnih po strukturi i značajkama životnih procesa koji imaju zajedničko porijeklo, slobodno se međusobno križaju u prirodi i daju plodno potomstvo.

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

Zovu se znakovi sličnosti jedinki iste vrste kriteriji tipa. Budući da niti jedan od kriterija nije apsolutan, potrebno je koristiti skup kriterija za ispravno određivanje vrste.

Glavni kriteriji vrste su morfološki, fiziološki, biokemijski, ekološki, geografski, etološki (bihejvioralni) i genetski.

Morfološki- skup vanjskih i unutarnjih obilježja organizama iste vrste. Iako neke vrste imaju jedinstvene karakteristike, često je vrlo teško razlikovati blisko srodne vrste koristeći samo morfološke značajke. Tako je nedavno otkriven niz vrsta blizanaca koji žive na istom teritoriju, na primjer, kućni i nasipni miševi, pa je neprihvatljivo koristiti samo morfološki kriterij za određivanje vrste.
Fiziološki- sličnost životnih procesa u organizmima, prvenstveno reprodukcije. Također nije univerzalan, budući da se neke vrste križaju u prirodi i daju plodno potomstvo.
Biokemijski- sličnost kemijskog sastava i tijeka metaboličkih procesa. Unatoč činjenici da se ti pokazatelji mogu značajno razlikovati kod različitih jedinki iste vrste, trenutno im se posvećuje velika pozornost, budući da značajke strukture i sastava biopolimera pomažu identificirati vrste čak i na molekularnoj razini i utvrditi stupanj njihove povezanosti. .
Ekološki- razlika između vrsta prema pripadnosti određenim ekosustavima 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 kozmopolitskih vrsta čiji raspon pokriva velika područja, zemljopisni kriterij također ne može poslužiti kao obilježje "vrste".
Genetski- postojanost znakova kromosomskog skupa - kariotip - i nukleotidni sastav DNK u jedinki iste vrste. Zbog činjenice da se nehomologni kromosomi ne mogu konjugirati tijekom mejoze, potomci od križanja pojedinaca različitih vrsta s nejednakim skupom kromosoma ili se uopće ne pojavljuju ili nisu plodni. Time se stvara reproduktivna izolacija vrste, održava njezina cjelovitost i osigurava realnost postojanja u prirodi. Ovo pravilo može biti povrijeđeno u slučaju križanja blisko srodnih vrsta s istim kariotipom ili pojave različitih mutacija, međutim iznimka samo potvrđuje opće pravilo, a vrste treba smatrati stabilnim genetskim sustavima. Genetski kriterij je glavni u sustavu kriterija vrste, ali također nije iscrpan.

Uz svu složenost sustava kriterija, vrsta se ne može predstaviti kao skupina apsolutno identičnih organizama u svim pogledima, odnosno klonova. Naprotiv, mnoge vrste karakterizira značajna raznolikost čak i vanjskih značajki, kao što je, na primjer, neke populacije bubamare karakterizirane prevladavanjem 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 površini zemlje unutar područja, budući da, na primjer, jezerska žaba živi uglavnom u prilično rijetkim stajaćim slatkim vodenim tijelima, a malo je vjerojatno da će biti nalaze u poljima i šumama. Vrste se u prirodi najčešće raspadaju u zasebne skupine, ovisno o kombinaciji uvjeta pogodnih za staništa – populacije.

stanovništvo- skupina jedinki iste vrste koja zauzima dio svog rasprostranjenja, slobodno se križaju i relativno izolirana od drugih populacija jedinki iste vrste duže ili manje dugo vremena.

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

Dakle, vrsta je skup populacija jedinki koje imaju niz zajedničkih morfoloških, fizioloških, biokemijskih karakteristika i tipova odnosa s okolišem, nastanjuju određeno područje, a također su u stanju međusobno se križati kako bi formirale plodno potomstvo, ali se gotovo ili uopće ne križaju s drugim skupinama jedinki iste vrste.

Unutar vrsta s velikim rasponima koji pokrivaju područja s različitim životnim uvjetima, ponekad ih ima podvrsta- velike populacije ili skupine susjednih populacija koje imaju trajne morfološke razlike od ostalih populacija.

Populacije su raštrkane po površini zemlje ne nasumično, već su vezane za određena njezina područja. Zove se ukupnost svih čimbenika nežive prirode potrebnih za život jedinki određene vrste stanište. Međutim, sami ovi čimbenici možda neće biti dovoljni za okupaciju ovog područja od strane stanovništva, budući da ono još uvijek mora biti uključeno u bliska interakcija s populacijama drugih vrsta, odnosno zauzeti određeno mjesto u zajednici živih organizama - ekološka niša. Dakle, australski tobolčar 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 osiguravaju manje ili više zatvoreno kruženje tvari i elementarni su ekološki sustavi (ekosustavi) - biogeocenozama.

Uz sve svoje zahtjevne ekološke uvjete, populacije istih vrsta heterogene su po površini, broju, gustoći i prostornoj distribuciji jedinki, često tvoreći manje skupine (obitelji, jata, stada itd.), spolu, dobi, genskom fondu, itd. pa se izdvaja njihova veličina, dob, spol, prostorna, genetska, etološka i druga struktura, kao i dinamika.

Važne karakteristike populacije su genetski bazen- skup gena karakterističnih za jedinke određene populacije ili vrste, kao i učestalost određenih alela i genotipova. Različite populacije iste vrste u početku imaju nejednak genski fond, budući da jedinke sa slučajnim, a ne posebno odabranim genima ovladavaju novim teritorijima. Pod utjecajem unutarnjih i vanjskih čimbenika genski fond doživljava još značajnije promjene: obogaćuje se pojavom mutacija i novom kombinacijom osobina i iscrpljuje zbog gubitka pojedinih alela tijekom 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 danim uvjetima okoline. Međutim, na dvije različite točke na zemljinoj površini uvjeti okoliša 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, biokemijskim i drugim karakteristikama. Ako su populacije također izolirane jedna od druge, tada mogu proizvesti nove vrste.

Dakle, pojava bilo kakvih prepreka u križanju jedinki različitih populacija iste vrste, na primjer, zbog formiranja planinskih lanaca, promjena u riječnim kanalima, razlika u razdobljima razmnožavanja itd., dovodi do činjenice da populacije postupno stječu sve više i više razlika i na kraju postaju različite vrste. Neko vrijeme dolazi do križanja jedinki na granicama tih populacija i nastaju hibridi, međutim s vremenom i ti kontakti nestaju, tj. populacije iz otvorenih genetskih sustava postaju zatvorene.

Unatoč činjenici da su pojedince prvenstveno pod utjecajem okolišnih čimbenika, 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 prikladne za ulogu elementarnih jedinica evolucije, jer se ne razlikuju po morfološkom, fiziološkom, biokemijskom, ekološkom, geografskom i genetskom jedinstvu, dok populacije, kao najmanje strukturne jedinice vrste, akumuliraju razne slučajne promjene, od kojih će najgore biti eliminirane, ispunjavaju ovaj uvjet i elementarne su jedinice evolucije.

mikroevolucija

Promjena genetske strukture populacija ne dovodi uvijek do stvaranja nove vrste, već samo može poboljšati prilagodbu populacije specifičnim uvjetima okoliša, međutim vrste nisu vječne i nepromijenjene - one se mogu razvijati. Taj proces nepovratne povijesne promjene živih naziva se evolucijom. Primarne evolucijske transformacije događaju se unutar vrste na populacijskoj razini. Temelje se, prije svega, na procesu mutacije i prirodnoj selekciji, što dovodi do promjene genofonda populacija i vrste u cjelini, ili čak do nastanka novih vrsta. Ukupnost ovih elementarnih evolucijskih događaja naziva se mikroevolucija.

Populacije karakterizira ogromna genetska raznolikost, koja se često fenotipski ne manifestira. Genetska raznolikost nastaje zbog spontane mutageneze, koja se događa 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 nemaju adaptivnu vrijednost u danim uvjetima postojanja mogu dobiti takvu vrijednost u budućnosti ili tijekom razvoja novih ekoloških niša, stvarajući tako rezervu nasljedne varijabilnosti.

Promjene u broju jedinki u populacijama, migracije i katastrofe, te izoliranost populacija i vrsta imaju značajan utjecaj na mikroevolucijske procese.

Nova vrsta je međurezultat evolucije, ali nipošto njezin ishod, budući da mikroevolucija tu ne staje – ona se nastavlja. Nove vrste koje nastaju, u slučaju uspješne kombinacije karaktera, naseljavaju nova staništa, a zauzvrat stvaraju nove vrste. Takve skupine blisko povezanih vrsta kombiniraju se u rodove, obitelji itd. Evolucijski procesi koji se odvijaju u nadspecifičnim skupinama već se nazivaju makroevolucijom. Za razliku od makroevolucija, mikroevolucija se odvija u znatno kraćem vremenu, dok prva zahtijeva desetke i stotine tisuća i milijune godina, kao što je, na primjer, evolucija čovjeka.

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

Međutim, evolucija je nepovratna, a već izumrle vrste nikada se više ne pojavljuju. Vrste u nastajanju objedinjuju sve postignuto u procesu evolucije, ali to ne jamči da se u budućnosti neće pojaviti nove vrste koje će se savršenije prilagoditi uvjetima okoliša.

Formiranje novih vrsta

U širem smislu, nastanak nove vrste shvaća se ne samo kao odcjepljivanje glavnog stabla nove vrste ili raspad roditeljske vrste na nekoliko vrsta kćeri, već i kao opći razvoj vrste kao cjelovitog sustava. , što dovodi do značajnih promjena u njegovoj morfostrukturnoj organizaciji. Međutim, češće nego ne specijacija smatra se procesom formiranja novih vrsta kroz grananje "rodovničkog stabla" vrste.

Temeljno rješenje problema specijacije predložio je Ch. Darwin. Prema njegovoj teoriji, rasipanje jedinki iste vrste dovodi do stvaranja populacija, koje su zbog razlika u okolišnim uvjetima prisiljene prilagođavati im se. To, pak, povlači za sobom pogoršanje unutarspecifične borbe za postojanje, koju vodi prirodna selekcija. Trenutno se vjeruje da borba za egzistenciju uopće nije obvezni čimbenik u specijaciji, naprotiv, pritisak selekcije u brojnim populacijama može se smanjiti. Razlika u uvjetima postojanja doprinosi nastanku nejednakih adaptivnih promjena u populacijama vrste, čija je posljedica divergencija karakteristika i svojstava populacija - divergencija.

Međutim, gomilanje razlika, čak i na genetskoj razini, 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 križanje s stvaranjem plodnog potomstva, one pripadaju istoj vrsti. Samo nemogućnost protoka gena iz jedne skupine jedinki u drugu, čak i u slučaju uništenja barijera koje ih razdvajaju, tj. križanja, znači završetak najsloženijeg evolucijskog procesa nastanka nove vrste.

Specijacija je nastavak mikroevolucijskih procesa. Postoji stajalište da se specijacija ne može svesti na mikroevoluciju, ona predstavlja kvalitativni stupanj evolucije i provodi se zahvaljujući drugim mehanizmima.

Metode specijacije

Postoje dva glavna načina specijacije: alopatrijska i simpatrijska.

alopatrijski, ili geografska speciacija posljedica je prostorne razdvojenosti populacija fizičkim barijerama (planinski lanci, mora i rijeke) zbog njihovog nastajanja ili naseljavanja u nova staništa (geografska izoliranost). Budući da se u ovom slučaju genetski fond izdvojene populacije značajno razlikuje od roditeljskog, a uvjeti u njegovom staništu neće se podudarati s izvornim, s vremenom će to dovesti do divergencije i stvaranja nove vrste. Upečatljiv primjer geografske specijacije je raznolikost zeba koje je otkrio C. Darwin tijekom putovanja na brodu Beagle na otočju 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 (prije svega dostupnosti hrane) i geografske izoliranosti, postupno razvijale, tvoreći skupinu srodnih vrsta.

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

Simpatrijska speciacija može biti uzrokovana brzim promjenama kromosomskog skupa (poliploidizacija) ili kromosomskim preuređivanjem. Ponekad nove vrste nastaju kao rezultat hibridizacije dviju izvornih vrsta, kao na primjer kod domaće šljive, koja je hibrid trna i trešnje. U nekim je slučajevima simpatrijska specijacija povezana s podjelom ekoloških niša u populacijama iste vrste unutar jednog raspona ili sezonskom izolacijom - odstupanja u vremenu razmnožavanja u biljaka (različite vrste bora u kalifornijskoj prašini u veljači i travnju) i vrijeme reprodukcije kod životinja.

Od sve raznolikosti novonastalih vrsta, samo nekoliko, najprilagođenijih, može postojati dugo vremena i dovesti do novih vrsta. Razlozi smrti većine vrsta još uvijek su nepoznati, najvjerojatnije zbog naglih klimatskih promjena, geoloških procesa i njihovog premještanja prilagođenijim organizmima. Danas je jedan od razloga smrti značajnog broja vrsta osoba koja istrijebi najveće životinje i najljepše biljke, a ako je u 17. stoljeću taj proces započeo tek istrebljenjem posljednjeg kruga, onda u 21. stoljeću više od 10 vrsta nestane svaki sat.

Očuvanje raznolikosti vrsta kao temelj održivosti biosfere

Unatoč činjenici da, prema različitim procjenama, na planeti postoji 5-10 milijuna vrsta organizama koji još nisu opisani, za većinu njih nikada nećemo saznati, budući da oko 50 vrsta nestaje s lica zemlje. Zemlji svaki sat. Nestanak živih organizama u današnje vrijeme nije nužno povezan s njihovim fizičkim istrebljenjem, češće je to zbog uništenja njihovih prirodnih staništa kao posljedica ljudske aktivnosti. Malo je vjerojatno da će smrt pojedine vrste dovesti do kobnih posljedica za biosferu, međutim, odavno je utvrđeno da izumiranje jedne biljne vrste povlači smrt 10-12 životinjskih vrsta, a to već predstavlja prijetnju i za postojanje pojedinih biogeocenoza i na globalni ekosustav općenito.

Tužne činjenice nakupljene tijekom prethodnih desetljeća natjerale su Međunarodnu uniju za očuvanje prirode i prirodnih resursa (IUCN) da 1949. počne prikupljati podatke o rijetkim i ugroženim vrstama biljaka i životinja. Godine 1966. IUCN je objavio prvu "Crvenu knjigu činjenica".

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

Ovim dokumentom usvojena je petostupanjska ljestvica statusa zaštićene vrste, pri čemu prva faza zaštite uključuje vrste čiji je spas nemoguć bez provedbe posebnih mjera, a peta - obnovljene vrste čije stanje zahvaljujući poduzete mjere, ne izaziva zabrinutost, ali još nisu predmet industrijske uporabe. Razvoj takve ljestvice omogućuje usmjeravanje prioritetnih napora u području zaštite na najrjeđe vrste, poput amurskih tigrova.

Uz međunarodnu verziju 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 u Crvenoj knjizi Ruske Federacije navedeno 610 vrsta biljaka, 247 vrsta životinja, 42 vrste lišajeva i 24 vrste gljiva. Populacije nekih od njih, koje su svojedobno bile pod prijetnjom izumiranja (europski dabar, bizon), već su prilično uspješno obnovljene.

Sljedeće vrste životinja pod zaštitom su u Rusiji: ruski muskrat, tarbagan (mongolski svizac), polarni medvjed, kavkaska europska minka, morska vidra, manul, amurski tigar, leopard, snježni leopard, morski lav, morž, tuljani, dupini, kitovi, konj Przewalskog, 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, gyurza, trska Kaspijska lampuga, sve vrste jesetri, jezerski losos, jelen, neobični bumbar, obični apolon, škampi bogomoljke, biserna školjka itd.

Biljke Crvene knjige Ruske Federacije uključuju 7 vrsta pahuljica, neke vrste pelina, pravi ginseng, 7 vrsta zvončića, zubac, borovnicu, 11 vrsta perunika, ruskog tetrijeba, Schrenkov tulipan, orahov lotos, pravi damska papuča, finolisni božur, perjanica, jaglac Julia, livada protiv bolova u leđima, belladonna belladonna, bor Pitsunda, bobica tise, kineska štitnjača, jezerska polutrava, meki sphagnum, curlya itd.

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

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

Najučinkovitija mjera zaštite rijetkih vrsta je očuvanje njihovih staništa, što se postiže organiziranjem mreže posebno zaštićenih područja koja u skladu s savezni zakon"O posebno zaštićenim prirodnim područjima" (1995.), međunarodnog, saveznog, regionalnog ili lokalnog značaja. To uključuje državne rezervate prirode, Nacionalni parkovi, parkovi prirode, državni prirodni rezervati, spomenici prirode, dendrološki parkovi, botanički vrtovi itd.

Državni prirodni rezervat- riječ je o posebno zaštićenom prirodnom kompleksu potpuno povučenom iz gospodarske namjene (zemljište, vodna tijela, podzemlje, flora i fauna), koji ima ekološki, znanstveni, ekološki i obrazovni značaj kao primjer prirodnog okoliša, tipičnih ili rijetkih krajolika, mjesta očuvanja genetskog fonda biljnog i životinjskog svijeta.

Status imaju rezervati koji su dio međunarodnog sustava rezervata biosfere koji provode globalni monitoring okoliša državni prirodni rezervati biosfere. Rezervat je ustanova zaštite prirode, istraživanja i obrazovanja za okoliš s ciljem očuvanja i proučavanja prirodnog toka prirodni procesi i fenomeni, genetski fond flore i faune, pojedine vrste i zajednice biljaka i životinja, tipični i jedinstveni ekološki sustavi.

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

Za razliku od prirodnih rezervata, teritorije (vodna područja) Nacionalni parkovi obuhvaćaju prirodne komplekse i objekte posebne ekološke, povijesne i estetske vrijednosti, a namijenjeni su za korištenje u zaštiti okoliša, obrazovne, znanstvene i kulturne svrhe te za regulirani turizam. Ovaj status ima 39 posebno zaštićenih prirodnih područja, uključujući nacionalne parkove Zabaikalsky i Sochi, kao i nacionalne parkove "Kurski pljusak", "Ruski sjever", "Shushensky Bor" itd.

prirodni parkovi su ekološke rekreacijske ustanove pod jurisdikcijom konstitutivnih entiteta Ruske Federacije, čija područja (vodna područja) uključuju prirodne komplekse i objekte značajne ekološke i estetske vrijednosti, a namijenjena su za korištenje u okolišne, obrazovne i rekreacijske svrhe.

Državni prirodni rezervati su teritorije (vodne površine) sa posebno značenje očuvati ili obnoviti prirodne komplekse ili njihove komponente i održati ekološku ravnotežu.

Razvoj evolucijskih ideja. Vrijednost evolucijske teorije Ch. Darwina. Odnos pokretačkih snaga evolucije. Oblici prirodne selekcije, vrste borbe za postojanje. Sintetička teorija evolucije. Elementarni čimbenici evolucije. Istraživanje S. S. Chetverikova. Uloga evolucijske teorije u formiranju suvremene prirodno-znanstvene slike svijeta

Razvoj evolucijskih 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 smjer je nastao kao rezultat uspostave dominacije kršćanske crkve u Europi, temeljene 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 sustav, ipak je dokazao da se ukupan broj vrsta organizama nije promijenio od stvaranja Zemlje, tj. ne samo da se više ne pojavljuju, nego i ne nestaju. Tek pred kraj života došao je do zaključka da su rodovi Božje djelo, dok se vrste mogu razvijati kao rezultat prilagodbe lokalnim uvjetima.

Doprinos istaknutog francuskog zoologa J. Cuviera (1769–1832) biologiji temeljio 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 ne obratiti pozornost kako na očito obilje fosilnih oblika, tako i na oštre promjene životinjskih skupina tijekom geološke povijesti. Ti su podaci poslužili kao polazište za formuliranje teorija katastrofe, prema kojem su svi ili gotovo svi organizmi na Zemlji više puta umirali kao posljedica povremenih prirodnih katastrofa, a zatim je planet ponovno naseljen vrstama koje su preživjele katastrofu. Sljedbenici J. Cuviera izbrojali su do 27 takvih katastrofa u povijesti Zemlje. Razmatranja o evoluciji J. Cuvieru su se činila odvojenima od stvarnosti.

Kontradikcije u početnim odredbama kreacionizma, koje su postajale sve očitije kako su se gomilale znanstvene činjenice, poslužio je kao polazište za formiranje još jednog sustava gledišta - transformizam koji prepoznaje stvarno postojanje vrsta i njihov povijesni 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 prilagodbu uvjetima okoline i nasljeđivanje stečenih osobina. Korijeni transformizma mogu se pronaći u djelima starogrčkih i srednjovjekovnih filozofa koji su prepoznali povijesne promjene u organskom svijetu. Tako je Aristotel izrazio ideju o jedinstvu prirode i postupnom prijelazu s tijela nežive prirode na biljke, a s njih na životinje - "ljestve prirode". Glavnim razlogom promjena u živim organizmima smatrao je njihovu unutarnju težnju za savršenstvom.

Francuski prirodoslovac J. Buffon (1707-1788), čije je glavno životno djelo bila "Prirodna povijest" od 36 svezaka, suprotno idejama kreacionista, pomaknuo je granice povijesti Zemlje na 80-90 tisuća godina. Ujedno je naveo jedinstvo flore i faune, kao i mogućnost promjene srodnih organizama pod utjecajem okolišnih čimbenika kao rezultat pripitomljavanja i hibridizacije.

Engleski liječnik, filozof i pjesnik E. Darwin (1731.–1802.), djed C. Darwina, vjerovao je da je povijest organskog svijeta stara milijunima godina, a da je raznolikost životinjskog svijeta rezultat mješavine nekoliko “prirodnih” skupina, utjecaj vanjsko okruženje, tjelovježba i nevježbanje organa, te drugi čimbenici.

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

Unatoč činjenici da je u raspravi koja je izbila 1831. između J. Cuviera i E. Geoffroya Saint-Hilairea u obliku niza izvještaja na Akademiji znanosti, jasna prednost ostala na strani prvog, to je transformizam koji je postao preteča evolucionizma. Evolucionizam(teorija evolucije, evolucijska doktrina) je sustav gledišta koji priznaje razvoj prirode prema određenim zakonima. To je teorijski vrhunac biologije, koji nam omogućuje da objasnimo raznolikost i složenost živih sustava koje promatramo. Međutim, zbog činjenice da evolucijsko učenje opisuje pojave koje je teško promatrati, ono nailazi na značajne poteškoće. Ponekad se teorija evolucije naziva "darvinizmom" i poistovjećuje s učenjem Ch. Darwina, što je u osnovi pogrešno, jer, iako je teorija Ch. Darwina dala neprocjenjiv doprinos razvoju ne samo evolucijske doktrine, već i biologije općenito (kao i mnoge druge znanosti), temelje evolucijske teorije postavili su drugi znanstvenici, ona se nastavlja razvijati do danas, a "darvinizam" u mnogim aspektima ima samo povijesno značenje.

Tvorac prve evolucijske teorije - lamarkizma - bio je francuski prirodoslovac J. B. Lamarck (1744–1829). On je unutarnju težnju organizama za savršenstvom smatrao pokretačkom snagom evolucije ( gradacijski zakon), ali prilagodba uvjetima okoline tjera ih da odstupe od ove glavne linije. Istodobno se razvijaju organi koje životinja intenzivno koristi u procesu života, dok oni koji su joj nepotrebni, naprotiv, slabe i mogu čak nestati ( zakon vježbanja i nevježbanja organa). Stečeni u procesu života, znakovi se fiksiraju i prenose na potomke. Dakle, objasnio je prisutnost membrana između nožnih prstiju ptica vodarica pokušajima njihovih predaka da se kreću u vodenom okolišu, a dugi vrat žirafa, prema Lamarcku, posljedica je činjenice da su njihovi preci pokušavali dobiti lišće s vrhova drveća.

Nedostaci lamarkizma bili su teorijska priroda mnogih konstrukcija, kao i pretpostavka o Stvoriteljevoj intervenciji u evoluciji. Tijekom razvoja biologije postalo je jasno da se individualne promjene koje organizmi stječu tijekom života, uglavnom, uklapaju u granice fenotipske varijabilnosti, te je njihov prijenos praktički nemoguć. Primjerice, njemački zoolog i teoretičar evolucije A. Weismann (1834–1914) odsijecao je repove miševima mnogim generacijama i uvijek je u potomstvu proizvodio samo repne glodavce. Teoriju J. B. Lamarcka njegovi suvremenici nisu prihvatili, ali je na prijelazu stoljeća činila osnovu tzv. neolamarkizam.

Vrijednost evolucijske teorije Charlesa Darwina

Preduvjeti za stvaranje najpoznatije evolucijske teorije Charlesa Darwina, odnosno darvinizma, bili su objavljivanje djela 1778. engleski ekonomist T. Malthus "Treatise on Population", radovi geologa C. Lyella, formulacija teorije stanica, uspjeh selekcije u Engleskoj i vlastita zapažanja C. Darwina (1809.-1882.), napravljena tijekom godina studija na Cambridgeu, na ekspediciji kao prirodoslovac na brodu "Beagle" i nakon njenog završetka.

Dakle, T. Malthus je tvrdio da se populacija Zemlje eksponencijalno povećava, što znatno premašuje sposobnost planeta da mu pruži hranu i dovodi do smrti dijela potomstva. Paralele koje su povukli C. Darwin i njegov koautor A. Wallace (1823–1913) pokazuju 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 površina Zemlje nije uvijek bila ista kao danas, a njezine promjene uzrokovane su utjecajem vode, vjetra, vulkanskih erupcija i aktivnošću života. organizmi. I sam Ch. Darwin, još u studentskim godinama, bio je zapanjen ekstremnim stupnjem varijabilnosti kornjaša, a tijekom putovanja - sličnošću flore i faune kontinentalne Južne Amerike i otočja Galapagos koji se nalazi u njegovoj blizini, te na u isto vrijeme značajna raznolikost vrsta, kao što su zebe i kornjače. Osim toga, na ekspediciji je mogao promatrati kosture divovskih izumrlih sisavaca, nalik suvremenim oklopnicima i lijenicima, što je značajno poljuljalo njegovu vjeru u stvaranje vrsta.

Glavne odredbe teorije evolucije iznio je Charles Darwin 1859. na sastanku Kraljevskog društva u Londonu, a zatim ih je razvio u knjigama Porijeklo vrsta putem prirodne selekcije, ili očuvanje favoriziranih pasmina u borbi. za život (1859), Promjene domaćih životinja i kultiviranih biljaka "(1868), "Podrijetlo čovjeka i spolni odabir" (1871), "Izražavanje emocija kod čovjeka i životinja" (1872) itd.

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

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 neizbježno nastaje borbu za egzistenciju. Ch. Darwin je razlikovao intraspecifičnu i interspecifičnu borbu, kao i borbu s okolišnim čimbenicima. Pritom je istaknuo i da se ne radi samo o borbi pojedinog pojedinca za egzistenciju, već i za ostavljanje potomstva.
Rezultat borbe za postojanje je prirodni odabir- prevladavajući opstanak i razmnožavanje organizama koji su se slučajno pokazali najprilagođenijim danim uvjetima postojanja. Prirodna selekcija je u mnogočemu 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 te osobine čuva umjetnim uzgojem kroz selektivno razmnožavanje ili oprašivanje. Poseban oblik prirodne selekcije je spolni odabir za osobine koje obično nemaju izravnu adaptivnu vrijednost (dugo perje, ogromni rogovi i sl.), ali doprinose uspjehu u razmnožavanju, budući da čine jedinku privlačnijom suprotnom spolu ili strašniji suparnicima istog spola.
Materijal za evoluciju su razlike u organizmima koje nastaju kao rezultat njihove varijabilnosti. C. Darwin razlikovao je neodređenu i određenu varijabilnost. Određeni(skupna) varijabilnost se kod svih jedinki neke vrste na isti način očituje pod utjecajem određenog čimbenika i nestaje kod potomaka kada prestane djelovanje tog faktora. neodređeno(individualna) varijabilnost su promjene koje se događaju kod svakog pojedinca, bez obzira na fluktuacije vrijednosti okolišnih čimbenika, a prenose se na potomke. Takva varijabilnost nema adaptivni (prilagodljivi) karakter. Nakon toga se pokazalo da je određena varijabilnost nenasljedna, a neodređena nasljedna.
Prirodna selekcija u konačnici dovodi do divergencije obilježja pojedinih izoliranih sorti – divergencije, te na kraju do nastanka novih vrsta.

Teorija evolucije Ch. Darwina nije samo postulirala proces nastanka i razvoja vrsta, već je otkrila i sam mehanizam evolucije koji se temelji na principu prirodne selekcije. Darvinizam je također zanijekao programiranje evolucije i postulirao njezinu kontinuiranu prirodu.

Istodobno, evolucijska teorija Charlesa Darwina nije mogla odgovoriti na brojna pitanja, na primjer, o prirodi genetskog materijala i njegovim svojstvima, biti nasljedne i nenasljedne varijabilnosti te njihovoj evolucijskoj ulozi. To je dovelo do krize darvinizma i pojave novih teorija: neolamarkizma, saltacionizma, koncepta nomogeneze itd. neolamarkizam temelji se na stavu teorije J. B. Lamarcka o nasljeđivanju stečenih karakteristika. saltacionizam- ovo je sustav pogleda na proces evolucije kao grčevite promjene koje dovode do brzog nastajanja novih vrsta, rodova i većih sustavnih skupina. Koncept nomogeneza postulira programirani smjer evolucije i razvoj različitih značajki na temelju unutarnjih zakona. Samo je sinteza darvinizma i genetike 20-30-ih godina dvadesetog stoljeća uspjela prevladati proturječja koja su se neizbježno javljala prilikom objašnjavanja niza činjenica.

Odnos pokretačkih snaga evolucije

Evolucija se ne može povezati s djelovanjem bilo kojeg pojedinačnog čimbenika, budući da su same mutacije slučajne i neusmjerene promjene i ne mogu osigurati prilagodbu jedinki na čimbenike okoliša, dok prirodna selekcija već sortira te promjene. Na isti način, sama selekcija ne može biti jedini čimbenik 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 tu varijabilnost. To znači da čimbenici 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 promatrati kao rezultat suprotstavljenih sila koje stvaraju i sortiraju genotipske varijacije.

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

Oblici prirodne selekcije, vrste borbe za postojanje

prirodni odabir naziva selektivnim preživljavanjem i napuštanjem potomstva od strane najsposobnijih pojedinaca i smrću najmanje sposobnih.

Bit prirodne selekcije u teoriji evolucije leži u diferenciranom (neslučajnom) očuvanju određenih genotipova u populaciji i njihovom selektivnom sudjelovanju u prijenosu gena na sljedeću generaciju. Istodobno, ne utječe na jednu osobinu (ili gen), već na cijeli fenotip, koji nastaje kao rezultat interakcije genotipa s čimbenicima okoliša. Prirodna selekcija u različitim okolišnim uvjetima bit će drugačije prirode. Trenutno postoji nekoliko oblika prirodne selekcije: stabilizacija, pomicanje i trganje.

Stabilizirajuća selekcija usmjerena na učvršćivanje uske norme reakcije, koja se pokazala najpovoljnijom u danim uvjetima postojanja. Tipično je za one slučajeve kada su fenotipske osobine optimalne za nepromjenjive uvjete okoliša. Upečatljiv primjer djelovanja stabilizacijske selekcije je održavanje relativno stalne tjelesne temperature kod toplokrvnih životinja. Ovaj oblik selekcije detaljno je proučavao izvanredni ruski zoolog I. I. Shmalgauzen.

izbor vožnje nastaje kao odgovor na promjene okolišnih uvjeta, zbog čega se mutacije koje odstupaju od prosječne vrijednosti osobine čuvaju, dok se dotadašnji dominantni oblik uništava, budući da ne zadovoljava na odgovarajući način nove uvjete postojanja. Primjerice, u Engleskoj su se kao posljedica onečišćenja zraka industrijskim emisijama na mnogim mjestima naveliko raširili leptiri moljci s tamnom bojom krila, koji su pticama bili manje vidljivi na pozadini dimljenih debla breze. Vozačka selekcija ne pridonosi potpunom uništenju forme protiv koje djeluje, jer se mjerama koje poduzimaju Vlada i ekološke organizacije situacija s onečišćenjem zraka dramatično popravila, a boja krila leptira se vraća u izvorna verzija.

Kidanje, ili disruptivna selekcija pogoduje očuvanju ekstremnih varijanti osobine i uklanja one srednje, kao što se, primjerice, kao posljedica uporabe pesticida pojavljuju skupine insekata otpornih na njega. Po svom je mehanizmu disruptivna selekcija suprotna stabilizacijskoj selekciji. Kroz ovaj oblik selekcije u populaciji nastaje nekoliko oštro omeđenih fenotipova. Ovaj fenomen se zove polimorfizam. Pojava reproduktivne izolacije između različitih oblika može dovesti do specijacije.

Ponekad se također razmatra 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 dok je proučavao pripitomljavanje životinja.

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

Prirodna selekcija događa se na različitim razinama, u vezi s tim postoje i individualna, grupna i spolna selekcija. Pojedinac selekcija eliminira manje prilagođene jedinke iz sudjelovanja u reprodukciji, dok je grupna selekcija usmjerena na očuvanje osobine koja nije korisna za pojedinca, već za skupinu u cjelini. Pod pritiskom skupina selekcija može potpuno izumrijeti cijele populacije, vrste i veće skupine organizama bez ostavljanja potomstva. Za razliku od individualne selekcije, grupna selekcija smanjuje raznolikost oblika u prirodi.

seksualni odabir izvode unutar istog kata. Pridonosi razvoju osobina koje osiguravaju uspjeh u ostavljanju najvećeg potomstva. Zahvaljujući ovom obliku prirodne selekcije razvio se spolni dimorfizam, izražen u veličini i boji repa pauna, rogovima jelena itd.

Rezultat je prirodna selekcija borbu za egzistenciju na temelju genetske varijacije. Borba za egzistenciju shvaća se kao sveukupnost odnosa između jedinki svoje i drugih vrsta, kao i s abiotičkim čimbenicima okoliša. 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 natjecanja, u te odnose treba uključiti i međusobnu pomoć, što povećava šanse pojedinaca za opstanak.

Interakcija s okolišnim čimbenicima 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, sugerirali su da se nasljedne promjene u fenotipu organizama događaju iznenada i da se ne formiraju dugo vremena, kao što je pretpostavila evolucijska teorija Charlesa Darwina. . Međutim, daljnja istraživanja u području populacijske genetike dovela su do formulacije u 20-50-im godinama dvadesetog stoljeća novog sustava evolucijskih pogleda - sintetička teorija evolucije. Značajan doprinos njegovom stvaranju dali su znanstvenici iz različitih zemalja: sovjetski znanstvenici S. S. Chetverikov, I. I. Shmalgauzen i A. N. Severtsov, engleski biokemičar i genetičar D. Haldane, američki genetičari S. Wright i F. Dobzhansky, evolucionist D. Huxley, paleontolog D. Simpson i zoolog E. Mayr.

Glavne odredbe sintetičke teorije evolucije:

Osnovni materijal evolucije je nasljedna varijabilnost (mutacijska i kombinativna) u jedinki populacije.
Elementarna jedinica evolucije je populacija u kojoj se događaju sve evolucijske promjene.
Elementarni evolucijski fenomen je promjena u genetskoj strukturi populacije.
Elementarni čimbenici evolucije - drift gena, valovi života, protok gena - imaju neusmjeren, nasumičan karakter.
Jedini faktor usmjerenja u evoluciji je prirodna selekcija, koja je kreativna. Prirodna selekcija stabilizira, pomiče i kida (ometa).
Evolucija je divergentna, odnosno iz jedne svojte može nastati nekoliko novih svojti, dok svaka vrsta ima samo jednog pretka (vrstu, populaciju).
Evolucija je postupna 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 mikroevolucijskim mehanizmima.
Svaka sustavna skupina može ili procvjetati (biološki napredak) ili izumrijeti (biološka regresija). Biološki napredak postiže se promjenama u građi organizama: aromorfozom, idioadaptacijom ili općom degeneracijom.
Glavni zakoni evolucije su njezina nepovratna priroda, progresivno usložnjavanje životnih oblika i razvoj prilagodljivosti vrsta na okoliš. U isto vrijeme, evolucija nema krajnji cilj, tj. proces je neusmjeren.

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

Elementarni čimbenici evolucije

Prema sintetičkoj teoriji evolucije, elementarni evolucijski fenomen je promjena genetskog sastava populacije, a događaji i procesi koji dovode do promjene genskih fondova nazivaju se elementarni čimbenici evolucije. To uključuje proces mutacije, populacijske valove, genetski drift, izolaciju i prirodnu selekciju. S obzirom na isključivi značaj prirodne selekcije u evoluciji, razmatrat će se posebno.

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 utjecajem vanjskih i unutarnjih čimbenika klasificiraju se na genske, kromosomske i genomske.

Genske mutacije javljaju se s učestalošću od 10 -4 -10 -7 po gameti, međutim, zbog činjenice da u ljudi i većine viših organizama ukupan broj gena može doseći nekoliko desetaka tisuća, nemoguće je zamisliti da su dva organizma apsolutno identičan. Većina rezultirajućih mutacija je recesivna, pogotovo jer se dominantne mutacije odmah podvrgavaju 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.

kromosomske mutacije, povezani s gubitkom ili prijenosom dijela kromosoma (cijelog kromosoma) na drugi, također su prilično česti u različitim organizmima, na primjer, razlika između nekih vrsta štakora je u jednom paru kromosoma, što otežava prekriži 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 čimbenike okoliša.

Promjenjivost kombinacije, koja osigurava pojavu novih opcija za kombiniranje gena u genotipu, i, sukladno tome, povećava vjerojatnost pojave novih fenotipova, također pridonosi evolucijskim procesima, budući da je samo u ljudi broj varijanti kombinacija kromosoma 2 23, odnosno pojava organizma sličnog već postojećem praktički je nemoguća.

populacijski valovi. Suprotan rezultat (iscrpljenost genskog sastava) često je uzrokovan fluktuacijama u broju organizama u prirodnim populacijama, koje se kod nekih vrsta (kukci, ribe, itd.) mogu promijeniti desetke i stotine puta - populacijski valovi, ili "valovi života". Povećanje ili smanjenje broja jedinki u populacijama može biti bilo časopis, 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 uvjeta staništa, razmnožavanja štetnika ili grabežljivaca.

Budući da do obnavljanja veličine populacije dolazi zbog malog broja jedinki koje nemaju cijeli skup alela, nove i izvorne populacije imat će nejednaku genetsku strukturu. Promjena učestalosti gena u populaciji pod utjecajem slučajnih čimbenika naziva se genetski drift, ili genetski automatski procesi. Događa se i tijekom razvoja novih teritorija, jer dobivaju izrazito ograničen broj jedinki ove vrste, što može dovesti do nove populacije. Stoga su genotipovi ovih jedinki ovdje od posebne važnosti ( efekt osnivača). Kao rezultat pomaka gena, novi homozigotni oblici (prema mutantnim alelima) se često cijepaju, koji se mogu pokazati adaptivno vrijednima, a naknadno će biti pokupljeni prirodnom selekcijom.

Tako je među indijanskom populacijom američkog kontinenta i Laplanđanima vrlo visok udio osoba s I (0) krvnom grupom, dok su III i IV skupina iznimno rijetke. Vjerojatno su u prvom slučaju osnivači populacije bili pojedinci koji nisu imali alel I B, ili je on izgubljen tijekom procesa selekcije.

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

Izolacija. Sve promjene u genetskoj strukturi populacije moraju se fiksirati, što je zbog izolacija- pojava bilo kakvih prepreka (geografskih, ekoloških, bihevioralnih, reproduktivnih itd.) koje otežavaju i onemogućuju križanje 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 raspona fizičkim barijerama (vodene prepreke za kopnene organizme, kopnene površine za hidrobiontske vrste, izmjenu 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 njezinih populacija u srednjim područjima.

biološka izolacija rezultat je određenih divergencija organizama unutar iste vrste, koje na neki način onemogućuju slobodno križanje. Postoji nekoliko vrsta biološke izolacije: ekološka, sezonska, etološka, morfološka i genetska. Izolacija okoliša postignuto podjelom ekoloških niša (primjerice, sklonost određenim staništima ili prirodi hrane, kao kod smreke i borova križokljuna). Sezonski(privremena) izolacija opaža se u slučaju razmnožavanja jedinki iste vrste u različito vrijeme (različita stada haringe). Etološka izoliranost ovisi o karakteristikama ponašanja (obilježja rituala udvaranja, obojenosti, "pjevanja" ženki i mužjaka iz različitih populacija). Na morfološka izolacija Prepreka križanju je neusklađenost u strukturi reproduktivnih organa ili čak veličina tijela (pekinezer i doga). genetska izolacija ima najveći utjecaj i očituje se u nekompatibilnosti zametnih stanica (odumiranje zigote nakon oplodnje), sterilnosti ili smanjenoj vitalnosti hibrida. Razlozi za to su osobitosti broja i oblika kromosoma, zbog čega je potpuna dioba stanica (mitoza i mejoza) nemoguća.

Kršeći slobodno križanje među populacijama, izolacija u njima fiksira one razlike koje su nastale na genotipskoj razini zbog mutacija i fluktuacija populacije. U ovom slučaju, svaka od populacija je podvrgnuta djelovanju prirodne selekcije odvojeno od druge, a to u konačnici dovodi do divergencije.

Kreativna uloga prirodne selekcije u evoluciji

Prirodna selekcija obavlja funkciju svojevrsnog "sita" koje sortira genotipove prema stupnju sposobnosti. 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 samo na to, jer osigurava reprodukciju prilagođenih genotipova, a time i određuje smjer evolucije sukcesivnim zbrajanjem slučajnih i brojnih odstupanja. Prirodna selekcija nema određeni cilj: na temelju istog materijala (nasljedna varijabilnost) mogu se dobiti različiti rezultati u različitim uvjetima.

U tom smislu, evolucijski čimbenik koji se razmatra ne može se usporediti s radom kipara koji reže mramorni blok, već se ponaša kao daleki ljudski predak koji izrađuje oruđe od kamenog ulomka, a da ne zamišlja konačni rezultat, koji ne ovisi samo na prirodu kamena i njegov oblik, već i na snagu, smjer udara, itd. Međutim, u slučaju neuspjeha, selekcija, poput humanoidnog stvorenja, odbacuje "pogrešan" oblik.

Cijena odabira je pojava genetski teret, odnosno nakupljanje mutacija u populaciji, koje s vremenom mogu postati prevladavajuće zbog iznenadne smrti većine jedinki ili migracije manjeg broja njih.

Pod pritiskom prirodne selekcije ne nastaje samo raznolikost vrsta, već se povećava i razina njihove organizacije, uključujući njihovu kompliciranje ili specijalizaciju. Međutim, za razliku od umjetne selekcije koju čovjek provodi samo zbog ekonomski vrijednih svojstava, često na štetu adaptivnih svojstava, prirodna selekcija tome ne može pridonijeti, jer niti jedna prilagodba u prirodi ne može nadoknaditi štetu od smanjenja održivosti stanovništvo.

Istraživanje S. S. Chetverikova

Jedan od važnih koraka prema pomirenju darvinizma i genetike napravio je moskovski zoolog S. S. Četverikov (1880–1959). Na temelju 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 nepovoljna je za organizam i stvara tzv genetski teret, što smanjuje prilagodljivost stanovništva u cjelini na okoliš. Neke mutacije koje nemaju adaptivnu vrijednost u datom trenutku razvoja vrste mogu kasnije dobiti određenu vrijednost, pa su rezerva nasljedne varijabilnosti.Širenje takvih mutacija među pojedincima populacije uslijed uzastopnih slobodnih križanja može u konačnici dovesti do njihovog prijelaza u homozigotno stanje i manifestacije u fenotipu. Ako je zadano stanje značajke sušilo za kosu- je adaptivan, onda će za nekoliko generacija u potpunosti istisnuti dominantni fen, koji je manje prikladan za ove uvjete, zajedno sa svojim nositeljima, 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 pojedine populacije može se ustanoviti da ne samo njezina fenotipska, 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 kojemu, u idealnoj populaciji neograničene veličine, u nedostatku mutacija, migracija, populacijskih valova, genetskog drifta, prirodne selekcije i pod uvjetom slobodnog križanja, učestalosti alela i genotipova diploidnih organizama neće se mijenjati kroz niz generacija.

Na primjer, u populaciji određeno svojstvo kodiraju dva alela istog gena - dominantni ( ALI) i recesivan ( a). Učestalost dominantnog alela označava se kao R, i recesivno - q. Zbroj frekvencija ovih alela je 1: str + q= 1. Dakle, ako znamo frekvenciju dominantnog alela, tada možemo odrediti učestalost recesivnog alela: q = 1 – str. Zapravo, frekvencije alela jednake su vjerojatnosti nastanka odgovarajućih gameta. Tada će, nakon formiranja zigota, učestalosti genotipova u prvoj generaciji biti:

(godišnje + 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 sljedećim generacijama učestalost genotipova ostati ista, 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, sukladno tome, alele koji ih kodiraju, već djeluje i na cijeli kompleks gena koji utječu na manifestaciju određenog gena u fenotipu, ili genotipsko okruženje. Kao genotipsko okruženje, cijeli se genotip trenutno smatra skupom gena koji mogu pojačati ili oslabiti manifestaciju specifičnih alela.

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

Uloga evolucijske teorije u formiranju suvremene prirodno-znanstvene slike svijeta

Važnost evolucijske teorije u razvoju biologije i drugih prirodnih znanosti teško se može precijeniti, jer je ona prva objasnila uvjete, uzroke, mehanizme i rezultate povijesnog razvoja života na našem planetu, tj. materijalističko objašnjenje razvoja organskog svijeta. Osim toga, teorija prirodne selekcije bila je prva istinski znanstvena teorija biološke evolucije, budući da se pri stvaranju Charles Darwin nije oslanjao na spekulativne konstrukcije, već je polazio od vlastitih zapažanja i oslanjao se na stvarna svojstva živih organizama. Istodobno je obogatila biološki alat povijesnom metodom.

Formulacija evolucijske teorije ne samo da je izazvala burnu znanstvenu raspravu, već je i dala poticaj razvoju takvih znanosti kao što su opća biologija, genetika, selekcija, antropologija i niz drugih. U tom smislu ne može se ne složiti s tvrdnjom da je teorija evolucije okrunila sljedeću fazu u razvoju biologije i postala polazište za njezin napredak u 20. stoljeću.

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

Dokazi za evoluciju divljih životinja

U raznim područjima biologije, čak i prije Charlesa Darwina i nakon objave njegove teorije evolucije, dobiveni su brojni dokazi koji to potvrđuju. Ta se svjedočanstva zovu dokaz evolucije. Najčešće se navode paleontološki, biogeografski, usporedno-embriološki, komparativno-anatomski i usporedno-biokemijski dokazi evolucije, iako se ne mogu zanemariti taksonomski podaci, kao i uzgoj biljaka i životinja.

paleontološki dokazi na temelju proučavanja fosilnih ostataka organizama. To uključuje ne samo dobro očuvane organizme smrznute u ledu ili umotane u jantar, 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 jednoj razini nestaju na drugoj, smatra se jednim od najznačajnijih dokaza evolucije i objašnjava se pojavom i izumiranjem vrsta u odgovarajućim epohama zbog na promjene uvjeta okoline.

Unatoč činjenici da je do sada pronađeno malo fosilnih ostataka i da mnogi fragmenti nedostaju u fosilnom zapisu zbog male vjerojatnosti očuvanja organskih ostataka, ipak su pronađeni oblici organizama koji imaju znakove i evolucijski starije i mlađe skupine organizama. . Ove vrste organizama tzv prijelazni oblici. Upečatljivi predstavnici prijelaznih oblika, koji ilustriraju prijelaz s ribe na kopnene kralježnjake, su ribe s režnjevim perajima 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 značajkama strukture, nazivaju se filogenetski niz. Mogu biti predstavljeni fosilnim ostacima s različitih kontinenata, i tvrde da su više ili manje potpuni, ali njihovo proučavanje je nemoguće bez usporedbe sa živim oblicima kako bi se pokazao napredak evolucijskog procesa. Klasičan primjer filogenetskog niza je evolucija predaka konja, koju je proučavao utemeljitelj evolucijske paleontologije V. O. Kovalevsky.

biogeografski dokazi. biogeografija kako znanost proučava obrasce distribucije i distribucije na površini našeg planeta vrsta, rodova i drugih skupina živih organizama, kao i njihovih zajednica.

Odsutnost 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, posebice, pomicanje kontinenata, formiranje planina, porast i pad razine Svjetski ocean, utječu 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 ljame potječu od zajedničkog pretka koji je nekoć živio u Sjevernoj Americi, a zatim se proširio u Aziju preko postojeće prevlake na mjestu Beringovog tjesnaca, te također kroz Panamsku prevlaku do Južne Amerike. . Nakon toga, svi predstavnici ove obitelji u srednjim područjima izumrli su, a u rubnim područjima su se u procesu evolucije formirale nove vrste. Ranije odvajanje Australije od ostatka kopnene mase omogućilo je na tom području stvaranje vrlo posebne flore i faune u kojoj su se sačuvali oblici sisavaca poput monotremesa, platipusa i ehidne.

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 podrijetla. Navodno 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, gnijezdišta i sl.) bila je najoštrija, pa su se formirale vrste koje su se međusobno malo razlikovale izgledom koje su konzumirale raznu hranu (sjemenke, voće, nektar, kukce itd.). .). .).

Utjecali su na rasprostranjenost raznih skupina organizama i promjene klimatskih uvjeta na Zemlji, što je pridonijelo prosperitetu jednih skupina, a izumiranju drugih. Odvojene vrste ili skupine organizama sačuvanih od ranije raširenih flora i fauna nazivaju se relikvije. To uključuje ginkgo, sekvoju, stablo tulipana, ribu kolacant, itd. U širem smislu, biljne i životinjske vrste koje žive na ograničenim područjima teritorija ili vodenog područja nazivaju se endemski, ili endemski. Primjerice, svi predstavnici autohtone flore i faune Australije su endemični, a u flori i fauni Bajkalskog jezera ih ima i do 75%.

Usporedni anatomski dokazi. Proučavanje anatomije srodnih skupina životinja i biljaka daje uvjerljive dokaze o sličnosti u građi njihovih organa. Unatoč činjenici da čimbenici okoliša svakako ostavljaju traga na strukturi organa, kritosjemenjača uza svu svoju nevjerojatnu raznolikost, cvjetovi imaju sepale, latice, prašnike i tučke, a u 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 homologni. Dakle, slušne koščice (čekić, nakovanj i stremen) su homologne škržnim lukovima riba, otrovne žlijezde zmija su homologne žlijezdama slinovnicama drugih kralježnjaka, mliječne žlijezde sisavaca su znojne žlijezde, peraja tuljana i kitovi su homologni krilima ptica, udovima konja i krtica.

Organi koji ne funkcioniraju dugo vremena, najvjerojatnije, u procesu evolucije se pretvaraju u rudimentarni (rudimenti)- strukture koje su nerazvijene u usporedbi s oblicima predaka, 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 - atavizama, 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 slična tijela- slične strukture u organizmima različitih skupina koje obavljaju iste funkcije, naprotiv, odnose se na primjere konvergencija(konvergencijom se općenito naziva samostalan razvoj sličnih svojstava u različitim skupinama organizama koji postoje pod istim uvjetima) i potvrđuju činjenicu da okoliš ostavlja značajan pečat na organizam. Analogi su krila kukaca i ptica, oči kralježnjaka i glavonožaca (lignje, hobotnice), zglobni udovi člankonožaca i kopnenih kralježnjaka.

Usporedni embriološki dokazi. Proučavajući embrionalni razvoj kod predstavnika različitih skupina kralježnjaka, K. Baer je otkrio njihov upečatljiv strukturno jedinstvo posebno u ranim fazama razvoja ( zakon zametne sličnosti). Kasnije je E. Haeckel formulirao biogenetski zakon, prema kojem je ontogeneza kratko ponavljanje filogeneze, tj. faza kroz koje organizam prolazi tijekom svog individualni razvoj, ponoviti povijesni razvoj skupine kojoj pripada.

Dakle, u prvim fazama razvoja, zametak kralježnjaka poprima strukturne značajke karakteristične za ribe, a zatim za vodozemce i, konačno, za skupinu kojoj pripada. Ova se transformacija objašnjava činjenicom da svaka od navedenih klasa ima zajedničke pretke s modernim gmazovima, pticama i sisavcima.

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

Usporedni biokemijski dokazi. Razvoj točnijih metoda biokemijske analize pružio je evolucijskim znanstvenicima nove dokaze u prilog povijesnom razvoju organskog svijeta, budući da prisutnost istih tvari u svim organizmima ukazuje na moguću biokemijsku homologiju sličnu onoj u razini organa i tkiva. Usporedne biokemijske studije primarne strukture tako raširenih proteina kao što je citokrom s i hemoglobin, kao i nukleinske kiseline, posebno rRNA, pokazali su da mnoge od njih praktički imaju ista struktura i obavljaju iste funkcije kod predstavnika raznih vrsta, dok što je bliži odnos, to je veća sličnost u strukturi ispitivanih tvari.

Dakle, teoriju evolucije potvrđuje značajna količina podataka iz različitih izvora, što još jednom ukazuje na njezinu pouzdanost, ali će se 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 značajke, karakteristične za predstavnike određenog kraljevstva, vrste živih organizama karakterizira nevjerojatna raznolikost značajki vanjskog i unutarnja struktura, životna aktivnost, pa čak i ponašanja koja su se pojavila i odabrana u procesu evolucije i omogućuju prilagodbu životnim uvjetima. No, ne treba pretpostaviti da, budući da ptice i kukci imaju krila, to je posljedica izravnog djelovanja zračne sredine, jer kukaca i ptica bez krila ima dosta. Navedene prilagodbe odabrane su postupkom prirodne selekcije iz cijelog 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 s posebnim higroskopnim tkivom - velamen. Neke bromelije mogu apsorbirati vodenu paru u vlažnoj atmosferi tropa koristeći dlačice na lišću.

Biljke insektojeda (rose, venerine muholovke) koje žive na tlima gdje dušik iz ovih ili onih razloga nije dostupan, razvile su mehanizam za privlačenje i apsorpciju malih životinja, najčešće kukaca, koji su im izvor željenog elementa.

Kako bi se zaštitile od jedenja biljojeda, mnoge biljke koje vode vezan način života razvile su pasivnu obranu, kao što su trnje (glog), trnje (ruža), goruće dlake (kopriva), nakupljanje kristala kalcijevog oksalata (kislica), biološki aktivni tvari u tkivima (kava, glog) i dr. Kod nekih od njih su i sjemenke u nezrelim plodovima okružene kamenim stanicama koje onemogućuju štetnicima da dođu do njih, a tek do jeseni dolazi do procesa odrvetanja, što omogućuje dobivanje sjemena. u tlo i klijati (kruška).

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

Pritom, tijelo kitova i dupina nije prekriveno dlakom, dok srodna skupina peronožaca ima smanjenu dlaku na ovaj ili onaj stupanj, budući da, za razliku od prvih, dio vremena provode na kopnu, gdje bez vune koža bi im se odmah smrznula .

Tijelo većine riba prekriveno je ljuskama koje su s donje strane svjetlije nego na vrhu, zbog čega su ove životinje jedva zamjetljive odozgo za prirodne neprijatelje na pozadini dna, a odozdo - na pozadini nebo. Zove se boja koja životinje čini nevidljivima za njihove neprijatelje ili plijen pokroviteljski. U prirodi je široko rasprostranjen. Živopisan primjer takve obojenosti je bojanje donje strane krila leptira callima, koji, sjedi na grančici i presavija krila, ispada poput suhog lista. Drugi insekti, kao što su kukci štapići, maskiraju se u biljne grane.

Pjegasta ili prugasta obojenost također ima prilagodljivu vrijednost, budući da ptice poput prepelica ili jega nisu vidljive na pozadini tla čak ni izbliza. 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 razlike između njega i vlastitih jaja.

Boja životinja ne može ih uvijek učiniti nevidljivima - mnoge od njih su jednostavno upečatljive, što bi trebalo upozoriti na opasnost. Većina ovih kukaca i gmazova donekle je otrovna, poput, primjerice, bubamare ili ose, pa ga grabežljivac, nakon što je nekoliko puta doživio nelagodu nakon što pojede takav predmet, izbjegava. Međutim, upozoravajuća obojenost nije univerzalna, jer su se neke ptice prilagodile da ih jedu (medonosni zugar).

Povećane šanse za preživljavanje jedinki s upozoravajućom obojenošću pridonijele su njegovoj pojavi kod predstavnika drugih vrsta bez opravdanog razloga. Ovaj fenomen se zove mimika. 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 im bili uzor.

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

Zaštitu za mnoge vrste pruža i adaptivno ponašanje, koje je povezano sa spremanjem hrane za zimu, brigom o potomstvu, smrzavanjem na mjestu ili obrnuto, zauzimanjem prijetećeg držanja. Dakle, riječni dabrovi pripremaju nekoliko kubika grana, dijelova debla i druge biljne hrane za zimu, 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. Primjerice, poznato je agresivno ponašanje mužjaka priljepaka koji tjeraju 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 kukci u stanju pružiti svom potomstvu povoljnije stanište. Primjerice, pčele hrane svoje ličinke, a mlade pčele isprva "rade" samo u košnici. Mravi nose svoje kukuljice gore-dolje u mravinjak, ovisno o temperaturi i vlažnosti, a kada prijeti poplava, uglavnom ih ponesu sa sobom. Skarabeje od životinjskog otpada pripremaju posebne kuglice za svoje ličinke.

Mnogi kukci, kada im prijeti napad, smrznu se na mjestu i poprimaju oblik suhih štapića, grančica i lišća. Poskoke se, s druge strane, dižu i napuhuju svoju kapuljaču, dok zvečarka daje poseban zvuk zvečkom na kraju repa.

Prilagodbe ponašanja nadopunjuju se fiziološkim prilagodbama povezanim s 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. Volumen pluća im nije prevelik, ali postoje i druge fiziološke prilagodbe, na primjer, u mišićima je visoka koncentracija respiratornog pigmenta - mioglobina, koji, takoreći, pohranjuje kisik i odaje ga tijekom ronjenja. Osim toga, kitovi imaju Posebna edukacija- "prekrasna mreža", koja omogućuje 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 omogućuju isijavanje topline. Vodozemci pustinjskih krajeva, kako bi izbjegli gubitak vlage kroz kožu, prisiljeni su prijeći na noćni način života, kada raste vlažnost i pojavljuje se rosa.

Ptice koje su ovladale zračnim staništem, osim anatomskih i morfoloških prilagodbi za let, imaju i važne fiziološke značajke. Primjerice, zbog činjenice da kretanje u zraku zahtijeva izrazito visok utrošak energije, ova skupina kralježnjaka karakterizira visoka brzina metabolizma, a izlučeni produkti metabolizma se odmah izlučuju, što doprinosi smanjenju specifične gustoće tijelo.

Prilagodbe okolini, unatoč svoj svojoj savršenosti, relativne su. Dakle, neke vrste mlječika proizvode alkaloide koji su otrovni za većinu životinja, ali gusjenice jedne od vrsta leptira - danaida - ne samo da se hrane tkivima mliječne trave, već i akumuliraju te alkaloide, postajući nejestive za ptice.

Osim toga, prilagodbe su korisne samo u određenom okruženju, a beskorisne su u drugom okruženju. Na primjer, Ussuri tigar, rijedak i veliki grabežljivac, kao i sve mačke, ima mekane jastučiće na šapama i uvlačne oštre kandže, oštre zube, izvrstan vid čak i u mraku, oštar sluh i jake mišiće, što mu omogućuje otkrivanje plijena. , neopaženo mu se prišuljati i napraviti zasjedu. No, 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 urodile plodom. Samo bi uzgoj partenokarpnih sorti smokava (formiranje plodova bez gnojidbe) mogao spasiti situaciju.

Unatoč tome što su opisani primjeri specijacije u vrlo kratkim vremenskim razdobljima, kao u slučaju zvečke na kavkaskim livadama, koja se zbog redovite košnje najprije podijelila na dvije populacije - ranocvjetnu i plodonosnu i kasnu -cvjetanje, naime, mikroevolucija najvjerojatnije zahtijeva mnogo dulja razdoblja - mnogo stoljeća, jer čovječanstvo čije su različite skupine tisućama godina međusobno odsječene, ipak, nije podijeljeno na različite vrste. Međutim, budući da evolucija ima praktički neograničeno vrijeme, stotinama milijuna 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 neublaženog procesa. .

Prema suvremenim podacima, na Zemlji postoji preko 2 milijuna vrsta živih organizama, od kojih većina (otprilike 1,5 milijuna vrsta) pripada životinjskom carstvu, oko 400 tisuća biljnom carstvu, preko 100 tisuća carstvu gljiva, a odmor - bakterijama. Ovakva zapanjujuća raznolikost rezultat je divergencije (divergencije) vrsta prema različitim morfološkim, fiziološkim, biokemijskim, ekološkim, genetskim i reproduktivnim svojstvima. Na primjer, jedan od najvećih rodova biljaka koji pripadaju obitelji Orhideja - dendrobium - uključuje preko 1400 vrsta, a rod kaloeda - preko 1600 vrsta.

Klasifikacija organizama zadaća je sistematike, koja posljednjih 2 tisuće godina pokušava izgraditi ne samo koherentnu hijerarhiju, već i "prirodni" sustav koji odražava stupanj 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 skupine, organi su stekli sličnosti, kao što je oko glavonožaca i oči sisavaca.

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. Komplikacija živih organizama u procesu evolucije

makroevolucija

Formiranje vrste označava novi krug u evolucijskom procesu, budući da se jedinke ove vrste, koje su prilagođenije uvjetima okoliša od jedinki roditeljske vrste, postupno naseljavaju na nova područja, a već u njenim populacijama dolazi do mutageneze, populacijskih valova, izolacije i prirodna selekcija igraju svoju kreativnu ulogu . S vremenom iz ovih populacija nastaju nove vrste, koje zbog genetske izolacije imaju mnogo više znakova međusobne sličnosti nego s vrstama roda iz kojeg je matična vrsta pupala, pa tako nastaje novi rod, zatim nova obitelj, red (red) , klasa itd. Skup evolucijskih procesa koji dovode do pojave supraspecifičnih svojti (rodova, obitelji, redova, klasa itd.) naziva se makroevolucija. Makroevolucijski procesi, takoreći, generaliziraju mikroevolucijske promjene koje se događaju tijekom dugog vremena, a otkrivaju glavne trendove, smjerove i obrasce evolucije organskog svijeta, koji se ne mogu promatrati na nižoj razini. Do sada nisu identificirani specifični mehanizmi makroevolucije, stoga se smatra da se ona odvija samo kroz mikroevolucijske procese, međutim, ova pozicija je stalno podvrgnuta utemeljenoj kritici.

Pojava složenog hijerarhijskog sustava organskog svijeta uvelike je rezultat nejednake brzine evolucije različitih skupina organizama. Dakle, već spomenuta Ginkgo biloba, takoreći, tisućama je godina bila “konzervirana”, dok su joj se borovi koji su joj dovoljno blizu za to vrijeme značajno promijenili.

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 skupine organizama, koje su potom imale tendenciju opadanja ili posve nestale. Dakle, moguće je razlikovati tri glavna pravci evolucije: biološki napredak, biološka regresija i biološka stabilizacija. Značajan doprinos razvoju doktrine o smjerovima i putevima evolucije dali su ruski evolucionisti A. N. Severtsov i I. I. Shmalgauzen.

biološki napredak povezana s biološkim prosperitetom grupe kao cjeline i karakterizira njezin evolucijski uspjeh. Odražava prirodni razvoj divljeg svijeta od jednostavnog do složenog, od nižeg stupnja organiziranosti do višeg. Prema A.N. Severtsovu, kriteriji biološkog napretka su povećanje broja jedinki određene skupine, proširenje njenog raspona, kao i pojava i razvoj skupina nižeg ranga u njenom sastavu (transformacija vrste u rod, rod u obitelj itd.). Trenutno se biološki napredak opaža kod kritosjemenjača, kukaca, koštanih riba i sisavaca.

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 skupine organizama zbog stjecanja velikih strukturnih promjena - aromorfoza.

Aromorfoza nazvana evolucijska transformacija strukture i funkcija tijela, koja povećava njegovu razinu organizacije i otvara nove mogućnosti prilagodbe različitim uvjetima postojanja.

Primjeri aromorfoza su nastanak eukariotske stanice, višećeličnost, pojava srca u ribama i njegovo odvajanje potpunim septumom kod ptica i sisavaca, formiranje cvijeta u kritosjemenjača itd.

alogeneza, za razliku od arogeneze, ne prati proširenje raspona, međutim unutar starog nastaje značajna raznolikost oblika koji se posebno prilagođavaju staništu - idioadaptacija.

Idioadaptacija- ovo je mala morfofiziološka prilagodba na posebne uvjete okoliša, korisna u borbi za postojanje, ali ne mijenjajući razinu organizacije. Te promjene ilustriraju zaštitna obojenost životinja, raznolikost usta kod insekata, bodlje biljaka itd. Jednako uspješan primjer su Darwinove zebe, specijalizirane za razne vrste hrane, u kojima su transformacije prvo zahvatile kljun, a zatim ostali dijelovi tijela - perje, rep itd.

Paradoksalno, pojednostavljenje organizacije također može dovesti do biološkog napretka. Ovaj put se zove katageneza.

Degeneracija- to je pojednostavljenje organizama u procesu evolucije, što je popraćeno gubitkom određenih funkcija ili organa.

Fazu biološkog napretka zamjenjuje faza biološka stabilizacija, čija je bit očuvati karakteristike dane vrste kao najpovoljnije u danom mikrookolišu. Prema I. I. Schmalhausenu, to uopće ne znači "prestanak evolucije, naprotiv, znači maksimalnu usklađenost organizma s promjenama u okolišu." U fazi biološke stabilizacije su "živi fosili" celakant, gingko itd.

Suprotnost biološkom napretku je biološka regresija- evolucijski pad ove skupine zbog nemogućnosti prilagodbe promjenama u okolišu. Očituje se smanjenjem broja populacija, sužavanjem područja, te smanjenjem broja skupina nižeg ranga u sastavu više svojte. Skupini organizama koja je u stanju biološke regresije prijeti izumiranje. U povijesti organskog svijeta može se vidjeti mnogo primjera ovog fenomena, a trenutno je regresija karakteristična za neke paprati, vodozemce i gmazove. Pojavom čovjeka biološka regresija često je 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 promjene faze, različiti pravci evolucijskog procesa i načini postizanja biološkog napretka prirodno se međusobno zamjenjuju. Tijekom evolucije ti se putovi kombiniraju: prilično rijetke aromorfoze prenose skupinu organizama na kvalitativno novu razinu organizacije, a daljnji povijesni razvoj slijedi put idioadaptacije ili degeneracije, osiguravajući prilagodbu specifičnim uvjetima okoliša.

Uzroci biološkog napretka i regresije

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

Iste skupine 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 skupine ili čak do degenerativnih pojava. Posljedica toga je nemogućnost prilagodbe novim uvjetima okoliša s njegovim naglim promjenama. Upečatljiv primjer za to je iznenadna smrt dinosaura uslijed pada divovskog nebeskog tijela na Zemlju prije 65 milijuna godina, što je uzrokovalo potres, podižući milijune tona prašine u zrak, naglo zahlađenje i smrt većine biljaka i biljojeda. U isto vrijeme, preci modernih sisavaca, koji nisu imali uskih preferencija prema izvorima hrane i bili su toplokrvni, uspjeli su preživjeti ove uvjete i dominirati planetom.

Hipoteze o nastanku života na Zemlji

Iz cijelog spektra hipoteza za nastanak Zemlje najveći brojčinjenice svjedoče u prilog teoriji" veliki prasak". S obzirom na to da se ova znanstvena pretpostavka temelji uglavnom na teorijskim proračunima, Veliki hadronski sudarač izgrađen u Europskom centru za nuklearna istraživanja u blizini Ženeve (Švicarska) 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 planetima Sunčevog sustava kao rezultat kondenzacije oblaka plina i prašine. Smanjenje temperature planeta i migracija kemijskih elemenata na njega pridonijeli su njegovoj slojevitosti u jezgru, plašt i koru, a kasniji geološki procesi (pomicanje tektonskih ploča, vulkanska aktivnost itd.) uzrokovali su nastanak planeta. atmosfera i hidrosfera.

Život na Zemlji također postoji jako dugo, o čemu svjedoče fosilni ostaci raznih organizama u stijenama, ali fizikalne teorije ne mogu odgovoriti na pitanje vremena i uzroka njegovog nastanka. Postoje dvije suprotne točke gledišta o podrijetlu života na Zemlji: teorija abiogeneze i biogeneza. Teorije abiogeneze ustvrditi mogućnost nastanka živog od neživog. To uključuje kreacionizam, hipotezu spontane generacije i teoriju biokemijske evolucije A. I. Oparina.

temeljna pozicija kreacionizam je stvaranje svijeta od strane nekog nadnaravnog bića (Stvoritelja), što se odrazilo u mitovima naroda svijeta i vjerskim kultovima, međutim, starost planeta i života na njemu daleko premašuje datume navedene u ovim izvorima, a u njima ima dosta nedosljednosti.

Osnivač teorije spontane generaciježivot se smatra starogrčkim znanstvenikom Aristotelom, koji je tvrdio da je moguća ponovljena pojava novih stvorenja, na primjer, glista iz lokva, te crva i muha iz pokvarenog mesa. Međutim, ta su stajališta opovrgnuta u 17.-19. stoljeću hrabrim eksperimentima F. Redija i L. Pasteura.

Talijanski liječnik Francesco Redi 1688. godine stavio je komade mesa u lonce i čvrsto ih zatvorio, ali u njima nisu krenuli crvi, dok su se pojavili u otvorenim loncima. Kako bi opovrgnuo tada prevladavajuće uvjerenje da je vitalni princip sadržan u zraku, ponovio je svoje pokuse, ali lonce nije zatvorio, nego ih je prekrio s nekoliko slojeva muslina i opet se život nije pojavio. Unatoč uvjerljivim podacima do kojih je došao F. Redi, istraživanje A. van Leeuwenhoeka dalo je novu hranu za rasprave o "životnom principu", koje su se nastavile tijekom sljedećeg stoljeća.

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

Konačni udarac teoriji spontanog nastajanja zadao je veliki francuski mikrobiolog Louis Pasteur 1860. godine, kada je kuhanu juhu stavio u tikvicu s grlom u obliku slova S 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, prvi organizam.

Na to je pokušao odgovoriti sovjetski biokemičar A. I. Oparin, koji je došao do zaključka da sastav Zemljine atmosfere u ranim fazama njenog postojanja uopće nije bio isti kao u naše vrijeme. Najvjerojatnije 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 mogli sintetizirati najjednostavniji organski spojevi, što su potvrdili pokusi S. Millera i G. Ureya 1953. godine, koji su dobili nekoliko aminokiselina, jednostavnih ugljikohidrata, adenin, urea, kao i najjednostavnije masne, mravlje i octene kiseline.

Međutim, sinteza organska tvar još ne znači nastanak života, stoga je A. I. Oparin iznio hipoteza biokemijske evolucije, prema kojemu su različite organske tvari nastale i spojile se u veće molekule u plitkim vodama mora i oceana, gdje su uvjeti za kemijsku sintezu i polimerizaciju najpovoljniji. Molekule RNA trenutno se smatraju prvim nositeljima života.

Neke od ovih tvari postupno su formirale stabilne komplekse u vodi - koacervatira, ili koacervatne kapi, nalik kapima masti u juhi. Ti su koacervati primali razne tvari iz okolne otopine, kojima su bile izložene kemijske 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 tvari, posebice proteina i nukleinskih kiselina, zbog katalitičkih svojstava proteinskih enzima, s vremenom su stekli sposobnost reprodukcije vlastite vrste i provođenja metaboličkih reakcija, a struktura proteine su kodirane nukleinskim kiselinama.

Međutim, osim reprodukcije, živi sustavi karakteriziraju ovisnost o energiji izvana. Taj je problem u početku riješen bezkisničkim cijepanjem organskih tvari iz okoliša (u to vrijeme u atmosferi nije bilo kisika), t.j.

heterotrofna prehrana. Neke od apsorbiranih organskih tvari mogle su pohraniti energiju sunčeva svjetlost, kao što je klorofil, što je omogućilo brojnim organizmima da pređu na autotrofnu prehranu. Oslobađanje kisika u atmosferu tijekom fotosinteze dovelo je do pojave učinkovitijeg disanja kisika, pojave ozonskog omotača i, u konačnici, oslobađanja organizama na kopno.

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

Teorija biokemijske evolucije u naše vrijeme je najviše potvrđena, ali se promijenila ideja o specifičnim mehanizmima nastanka života. Na primjer, pokazalo se da formiranje organskih tvari počinje u svemiru, a organske tvari igraju važnu ulogu čak i u samom formiranju planeta, osiguravajući prianjanje malih dijelova. Formiranje organske tvari također se događa u utrobi planeta: jednom erupcijom vulkan izbacuje do 15 tona organske tvari. Postoje i druge hipoteze o mehanizmima koncentracije organskih tvari: smrzavanje otopine, apsorpcija (vezivanje) na površini određenih mineralnih spojeva, djelovanje prirodnih katalizatora itd. Pojava života na Zemlji trenutno je nemoguća, budući da bi se sve organske tvari spontano nastale u bilo kojoj točki planeta odmah oksidirale slobodnim kisikom iz atmosfere ili bi ih iskoristili heterotrofni organizmi. Charles Darwin je to shvatio još 1871. godine.

Teorije biogeneze zanijekati spontani nastanak života. Glavne su hipoteze stacionarno stanje i hipoteza panspermije. Prvi od njih temelji se na činjenici da život postoji zauvijek, međutim, na našem planetu postoje vrlo drevne stijene u kojima nema tragova aktivnosti organskog svijeta.

Hipoteza panspermije tvrdi da su klice života na Zemlju iz svemira donijeli neki vanzemaljci ili božanska providnost. 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 s Marsa. Međutim, ostaje nejasno kako je nastao život na drugim planetima.

Glavne aromorfoze u evoluciji biljaka i životinja

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

Kod biljaka su najvažniji prijelaz iz haploidije u diploidiju, neovisnost o vodi tijekom oplodnje, prijelaz s vanjske na unutarnju oplodnju i pojava dvostruke oplodnje, podjela tijela na organe, razvoj provodnog sustava. , kompliciranje i poboljšanje tkiva, te specijalizacija oprašivanja uz pomoć kukaca i raspršivanje sjemena i plodova.

Prijelaz s haploidnog na diploidni učinio je biljke otpornijima na čimbenike okoliša zbog smanjenog rizika od recesivnih mutacija. Očigledno je ova transformacija utjecala na pretke vaskularnih biljaka, koje 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 sustava, pojavom snažnog kostura, razvojem središnjeg živčanog sustava, a također i javno ponašanje u raznim skupinama visoko organiziranih životinja, što je dalo poticaj napretku čovjeka.

Komplikacija živih organizama u procesu evolucije

Povijest organskog svijeta na Zemlji proučavaju sačuvani ostaci, otisci i drugi tragovi vitalne aktivnosti živih organizama. Ona je predmet znanosti paleontologija. Na temelju činjenice da se ostaci različitih organizama nalaze u različitim slojevima stijena, stvorena je geokronološka ljestvica prema kojoj je povijest Zemlje podijeljena na određena vremenska razdoblja: eone, ere, razdoblja i stoljeća.

eon naziva veliki vremenski period u geološkoj povijesti, koji ujedinjuje nekoliko era. Trenutno se razlikuju samo dva eona: kriptozoik (skriveni život) i phanerosa (očitujući život). Doba- ovo je razdoblje u geološkoj povijesti, koje je podjela eona, ujedinjujući, zauzvrat, razdoblja. U kriptozoiku se razlikuju dvije ere (arhejsko i proterozojsko), dok su u fanerozoiku tri (paleozoik, mezozoik i kenozoik).

Važnu ulogu u stvaranju geokronološke ljestvice 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 povijesti života (razdoblje 4,6 milijardi godina - prije 0,6 milijardi godina), ali nema dovoljno podataka o životu u tom razdoblju. Prvi ostaci organskih tvari 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 ekosustava - cijanobakterijskih prostirki, zahvaljujući čijoj su aktivnosti 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 razumjeti život drevnih prokariotskih ekosustava. Na površini cijanobakterijskih prostirki nalaze se fotosintetske cijanobakterije, a ispod njihovog sloja iznimno raznolike bakterije drugih skupina i arheje. Minerali koji se talože na površini prostirke i nastaju zbog njezine vitalne aktivnosti talože se u slojevima (otprilike 0,3 mm godišnje). Ovakvi primitivni ekosustavi mogu postojati samo na mjestima neprikladnim za život drugih organizama, i doista, oba navedena staništa karakterizira iznimno visoka slanost.

Brojni podaci govore da je Zemlja isprva imala obnovljivu atmosferu, koja je uključivala: ugljični dioksid, vodenu paru, sumporov oksid, kao i ugljični monoksid, vodik, sumporovodik, amonijak, metan itd. Prvi organizmi Zemlje bili su anaerobi No, uslijed fotosinteze cijanobakterija u medij je dolazio slobodni kisik koji se isprva brzo vezao za redukcijske agense u mediju, a tek nakon vezanja svih redukcijskih sredstava medij je počeo dobivati oksidirajuća svojstva. O tom prijelazu 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 jezgru planeta, a kisik se počeo akumulirati u atmosferi zbog odsutnosti ovog elementa – dogodila se "revolucija kisika". Bila je to prekretnica u povijesti Zemlje, koja je za sobom povlačila ne samo promjenu sastava atmosfere i formiranje ozonskog zaslona u atmosferi - glavnog preduvjeta za naseljavanje kopna, već i sastav 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 podrijetlu eukariotske stanice – kroz simbiozu nekoliko prokariotskih stanica. Vjerojatno je "glavni" predak eukariota bila arheja, koja je fagocitozom prešla na apsorpciju čestica hrane. Nasljedni aparat se preselio duboko u stanicu, zadržavši, međutim, svoju vezu s membranom zbog prijelaza vanjske membrane koja je nastala nuklearna ovojnica u membranama endoplazmatskog retikuluma.

Geokronološka povijest Zemlje Aeon Doba Razdoblje Početak, prije milijun godina Trajanje, milijun godina razvoj života Fanerozojski kenozoik Antropogeni 1,5 1,5 Četiri ledena doba praćena poplavama dovela su do stvaranja hladno otporne flore i faune (mamuti, mošusni volovi, sobovi, lemingi). Razmjena životinja i biljaka između kontinenata zbog pojave kopnenih mostova. Dominacija placentnih sisavaca. Izumiranje mnogih velikih sisavaca. Formiranje čovjeka kao biološke vrste i njegovo preseljenje. Pripitomljavanje životinja i uzgoj biljaka. Nestanak mnogih vrsta živih organizama uslijed djelovanja čovjeka Neogen 25 23.5 Rasprostranjenost žitarica. Formiranje svih moderni odredi sisavci. Pojava velikih majmuna Paleogen 65 40 Dominacija cvjetnica, sisavaca i ptica. Pojava kopitara, mesoždera, peronožaca, primata itd. Mezozoik kreda 135 70 Pojava kritosjemenjača, sisavaca i ptica postaje brojna Jura 195 60 Era gmazova i glavonožaca. Pojava torbara i placentnih sisavaca. Dominacija golosjemenjača Trijas 225 30 Prvi sisavci i ptice. Gmazovi su brojni. Rasprostranjenost zeljastih spora Paleozoik Perm 280 55 Pojava modernih insekata. Razvoj gmazova. Izumiranje niza skupina beskralježnjaka. Rasprostranjenost četinjača Ugljik 345 65 Prvi gmazovi. 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). Ribe iz ordovicija i rakovi su česti 500 70 Koralja i trilobiti ima u izobilju. Cvjetanje zelenih, smeđih i crvenih algi. Pojava prvih hordata Kambrijci 570 70 Brojni riblji fosili. Česti su ježinci i trilobiti. Pojava višestaničnih algi Cryptotose Proterozoic 2600 2000 Pojava eukariota. Rasprostranjene su uglavnom jednostanične zelene alge. Pojava višestanične. Izbijanje raznolikosti višestaničnih životinja (pojava svih vrsta beskralježnjaka) Archaea 3500 1500 Prvi tragovi života na Zemlji su bakterije i cijanobakterije. Pojava fotosinteze

Bakterije koje je stanica apsorbirala nisu se mogle probaviti, već su ostale žive i nastavile funkcionirati. Vjeruje se da mitohondriji 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 stanice. Vjerojatno su bičevi eukariotskih stanica nastali kao rezultat simbioze s bakterijama, koje su, poput modernih spiroheta, bile sposobne za vijugave pokrete. Isprva je nasljedni aparat eukariotskih stanica bio raspoređen otprilike na isti način kao u prokariota, a tek kasnije, zbog potrebe kontrole velike i složene stanice, nastaju kromosomi. Genomi intracelularnih simbionta (mitohondrija, plastida i flagela) općenito su zadržali svoju prokariotsku organizaciju, ali je većina njihovih funkcija prenesena na nuklearni genom.

Eukariotske stanice nastajale su više puta i neovisno jedna o drugoj. Na primjer, crvene alge nastale su kao rezultat simbiogeneze s cijanobakterijama, a zelene alge - s proklorofitnim bakterijama.

Preostale jednomembranske organele i jezgra eukariotske stanice, prema teoriji endomembrane, nastale su invaginacijama membrane prokariotske stanice.

Točno vrijeme pojave eukariota nije poznato, budući da se već u naslagama starim oko 3 milijarde godina nalaze otisci stanica sličnih veličina. Točnije, 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 za njih povoljni uvjeti.

Na kraju proterozojske ere (prije najmanje 1,5 milijardi godina) već su postojali višestanični eukariotski organizmi. Višećeličnost, poput eukariotske stanice, više se puta javljala u različitim skupinama organizama.

Postoje različiti pogledi na podrijetlo višestaničnih životinja. Prema nekim podacima, njihovi su preci bili multinuklearni, slični trepetljikama, stanice, koje su se potom raspale u zasebne jednonuklearne stanice.

Druge hipoteze povezuju podrijetlo višestaničnih životinja s diferencijacijom kolonijalnih jednostaničnih stanica. Nepodudarnosti među njima tiču se podrijetla staničnih slojeva u izvornoj višestaničnoj životinji. Prema hipotezi E. Haeckel o gastrei, to se događa invaginacijom jedne od stijenki jednoslojnog višestaničnog organizma, kao u crijevnim šupljinama. Za razliku od njega, I. I. Mechnikov je formulirao hipotezu o fagociteli, smatrajući pretke višestaničnih organizama jednoslojnim sfernim kolonijama poput Volvoxa, koji je apsorbirao čestice hrane fagocitozom. Stanica koja je uhvatila česticu izgubila je svoj bičak i preselila se duboko u tijelo, gdje je izvršila probavu, te se na kraju procesa vratila na površinu. S vremenom je došlo do podjele stanica u dva sloja s određenim funkcijama - vanjski je osiguravao kretanje, a unutarnji - fagocitozu. I. I. Mechnikov nazvao je takav organizam fagocitelom.

Dugo su višestanični eukarioti gubili u natjecanju s prokariotskim organizmima, ali na kraju proterozoika (prije 800-600 milijuna godina), zbog nagle promjene uvjeta na Zemlji - smanjenja razine mora, porasta koncentracija kisika, smanjenje koncentracije karbonata u morska voda, redoviti ciklusi hlađenja - višestanični eukarioti stekli su prednosti u odnosu na prokariote. Ako su do tada pronađene samo pojedinačne višestanične biljke i, moguće, gljive, onda su od tog trenutka i životinje poznate u povijesti Zemlje. Od fauna koje su se pojavile krajem proterozoika, najbolje su proučene edijakarske i vendske faune. Životinje vendskog razdoblja obično su uključene u posebnu skupinu organizama ili se pripisuju tipovima kao što su koelenterati, plosnati crvi, člankonošci itd. Međutim, niti jedna od ovih skupina nema kostur, što može ukazivati na odsutnost grabežljivaca.

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

NA Kambrijsko razdoblje zemlja se sastojala od nekoliko kontinenata, uglavnom smještenih u Južna polutka. Najbrojniji fotosintetski organizmi u tom razdoblju bile su cijanobakterije i crvene alge. Foraminifere i radiolarije živjele su u vodenom stupcu. U kambriju se pojavljuje ogroman broj skeletnih životinjskih organizama, o čemu svjedoče brojni fosilni ostaci. Ti su organizmi pripadali oko 100 vrsta višestaničnih životinja, kako modernih (spužve, koelenterati, crvi, člankonošci, mekušci) tako i izumrlih, na primjer: ogromni grabežljivac anomalocaris i kolonijalni graptoliti koji su plutali u vodenom stupcu ili su bili pričvršćeni za dno. Zemljište je tijekom kambrija ostalo gotovo nenaseljeno, ali su bakterije, gljive i, možda, lišajevi već započeli proces formiranja tla, a na kraju razdoblja na kopnu su došli crvi oligoheti i stonoge.

NA ordovicijansko razdoblje Razina voda oceana je porasla, što je dovelo do poplave kontinentalnih nizina. Glavni proizvođači u tom razdoblju bile su zelene, smeđe i crvene alge. Za razliku od kambrija, u kojem su grebene gradile spužve, u ordoviciju ih zamjenjuju koraljni polipi. Vrhunac su doživjeli puževi i glavonošci, kao i trilobiti (danas izumrli srodnici pauka). U tom su razdoblju prvi put zabilježeni i hordati, posebice bezčeljusti. Krajem ordovicija došlo je do grandioznog izumiranja koje je uništilo oko 35% obitelji i više od 50% rodova morskih životinja.

silurski karakterizira povećana izgradnja planina, što je dovelo do isušivanja kontinentalnih platformi. Vodeću ulogu u fauni beskralježnjaka Silura imali su glavonošci, bodljikaši i divovski rakovi škorpioni, dok su među kralježnjacima ostale brojne životinje bez čeljusti i pojavile su se ribe. Krajem razdoblja na kopno dolaze prve vaskularne biljke, rinofiti i likopodi, čime je započela kolonizacija plitkih voda i plimne zone obala. Na kopno su došli i prvi predstavnici klase pauka.

NA devonski uslijed 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 prevladavaju koralji i bodljikaši, dok su glavonošci predstavljeni spiralno uvijenim amonitima. Među devonskim kralježnjacima, ribe su dosegle svoj vrhunac, a hrskavičaste i koštane, kao i plućke i režnjeve peraje, zamijenile su oklopne. Na kraju razdoblja pojavljuju se prvi vodozemci, koji su prvi živjeli u vodi.

U srednjem devonu na kopnu su se pojavile prve šume paprati, mahovina i preslice u kojima su živjeli crvi i brojni člankonošci (stonoge, pauci, škorpioni, kukci bez krila). Krajem devona pojavili su se prvi golosjemenci. Razvoj zemljišta biljkama doveo je do smanjenja vremenskih uvjeta i povećanja stvaranja tla. Fiksacija tla dovela je do nastanka riječnih korita.

NA karbonsko razdoblje kopno su predstavljala dva kontinenta odvojena oceanom, a klima je postala osjetno toplija i vlažnija. Do kraja razdoblja došlo je do blagog izdizanja kopna, a klima se promijenila u kontinentalniju. U morima su dominirale foraminifere, koralji, bodljikaši, hrskavičaste i koštane ribe, dok su slatkovodna tijela bila naseljena školjkama, rakovima i raznim vodozemcima. Sredinom karbona nastali su mali insektojedi gmazovi, a među kukcima su se pojavili krilati gmazovi (žohari, vretenci).

Trope su karakterizirale močvarne šume u kojima su dominirale divovske preslice, klupske mahovine i paprati, čiji su odumrli ostaci kasnije formirali naslage. antracit. Sredinom razdoblja u umjerenom pojasu, zbog njihove neovisnosti o vodi u procesu oplodnje i prisutnosti sjemena, počelo je širenje golosjemenjača.

perm odlikovalo se spajanjem svih kontinenata u jedinstveni superkontinent Pangea, povlačenjem mora i jačanjem kontinentalne klime do te mjere da su u unutrašnjosti Pangee nastale pustinje. Do kraja razdoblja na kopnu su gotovo nestale paprati, preslice i mahovine, a dominantni položaj zauzele su golosjemenke otporne na sušu. Unatoč činjenici da su veliki vodozemci i dalje postojali, nastale su različite skupine gmazova, uključujući velike biljojede i grabežljivce. Krajem perma dogodilo se najveće izumiranje u povijesti života, jer su nestale mnoge skupine koralja, trilobita, većina glavonožaca, riba (prvenstveno hrskavica i križnokrilaca) i vodozemaca. U isto vrijeme, morska fauna izgubila je 40-50% obitelji i oko 70% rodova.

Razvoj života u mezozoiku. Mezozojska era trajala je oko 165 milijuna godina i bila je obilježena izdizanjem zemlje, intenzivnom izgradnjom planina i smanjenjem vlažnosti klime. Dijeli se na tri razdoblja: trijas, jura i kreda.

Na početku Trijasko razdoblje klima je bila sušna, ali je kasnije, zbog porasta razine mora, postala vlažnija. Među biljkama su prevladavale golosjemenke, paprati i preslice, ali su arborealni oblici spora gotovo potpuno izumrli. Visoka razvijenost dosegao neke koralje, amonite, nove skupine foraminifera, školjkaša i bodljikaša, dok se smanjila raznolikost hrskavičnih riba, a promijenile su se i skupine koštanih riba. Gmazovi koji su dominirali zemljom počeli su ovladavati i vodeni okoliš poput ihtiosaura i plesiosaura. Od gmazova trijasa, krokodili, tuatare i kornjače preživjeli su do našeg vremena. Krajem trijasa pojavili su se dinosauri, sisavci i ptice.

NA jure Superkontinent Pangea se podijelio na nekoliko manjih. Veći dio Jure bio je vrlo vlažan, a pred kraj Jure klima je postala sušnija. Dominantna skupina biljaka bile su golosjemenke, od kojih su se iz tog vremena sačuvale sekvoje. 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 skupine vodozemaca (repani i anurani) i ljuskavi (gušteri i zmije), te se povećala raznolikost sisavaca. Do kraja razdoblja pojavili su se i mogući preci prvih ptica, Archeopteryxa. Međutim, svim ekosustavima dominirali su gmazovi - ihtiosauri i plesiosauri, dinosauri i leteći pangolini - pterosauri.

Razdoblje krede dobio je ime u vezi s stvaranjem krede u sedimentnim stijenama tog vremena. Diljem Zemlje, osim polarnih područja, vladala je trajna topla i vlažna klima. U tom su razdoblju 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 na kopnu su prevladavali dinosauri. Bolje prilagođene na zrak, ptice su počele postupno zamjenjivati leteće guštere.

Na kraju razdoblja došlo je do globalnog izumiranja, uslijed kojeg su nestali amoniti, belemniti, dinosauri, pterosauri i morski gušteri, drevne skupine ptica, kao i neki golosjemenci. S lica Zemlje u cjelini nestalo je oko 16% obitelji i 50% životinjskih rodova. Kriza na kraju krede povezana je s padom veliki meteorit Meksičkom zaljevu, međutim, najvjerojatnije nije bio jedini uzrok globalnih promjena. Tijekom naknadnog hlađenja preživjeli su samo mali gmazovi i toplokrvni sisavci.

Razvoj života u kenozoiku. Kenozojsko doba započela je prije oko 66 milijuna godina i nastavlja se do danas. Karakterizira ga dominacija kukaca, ptica, sisavaca i kritosjemenjača. Kenozoik se dijeli na tri razdoblja - paleogena, neogen i antropogen - od kojih je posljednji najkraći u povijesti Zemlje.

U ranom i srednjem paleogenu klima je ostala topla i vlažna, ali je do kraja razdoblja 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 nastale u sušnim zonama.

Među ribama dominantnu poziciju zauzimaju koštane ribe, a broj hrskavičnih vrsta, unatoč njihovoj značajnoj ulozi u slanim vodama, je neznatan. Na kopnu su od gmazova preživjeli samo ljuskavi krokodili i kornjače, dok su većinu njihovih ekoloških niša zauzeli sisavci. Sredinom razdoblja pojavili su se glavni redovi sisavaca, uključujući kukce, mesoždere, peronošce, kitove, kopitare i primate. Izolacija kontinenata učinila je faunu i floru geografski raznolikijom: Južna Amerika i Australija postale su središta razvoja tobolčara, a drugi kontinenti placentnih sisavaca.

Neogensko razdoblje. Zemljina površina u neogenu je dobila moderan izgled. Klima je postala hladnija i suša. U neogenu su se već formirali svi redovi suvremenih sisavaca, a u afričkim pokrovima nastala je obitelj Hominida i rod Čovjek. Do kraja razdoblja crnogorične šume proširile su se u polarnim područjima kontinenata, pojavile su se tundre, a trave su zauzele stepe umjerenog pojasa.

Kvartarno razdoblje(antropogen) karakteriziraju povremene promjene glacijacije i zatopljenja. Tijekom glacijacija visoke geografske širine bile su prekrivene ledenjacima, razina oceana naglo je pala, a tropski i suptropski pojasevi su se suzili. Na područjima uz glečere uspostavljena je hladna i suha klima, što je pridonijelo formiranju hladno otpornih skupina životinja - mamuta, divovskih jelena, špiljskih lavova itd. Smanjenje razine Svjetskog oceana koje je pratilo proces glacijacije doveo je do stvaranja kopnenih mostova između Azije i Sjeverna Amerika, Europa i Britanski otoci itd. Životinjske migracije s jedne strane dovele su do međusobnog obogaćivanja flore i faune, as druge strane do raseljavanja relikvija od strane pridošlica, primjerice, tobolčara i kopitara u Južnoj Americi. . Ti procesi, međutim, nisu utjecali na Australiju, koja je ostala izolirana.

Općenito, periodične klimatske promjene dovele su do formiranja izuzetno obilnog raznolikost vrsta, karakterističan za sadašnji stupanj evolucije biosfere, a utjecao je i na evoluciju čovjeka. Tijekom antropogena, nekoliko vrsta iz roda Man proširilo se iz Afrike u Euroaziju. Prije otprilike 200 tisuća godina u Africi je nastala vrsta Homo sapiens, koja je nakon dugog razdoblja postojanja u Africi, prije oko 70 tisuća godina, ušla u Euroaziju i prije oko 35-40 tisuća godina - u Ameriku. Nakon razdoblja suživota s blisko srodnim vrstama, istisnuo ih je i proširio se diljem svijeta. Prije otprilike 10 tisuća godina, ljudska gospodarska aktivnost u umjereno toplim područjima zemaljske kugle počela je utjecati i na izgled planeta (oranje, goruće šume, prekomjerna ispaša, dezertifikacija, itd.), i na životinje i biljni svijet zbog smanjenja njihovih staništa i istrebljenja, a u obzir je došao i antropogeni čimbenik.

Ljudsko podrijetlo. Čovjek kao vrsta, njegovo mjesto u sustavu organskog svijeta. Hipoteze o podrijetlu čovjeka. Pokretačke snage i faze ljudske evolucije. Ljudske rase, njihov genetski odnos. biosocijalna priroda čovjeka. Društveni i prirodni okoliš, čovjekova prilagodba na njega

Ljudsko podrijetlo

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

Međutim, razmišljanja o evolucijsko podrijetlo govorili su antički filozofi, a veliki švedski taksonom K. Linnaeus je u 18. stoljeću na temelju kombinacije znakova dao osobi određeno ime Homo sapiens L.(razuman čovjek) i odnio ga, zajedno s majmunima, u isti odred - Primate. J. B. Lamarck podržavao je K. Linnaeusa i vjerovao da je čovjek čak imao zajedničke pretke sa suvremenim majmunima, ali je u nekom trenutku svoje povijesti potjecao s drveta, što je bio jedan od razloga formiranja čovjeka kao vrste.

Ch. Darwin također nije zanemario ovo pitanje i 70-ih godina 19. stoljeća objavio je djela "Porijeklo čovjeka i seksualna selekcija" i "O izražavanju emocija kod životinja i čovjeka", u kojima je pružio ništa manje uvjerljive dokaze zajedničkog podrijetla čovjeka i majmuna, nego njemački istraživač E. Haeckel (“Prirodna povijest stvaranja”, 1868; “Antropogeneza, ili povijest podrijetla čovjeka”, 1874), koji je čak sastavio rodoslovlje životinje kraljevstvo. Međutim, ta su se istraživanja ticala samo biološke strane formiranja čovjeka kao vrste, dok društveni aspekti otkrio klasika povijesnog materijalizma – njemačkog filozofa F. Engelsa.

Danas znanost proučava podrijetlo i razvoj čovjeka kao biološke vrste, kao i raznolikost populacija suvremenog čovjeka i obrasce njihove interakcije. antropologija.

Čovjek kao vrsta, njegovo mjesto u sustavu organskog svijeta

razuman čovjek ( Homo sapiens) kao biološka vrsta odnosi se na životinjsko carstvo, pod-kraljevstvo višestaničnih. Prisutnost notohorda, škržnih proreza u ždrijelu, neuralne cijevi i bilateralne simetrije u procesu embrionalnog razvoja omogućuje nam da ga pripišemo tipu hordata, dok razvoj kralježnice, prisutnost dva para udova i položaj srca na trbušnoj strani tijela ukazuju na njegov odnos s drugim predstavnicima podtipa kralježnjaka.

Hranjenje mladih mlijekom koje luče mliječne žlijezde, toplokrvnost, četverokomorno srce, prisutnost dlaka na površini tijela, sedam kralježaka u vratnoj kralježnici, predvorje usta, alveolarni zubi i promjena mliječnih zuba u trajne znakovi su klase sisavaca, a intrauterini razvoj embrija i njegov odnos s majčinim tijelom putem posteljice – podrazreda placente.

Specifičnije značajke, kao što su hvatanje udova s suprotstavljenim palčevima i noktima, razvoj klavikula, očiju okrenutih prema naprijed, povećanje veličine lubanje i mozga te prisutnost svih skupina zuba (sjekutića, očnjaka i kutnjaka) ne ostavljajte sumnje da je njegovo mjesto u redu primata.

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

Odsutnost 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 obitelji viših uskonosnih ili čovjekolikih majmuna.

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

Upotreba gornjih udova za radnu aktivnost, proizvodnju alata, apstraktno mišljenje, kolektivna aktivnost i razvoj na temelju više društvenih nego bioloških zakona, obilježja 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 križanju daju plodno potomstvo. Unatoč prilično značajnoj raznolikosti morfofizioloških značajki, one nisu dokaz višeg ili nižeg stupnja organiziranosti pojedinih skupina ljudi – svi su na istoj razini razvoja.

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

Hipoteze o podrijetlu čovjeka

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

Tako, hipoteza o podrijetlu čovjeka od drevnog tropskog primata tarsier, ili tarzijska hipoteza, koji je formulirao engleski biolog F. Wood Jones 1929. godine, temelji se na sličnosti proporcija tijela ljudi i tarsiera, značajkama linije kose, skraćivanju facijalnog dijela lubanje potonjih itd. Međutim, razlike u strukturi i vitalnoj aktivnosti ovih organizama su toliko velike da nisu osvojile univerzalno priznanje.

S čovjekolikim majmunima, ljudi čak imaju previše sličnosti. Dakle, pored već spomenutih anatomskih i morfoloških značajki, pozornost treba usmjeriti na njihov postembrionalni razvoj. Na primjer, linija dlake malih čimpanza je mnogo rijetka, omjer volumena mozga i volumena tijela je mnogo veći, a sposobnost kretanja na stražnjim udovima nešto je šira nego u odraslih. Čak pubertet kod viših primata javlja se mnogo kasnije nego kod predstavnika drugih redova sisavaca sličnih veličina tijela.

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

Sličnost između ljudi i velikih majmuna također je vrlo visoka u smislu molekularno-biokemijskih 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 s drugim majmunima još nekoliko. A na genetskoj razini, razlike u sekvencama nukleotida DNK između ova dva organizma su manje od 1%. Ako uzmemo u obzir prosječnu brzinu evolucije takvih proteina u srodnim skupinama organizama, može se utvrditi da su se ljudski preci odvojili od ostalih skupina primata prije oko 6-8 milijuna godina.

Ponašanje majmuna na mnogo načina nalikuje ponašanju ljudi, budući da žive u skupinama u kojima društvene uloge. Zajednička zaštita, međusobna 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 razne podražaje. Osim toga, u grupama dolazi do razmjene iskustava između pojedinaca.

Dakle, sličnost čovjeka s drugim primatima, posebice s višim uskonosnim majmunima, nalazi se na različitim razinama biološke organizacije, a razlike između čovjeka kao vrste uvelike su određene obilježjima ove skupine sisavaca.

U skupinu hipoteza koje ne dovode u pitanje podrijetlo čovjeka od zajedničkih predaka sa suvremenim čovjekolikim majmunima spadaju hipoteze policentrizma i monocentrizma.

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

Hipoteze o jedinstvenom podrijetlu modernog čovjeka, naprotiv, postuliraju nastanak čovjeka na jednom mjestu, ali se razlikuju po tome gdje se to dogodilo. Tako, hipoteza o izvantropskom podrijetlu čovjeka temelji se na činjenici da bi samo surovi klimatski uvjeti visokih geografskih širina Euroazije mogli pridonijeti "humanizaciji" majmuna. U prilog tome išlo je otkriće na području Jakutije nalazišta iz vremena najstarijeg paleolitika - kulture Diringa, ali je kasnije utvrđeno da starost ovih nalaza nije 1,8-3,2 milijuna godina, već 260-370 tisuća godina. godine. Stoga je i ova hipoteza nedovoljno potvrđena.

Većina dosadašnjih dokaza ide u prilog Hipoteze o afričkom podrijetlu, ali nije bez nedostataka, koji je dizajniran da uzme u obzir integrirano široka hipoteza monocentrizma, koji kombinira 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 čimbenicima, što je pridonijelo nastanku vrste kvalitativno novih stvorenja s biosocijalnim svojstvima. Društveni čimbenici doveli su do proboja u temeljno novo adaptivno okruženje, koje je dalo ogromne prednosti za opstanak ljudske populacije i dramatično ubrzalo tempo njezine evolucije.

Biološki čimbenici evolucije koji do danas igraju određenu ulogu u antropogenezi su nasljedna varijabilnost, kao i protok gena koji opskrbljuju primarni materijal za prirodnu selekciju. Istovremeno, izolacija, populacijski valovi i genetski drift gotovo su potpuno izgubili na značaju kao rezultat znanstvenog i tehnološkog napretka. To nekim znanstvenicima daje razloga da vjeruju da će u budućnosti zbog njihovog miješanja nestati čak i minimalne razlike između predstavnika različitih rasa.

Budući da je promjena okolišnih uvjeta prisilila ljudske pretke da se spuste sa drveća na otvoreni prostor i pređu na kretanje na dva uda, oslobođene gornje udove koristili su 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 razmišljanja nužni za razvoj određenih područja moždane kore, što se dogodilo u procesu evolucije. Međutim, takva znanja i vještine nemoguće je naslijediti, oni se mogu samo prenositi s jednog pojedinca na drugog tijekom cijelog života potonjeg, što je rezultiralo stvaranjem posebnog oblika komunikacije - artikuliranog govora.

Dakle, ljudsku radnu aktivnost, apstraktno mišljenje i artikuliran govor treba pripisati društvenim čimbenicima evolucije. Ne treba odbaciti manifestacije altruizma primitivnog čovjeka, koji se brinuo za djecu, žene i starce.

Radna aktivnost osobe ne samo da je utjecala na njegov izgled, već je i omogućila u početku djelomično ublažavanje uvjeta života korištenjem vatre, proizvodnje odjeće, izgradnje stanova, a kasnije ih je aktivno mijenjati kroz krčenje šuma, oranje itd. U naše vrijeme nekontrolirana gospodarska aktivnost stavila je čovječanstvo pred prijetnju globalna katastrofa kao posljedica erozije tla, isušivanja slatkovodnih rezervoara, uništavanja ozonskog zaslona, što zauzvrat može povećati pritisak bioloških čimbenika evolucije.

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

Australopithecus. Od dryopithecusa, očito, roda ardipiteka, koji je nastao prije više od 4 milijuna godina u savanama Afrike kao rezultat hlađenja i povlačenja šuma, što je natjeralo ove majmune da se prebace na kretanje na stražnjim udovima. Ova mala životinja, očito je dala povod za prilično brojan rod australopiteci("južni majmun").

Australopithecus se pojavio prije oko 4 milijuna godina i živio je u afričkim savanama i suhim šumama, gdje su prednosti dvonožnog kretanja bile u potpunosti pogođene. Dvije grane su pošle od Australopithecusa - velikih biljojeda s moćnim čeljustima parantropi te manji i manje specijalizirani narod. Određeno vrijeme su se ova dva roda razvijala paralelno, što se, posebice, očitovalo povećanjem volumena mozga, te kompliciranjem korištenih alata. Posebnosti našeg roda su izrada kamenog oruđa (parantropi su koristili samo kost) i relativno velik mozak.

Prvi predstavnici roda Man pojavili su se prije oko 2,4 milijuna godina. Pripadali su vrsti vještih ljudi (homo habilis) i bili su niska stvorenja (oko 1,5 m) s volumenom mozga od približno 670 cm 3 . Koristili su sirovo šljunčano oruđe. Očigledno su predstavnici ove vrste imali dobro razvijene izraze lica i imali su rudimentarni govor. Vješt čovjek napustio je povijesnu scenu prije otprilike 1,5 milijuna godina dajući povod za sljedeće vrste: uspravan čovjek.

Pravi čovjek (H. erectus) kao biološka vrsta nastala u Africi prije oko 1,6 milijuna godina i postojala 1,5 milijuna godina, brzo se proširivši na goleme teritorije u Aziji i Europi. Predstavnik ove vrste s otoka Jave svojedobno je opisan kao Pitekantrop("čovjek-majmun"), otkriven u Kini, zvao se sinantrop, dok im je europski "kolega". heidelberški čovjek.

Svi ti oblici se također nazivaju arhantropi(najraniji ljudi). Ravnog 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 nalikovali su onima modernog čovjeka. Bez sumnje, predstavnici ovog roda koristili su vatru i izrađivali dvosjekle sjekire. Kao što su nedavna otkrića pokazala, ova je vrsta čak savladala navigaciju, jer su njezini potomci pronađeni na udaljenim otocima.

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

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

Neoantrop. Prije oko 60 tisuća godina, uslijed nepoznatih događaja, naša je vrsta gotovo izumrla, pa su svi sljedeći ljudi potomci male skupine koja je brojala svega nekoliko desetaka jedinki. Nakon što je prevladala ovu krizu, naša se vrsta počela širiti po Africi i Euroaziji. Od ostalih vrsta razlikuje se po vitkijoj građi, većoj stopi razmnožavanja, agresivnosti i, naravno, najsloženijem i najfleksibilnijem ponašanju. Od ljudi modernog tipa koji su naselili Europu prije 40 tisuća godina nazivaju se kromanjonci i upućuju na neoantropi(moderni ljudi). Biološki se nisu razlikovali od modernih ljudi: visina 170–180 cm, volumen 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

Tijekom naseljavanja čovječanstva na planetu između različitih skupina ljudi, pojavile su se određene razlike u pogledu boje kože, crta lica, prirode kose, kao i učestalosti pojavljivanja nekih biokemijske značajke. Sveukupnost takvih nasljednih osobina karakterizira skupinu pojedinaca iste vrste, među kojima su razlike manje značajne od podvrsta - utrke.

Proučavanje i klasifikacija rasa komplicirana je nedostatkom jasnih granica između njih. Cijelo moderno čovječanstvo pripada jednoj vrsti, unutar koje postoje tri velike rase: Australo-Negroid (crna), Caucasoid (bijela) i Mongoloid (žuta). Svaki od njih podijeljen je u male utrke. Razlike između rasa svode se na značajke boje kože, kose, oblika nosa, usana itd.

Australo-negroid, ili ekvatorijalna rasa okarakterizirana tamne boje koža, valovita ili kovrčava kosa, širok i malo izbočen nos, poprečne nosnice, debele usne i niz obilježja lubanje. bijelac, ili euroazijska 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 lubanje. mongoloidni(Azijatski Amerikanac) utrke karakterizira tamna ili svijetla koža, često gruba dlaka, srednja širina nosa i usana, spljoštenost lica, jaka izbočina jagodičnih kostiju, relativno velika veličina lica, primjetan razvoj "trećeg kapka".

Ove tri rase se također razlikuju po naseljenosti. Prije ere europske kolonizacije, australo-negroidna rasa bila je uobičajena u Starom svijetu južno od Tropika raka; Kavkaska rasa - u Europi, sjevernoj Africi, zapadnoj Aziji i sjevernoj Indiji; Mongoloidna rasa - na jugoistoku, sjeveru, središnjem i Istočna Azija, Indonezija, Sjeverna i Južna Amerika.

Međutim, razlike između rasa tiču se samo manjih značajki koje imaju adaptivno značenje. Dakle, koža negroida opeče se deseterostruko većom dozom ultraljubičastog zračenja nego koža bijelaca, ali bijelci manje pate od rahitisa u visokim geografskim širinama, gdje može postojati nedostatak ultraljubičastog zračenja potrebnog za stvaranje vitamina D.

Prije su neki ljudi nastojali dokazati savršenstvo jedne od rasa kako bi stekli moralnu prednost nad drugima. Sada je jasno da rasna obilježja odražavaju samo različite povijesne puteve skupina ljudi, ali nemaju nikakve veze s prednošću ili biološkom zaostalošću jedne ili druge skupine. Ljudske rase su manje jasno definirane od podvrsta i rasa drugih životinja i ne mogu se ni na koji način usporediti, na primjer, s pasminama domaćih životinja (koje su rezultat namjerne selekcije). Kao što pokazuju biomedicinske studije, posljedice međurasnih brakova ovise o individualnim karakteristikama muškarca i žene, a ne o njihovoj rasi. Stoga su sve zabrane međurasnih brakova ili određenih praznovjerja neznanstvene i nehumane.

Specifičnije od rasa su grupe ljudi nacionalnosti- povijesno oblikovane jezične, teritorijalne, gospodarske i kulturne zajednice ljudi. Stanovništvo određene zemlje čini svoje ljude. 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

Nedvojbeno je da čovjek kao biološka vrsta mora biti pod pritiskom evolucijskih čimbenika kao što su mutageneza, populacijski valovi i izolacija. Međutim, kako se ljudsko društvo razvija, neke od njih slabe, dok se druge, naprotiv, povećavaju, jer na planeti zahvaćenom procesima globalizacije gotovo da nema izoliranih ljudskih populacija u kojima se provode blisko povezani križanji, a sam broj populacija nije podložan oštrim fluktuacijama. Sukladno tome, pokretački čimbenik 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. Primjerice, u industrijaliziranim zemljama do 5% stanovništva pati od sljepoće za boje (sljepoća za boje), dok u manje razvijenim zemljama ta brojka iznosi i do 2%. Negativne posljedice ovog fenomena mogu se prevladati preventivnim mjerama i napretkom u područjima znanosti 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 s nepovoljnim kombinacijama gena čak i u predembrionalnom i embrionalnom razdoblju ontogeneze, kao i otpornost na patogene raznih bolesti. Osim toga, materijal za prirodnu selekciju ne dobiva 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 s roditelja na potomke i obrnuto. I već se javlja natjecanje između zajednica koje se kulturološki razlikuju. Taj oblik evolucije, svojstven isključivo čovjeku, zove se kulturni, 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 trenutno je određena kulturnom evolucijom, budući da su u nedostatku društva i raznovrsnosti kretanja određene zone nije formirana u mozgu.

Dakle, osoba ima biosocijalna priroda, što ostavlja pečat na očitovanje bioloških, uključujući genetske obrasce, kojima je podložan njegov individualni i evolucijski razvoj.

Društveni i prirodni okoliš, čovjekova prilagodba na njega

Pod, ispod društvenom okruženju razumjeti, prije svega, društvene materijalne i duhovne uvjete koji okružuju osobu za njezino postojanje i djelovanje. Osim ekonomski sustav, društvene odnose, društvenu svijest i kulturu, uključuje i najbližu okolinu čovjeka - obitelj, radni i studentski tim, kao i druge skupine. Okolina, s jedne strane, presudno utječe na formiranje i razvoj osobnosti, a s druge strane, sama se mijenja pod utjecajem osobe, što povlači za sobom nove promjene u ljudima itd.

Prilagodba pojedinaca ili njihovih skupina društvenom okruženju radi ostvarivanja vlastitih potreba, interesa, životnih ciljeva i uključuje prilagodbu uvjetima i prirodi studiranja, rada, međuljudskih odnosa, ekološkog i kulturnog okruženja, slobodnog vremena i uvjeta života, tj. kao i njihova aktivna promjena radi zadovoljenja svojih potreba. Veliku ulogu u tome ima promjena u sebi, svojim motivima, vrijednostima, potrebama, ponašanju itd.

Informacijska opterećenja i emocionalna iskustva u suvremenom 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 prejedanje, pušenje, pijenje alkohola i dr loše navike ne dovodi do željenog rezultata, već samo pogoršava stanje tijela.

Prirodno okruženje nema manji utjecaj na osobu, unatoč činjenici da osoba pokušava stvoriti ugodno umjetno okruženje za sebe oko 10 tisuća godina. Dakle, penjanje na znatnu visinu zbog smanjenja koncentracije kisika u zraku dovodi do povećanja broja crvenih krvnih stanica u krvi, pojačanog disanja i otkucaja srca, a dugotrajno izlaganje otvorenom suncu pridonosi povećanju pigmentacija kože - opekline od sunca. Međutim, te su promjene unutar norme reakcije i nisu naslijeđene. Međutim, ljudi koji dugo žive u takvim uvjetima mogu imati neke prilagodbe. Dakle, kod sjevernih naroda, nosni sinusi imaju puno 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, budući da pigment melanin štiti organe tijela od prodora štetnih ultraljubičastih zraka, a kapa za kosu ima termoizolacijska svojstva. Svijetle oči Europljana prilagodba su akutnijoj percepciji vizualnih informacija u sumrak i u magli, a mongoloidni oblik očiju rezultat je prirodne selekcije za djelovanje vjetrova i prašnih oluja.

Te promjene zahtijevaju stoljeća i tisućljeća, ali život u civiliziranom društvu podrazumijeva i neke promjene. Dakle, smanjenje tjelesne aktivnosti dovodi do pojednostavljenja kostura i smanjenja njegove snage, smanjenja mišićne mase. Mala pokretljivost, višak visokokalorične hrane, stres dovode do povećanja broja ljudi s prekomjernom tjelesnom težinom, a cjelovita proteinska prehrana i nastavak dnevnog svjetla uz pomoć umjetne rasvjete doprinose ubrzanju – ubrzanju rasta i puberteta, povećanju velicina tijela.

Opcija broj 1

1. Prirodna selekcija je

A) složeni odnosi između organizama i nežive prirode;

B) proces očuvanja pojedinaca s nasljednim promjenama koje su im korisne;

C) proces nastanka novih vrsta u prirodi;

D) proces rasta stanovništva.

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

A) čuva pojedince pretežno s korisnim promjenama;

B) čuva pojedince s bilo kakvim nasljednim promjenama;

C) opskrbljuje materijal za prirodnu selekciju;

3. Kao rezultat interakcije pokretačkih snaga evolucije,

A) razmnožavanje organizama;

B) stvaranje novih vrsta u prirodi;

C) proces mutacije;

D) izolacija populacija

4. Navedite netočan nastavak izraza: "U procesu evolucije, borba s nepovoljnim uvjetima dovodi do ..."

A) povećati otpor tijela;

B) opstanak najsposobnijih pojedinaca;

B) izumiranje vrste;

D) poboljšanje izgleda

5. Navedite netočan nastavak izraza: "Rezultat djelovanja prirodne selekcije je ..."

A) prilagodba organizama na okoliš;

B) raznolikost organskog svijeta;

C) nasljedna varijabilnost;

D) stvaranje novih vrsta

6. Razlog borbe za postojanje

A) varijabilnost jedinki u populaciji;

B) prirodne katastrofe;

D) nedostatak prilagodbe 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. stoljeće u Engleskoj B) XVII stoljeće. u Švedskoj

B) 18. stoljeće u Francuskoj D) XVIII stoljeće. u Njemačkoj

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

A) nasljedna varijabilnost i prirodna selekcija

B) borba za postojanje

C) sposobnost neograničene reprodukcije

D) jednokratni čin stvaranja

A) tuljan B) plavi kit

B) morski pas D) sve te 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 prisutnost jazavca

A) jazbine B) škržni prorezi u određenim fazama razvoja

B) vuna D) crno-bijela

Opcija broj 3

1. Slični organi u biljaka 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 raznolikost zeba

A) degeneracija B) aromorfoza C) divergencija

6. Konvergencija obilježja se opaža u

A) miš i zec B) morski pas i kit C) vuk i lisica

7. Prijelazni oblik između vodozemaca i gmazova bili su

A) stegocefali B) dinosauri C) gmazovi životinjskih zuba

8. Prvi put se počelo razmnožavati sjeme

9. Prijelazni oblik između gmazova i ptica je

A) pterodaktil B) stranac C) arheopteriks

10. Tko je otkrio uzastopne redove fosila konja?

A) B) C) Carl Baer

11. Primjer konvergentne evolucije su

A) morski pas i dupin B) mačka i tigar C) vuk i psi D) gušter i krokodil

Opcija broj 4

1. Darwinova teorija

A) odbacuje biološku izvedivost prilagodbi

B) prepoznaje apsolutnu biološku svrsishodnost

C) prepoznaje relativnu biološku svrsishodnost

D) zagovara nasljeđivanje stečenih osobina

2. Primjer međuvrsnog natjecanja je

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

B) gromada u polju pšenice D) venerina muholovka koja je uhvatila buba

3. Prirodna selekcija djeluje učinkovitije u uvjetima

A) monoton genofond populacije B) raznolik genetski fond populacije

B) stabilan dobni sastav D) nema mutacije

4. Glavno djelo Charlesa Darwina zove se

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

B) "Podrijetlo vrsta prirodnom selekcijom" D) "Putovanje na Beagleu"

5. Prijelazni oblik između vodozemaca i gmazova bili su

A) riba s režnjevima B) plućnjaka

B) pterodaktil D) stegocefalus

6. Postojanje prijelaznih oblika primjer je dokaza za evoluciju

B) embriološki D) otočna flora i fauna

ZAVRŠNI KONTROLNI RAD IZ BIOLOGIJE ZA PREDMET 11. RAZREDA

opcija 1

1. dio: Prilikom dovršavanja zadataka odaberite jedan točan odgovor

1. Znanost proučava razvoj živog organizma od trenutka nastanka zigote do rođenja

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

2. Jedinke se klasificiraju kao jedna vrsta ako

a) imaju isti skup kromosoma b) među njima postoje biotičke veze

c) žive u istom okruženju d) imaju razne mutacije

3. Sličnost životnih procesa kod jedinki iste vrste je kriterij

a) fiziološki b) genetski c) geografski d) morfološki

4. Razlog borbe za postojanje je

a) varijabilnost pojedinaca u populaciji b) prirodne katastrofe

c) ograničeni resursi okoliša i intenzivna reprodukcija

d) nedostatak prilagodbe pojedinaca na okolinu

5. Kao rezultat interakcije pokretačkih snaga evolucije,

a) populacijske fluktuacije b) stvaranje novih vrsta u prirodi

c) proces mutacije d) izolacija populacija

6. Čimbenik evolucije, čija je osnova pojava barijera za slobodu križanje je

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

7. Pojava srca s četiri komore, toplokrvnost i razvijena moždana kora kod starih sisavaca – primjer

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

8. Pojednostavljivanje unutarnje i vanjske strukture organizama je

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

9. Divergencija se temelji na principu

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

10. Čimbenici koji smanjuju vitalnost organizama nazivaju se

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

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

12. Razlog mijenjanja jedne biocenoze u drugu je

a) promjena vremenskih uvjeta b) promjena staništa živih organizama

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

13. Neophodan uvjet za održivi razvoj biosfere -

1) stvaranje umjetnih agrocenoza 2) smanjenje broja grabežljivih životinja

3) razvoj industrije, uzimajući u obzir ekološke zakone

4) uništavanje insekata štetnika poljoprivrednih kultura

2. dio: Prilikom dovršavanja zadataka odaberite tri točne odgovore

14. Paleontološki dokaz evolucije je

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

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

e) trtica u ljudskom kosturu 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 vanjska obloga f) tanka koža prekrivena sluzi

16. Znakovi biološkog napretka su

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

e) smanjenje razine prilagodbe organizama uvjetima okoline

f) povećanje razine prilagodljivosti organizama uvjetima okoline

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

A) borba između pojedinaca jedne populacije za teritorij

B) korištenje jedne vrste drugom

C) rivalstvo između jedinki za ženu

D) pomicanje crnog štakora sivim štakorom

D) grabežljivac

1) intraspecifično

2) međuvrsni

18. Uspostavite korespondenciju između primjera okolišnog čimbenika i njegove vrste

A) kemijski sastav tla

B) sadnja šumskog pojasa

C) krtice u šumi

D) uragani

D) izgradnja cesta

E) ptice grabljivice

1) biotički

2) abiotički

3) antropogena

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

Značajke 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 tvari

D) sinteza organskih tvari iz anorganskih

D) oslobađanje kisika u procesu metabolizma

1) autotrofi

2) heterotrofi

20. Postavite slijed evolucijskih procesa na Zemlji kronološkim redom

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

c) pojava fotosinteze d) razvoj života na kopnu e) stvaranje ozonskog zaslona

21 Dajte detaljan odgovor na pitanje:

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