Эволюционный процесс в развитии видов
В ходе эволюционного процесса появляются новые формы жизни, а старые вымирают. Это связано с изменением условий окружающей среды, что приводит к изменению требований к организмам. Те, кто не может приспособиться, вымирают, тогда как те, кто успешно адаптируется, выживают и передают свои приспособленности потомкам.
Процесс эволюции можно наблюдать на примере развития позвоночных животных. Из начальных форм позвоночных, появившихся более 500 миллионов лет назад, с течением времени развились более сложные виды. Обезьяны, включая человекообразных обезьян, являются результатом длительного процесса эволюции от ранних млекопитающих.
Также эволюционный процесс можно наблюдать и в развитии технологий. От паровоза до автомобиля, от печатной машинки до компьютера — эти примеры демонстрируют непрерывное развитие и усовершенствование техники на протяжении истории.
В конце концов, эволюционный процесс не ограничен только живыми организмами и технологиями. Он также относится к развитию письменности до возникновения интернета. Изначально люди использовали письменность для коммуникации, передачи знаний и запоминания информации. Но с развитием технологий возникли компьютеры и интернет, которые стали основными средствами обмена и передачи информации в современном мире.
Таким образом, эволюционный процесс играет важную роль в развитии различных видов и технологий. Он обусловлен изменением условий среды и отбором самых приспособленных. Изучение этого процесса позволяет нам лучше понять мир, в котором мы живем.
Ошибки карла линнея. Эволюционное учение К. Линнея
Карл Линней (1707—1778). Шведский ученый-естествоиспытатель, впервые систематизировал организмы. Впервые предложил систематизировать растения и животных на классы, отряды, роды, виды. Ввел в биологию свыше 1000 терминов. Предложил принцип двойных латинских названий: рода и вида в систематике растений и животных (бинарную номенклатуру). Его труд «Система природы» переиздавался 12 раз.
Лучшая искусственная система органического мира принадлежит шведскому ученому-натуралисту XVIII в. К. Линнею (1707—1778) . Во время учебы в г. Лунд на становление К. Линнея как естествоиспытателя оказало влияние посещение музея в доме профессора Стобеуса, известного ученого и натуралиста. Линнея в музее сильно заинтересовали гербарии растений, чучела птиц, ракушки, коллекция минералов. В свободное время он сам занимался сбором и засушиванием растений. Его неустанный труд положил начало систематике организмов. В систематике растений за единицу классификации он принял вид. Им было описано свыше 8 тыс. растений и 4 200 животных. К. Линней распределил все растения по числу и строению тычинок и пестиков на 24 класса. Классы разделил на отряды, отряды — на роды, роды — на виды. Каждому растению К. Линней дал видовое и родовое названия на латинском языке. Такой способ обозначения называется бинарной (двойной) наменклатурой. К. Линней ввел в части цветка названия: лепесток, пыльник, тычиночные нити, нектарник, завязь и рыльце пестика, цветоложе, цветоножка, околоцветник. Животный мир Линней классифицировал по строению органов кровообращения и дыхания на шесть классов:
1) млекопитающие;
2) птицы;
3) амфибии;
4) рыбы;
5) насекомые;
6) черви.
Млекопитающих он разделил на 17 отрядов. Объединение класса млекопитающих только по молочным железам привело к тому, что в этот класс попали яйцекладущие млекопитающие (ехидна, утконос), ластоногие и китообразные животные. Созданная К. Линнеем система была искусственной: она помогала распознавать растения, но не раскрывала полностью их родственных связей. При классификации по 1—2 произвольно взятым признакам, далекие в систематическом отношении растения оказывались иногда в одном классе, а родственные — в разных. Например, подсчитывая число тычинок у моркови и льна, Линней поместил их в одну группу на том основании, что у них по пять тычинок в цветке. На самом деле эти растения принадлежат к разным родам и семействам: морковь из семейства зонтичных, лен — семейства льновых.По сходству и форме клюва курица и страус попали в один отряд, тогда как курицы относятся к килегрудным, а страусы — к бескилевым.Несмотря на допущенные ошибки, К. Линней, составив первую систематику, внес много нового в развитие органического мира. К. Линней провел анализ систематик растений, составленных учеными- предшественниками. При этом он заметил, что сначала ученые пытались объединять растения по алфавиту, по форме венчика, числу семян, их полезности и вредности. Поэтому для обозначения видов он разработал свою систематику, отличную от предыдущих систем. Его работа «Система природы» переиздавалась 12 раз. К. Линней закрепил использование в науке двойных названий — родового и видового, что сохраняется, широко используется в науке в настоящее время.Из систематизированных им 17 отрядов млекопитающих он дал полное описание отрядов хищников и приматов. Линней правильно поместил человека и человекообразную обезьяну в один отряд приматов. К. Линней является создателем научной систематики животных и растений.После систематики организмов К. Линнеем в течение десятков лет в различных точках земного шара было исследовано и описано около 100 тыс. растений. Система деления организмов К. Линнея заинтересовала многих ученых, однако его утверждение о неизменности первоначального вида в дальнейшем оказало влияние на метафизические взгляды того времени.К. Линней, признавая искусственность своей системы, писал, что «искусственная система будет существовать до создания естественной». Систематика. Искусственная система.
- К. Линней — основатель первой систематики растений и животных.
- К. Линней дал полное описание отрядов хищников и приматов.
- Что принял К. Линней в своей системе за самую крупную и за самую мелкую систематическую единицу ?
- Как вы понимаете двойное название растений и животных? Приведите примеры.
- Г1о каким признакам и как разделил К. Линней животный мир?
- Какие понятия К. Линней ввел в части цветка?
- Почему система К. Линнея является искусственной?
- Каковы недостатки системы К. Линнея?
Вымирание видов
Учение Дарвина о борьбе за существование, естественном отборе и дивергенции удовлетворительно объясняет и вопрос о вымирании видов. Он показал, что в постоянно меняющихся условиях внешней среды одни виды, уменьшаясь в численности, неизбежно должны погибать и уступать место другим, лучше приспособленным к этим условиям. Таким образом, в процессе эволюции постоянно осуществляются уничтожение и созидание органических форм как необходимое условие развития.
Причиной вымирания видов могут быть различные неблагоприятные для вида условия внешней среды, снижение эволюционной пластичности вида, отставание темпов изменчивости вида или скорости изменения условий, узкая специализация. Более конкурентоспособные виды вытесняют другие, о чем убедительно свидетельствует палеонтологическая летопись.
Оценивая эволюционную теорию Ч.Дарвина, следует отметить, что он доказал историческое развитие живой природы, объяснил пути видообразования как естественный процесс и фактически обосновал формирование приспособлений живых систем в результате естественного отбора, впервые вскрыв их относительный характер. Ч.Дарвин объяснил основные причины и движущие силы эволюции растений и животных в культуре и дикой природе. Учение Дарвина явилось первой материалистической теорией эволюции живого. Его теория сыграла большую роль в укреплении исторического взгляда на органическую природу и во многом определила дальнейшее развитие биологии и всего естествознания.
Божественная теория эволюции
Божественная эволюция — идея, что Бог создал или направил эволюционные процессы. Этот взгляд делает Бога неуклюжим, некомпетентным Создателем и автором смерти и страдания, поскольку ставит их перед грехом человечества. Это ставит под сомнение истину Божьего Слова и его характер как всемогущего, любящего Бога. Суть божественной эволюции заключается в том, что «Бог создал все это, и он все еще следит за своим творением». Независимо от каких-либо благих намерений, божественные эволюционисты искажают Писание и ослабляют структуру библейской доктрины.
В божественной эволюции Библия рассматривается как сборник документов, который частично содержит Слово Божье. Таким образом, Библия не содержит никаких авторитетных, обязывающих истин, но должна быть заново интерпретирована и исправлена для каждой эпохи и в любой ситуации. Христиане, которые принимают эволюцию, непоследовательны, потому что они принимают основу гуманистических мировоззрений. Они говорят Богу, что они верят Ему, когда Он рассказал нам о рождении Девы, Распятии и Воскресении Христа. Но они не доверяют Ему, когда Он рассказывает нам о том, как Он создал мир.
Систематика и эволюция
Объединить живые организмы в единую систему пытались еще античные мыслители. Однако отцом современной систематики стал шведский естествоиспытатель Карл Линней, живший в XVIII веке. Именно он ввел такие понятия, как класс, род, отряд и вид. Он же предложил стандарт научного названия видов, который используется до сих пор.
В последующие десятилетия ученые дополняли и дорабатывали его систему, делая ее все более точной и совершенной. Когда же Дарвин издал «Происхождение видов», выяснилось, что вся эта систематика является серьезным доводом в пользу эволюции.
1. Классификация организмов совпадает с эволюционным деревом
Многоуровневая иерархия организмов (царства, типы, классы, отряды и т. д.) полностью соответствует предполагаемому делению популяций во время видообразования.
Иными словами, каждая веточка в систематике говорит о том, что у этой группы организмов был общий предок. Например, весь отряд приматов произошел от небольшого зверька пургаториуса, а общими предками млекопитающих были такие существа, как цинодонты.
Систематика организмов создавалась долгие годы и признается всеми учеными. Как оказалось, именно эволюция и превращает этот перечень организмов в стройную и понятную систему.
2. Иерархическое дерево — признак эволюции
Когда-то считалось, что оно говорит лишь об иерархическом замысле Творца. Однако другие природные объекты таких деревьев не образуют. Минералы, звезды и химические элементы можно упорядочивать как угодно, но в единую объективную иерархию их выстроить не получится.
А вот с организмами картина совсем другая. Мы можем их сортировать по различным признакам, геному или даже по отдельным генам. Но всякий раз мы, так или иначе, будем приходить к уже знакомому нам дереву.
Похожие деревья образуют и другие объекты, возникшие в результате эволюции. Например, человеческие языки:
Такая многоуровневая иерархия указывает на то, что объекты возникли не просто так, а образовались из тех, что существовали ранее.
Биогеографические доводы
Прежде чем рассматривать эти доказательства, нужно разобраться, что же изучает биогеография. Данная наука занимается исследованием закономерностей распространения живых организмов на планете Земля. Первые биографические сведения стали появляться еще в восемнадцатом веке нашей эры.
Биогеографические доказательства эволюции можно изучить, рассматривая зоогеографическую карту. Ученые выделили на ней шесть основных областей со значительным разнообразием обитающих на них представителей.
Несмотря на различия флоры и фауны, представители зоогеографических областей все же имеют множество сходных признаков. Или же наоборот, чем далее друг от друга находятся континенты, тем больше отличаются друг от друга их жители. Например, на территории Евразии и Северной Америки можно заметить значительно сходство фауны, ведь эти материки отделились друг от друга не так давно. А вот Австралия, которая отделилась от других континентов на много миллионов лет раньше, характеризуется весьма своеобразным животным миром.
Как эволюционировал человек — хронология превосходства
Эволюция человека — это процесс, посредством которого люди развивались на Земле с древних времен. С точки зрения зоологии люди, являются видом Homo sapiens, культурно-ориентированным видом, живущим на земле и, вероятно, впервые появившимся в Африке около 315 000 лет назад.
В настоящее время мы являемся единственными выжившими гоминидами (членами группы прогрессивных приматов), но имеются многочисленные ископаемые свидетельства того, что нам предшествовали миллионы поколений других человекоподобных, таких как ардипитеки, австралопитеки и другие виды. Кроме того, мы и наши предшественники всегда делили Землю с другими обезьяноподобными приматами, от современной гориллы до давно вымершего дриопитека.
Факт схожести между людьми и вымершими гоминидами признается антропологами и биологами повсюду. Все же точная природа наших эволюционных отношений была предметом споров и исследований. Великий британский натуралист Чарльз Дарвин опубликовал свои монументальные книги «Происхождение видов» (1859) и «Происхождение человека» (1871).
Теоретически существует общий предок, существовавший миллионы лет назад. Этот древний примат не был идентифицирован и, возможно, никогда, скорее всего, не будет известен. Так происходит из-за сложности раскопок. Фактически, человеческое «генеалогическое древо» можно лучше описать как «семейный куст», в рамках которого невозможно соединить полный хронологический ряд видов, приводящий к Homo sapiens, с которыми будут согласны все эксперты.
Уровни эволюции
На разных уровнях организации живого свойства эволюции и ее механизмы играют разную роль.
- генный
- геномный
- популяционный
- видовой
- таксонний
- экосистемный
- биосферный
Мутации
Генетическая вариация возникает за счет случайных мутаций, возникающих в геномах организмов. Мутации — это изменения в последовательности нуклеотидов ДНК, вызываемых радиоактивным излучением, вирусами, транспозонами, химическими мутагенами, а также ошибками копирования, которые возникают во время мейоза или репликации ДНК. Эти мутагены производят несколько различных типов изменений в последовательности нуклеотидов ДНК: они могут не вызвать никакого эффекта, изменять продукт гена, или вообще прекратить функционирование гена. Исследования на дрозофилах показали, что если мутации вызывают изменения белка, который кодируется определенным геном, то последствия скорее всего будут губительными. Примерно 70% таких мутаций приводят к определенным нарушениям, остальные являются нейтральными или полезными. Поскольку мутации часто вредно влияют на клетки, то в процессе эволюции у организмов возникли механизмы репарации ДНК, которые устраняют мутации. Таким образом, оптимальная частота мутаций это компромисс между платой за высокую частоту вредных мутаций и платой за метаболические затраты (например, синтез ферментов репарации) для уменьшения этой частоты. Некоторые организмы, например ретровирусы, имеют такую высокую частоту мутаций, почти каждый их потомок будет владеть мутированным геном. Такая высокая частота мутаций может быть преимуществом, поскольку эти вирусы эволюционируют очень быстро, таким образом избегая ответов иммунной системы.
Мутации могут включать значительные участки ДНК, например дупликации генов, является сырым материалом для эволюции новых генов. У животных в среднем за каждый миллион лет происходят дупликации от десятков до сотней генов. Большинство генов, которые имеют общий предковый ген, принадлежат к одной генетической семьи. Новые гены образуются несколькими способами, в целом за счет дупликации предковых генов, либо за счет рекомбинации частей различных генов, в результате чего формируются новые комбинации нуклеотидов с новыми функциями. Новые гены формируют новые белки с новыми функциями. Например, для формирования структур глаза человека, которые ответственны за восприятие света используются четыре гена: трех для цветного зрения (колбочки) и один для ночного (палочки) все эти гены произошли от одного предкового гена. Другое преимущество дупликации гена, или даже целого генома состоит в том, что увеличивается избыточность (избыточность) генома; это позволяет одному гену приобретать новых функций, в то время как копия этого гена выполняет начальную функцию. Изменения в хромосомах могут проходить в результате крупных мутаций, когда сегменты ДНК внутри хромосомы отделяются, а затем снова встраиваются в другом месте хромосомы. Нариклад, две хромосомы рода Homo слились с образованием хромосомы 2 человека. Это слияние не состоялось в филогенетических рядах других обезьян, то есть они имеют эти хромосомы разделенными. Важнейшей ролью таких хромосомных перестроек в эволюции является ускорение дивергенции популяций с формированием новых видов за счет того, что происходит меньше межпопуляционных скрещиваний.
Последовательности ДНК, которые могут перемещаться по геному (Мобильные генетические элементы), такие как транспозонов, формируют большую часть генетического материала генетического материала растений и животных и имеют важное значение в эволюции геномов. Например, более миллиона последовательностей Alu представлены в геноме человека и сейчас эти последовательности служат для выполнения регуляции экспрессии генов
Другой эффект этих мобильных ДНК состоит в том, что они могут вызывать мутации существующих генов, или даже удалять их, увеличивая таким образом генетическое разнообразие.
Какие существуют факторы эволюции
Прежде всего, фактором эволюции является мутация, затем естественный отбор. Помимо этого, смешение генов, рекомбинация ДНК являются одними из важнейших факторов, влияющих на эволюцию живых организмов. Мутация является источником появления новых генов, и все особи популяции различаются между собой из-за наличия разных генов в каждом из них.
Определенные гены будут полезны для выживания человека. Тогда есть более высокие шансы того, что эти гены будут унаследованы потомством.
Следовательно, благоприятные изменения выбираются природой на поколенном уровне, что в конечном итоге способствует эволюции хорошо адаптированного организма.
Трансформизм
Трансформизм – это система взглядов, которая объясняет появление одних видов живых организмов из других вследствие изменений, которые происходят по естественным причинам. Главная особенность концепции трансформизма заключается в том, что она не рассматривает вопрос о первичном происхождении жизни, а лишь изучает изменение видов.
Среди известных трансформистов особое место занимает Жорж-Луи Леклерк, граф де Бюффон – французский биолог и популяризатор научных знаний. Он придерживался следующих идей в концепции трансформизма:
- Существует некоторое количество высокоорганизованных живых организмов, трансформация которых приводит к появлению новых видов.
- Мир материален, всё живое возникает согласно законам природы.
- Основные факторы изменений, которые приводят к появлению новых видов, – это климат и пища.
По мнению Буффона, рога на голове оленя образовались из-за того, что он ел листья и ветки кустарников, а хвост бобра в процессе эволюции покрылся чешуйками потому, что рацион питания грызуна составляла чешуйчатая рыба.
С точки зрения современной науки, идеи Бюффона кажутся абсурдными. Однако главным его достижением было предположение о возможности изменения видов.
Французский биолог был первым, кто высказал мысль о происхождении человека от обезьяны.
Слайд 31Благодаря использованию методов молекулярной филогенетики было получено много сведений об
истории возбудителя СПИДа. ВИЧ существовал в Центральной Африке (Заир) до 1960 года, был
занесён на Гаити до середины 70-х годов и в США до 1978 года. Иначе говоря, его истоки лежат в Африке, где в некоторых странах вирусоносители составляют до половины населения, хотя заболевание СПИД проявляется далеко не у всех. Видимо, размножение вируса всё же сдерживается их иммунной системой. Вирус ВИЧ сходен с некоторыми вирусами обезьян, поэтому многие учёные предполагают, что он возник в результате изменчивости этих вирусов и был занесён в популяцию человека извне относительно недавно.
Почти всегда мы можем оперировать только кодирующими последовательностями от ныне живущих видов. „Ископаемых“ последовательностей почти нет. Правда, в последнее время удаётся выделить и секвенировать фрагменты ДНК из замёрзших ископаемых животных (мамонт), мумифицированных тел человека. Для термита, пчелы и долгоносика из янтаря были клонированы и секвенированы гены 18S-рибосомальной РНК. Они включены в филогенетические деревья этих молекул. Возраст найденных в янтаре термитов и пчёл — 25–40 млн лет, долгоносика — 120–135 млн лет. Пока это рекордные случаи.
Интересно, что изменчивость вируса ВИЧ (мутационная и рекомбинационная) столь велика, что он успевает измениться в сторону усиления своей агрессивности непосредственно в ходе развития болезни СПИД у некоторых больных в течение 1,5–2 лет
