Главные факторы ускорения эволюции
Эволюционный процесс постоянно идет в природе, но есть определенные факторы, которые могут ускорить его темп. Один из таких факторов — изменение условий обитания. Если окружающая среда меняется быстрее, чем организмы могут приспособиться к ней, то происходят перемены в популяциях, а старые виды могут вымирать, а новые появляться.
Другой важный фактор — миграция и интродукция. В результате перемещения организмов на новую территорию, они могут быть вынуждены адаптироваться к новым условиям. Интродукция новых видов тоже является ключевым фактором ускорения процесса эволюции, включая человеческую деятельность.
Также важным фактором является селекция – разделение организмов, наиболее способных выживать в новых условиях, от менее адаптированных индивидов. Это может выливаться в образование новых видов и разнообразие в живой природе.
Наконец, одним из ключевых факторов ускорения эволюции является мутация. Мутации изменяют геном организмов, что может привести к появлению новых свойств и приспособлений. При этом, только часть мутаций является полезными. Многие из них не дают преимуществ и поглощают значительные ресурсы, поэтому не выживают в естественном отборе.
Итак, главные факторы ускорения эволюции – это изменение условий обитания, миграция и интродукция, селекция и мутация. Вышеуказанные факторы, в различных комбинациях, влияют на эволюцию живых организмов и растительных видов.
Почему эволюция необратима?
Эволюция – это процесс изменения живых организмов со временем. Она сохраняет наилучшие качества живых существ, что позволяет им выживать и размножаться.
Эволюция является необратимым процессом, потому что уже произошедшие изменения невозможно отменить. Простейший пример – появление крыльев у птиц. Они возникли как результат многих генетических изменений и модификаций, которые заняли миллионы лет эволюции. Возвращение птицам к тому состоянию, когда они еще не имели крыльев, уже невозможно из-за генетических изменений и вырождения старых органов.
Процессы эволюции также связаны с окружающей средой, которая постоянно меняется. Более сильные и приспособленные животные более выживают в новых условиях и продолжают размножаться. Таким образом, они передают свои наилучшие качества потомству и удачно адаптируются к изменениям экологических условий. Эти изменения не могут быть отменены одним простым актом.
В последние десятилетия люди стали влиять на экологические условия, создавая искусственные среды для выращивания животных и растений. Это приводит к появлению новых видов и к формированию новых генетических изменений в этих условиях. Такие изменения также являются необратимыми и могут привести к новым видам среди живых существ.
Таким образом, процесс эволюции связан с постоянными изменениями в природе и является необратимым. Каждое изменение состоит из нескольких этапов, которые происходят за длительные периоды времени. Изменения в генетическом коде живых существ не могут быть заменены или отменены, что делает эволюционные процессы необратимыми.
Источники информации
- Камишлов М. М. Эволюция биосферы. — М.:Наука, 1979
- Справочник школьника: 5-11 классы. — СПб.: Сова; М.:ЭКСМО-Пресс, 2001.
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое «Законы эволюции» в других словарях:
Основные законы эволюции живого вещества в биосфере — Перечисленные законы являются эмпирическими и предложенными в период развития экологии, когда она была большей частью наблюдательной наукой. Содержание 1 Закон необратимости эволюционных процессов … Википедия
Законы истории — книга российского историка, социолога и экономиста Андрея Витальевича Коротаева, написанная им совместно с А.С.Малковым, Д.А.Халтуриной и Н.Л.Комаровой. Первое издание опубликовано издательством КомКнига/URSS в Москве в 2005 г. Второе издание … Википедия
ЗАКОНЫ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ ТЕХНИКИ — – законы и закономерности, которые в зависимости от исторического времени смены моделей и поколений технических систем отражают и определяют для отдельных сходных технических систем объективно существующие, устойчивые, повторяющиеся связи и… … Философия науки и техники: тематический словарь
Законы развития языка — Законы развития языка понятие, нередко встречающееся в лингвистической литературе, однако не определённое достаточно чётко. Одна из причин отсутствие в языкознании достаточного разграничения понятий развитие и изменение. Часто изменение каких… … Лингвистический энциклопедический словарь
Фонетические законы — (звуковые законы) законы функционирования и развития звуковой материи языка, управляющие как устойчивым сохранением, так и регулярным изменением его звуковых единиц, их чередований и сочетаний. Законы функционирования звуковой материи языка… … Лингвистический энциклопедический словарь
Эволюционные законы — Такое название можно дать законам (в научном смысле слова), по которым происходит развитие какого либо существа или явления в отличие от законов каузальных, т. е. относящихся к связи причины с его следствием. Закономерность всего происходящего в… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
фонетические законы — (звуковые законы), законы функционирования и развития звуковой материи языка, управляющие как устойчивым сохранением, так и регулярным изменением звуковых единиц, их чередованием и сочетанием. Фонетические законы формируют исторически… … Энциклопедический словарь
Популяции
Вид состоит из популяций. Популяцией называется совокупность особей одного вида, обладающих общим генофондом, заселяющих определенную территорию (часть ареала вида) и размножающуюся путем свободного скрещивания. Популяции, в свою очередь, состоят из более мелких групп особей — семей, демов, парцелл и т. п., связанных друг с другом единством занимаемой территории и возможностью свободного скрещивания.
Связь родителей с потомством обеспечивает непрерывность популяции во времени (наличие нескольких поколений особей в популяции), а свободное половое размножение поддерживает генетическое единство популяции в пространстве.
Популяции являются структурной единицей вида и элементарной единицей эволюции.
Популяции — это динамичные группы, они могут объединяться друг с другом, распадаться на дочерние популяции, мигрировать, менять свою численность в зависимости от условий существования, приспосабливаться к определенным условиям жизни, погибать в неблагоприятных условиях.
В пределах ареала вида популяции распределены очень неравномерно. Их будет больше и они будут более многочисленны в благоприятных условиях существования. Напротив, в неблагоприятных условиях и на границах ареала они будут редки и малочисленны. Иногда популяции имеют островной или локальный характер распределения, например, березовые колки на Урале и в Сибири или пойменные рощи и леса в степной зоне.
Число особей, приходящихся на определенную единицу площади или объем среды, носит название плотности популяции. Плотность популяций очень сильно меняется в разные сезоны и годы. Наиболее резко она меняется у мелких организмов (например, у комаров, водорослей, вызывающих цветение водоемов, и т. п.). У крупных организмов численность и плотность популяций более стабильны (например, у древесных растений).
Каждая популяция характеризуется определенной структурой, которая зависит от соотношения в ней особей разного пола (половая структура), возраста (возрастная структура), размеров, разных генотипов (генетическая структура) и т. п. Возрастная структура популяций может быть очень сложной. Наиболее четко это можно наблюдать у древесных растений, где отдельные особи могут существовать многие десятки и даже сотни лет, принимая активное участие в процессах перекрестного опыления. Таким образом, складываются популяции, состоящие из множества родственных друг другу поколений. В других популяциях возрастная структура может быть очень простой, например, у однолетних растений, которые представляют собой одновозрастные группы.
Популяции постоянно изменяются во времени и в пространстве, и именно эти изменения и представляют собой элементарные эволюционные процессы. Вот почему популяции называют элементарной эволюционирующей структурой.
Механизмы и закономерности изменчивости популяций в природе и их генетическую основу подробно изучали крупнейшие российские генетики и эволюционисты А. С. Серебровский (1892-1948) и С. С. Четвериков (1880-1959). Их трудами и работами их последователей созданы основы популяционной генетики.
Правящие принципы биологической эволюции
Наследственность: основным условием возможности происходить эволюционным изменениям является изменение генетической информации, передаваемой от одного поколения к другому через наследственность. Наследование закономерностей наследственности и продвижение наследующихся изменений в геноме требует большого количества времени.
Мутации: мутации — это процессы, в результате которых происходят изменения в химической структуре ДНК молекулы, приводящие к изменениям свойств организма. Они могут возникать под действием окружающей среды и (или) передаваться от родителей к потомкам. Мутации необходимы для появления новых свойств и типов организмов, находящихся в условиях сильной конкуренции, меняющейся среды и др.
Выбор: в отборе решает практические вопросы, связанные с выживанием, размножением и передачей генотипа потомству. Выбор и социальные особенности внутри популяции, между видами и экосистемами выступают в качестве основных факторов, определяющих направления и скорость эволюции.
Изоляция: изоляция часто ведет к формированию новых видов, так как предотвращает кроссинг-овер и ограничивает поток генов между разными популяциями. Изоляция может быть географической, генетической, физической и т.д.
Перераспределение: перераспределение ведет к отбору на основании устойчивого поддержания, новых направлений и форм флоры и фауны. Эволюция – это процесс постоянного поиска новых путей адаптации и перераспределения.
Общая система экологических и социальных взаимодействий: остальные принципы жизни являются важными компонентами общей системы экологических и социальных взаимодействий, где каждый выступает в качестве уникального элемента и опережающего фактора в возможных перспективах развития.
Создание эволюционной теории Ч. Дарвина и А. Уоллеса
Основы современной теории эволюции были созданы выдающимся английским ученым-энциклопедистом Чарлзом Дарвином (1809-1882). Независимо от него в это же время работал и пришел к очень близким выводам соотечественник Ч. Дарвина — зоолог Альфред Уоллес (1823-1913).
Научные интересы Ч. Дарвина как натуралиста были чрезвычайно разнообразны: он занимался ботаникой, зоологией, геологией, палеонтологией, теологией, интересовался вопросами селекции и т. п. Большую роль в жизни Ч. Дарвина и формировании его научных идей сыграло кругосветное путешествие в составе экспедиции на корабле «Бигл» в 1831-1836 гг. Там он смог досконально изучить специфику фауны Галапагосских островов, Южной Америки и ряда других районов мира. Уже в этот период у Ч. Дарвина начинают формироваться основные эволюционные идеи и он приближается к открытию принципа дивергенции — расхождения признаков у потомков общего предка как механизма формо- и видообразования. Большую роль в формировании эволюционистских идей Ч. Дарвина сыграло его участие в палеонтологических раскопках в Уругвае, где он познакомился с некоторыми вымершими формами гигантских ленивцев, броненосцев и ряда беспозвоночных. Вернувшись из экспедиции, Ч. Дарвин пишет ряд монографий и выступает с докладами, принесшими ему признание научной общественности и широкую известность.
Анализируя темпы размножения и реальную численность популяций в природе, Ч. Дарвин задался вопросом о причинах вымирания одних форм и выживания других. Для решения этой проблемы он привлекает идеи Томаса Мальтуса (1766-1834) о борьбе за существование в человеческом обществе, изложенные последним в труде «Опыт в законе народонаселения».
Так у Ч. Дарвина родились собственные идеи о роли борьбы за существование в процессах выживания видов в природе и значении естественного отбора как важнейшего фактора, определяющего направление эволюции. Основными механизмами борьбы за существование Ч. Дарвин считал внутри- и межвидовую конкуренцию, а избирательная гибель рассматривалась им как основа естественного отбора. Эти процессы могут ускоряться при пространственной изоляции популяций. Ч. Дарвин совершенно правильно отмечал, что эволюционируют не отдельные особи, а виды и внутривидовые популяции, то есть эволюционный процесс происходит на надорганизменном уровне.
Особую роль в эволюции Ч. Дарвин отводил наследственной изменчивости организмов в популяциях и половому воспроизводству организмов как одному из главных факторов естественного отбора.
Процесс видообразования Ч. Дарвин считал постепенным, он проводил определенные параллели меду естественным и искусственным отбором, приводящим к формированию подвидов, видов и пород или сортов животных и растений
Он подчеркивал также важное значение других наук (палеонтологии, биогеографии, эмбриологии) в доказательствах эволюции. Эти труды были оценены высшей наградой Королевского научного общества
Квинтэссенцией этих сочинений стал труд «Происхождение видов путем естественного отбора или сохранение благоприятствуемых рас (форм, пород) в борьбе за жизнь», изданный Ч. Дарвином в 1859 г. и не потерявший своего значения и в наше время.
Очень похожие взгляды на эволюцию живого мира и ее механизмы представил и А. Уоллес. Даже многие термины в трудах обоих ученых совпали.
А. Уоллес обратился к Ч. Дарвину, как известному эволюционисту, с просьбой просмотреть и прокомментировать его труд. Доклады обоих ученых на эту тему были опубликованы в одном томе Трудов Линнеевского общества, и сам А. Уоллес, и научная общественность единодушно признали приоретет Ч. Дарвина в этих вопросах. Само эволюционное учение долгое время носило имя его основателя — дарвинизм.
Важнейшей заслугой Ч. Дарвина и А. Уоллеса стало то, что они определили главный фактор эволюции — естественный отбор — и тем самым обнаружили причины протекания эволюции живого мира.
Вид как этап эволюционного процесса
Основной эволюционной единицей является вид. Именно вид, по мнению Ч. Дарвина, является центральным звеном эволюционного процесса. Само представление о виде было сформулировано еще в античные времена Аристотелем, который рассматривал вид как совокупность сходных особей. Примерно этих же представлений о виде придерживался и К. Линней, рассматривая его как самостоятельную, дискретную и неизменную биологическую и систематическую структуру. В настоящее время вид рассматривается как реально существующая в природе группа особей. Остальные систематические категории являются в известной мере производными вида, выделяемыми учеными на основании тех или иных признаков (роды, семейства и т. п.).
В современной биологии видом называют совокупность популяций особей, обладающих наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических признаков, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к определенным условиям жизни и занимающих определенную территорию — ареал. Вид — это основная структурная и таксономическая единица в системе живой природы и качественный этап эволюции организмов.
Основные типы эволюционного процесса
Дивергенция
Дивергенцией Ч. Дарвин называл расхождение признаков в процессе эволюции, приводящее к появлению новых форм или таксонов организмов, происходящих от общего предка. Дивергенция приводит также к преобразованию одних органов тела в другие в связи с выполнением новых функций. Например, после выхода позвоночных животных на сушу их передние конечности претерпели значительные изменения в зависимости от освоения тех или иных типов местообитаний и образа жизни (бегательные у ящериц, волков, кошек, оленей или других, роющие у кротов, крылья у птиц, крылообразные у летучих мышей, хватательные у обезьян, рука у человека, ласты при вторичном освоении водной среды ихтиозаврами, моржами или китообразными и т. д.). Такие органы, имеющие общее происхождение, но выполняющие разные функции, получили название гомологичных. Гомологичными органами являются листья растений, усики гороха, колючки кактусов, шипы барбариса и др.
Конвергенция
Конвергенцией называется независимое возникновение сходных признаков у организмов, имеющих различное происхождение (не родственных друг другу), или у органов, имеющих различное происхождение, но выполняющих сходные функции. Чаще всего конвергенция возникает при заселении сходных типов местообитаний. Например, конвергентное сходство отмечается у крыльев бабочек и рукокрылых, роющих конечностей кротов и медведок, жабр рыб и ракообразных, толчковых ног зайцеобразных и саранчовых и т. п. Но иногда конвергентное сходство возникает под влиянием сходства выполняемых функций, например, удивительная похожесть строения глаз млекопитающих и головоногих моллюсков. Но в любом случае эти органы формируются из разных частей эмбрионов этих животных.
Параллелизм
Параллелизм — это тип эволюции, при котором конвергентное сходство возникает на основе гомологичных органов. Гомологичные органы или морфологические формы, имевшие когда-то общее происхождение, но потом изменившиеся и переставшие быть похожими друг на друга, в новых условиях снова приобретают черты большого сходства. Это вторичное сходство бывших родственных форм. Например, рыбообразная обтекаемая форма вторично возникает при переходе животных от наземного образа жизни к водному. Вспомните похожесть строения акул (первичноводные животные) и ихтиозавров и китообразных (вторично-водные). У кошачьих саблезубость возникала в разное время у разных видов. Причина параллелизма — одинаковое направление естественного отбора и определенная генетическая близость между такими группами организмов.
Филетическая эволюция
Филетическая эволюция, или филогенез, — это такой тип эволюционного процесса, при котором происходит постепенное преобразование одних таксонов в другие без образования боковых ветвей. При этом образуется непрерывный ряд популяций (таксонов), в котором каждый таксон является потомком предыдущего и предком последующего, не имея сестринских таксонов. Этот тип был описан американским исследователем Дж. Симпсоном в 1944 г.
Изучая закономерности эволюции растений, выдающийся российский (советский) генетик Н. И. Вавилов открыл интересные явления, названные им законом гомологических рядов. Этот закон непосредственно вытекает из анализа соотношений и взаимосвязей между разными типами эволюционного процесса и показывает большое сходство эволюционных изменений у родственных групп организмов. Причиной этого является сходство мутаций гомологичных генов в генофондах родственных видов. Поэтому, зная спектр изменчивости одного вида (или рода), можно с большой вероятностью предсказать многообразие форм другого вида (или рода). При этом целые семейства растений могут характеризоваться определенным циклом изменчивости, обнаруживаемой у всех его родов и видов. Так, зная формы изменчивости ячменя, Н. И. Вавилов очень точно предсказал и впоследствии обнаружил сходные формы у пшеницы.