Spørsmål om livets opprinnelse og dets utvikling har forvirret forskere siden antikken. Folk har alltid søkt å komme nærmere disse mysteriene, og dermed gjøre verden mer forståelig og forutsigbar. I mange århundrer dominerte synspunktet om den guddommelige begynnelsen av universet og livet. Evolusjonsteorien har vunnet æresplassen som den viktigste og mest sannsynlige versjonen av utviklingen av alt liv på planeten vår relativt nylig. Hovedbestemmelsene ble formulert av Charles Darwin på midten av 1800-tallet. Århundret som fulgte ga verden mange oppdagelser innen genetikk og biologi, som gjorde det mulig å bevise gyldigheten av Darwins lære, utvide den, kombinere den med nye data. Slik oppsto den syntetiske evolusjonsteorien. Hun absorberte alle ideene til den kjente forskeren og resultatene av vitenskapelig forskning på forskjellige felt fra genetikk til økologi.
Fra individ til klasse
Biologisk evolusjon er den historiske utviklingen av organismer basert på de unike prosessene for funksjonen til genetisk informasjon ivisse miljøforhold.
Det innledende stadiet av alle transformasjoner, som til slutt fører til fremveksten av en ny art, er mikroevolusjon. Slike endringer akkumuleres over tid og ender med dannelsen av et nytt høyere nivå av organisering av levende vesener: slekt, familie, klasse. Dannelsen av supraspesifikke strukturer kalles vanligvis makroevolusjon.
Lignende prosesser
Begge nivåene er i utgangspunktet de samme. Drivkreftene til både mikro- og makroendringer er naturlig utvalg, isolasjon, arv, variabilitet. Den vesentlige forskjellen mellom de to prosessene er at kryssing mellom forskjellige arter praktisk t alt er utelukket. Som et resultat er makroevolusjon basert på interspesifikk seleksjon. Et enormt bidrag til mikroevolusjon er gitt av fri utveksling av genetisk informasjon mellom individer av samme art.
Konvergens og divergens av tegn
Evolusjonens hovedlinjer kan ha flere former. En kraftig kilde til mangfold i livet er divergensen av funksjoner. Den opererer både innenfor en bestemt art og på høyere organisasjonsnivåer. Miljøforhold og naturlig utvalg fører til at en gruppe deles i to eller flere, med forskjellige egenskaper. På artsnivå kan divergens være reversibel. I dette tilfellet slår de resulterende populasjonene seg sammen til én. På høyere nivåer er prosessen irreversibel.
En annen form er filetisk evolusjon, som involverer transformasjon av en art uten å skille individpopulasjoner. Hver nye gruppe er en etterkommer av den forrige og en stamfar til den neste.
Konvergens eller "konvergens" av tegn gir også et betydelig bidrag til livets mangfold. I prosessen med utvikling av ikke-relaterte grupper av organismer under påvirkning av de samme miljøforholdene, dannes lignende organer hos individer. De har en lignende struktur, men forskjellig opprinnelse og utfører nesten de samme funksjonene.
Parallelisme er svært nær konvergens – en form for evolusjon når i utgangspunktet divergerende grupper utvikler seg på lignende måte under påvirkning av de samme forholdene. Det er en fin linje mellom konvergens og parallellisme, og det er ofte vanskelig å tilskrive utviklingen av en bestemt gruppe organismer til en eller annen form.
Biologisk fremgang
Evolusjonens hovedretninger ble først beskrevet i verkene til A. N. Severtsov. Han foreslo å fremheve begrepet biologisk fremgang. Arbeidene til forskeren skisserer måtene å oppnå det på, så vel som de viktigste måtene og retningene for evolusjon. Severtsovs ideer ble utviklet av I. I. Schmalhausen.
De viktigste retningene for utviklingen av den organiske verden, identifisert av forskere, er biologisk fremgang, regresjon og stabilisering. Ved navn er det lett å forstå hvordan disse prosessene skiller seg fra hverandre. Fremgang fører til dannelse av nye funksjoner som øker graden av tilpasning av organismen til miljøet. Regresjon kommer til uttrykk i en reduksjon i størrelsen på gruppen og dens mangfold, som til slutt fører til utryddelse. Stabilisering innebærer konsolidering av ervervede egenskaper og deres overføring fra generasjon tilgenerasjon under relativt uendrede forhold.
I en snevrere forstand, som betegner hovedretningene for organisk evolusjon, betyr de nettopp biologisk fremgang og dens former.
Det er tre hovedmåter for å oppnå biologisk fremgang:
- arogenesis;
- allogenese;
- katagenese.
Arogenesis
Denne prosessen gjør det mulig å øke det totale organisasjonsnivået som følge av dannelsen av aromorfose. Vi foreslår å klargjøre hva som menes med dette konseptet. Så, aromorfose er en retning av evolusjon, som fører til en kvalitativ endring i levende organismer, ledsaget av deres komplikasjoner og en økning i adaptive egenskaper. Som et resultat av en endring i strukturen blir funksjonen til individer mer intens, de får muligheten til å bruke nye, tidligere ubrukte ressurser. Som en konsekvens blir organismer på en måte frie fra miljøforhold. På et høyere organisasjonsnivå er deres tilpasninger stort sett universelle, noe som gir muligheten til å utvikle seg uavhengig av miljøforhold.
Et godt eksempel på aromorfose er transformasjonen av sirkulasjonssystemet til virveldyr: utseendet til fire kammer i hjertet og separasjonen av to sirkulasjonssirkulasjoner - store og små. Planteutviklingen er preget av et betydelig sprang fremover som følge av dannelsen av pollenrøret og frøet. Aromorfoser fører til fremveksten av nye taksonomiske enheter: klasser, avdelinger, typer og riker.
Aromorphosis, ifølge Severtsov, er en relativt sjelden evolusjonærfenomen. Det markerer et morfofysiologisk fremskritt, som igjen setter i gang en generell biologisk fremgang, ledsaget av en betydelig utvidelse av den adaptive sonen.
sosial aromorfose
Med tanke på utviklingsretningen til menneskeheten, introduserer noen forskere konseptet "sosial aromorfose". Det betegner universelle endringer i utviklingen av sosiale organismer og deres systemer, noe som fører til komplikasjoner, større tilpasningsevne og en økning i samfunnenes gjensidige påvirkning. Slike aromorfoser inkluderer for eksempel fremveksten av staten, utskrift og datateknologi.
Allogenesis
I løpet av biologisk fremgang dannes det også endringer av mindre global karakter. De er essensen av allogenese. Denne utviklingsretningen (tabell nedenfor) har en signifikant forskjell fra aromorfose. Det fører ikke til en økning i organisasjonsnivået. Hovedkonsekvensen av allogenese er idioadaptasjon. Faktisk er det en privat endring, takket være hvilken kroppen er i stand til å tilpasse seg visse forhold. Denne utviklingsretningen til den organiske verden gjør at nært beslektede arter kan leve i svært forskjellige geografiske områder.
Et uttrykksfullt eksempel på en slik prosess er ulvefamilien. Dens arter finnes i forskjellige klimatiske soner. Hver av dem har et visst sett med tilpasninger til miljøet, mens de ikke er vesentlig bedre enn noen annen art når det gjelder organisasjon.
Forskere identifiserer flere typer idiotilpasninger:
- i form (for eksempel en strømlinjeformet kroppvannfugler);
- etter farge (dette inkluderer mimikk, advarsel og beskyttende farge);
- for reproduksjon;
- for bevegelse (vannfuglmembraner, luftsekk for fugler);
- tilpasning til miljøforhold.
Forskjeller mellom aromorfose og idioadaptasjon
Noen forskere er ikke enige med Severtsov og ser ikke tilstrekkelige grunner til å skille mellom idioadaptasjoner og aromorfoser. De mener at omfanget av fremgang først kan vurderes etter at det har gått betydelig tid siden endringen har skjedd. Faktisk er det vanskelig å innse hvilke evolusjonære prosesser en ny kvalitet eller utviklet evne vil føre til.
Severtsovs tilhengere har en tendens til å tro at idiotilpasning bør forstås som en transformasjon av kroppsformen, overdreven utvikling eller reduksjon av organer. Aromorfoser er betydelige endringer i embryonal utvikling og dannelsen av nye strukturer.
Catagenese
Biologisk evolusjon kan fortsette med forenkling av strukturen til organismer. Katagenese er en generell degenerasjon, en prosess som fører til en reduksjon i organiseringen av levende vesener. Hovedresultatet av denne utviklingslinjen (en tabell som sammenligner de tre banene er gitt nedenfor) er utseendet til såk alte katamorfoser eller primitive tegn som erstatter de tapte progressive. Et eksempel på organismer som har passert stadium av generell degenerasjon kan være hvilken som helst parasitt. For det meste mister de evnen til å bevege seg uavhengig, nervesystemet deres er sterkt forenklet.og sirkulasjonssystemer. Men ulike tilpasninger dukker opp for bedre penetrering i vertens kropp og fiksering på egnede organer.
| Arogenesis | Allogenesis | Catagenese | |
| Stor endring | aromorphosis | idioadaptation | katamorfose |
| Essence of direction |
|
|
|
| Eksempler |
|
|
|
Ratio
Evolusjonens hovedretninger henger sammen og erstatter hverandre hele tiden i løpet av den historiske utviklingen. Etter kardin altransformasjoner i form av aromorfose eller degenerasjon, begynner en periode når en ny gruppe organismer begynner å stratifisere som et resultat av utviklingen av dens individuelle deler av forskjellige geografiske soner. Evolusjon begynner gjennom idioadaptasjon. Etter en stund fører de akkumulerte endringene til et nytt kvalitativt sprang.
Retning for planteutvikling
Moderne flora dukket ikke opp umiddelbart. Som alle organismer har det kommet en lang vei å bli. Planteevolusjon har inkludert anskaffelse av flere viktige aromorfoser. Den første av disse var fremkomsten av fotosyntese, som tillot primitive organismer å bruke energien fra sollys. Gradvis, som et resultat av transformasjoner i morfologi og fotosyntetiske egenskaper, oppsto det alger.
Neste steg var utvikling av land. For en vellykket gjennomføring av "oppdraget" var det nødvendig med en mer aromorfose - differensiering av vev. Moser og sporeplanter dukket opp. Ytterligere komplikasjoner av organisasjonen er forbundet med transformasjonen av prosessen og metoder for reproduksjon. Slike aromorfoser som eggløsning, pollenkorn og til slutt frøet karakteriserer gymnospermer, som evolusjonært sett er mer utviklet enn sporer.
Videre beveget banene og retningene for planteutviklingen seg mot enda større tilpasning til miljøforholdene, noe som økte motstanden mot ugunstige faktorer. Som et resultat av utseendet til pistillen og kimlaget, blomstring ellerangiospermer som er i en tilstand av biologisk fremgang i dag.
Animal Kingdom
Utviklingen av eukaryoter (en eukaryot celle inneholder en dannet kjerne) med en heterotrof type ernæring (heterotrofer er ikke i stand til å lage organisk materiale ved hjelp av kjemo- eller fotosyntese) ble også ledsaget av vevsdifferensiering i de første stadiene. Koelenterater har en av de første signifikante aromorfosene i utviklingen av dyr: to lag dannes i embryoene, ekto- og endoderm. Hos rundorm og flatormer blir strukturen allerede mer kompleks. De har et tredje kimlag, mesodermen. Denne aromorfosen tillater ytterligere differensiering av vev og fremveksten av organer.
Neste trinn er dannelsen av et sekundært kroppshulrom og dets videre inndeling i seksjoner. Annelids har allerede parapodia (en primitiv type lemmer), så vel som sirkulasjons- og luftveissystemer. Transformasjonen av parapodia til leddede lemmer og noen andre endringer forårsaket utseendet til leddyrtypen. Allerede etter at de landet, begynte insekter å aktivt utvikle seg på grunn av utseendet til embryonale membraner. I dag er de mest tilpasset livet på jorden.
Slike store aromorfoser som dannelsen av notokord, nevralrør, abdominal aorta og hjerte muliggjorde utseendet til Chordata-typen. Takket være en rekke progressive endringer ble mangfoldet av levende organismer fylt opp med fisk, fostervann og krypdyr. Sistnevnte, på grunn av tilstedeværelsen av embryonale membraner, sluttet å være avhengig av vann og kom til land.
Nesteevolusjonen følger veien for transformasjon av sirkulasjonssystemet. Det er varmblodige dyr. Tilpasninger til flukt gjorde fremveksten av fugler mulig. Slike aromorfoser som et firkammerhjerte og forsvinningen av høyre aortabue, en økning i forhjernehalvdelene og utviklingen av cortex, dannelsen av pels og brystkjertler og en rekke andre endringer førte til utseendet av pattedyr. Blant dem, i utviklingsprosessen, skilte morkakedyr seg ut, og i dag er de i en tilstand av biologisk fremgang.
Retninger for menneskehetens utvikling
Spørsmålet om opprinnelsen og utviklingen til forfedrene til moderne mennesker er ennå ikke studert grundig. Takket være oppdagelsene av paleontologi og komparativ genetikk, har de allerede etablerte ideene om vår "stamtavle" endret seg. Til og med for 15 år siden rådde synspunktet om at utviklingen av hominider fulgte en lineær type, det vil si at den besto av gradvis mer utviklede former som suksessivt erstattet hverandre: Australopithecus, en dyktig mann, arkantrop, neandertalermann (paleoantrop), neoantropist (moderne menneske). De viktigste retningene for menneskelig evolusjon, som i tilfellet med andre organismer, førte til dannelsen av nye tilpasninger, en økning i organisasjonsnivået.
Data innhentet de siste 10-15 årene har imidlertid gjort alvorlige justeringer i det allerede etablerte bildet. Nye funn og oppdaterte dateringer indikerer at evolusjonen var mer kompleks. Hominina-underfamilien (tilhører Hominid-familien) viste seg å bestå av nesten dobbelt så mange arter somble vurdert tidligere. Dens utvikling var ikke lineær, men inneholdt flere samtidig utviklende linjer eller grener, progressive og blindveier. Til forskjellige tider eksisterte tre eller fire eller flere arter sammen. Innsnevringen av dette mangfoldet skjedde på grunn av forskyvningen av evolusjonært mer utviklede grupper av andre, mindre utviklede. For eksempel er det nå allment akseptert at neandertalere og moderne mennesker levde samtidig. De førstnevnte var ikke våre forfedre, men var en parallell gren som ble erstattet av mer avanserte homininer.
Progressive endringer
De viktigste aromorfosene som førte til velstanden til underfamilien er fortsatt utvilsomt. Dette er bipedalisme og en økning i hjernen. Forskere er uenige om årsakene til dannelsen av den første. Lenge trodde man at dette var et påtvunget tiltak nødvendig for utbygging av friarealer. Nyere data tyder imidlertid på at forfedrene til mennesker gikk på to ben selv i løpet av livet på trær. Denne evnen dukket opp i dem umiddelbart etter separasjonen fra sjimpanselinjen. I følge én versjon beveget homininer seg opprinnelig som moderne orangutanger, og sto med begge føttene på en gren og holdt hendene på en annen.
Hjernens vekst fant sted i flere stadier. Det begynte først med Homo habilis (hendig mann), som lærte å lage de enkleste verktøyene. Økningen i hjernevolum f alt sammen med en økning i andelen kjøtt i dietten til homininer. Habilis ser ut til å ha vært åtseldyr. Den neste økningen i hjernen ble også ledsaget av en økning i mengden kjøttmat oggjenbosetting av våre forfedre utenfor det opprinnelige afrikanske kontinentet. Forskere antyder at økningen i andelen kjøtt i kostholdet er assosiert med behovet for å fylle på energien som brukes på å opprettholde arbeidet til den forstørrede hjernen. Antagelig f alt neste trinn i denne prosessen sammen med utviklingen av brann: tilberedt mat skiller seg ikke bare i kvalitet, men også i kaloriinnhold, i tillegg er tiden som kreves for å tygge betydelig redusert.
De viktigste retningene for utviklingen av den organiske verden, som har virket over mange århundrer, dannet den moderne flora og fauna. Bevegelsen av prosessen mot tilpasning til endrede miljøforhold har ført til et stort utvalg av livsformer. Evolusjonens hovedretninger fungerer på samme måte på alle organisasjonsnivåer, noe som fremgår av dataene om biologi, økologi og genetikk.
