Az élet eredetének és fejlődésének kérdései ősidők óta foglalkoztatják a tudósokat. Az emberek mindig is igyekeztek közelebb kerülni ezekhez a rejtélyekhez, így érthetőbbé és kiszámíthatóbbá tették a világot. Évszázadokon át a Világegyetem és az élet isteni kezdetének nézőpontja dominált. Az evolúció elmélete viszonylag nemrégiben elnyerte a tiszteletet, mint a bolygónk összes életének fejlődésének fő és legvalószínűbb változata. Fő rendelkezéseit Charles Darwin fogalmazta meg a 19. század közepén. Az ezt követő évszázad rengeteg felfedezést adott a világnak a genetika és a biológia területén, amelyek lehetővé tették a darwini tanítások érvényességének bizonyítását, bővítését, új adatokkal való kombinálását. Így jelent meg a szintetikus evolúcióelmélet. Magába szívta a híres kutató minden ötletét és a tudományos kutatások eredményeit a genetikától az ökológiáig különböző területeken.
Egyéntől osztályig
A biológiai evolúció az élőlények történeti fejlődése, amely a genetikai információ működésének egyedi folyamatain alapul.bizonyos környezeti feltételek.
Minden átalakulás kezdeti szakasza, amely végül egy új faj megjelenéséhez vezet, a mikroevolúció. Az ilyen változások idővel felhalmozódnak, és az élőlények új, magasabb szintű szerveződésének kialakulásával végződnek: nemzetség, család, osztály. A szupraspecifikus struktúrák kialakulását általában makroevolúciónak nevezik.
Hasonló folyamatok
A két szint alapvetően ugyanaz. Mind a mikro-, mind a makrováltozások mozgatórugói a természetes szelekció, az elszigeteltség, az öröklődés, a változékonyság. A két folyamat közötti lényeges különbség az, hogy a különböző fajok keresztezése gyakorlatilag kizárt. Ennek eredményeként a makroevolúció az interspecifikus szelekción alapul. A mikroevolúcióhoz óriási mértékben járul hozzá a genetikai információ szabad cseréje az azonos fajhoz tartozó egyedek között.
Az előjelek konvergenciája és divergenciája
Az evolúció fő vonalai többféle formát ölthetnek. Az élet sokszínűségének erőteljes forrása a jellemzők eltérése. Egy adott fajon belül és a szervezet magasabb szintjein egyaránt működik. A környezeti feltételek és a természetes szelekció ahhoz vezet, hogy egy csoport két vagy több csoportra oszlik, amelyek bizonyos jellemzőikben különböznek egymástól. Fajszinten az eltérés visszafordítható lehet. Ebben az esetben a kapott populációk ismét eggyé olvadnak. Magasabb szinteken a folyamat visszafordíthatatlan.
Egy másik forma a filetikus evolúció, amely egy faj átalakulását foglalja magában az egyed szétválasztása nélkülpopulációk. Minden új csoport az előző leszármazottja és a következő őse.
A jelek konvergenciája vagy „konvergenciája” szintén jelentősen hozzájárul az élet sokszínűségéhez. A nem rokon szervezetcsoportok fejlődése során azonos környezeti feltételek hatására hasonló szervek képződnek az egyedekben. Hasonló felépítésűek, de eltérő eredetűek, és szinte ugyanazokat a funkciókat látják el.
A párhuzamosság nagyon közel áll a konvergenciához – az evolúció egy olyan formája, amikor a kezdetben eltérő csoportok hasonló módon fejlődnek, azonos feltételek hatására. Finom határvonal húzódik a konvergencia és a párhuzamosság között, és gyakran nehéz egy adott organizmuscsoport evolúcióját egyik vagy másik formának tulajdonítani.
Biológiai fejlődés
Az evolúció fő irányait először A. N. munkái írták le. Severtsov. Javasolta a biológiai haladás fogalmának kiemelését. A tudós munkái felvázolják ennek elérésének módjait, valamint az evolúció főbb módjait és irányait. Severtsov ötleteit I. I. dolgozta ki. Schmalhausen.
A szerves világ fejlődésének fő irányai, amelyeket a tudósok azonosítottak, a biológiai haladás, a regresszió és a stabilizáció. Név alapján könnyen megérthető, hogy ezek a folyamatok miben különböznek egymástól. A haladás olyan új tulajdonságok kialakulásához vezet, amelyek növelik a szervezet alkalmazkodási fokát a környezethez. A regresszió a csoport méretének és diverzitásának csökkenésében fejeződik ki, ami végül kihaláshoz vezet. A stabilizálás magában foglalja a megszerzett jellemzők megszilárdítását és generációról generációra való átvitelétgeneráció viszonylag változatlan körülmények között.
Szűkebb értelemben a szerves evolúció fő irányait jelölve pontosan a biológiai haladást és annak formáit jelentik.
Három fő módja van a biológiai fejlődés elérésének:
- arogenezis;
- allogenezis;
- katagenezis.
Arogenezis
Ez a folyamat lehetővé teszi a szervezettség általános szintjének növelését az aromorfózis kialakulása következtében. Javasoljuk, hogy tisztázzuk, mit kell érteni ezen a fogalom alatt. Tehát az aromorfózis az evolúció iránya, amely minőségi változáshoz vezet az élő szervezetekben, amelyek komplikációival és adaptív tulajdonságaik növekedésével járnak. A struktúraváltás következtében az egyének működése intenzívebbé válik, új, korábban fel nem használt erőforrások felhasználására nyílik lehetőség. Ennek következtében az organizmusok bizonyos értelemben mentesek lesznek a környezeti feltételektől. A szervezettség magasabb szintjén alkalmazkodásaik nagyrészt univerzális jellegűek, lehetővé téve a fejlődést a környezeti feltételektől függetlenül.
Az aromorfózis jó példája a gerincesek keringési rendszerének átalakulása: négy kamra megjelenése a szívben és a vérkeringés két körének – a nagy és a kicsi – szétválása. A növények evolúcióját a pollencső és a mag kialakulása következtében jelentős előrelépés jellemzi. Az aromorfózisok új taxonómiai egységek kialakulásához vezetnek: osztályok, osztályok, típusok és királyságok.
Az aromorfózis Szevercov szerint viszonylag ritka evolúciós folyamatjelenség. Ez egy morfofiziológiai fejlődést jelez, amely viszont egy általános biológiai fejlődést indít el, amelyet az adaptív zóna jelentős kiterjedése kísér.
Társadalmi aromorfózis
Az emberi faj fejlődésének irányát figyelembe véve egyes tudósok bevezetik a „társadalmi aromorfózis” fogalmát. A társadalmi szervezetek és rendszereik fejlődésében végbemenő univerzális változásokat jelöli, amelyek komplikációkhoz, nagyobb alkalmazkodóképességhez és a társadalmak kölcsönös befolyásának növekedéséhez vezetnek. Ilyen aromorfózisok például az állam megjelenése, a nyomtatás és a számítástechnika.
Allogenesis
A biológiai haladás során kevésbé globális jellegű változások is kialakulnak. Ők az allogenezis lényege. Ez az evolúciós irány (az alábbi táblázat) jelentősen eltér az aromorfózistól. Nem vezet a szervezettség szintjének emelkedéséhez. Az allogenezis fő következménye az idioadaptáció. Valójában ez egy privát változás, aminek köszönhetően a szervezet képes alkalmazkodni bizonyos feltételekhez. A szerves világ fejlődésének ez az iránya lehetővé teszi a közeli rokon fajok számára, hogy nagyon különböző földrajzi területeken éljenek.
Egy ilyen folyamat kifejező példája a farkascsalád. Fajai különböző éghajlati övezetekben találhatók. Mindegyiknek van bizonyos alkalmazkodása a környezetéhez, miközben szervezetileg nem haladja meg lényegesen a többi fajt.
A tudósok többféle idioadaptációt azonosítanak:
- forma (például áramvonalas testvízimadarak);
- szín szerint (ide tartozik a mimika, a figyelmeztetés és a védőszínezés);
- reprodukcióhoz;
- a mozgáshoz (vízimadarak membránjai, madarak légzsákja);
- alkalmazkodás a környezeti feltételekhez.
Az aromorfózis és az idioadaptáció közötti különbségek
Egyes tudósok nem értenek egyet Szevercovval, és nem látnak elegendő indokot arra, hogy különbséget tegyenek az idioadaptáció és az aromorfózis között. Úgy vélik, hogy az előrehaladás mértékét csak a változás bekövetkezte óta jelentős idő elteltével lehet felmérni. Valójában nehéz felismerni, hogy egy új minőség vagy kifejlesztett képesség milyen evolúciós folyamatokhoz vezet.
Szevercov követői hajlamosak azt gondolni, hogy az idioadaptáció alatt a test alakjának átalakulását, a szervek túlzott fejlődését vagy leépítését kell érteni. Az aromorfózisok jelentős változások az embrionális fejlődésben és az új struktúrák kialakulásában.
Katagenezis
A biológiai evolúció az élőlények szerkezetének leegyszerűsödésével folytatódhat. A katagenezis egy általános degeneráció, az élőlények szerveződésének csökkenéséhez vezető folyamat. Ennek az evolúciós vonalnak a fő eredménye (a három utat összehasonlító táblázat az alábbiakban található) az úgynevezett katamorfózisok vagy primitív jelek megjelenése, amelyek az elveszett progresszív jeleket váltják fel. Az általános degeneráció szakaszán átesett organizmusok példája bármely parazita lehet. Többnyire elveszítik az önálló mozgás képességét, idegrendszerük jelentősen leegyszerűsödik.és a keringési rendszereket. De különféle adaptációk jelennek meg a gazdaszervezetbe való jobb behatolás és a megfelelő szerveken való rögzítés érdekében.
| Arogenezis | Allogenesis | Katagenezis | |
| Lényeges változás | aromorfózis | idioadaptáció | katamorfózis |
| Az irány lényege |
|
|
|
| Példák |
|
|
|
Arány
Az evolúció fő irányai összefüggenek, és a történelmi fejlődés során folyamatosan helyettesítik egymást. Az aromorfózis vagy degeneráció formájában bekövetkező kardinális átalakulások után egy olyan időszak kezdődik, amikor a különböző földrajzi övezetek egyes részei általi fejlődés következtében új élőlénycsoport kezd rétegződésbe kerülni. Az evolúció az idioadaptációval kezdődik. Egy idő után a felhalmozódott változások új minőségi ugráshoz vezetnek.
A növények fejlődésének iránya
A modern növényvilág nem jelent meg azonnal. Mint minden élőlény, ez is hosszú utat tett meg a kialakulásában. A növények evolúciója számos fontos aromorfózis megszerzését is magában fogl alta. Ezek közül az első a fotoszintézis megjelenése volt, amely lehetővé tette a primitív szervezetek számára, hogy felhasználják a napfény energiáját. Fokozatosan, a morfológiai és fotoszintetikus tulajdonságok átalakulása következtében algák keletkeztek.
A következő lépés a földterület fejlesztése volt. A „küldetés” sikeres teljesítéséhez még egy aromorfózisra volt szükség - a szövetek differenciálására. Megjelentek a mohák és a spóranövények. A szervezet további bonyolítása a szaporodás folyamatának és módszereinek átalakulásával jár. Az olyan aromorfózisok, mint a petesejt, a pollenszemek és végül a mag, jellemzik a gymnospermeket, amelyek evolúciósan fejlettebbek, mint a spórák.
Továbbá a növények evolúciójának útjai és irányai a környezeti feltételekhez való még jobban alkalmazkodtak, növelve a kedvezőtlen tényezőkkel szembeni ellenállást. A bibe- és csíraréteg megjelenése következtében virágzás illzárvatermők, amelyek ma biológiai fejlődésben vannak.
Állatvilág
A heterotróf táplálkozású eukarióták (az eukarióta sejtben kialakult sejtmag) evolúcióját (a heterotrófok nem képesek kemo- vagy fotoszintézissel szerves anyagot létrehozni) az első szakaszokban szöveti differenciálódás is kísérte. A coelenterátumok egyike az első jelentős aromorfózisoknak az állatok evolúciójában: az embriókban két réteg képződik, az ekto- és az endoderma. Orsóférgek és laposférgek esetében a szerkezet már bonyolultabbá válik. Van egy harmadik csírarétegük, a mezoderma. Ez az aromorfózis lehetővé teszi a szövetek további differenciálódását és a szervek megjelenését.
A következő szakasz egy másodlagos testüreg kialakítása és további részekre osztása. Az annelidák már rendelkeznek parapodiával (a végtagok egy primitív típusa), valamint keringési és légzőrendszerrel. A parapodiák ízületes végtaggá átalakulása és néhány egyéb változás okozta az ízeltlábúak típusának megjelenését. Már leszállásuk után a rovarok aktív fejlődésnek indultak az embrionális membránok megjelenése miatt. Ma ők alkalmazkodtak leginkább a földi élethez.
Olyan jelentős aromorfózisok, mint a notochordi, az idegcső, a hasi aorta és a szív kialakulása tette lehetővé a Chordata típus megjelenését. A progresszív változások sorozatának köszönhetően az élőlények sokfélesége halakkal, magzatvízzel és hüllőkkel bővült. Ez utóbbi az embrionális membránok jelenléte miatt megszűnt a víztől függeni, és a szárazföldre került.
Következőaz evolúció a keringési rendszer átalakulásának útját követi. Vannak melegvérű állatok. A repüléshez való alkalmazkodás lehetővé tette a madarak megjelenését. Az olyan aromorfózisok, mint a négykamrás szív és a jobb aortaív eltűnése, az előagyféltekék növekedése és a kéreg fejlődése, a szőrzet és az emlőmirigyek kialakulása, valamint számos egyéb változás vezetett a szívizom megjelenéséhez. emlősök. Közülük az evolúció folyamatában a méhlepény állatok emelkedtek ki, és ma már biológiai fejlődésben vannak.
Az emberi faj fejlődésének irányai
A modern ember őseinek eredetének és fejlődésének kérdését még nem vizsgálták alaposan. A paleontológia és az összehasonlító genetika felfedezéseinek köszönhetően megváltoztak a már kialakult elképzelések „származékunkról”. Már 15 évvel ezelőtt is az a nézet uralkodott, hogy az emberszabásúak evolúciója lineáris típust követett, vagyis egymást felváltva, fokozatosan fejlődő formákból állt: Australopithecus, ügyes ember, arkantrop, neandervölgyi ember (paleoantropista), neoantropista. (modern ember). Az emberi evolúció fő irányai, akárcsak a többi élőlény esetében, új alkalmazkodások kialakulásához, a szervezettség szintjének emelkedéséhez vezettek.
Az elmúlt 10-15 évben szerzett adatok azonban komoly korrekciókat hoztak a már kialakult képen. Az új leletek és a frissített datálás azt jelzi, hogy az evolúció összetettebb volt. A Hominina alcsalád (a Hominid családhoz tartozik) kiderült, hogy majdnem kétszer annyi fajból áll, mintkorábban figyelembe vették. Evolúciója nem volt lineáris, hanem több, egyidejűleg fejlődő vonalat vagy ágat, progresszív és zsákutcákat tartalmazott. Különböző időpontokban három vagy négy vagy több faj együtt élt együtt. Ennek a sokféleségnek a beszűkülése az evolúciósan fejlettebb csoportok más, kevésbé fejlett csoportok általi kiszorítása miatt következett be. Például ma már általánosan elfogadott, hogy a neandervölgyiek és a modern emberek egy időben éltek. Az előbbiek nem az őseink voltak, hanem egy párhuzamos ág, amelyet fejlettebb homininok váltottak ki.
Progresszív változások
A fő aromorfózisok, amelyek az alcsalád virágzásához vezettek, továbbra is kétségtelenek. Ez a kétlábúság és az agy növekedése. A tudósok nem értenek egyet az első kialakulásának okairól. Sokáig azt hitték, hogy ez a nyílt terek fejlesztéséhez szükséges kényszerintézkedés. A legújabb adatok azonban azt sugallják, hogy az emberek ősei még a fákon való életkorban is két lábon jártak. Ez a képesség közvetlenül a csimpánzvon altól való elszakadás után jelent meg bennük. Az egyik változat szerint a homininok eredetileg úgy mozogtak, mint a modern orangutánok, mindkét lábukkal az egyik ágon álltak, a másikon pedig kézen fogva.
Az agy növekedése több szakaszban ment végbe. Először Homo habilis-szal (ügyes ember) kezdődött, aki megtanulta a legegyszerűbb szerszámok készítését. Az agytérfogat növekedése egybeesett a homininok étrendjében a hús arányának növekedésével. Úgy tűnik, a habilisok dögevők voltak. Az agy következő növekedése a húsételek mennyiségének növekedésével ésőseink letelepítése az őshonos afrikai kontinensen kívülre. A tudósok szerint a hús arányának növekedése az étrendben összefügg azzal, hogy pótolni kell a megnagyobbodott agy munkájának fenntartására fordított energiát. Feltehetően ennek a folyamatnak a következő szakasza egybeesett a tűz kialakulásával: a főtt ételek nemcsak minőségében, hanem kalóriatartalmában is különböznek egymástól, ráadásul jelentősen csökken a rágási idő is.
A szerves világ evolúciójának fő irányai, évszázadokon át hatóan alakították ki a modern növény- és állatvilágot. A folyamatnak a változó környezeti feltételekhez való alkalmazkodás felé történő elmozdulása az életformák hatalmas változatosságához vezetett. Az evolúció fő irányai a szervezet minden szintjén azonos módon működnek, ezt bizonyítják a biológia, az ökológia és a genetika adatai is.
