Evoliucijos tipai: raidos istorija ir apibrėžimas. Gyvosios gamtos evoliucija. Evoliucijos teorija. Varomosios evoliucijos jėgos

Straipsnyje mes išsamiai apsvarstysime evoliucijos tipus, taip pat kalbėsime apie šį procesą apskritai, bandydami visapusiškai suprasti temą. Sužinosime, kaip atsirado evoliucijos doktrina, kokios idėjos jai atstovauja ir kokį vaidmenį joje atlieka rūšis.

Įvadas į temą

Organinio pasaulio evoliucija yra gana sudėtinga ir Ilgas procesas, kuris vienu metu vyksta skirtinguose gyvosios medžiagos organizavimo lygiuose. Tuo pačiu metu ji visada paliečia daugybę sričių. Taip atsitiko, kad gyvosios gamtos vystymasis vyksta iš žemesnių formų į aukštesnes. Viskas, kas paprasta, laikui bėgant tampa sudėtingesnė ir įgauna įdomesnę formą. Tam tikrose organizmų grupėse vystosi prisitaikymo įgūdžiai, leidžiantys gyvoms būtybėms geriau egzistuoti konkrečiomis sąlygomis. Pavyzdžiui, kai kuriems vandens gyvūnams tarp pirštų atsirado membranos.

Trys kryptys

Prieš kalbėdami apie evoliucijos tipus, panagrinėkime tris pagrindines kryptis, kurias išryškino įtakingi Rusijos mokslininkai I. Šmalhauzenas ir A. Severtsovas. Jų nuomone, yra aromorfozė, idioadaptacija ir degeneracija.

Aromorfozė

Aromorfozė arba arogenezė yra rimtas evoliucinis pokytis, paprastai sukeliantis kai kurių organizmų struktūros ir funkcijų komplikaciją. Šis procesas leidžia iš esmės pakeisti kai kuriuos gyvenimo aspektus, pavyzdžiui, buveines. Aromorfozė taip pat padeda padidinti konkrečių organizmų konkurencingumą išgyventi aplinkoje. Pagrindinė aromorfozių esmė – naujų prisitaikymo zonų užkariavimas. Štai kodėl tokie procesai vyksta gana retai, bet jei ir įvyksta, jie yra esminio pobūdžio ir įtakoja visą tolesnę raidą.

Šiuo atveju būtina suprasti tokią sąvoką kaip adaptacijos lygis. Tai specifinė buveinių zona su būdingomis klimato ir aplinkos sąlygomis, būdingomis tam tikrai organizmų grupei. Pavyzdžiui, paukščiams prisitaikymo zona yra oro erdvė, kuri apsaugo juos nuo plėšrūnų ir leidžia išmokti naujų medžioklės būdų. Be to, judėjimas ore leidžia įveikti dideles kliūtis ir vykdyti tolimas migracijas. Štai kodėl skrydis pagrįstai laikomas svarbia evoliucine aromorfoze.

Ryškiausios aromorfozės gamtoje yra daugialąsteliškumas ir seksualinis dauginimosi būdas. Dėka daugialąsčių, prasidėjo beveik visų organizmų anatomijos ir morfologijos komplikavimo procesas. Lytinio dauginimosi dėka žymiai išsiplėtė adaptaciniai gebėjimai.

Gyvūnuose tokie procesai prisidėjo prie to, kad būtų sukurta daugiau veiksmingi būdai mityba ir medžiagų apykaitos gerinimas. Tuo pačiu metu reikšmingiausia aromorfozė gyvūnų pasaulyje yra laikoma šiltakrauju, dėl kurios išgyvenamumas skirtingomis sąlygomis labai padidėjo.

Augaluose panašūs procesai pasireiškia bendros ir laidžios sistemos, jungiančios visas jų dalis į vieną visumą, atsiradimu. Tai padidina apdulkinimo efektyvumą.

Bakterijoms aromorfozė yra autotrofinis mitybos būdas, kurio dėka jos sugebėjo užkariauti naują adaptacijos zoną, kuriai gali trūkti ekologiškų maisto šaltinių, tačiau bakterijos ten išliks.

Idiominis prisitaikymas

Be šio proceso neįmanoma įsivaizduoti biologinių rūšių evoliucijos. Tai apima specifinį prisitaikymą prie konkrečių aplinkos sąlygų. Norėdami geriau suprasti, kas yra šis procesas, šiek tiek pagalvokime. Idioadaptacija – tai nedideli pokyčiai, kurie žymiai pagerina organizmų gyvenimą, bet jų nepriveda naujas lygis organizacijose. Pasvarstykime Ši informacija kaip pavyzdį naudojant paukščius. Sparnas yra aromorfozės proceso pasekmė, tačiau sparnų forma ir skrydžio būdai jau yra idioadaptacijos, kurios nekeičia paukščių anatominės sandaros, bet kartu yra atsakingos už jų išlikimą tam tikroje aplinkoje. Tokie procesai taip pat apima gyvūnų dažymą. Kadangi jie reikšmingai veikia tik organizmų grupę, jie laikomi rūšių ir porūšių savybėmis.

Degeneracija arba katagenezė

Makro ir mikroevoliucija

Dabar pereikime tiesiai prie mūsų straipsnio temos. Kokie yra šio proceso tipai? Tai yra mikro ir makro evoliucija. Pakalbėkime apie juos išsamiau. Makroevoliucija – tai didžiausių sisteminių vienetų formavimosi procesas: rūšių, naujų šeimų ir pan. Pagrindinės makroevoliucijos varomosios jėgos glūdi mikroevoliucijoje.

Pirma, tai yra paveldimumas, natūrali atranka, kintamumas ir reprodukcinė izoliacija. Skirtingas pobūdis būdingas mikro ir makro evoliucijai. Tuo pačiu metu šios sąvokos, apie kurias dabar kalbame, sulaukė daug skirtingų interpretacijų, tačiau galutinis supratimas dar nepasiektas. Viena populiariausių – makroevoliucija – tai sisteminio pobūdžio pokytis, nereikalaujantis daug laiko.

Tačiau kai reikia išmokti šio proceso, tai užima daug laiko. Be to, makroevoliucija yra globalaus pobūdžio, todėl labai sunku įvaldyti visą jos įvairovę. Svarbus šios srities tyrimo metodas yra kompiuterinis modeliavimas, kuris ypač aktyviai pradėjo vystytis devintajame dešimtmetyje.

Evoliucijos įrodymų tipai

Dabar pakalbėkime apie tai, kokie yra makroevoliucijos įrodymai. Pirma, tai yra lyginamoji anatominė išvadų sistema, pagrįsta tuo, kad visi gyvūnai turi vieno tipo struktūrą. Tai rodo, kad mes visi turime bendrą kilmę. Čia didelis dėmesys skiriamas homologiniams organams, taip pat atavizmams. Žmogaus atavizmas – tai uodegos, kelių spenelių ir ištisinių plaukų išvaizda. Svarbus makroevoliucijos įrodymas yra žmonėms nebereikalingų ir palaipsniui nykstančių liekanų organų buvimas. Užuomazgos yra apendiksas, plaukai ir trečiojo voko liekanos.

Dabar apsvarstykite embriologinius įrodymus, kad visi stuburiniai gyvūnai turi panašius embrionus ankstyvosiose vystymosi stadijose. Žinoma, laikui bėgant šis panašumas tampa vis mažiau pastebimas, kaip charakterio bruožai tam tikram tipui.

Paleontologinis rūšių evoliucijos proceso įrodymas slypi tame, kad kai kurių organizmų liekanos gali būti panaudotos kitų išnykusių būtybių pereinamųjų formų tyrimams. Dėl iškastinių liekanų mokslininkai gali sužinoti, kad egzistavo pereinamosios formos. Pavyzdžiui, tokia gyvybės forma egzistavo tarp roplių ir paukščių. Be to, paleontologijos dėka mokslininkai sugebėjo sukurti filogenetines serijas, kuriose galima aiškiai atsekti evoliucijos procese besivystančių rūšių seką.

Biocheminiai įrodymai grindžiami tuo, kad visi gyvi organizmai žemėje turi vienodą formą cheminė sudėtis ir genetinis kodas, į kurį taip pat reikėtų atkreipti dėmesį. Be to, visi esame panašūs energijos ir plastiko metabolizmu, taip pat kai kurių procesų fermentine prigimtimi.

Biogeografiniai įrodymai pagrįsti tuo, kad evoliucijos procesą puikiai atspindi gyvūnų ir augalų pasiskirstymo Žemės paviršiuje pobūdis. Taigi mokslininkai sąlyginai padalino planetos masyvą į 6 geografines zonas. Detaliau jų čia nenagrinėsime, tačiau pastebėsime, kad tarp žemynų ir giminingų gyvų organizmų rūšių yra labai glaudus ryšys.

Per makroevoliuciją galime suprasti, kad visos rūšys išsivystė iš anksčiau gyvų organizmų. Tai atskleidžia paties kūrimo proceso esmę.

Transformacijos intraspecifiniame lygmenyje

Mikroevoliucija reiškia nedidelius alelių pokyčius populiacijoje per kelias kartas. Taip pat galime pasakyti, kad šios transformacijos vyksta intraspecifiniame lygmenyje. Priežastys slypi mutacijų procesuose, dirbtinėje ir natūralioje dreifoje bei genų pernešime. Visi šie pokyčiai lemia specifiką.

Išnagrinėjome pagrindinius evoliucijos tipus, bet dar nežinome, kad mikroevoliucija skirstoma į kai kurias šakas. Pirma, tai populiacijos genetika, kurio dėka matematiniai skaičiavimai yra būtini daugelio procesų tyrimui. Antra, tai aplinkos genetika, leidžianti stebėti vystymosi procesus realybėje. Šie 2 evoliucijos tipai (mikro ir makro) yra labai svarbūs ir įneša tam tikrą indėlį į vystymosi procesus kaip visumą. Verta paminėti, kad jie dažnai kontrastuojami vienas su kitu.

Šiuolaikinių rūšių evoliucija

Pirmiausia atkreipkime dėmesį, kad tai yra nuolatinis procesas. Kitaip tariant, jis niekada nesustoja. Visi gyvi organizmai išsivysto iš skirtingu greičiu. Tačiau bėda ta, kad kai kurie gyvūnai gyvena labai ilgai, todėl pastebėti pokyčius labai sunku. Turi praeiti šimtai ar net tūkstančiai metų, kol juos bus galima atsekti.

IN modernus pasaulis Afrikos drambliai aktyviai vystosi. Tiesa, su žmogaus pagalba. Taigi šių gyvūnų ilties ilgis greitai sumažėja. Faktas yra tas, kad medžiotojai visada medžiojo dramblius, kurie turėjo masyvias iltis. Tuo pačiu metu jie daug mažiau domėjosi kitais asmenimis. Taigi padidėjo jų šansai išgyventi ir perduoti savo genus kitoms kartoms. Štai kodėl per kelis dešimtmečius buvo stebimas laipsniškas ilčių ilgio mažėjimas.

Labai svarbu suprasti, kad išorinių ženklų nebuvimas nereiškia evoliucijos proceso pabaigos. Pavyzdžiui, labai dažnai skirtingi tyrinėtojai klysta dėl skilties pelekų žuvies koelakanto. Yra nuomonė, kad ji nesivysto milijonus metų, tačiau taip nėra. Pridurkime, kad šiandien koelakantas yra vienintelis gyvas koelakantų eilės atstovas. Jei palyginsite pirmuosius šios rūšies atstovus ir šiuolaikinius individus, galite rasti daug reikšmingų skirtumų. Vienintelis panašumas yra išoriniuose ženkluose. Štai kodėl labai svarbu į evoliuciją žvelgti visapusiškai, o ne vertinti ją vien pagal išorinius požymius. Įdomu tai, kad šiuolaikinis koelakantas turi daugiau panašumų su silke nei su savo protėviu koelakantu.

Faktoriai

Kaip žinome, rūšys atsirado evoliucijos metu, tačiau kokie veiksniai prie to prisidėjo? Pirma, paveldimas kintamumas. Faktas yra tas, kad įvairios mutacijos ir nauji genų deriniai sukuria paveldimos įvairovės pagrindą. Pastaba: kuo aktyvesnis mutacijos procesas, tuo efektyvesnė bus natūrali atranka.

Antrasis veiksnys yra atsitiktinis savybių išsaugojimas. Norėdami suprasti šio reiškinio esmę, supraskime tokias sąvokas kaip genetinis dreifas ir populiacijos bangos. Pastarieji yra svyravimai, atsirandantys tam tikrais laikotarpiais ir turintys įtakos populiacijos dydžiui. Pavyzdžiui, kas ketverius metus atsiranda daug kiškių, o iškart po to jų skaičius smarkiai sumažėja. Bet kas yra genetinis dreifas? Tai reiškia bet kokių ženklų išsaugojimą arba išnykimą atsitiktine tvarka. Tai yra, jei dėl kokių nors įvykių populiacija labai sumažės, kai kurios savybės bus visiškai arba iš dalies išsaugotos chaotiškai.

Trečias veiksnys, kurį apsvarstysime, yra kova už būvį. Jo priežastis slypi tame, kad gimsta daug organizmų, tačiau tik kai kurie iš jų sugeba išgyventi. Be to, maisto ir teritorijos visiems neužteks. Apskritai kovos už būvį sampratą galima apibūdinti kaip ypatingą organizmo santykį su aplinka ir kitais individais. Yra keletas kovos formų. Jis gali būti intraspecifinis, kuris atsiranda tarp tos pačios rūšies individų. Antroji forma yra tarprūšinė, kai atstovai kovoja už išlikimą skirtingi tipai. Trečioji forma – kova su aplinkos sąlygomis, kai gyvūnams reikia prie jų prisitaikyti arba žūva. Tuo pačiu metu kova tarp rūšių teisėtai laikoma žiauriausia.

Dabar žinome, kad rūšių vaidmuo evoliucijoje yra milžiniškas. Būtent nuo vieno atstovo gali prasidėti mutacija arba degeneracija. Tačiau evoliucijos procesas yra reguliuojamas savaime, nes veikia natūralios atrankos dėsnis. Taigi, jei nauji ženklai yra neveiksmingi, juos turintys asmenys anksčiau ar vėliau mirs.

Panagrinėkime dar vieną svarbią koncepciją, būdingą visiems vairavimo evoliucijos tipams. Tai yra izoliacija. Šis terminas reiškia tam tikrų skirtumų kaupimąsi tarp tos pačios populiacijos atstovų, kurie ilgam laikui buvo izoliuoti vienas nuo kito. Dėl to tai gali lemti tai, kad individai tiesiog negali kryžmintis vienas su kitu, taip sukurdami dvi visiškai skirtingas rūšis.

Antropogenezė

Dabar pakalbėkime apie žmonių tipus. Evoliucija yra procesas, būdingas visiems gyviems organizmams. Biologinės evoliucijos dalis, paskatinusi žmonių atsiradimą, vadinama antropogeneze. Dėl to žmonių rūšys atsiskyrė nuo beždžionių, žinduolių ir hominidų. Kokius žmonių tipus pažįstame? Evoliucijos teorija suskirsto juos į australopitecinus, neandertaliečius ir kt. Kiekvienos iš šių rūšių savybės mums žinomos iš mokyklos laikų.

Taigi susipažinome su pagrindiniais evoliucijos tipais. Biologija kartais gali daug pasakyti apie praeitį ir dabartį. Štai kodėl verta jos klausytis. Pastaba: kai kurie mokslininkai mano, kad reikėtų išskirti 3 evoliucijos tipus: makro, mikro ir žmogaus evoliuciją. Tačiau tokios nuomonės yra pavienės ir subjektyvios. IN ši medžiaga Skaitytojui pristatėme 2 pagrindinius evoliucijos tipus, kurių dėka vystosi visi gyvi dalykai.

Apibendrinant straipsnį, tarkime, kad evoliucijos procesas yra tikras gamtos stebuklas, kuris pats reguliuoja ir koordinuoja gyvybę. Straipsnyje apžvelgėme pagrindines teorines sąvokas, tačiau praktiškai viskas yra daug įdomiau. Kiekviena biologinė rūšis yra unikali sistema, galinti savarankiškai reguliuotis, prisitaikyti ir vystytis. Tai gamtos grožis, kuris rūpinosi ne tik sukurtomis rūšimis, bet ir tomis, į kurias jos gali mutuoti.

Evoliucija yra organinio pasaulio istorinės raidos procesas. Šio proceso esmė – nuolatinis gyvų būtybių prisitaikymas prie įvairių ir nuolat kintančių aplinkos sąlygų, o laikui bėgant didėjantis gyvų būtybių organizavimo sudėtingumas. Evoliucijos eigoje kai kurios rūšys virsta kitomis.

Pagrindiniai evoliucijos teorijoje– istorinės raidos idėja nuo gana paprastų gyvenimo formų iki labiau organizuotų. Mokslinės materialistinės evoliucijos teorijos pagrindus padėjo didysis anglų gamtininkas Charlesas Darwinas. Iki Darvino biologijoje daugiausia vyravo neteisinga istorinio rūšių nekintamumo samprata, kad jų yra tiek, kiek buvo sukurta Dievo. Tačiau dar prieš Darviną įžvalgiausi biologai suprato religinių požiūrių į gamtą nenuoseklumą, o kai kurie iš jų spekuliatyviai priėjo prie evoliucinių idėjų.

Žymiausias gamtos mokslininkas ir Charleso Darwino pirmtakas buvo garsus prancūzų mokslininkas Jeanas Baptiste'as Lamarkas. Savo garsiojoje knygoje „Zoologijos filosofija“ jis įrodė rūšių kintamumą. Lamarckas pabrėžė, kad rūšių pastovumas yra tik tariamas reiškinys, kuris siejamas su trumpa rūšių stebėjimo trukme. Aukštesnės formos gyvybė, anot Lamarko, evoliucijos procese atsirado iš žemesniųjų. Lamarko evoliucinė doktrina nebuvo pakankamai įtikinama ir nesulaukė plataus pripažinimo tarp jo amžininkų. Tik po puikių Charleso Darwino darbų evoliucinė idėja tapo visuotinai priimta.

Šiuolaikinis mokslas turi daug faktų, įrodančių evoliucijos proceso egzistavimą. Tai biochemijos, embriologijos, anatomijos, sistematikos, biografijos, paleontologijos ir daugelio kitų disciplinų duomenys.

Embriologiniai įrodymai– gyvūnų pradinių embrioninio vystymosi stadijų panašumas. Tyrinėdamas embrioninį vystymosi laikotarpį įvairiose grupėse, K. M. Baeras atrado šių procesų panašumą skirtingose ​​organizmų grupėse, ypač ankstyvosiose vystymosi stadijose. Vėliau, remdamasis šiomis išvadomis, E. Haeckel išsako mintį, kad šis panašumas turi evoliucinę reikšmę ir jo pagrindu suformuluotas „biogenetinis dėsnis“ – ontogenezė yra trumpas filogenijos atspindys. Kiekvienas individas savo individualioje raidoje (ontogenezėje) pereina protėvių formų embrionines stadijas. Tik studijuoti ankstyvosios stadijos Bet kurio stuburinio gyvūno embriono vystymasis neleidžia tiksliai nustatyti, kuriai grupei jie priklauso. Skirtumai susidaro vėlesniuose vystymosi etapuose. Kuo artimesnės grupės, kurioms priklauso tiriami organizmai, tuo ilgiau išliks bendri bruožai embriogenezėje.

Morfologinis– daugelis formų sujungia kelių didelių sisteminių vienetų savybes. Tiriant skirtingas organizmų grupes tampa akivaizdu, kad daugeliu bruožų jie iš esmės yra panašūs. Pavyzdžiui, visų keturkojų galūnės struktūra yra pagrįsta penkių pirštų galūne. Ši pagrindinė struktūra yra įvairių tipų transformavosi dėl skirtingos sąlygos egzistavimas: tai arklinio gyvūno galūnė, kuri vaikščiojant remiasi tik ant vieno piršto, ir jūrų žinduolio plekšnė, ir besikasanti kurmio galūnė, ir šikšnosparnio sparnas.

Vargonai, pastatyti pagal vieną planą ir besivystantys iš pavienių užuomazgų, vadinami homologiniais. Homologiniai organai patys savaime negali būti evoliucijos įrodymas, tačiau jų buvimas rodo panašių organizmų grupių kilmę iš bendro protėvio. Ryškus pavyzdys evoliucijai pasitarnauja rudimentinių organų ir atavizmų buvimas. Organai, kurie prarado pradinę funkciją, bet lieka organizme, vadinami vestigialiniais. Užuomazgų pavyzdžiai: žmonėms, kurie atlieka atrajotojų žinduolių virškinimo funkciją; gyvačių ir banginių dubens kaulai, kurie jiems neatlieka jokios funkcijos; žmonių uodegos slanksteliai, kurie laikomi uodegos užuodegomis, kurias turėjo mūsų tolimi protėviai. vadinti protėvių formoms būdingų struktūrų ir organų pasireiškimą organizmuose. Klasikiniai atavizmo pavyzdžiai yra daug spenelių ir uodegos žmonėms.

Paleontologinis– daugelio gyvūnų iškasenų liekanas galima palyginti tarpusavyje ir aptikti panašumų. Remiantis iškastinių organizmų liekanų tyrimu ir palyginimu su gyvomis formomis. Jie turi savo privalumų ir trūkumų. Privalumai apima galimybę iš pirmų lūpų pamatyti, kaip keitėsi tam tikra organizmų grupė skirtingais laikotarpiais. Trūkumai apima tai, kad dėl daugelio priežasčių paleontologiniai duomenys yra labai neišsamūs. Tai apima, pavyzdžiui, greitą negyvų organizmų dauginimąsi gyvūnams, kurie minta dribsniais; minkštakūniai organizmai yra itin prastai išsilaikę; ir galiausiai, kad atrandama tik nedidelė dalis fosilijų liekanų. Atsižvelgiant į tai, yra daug spragų paleontologiniuose duomenyse, kurie yra pagrindinis evoliucijos teorijos priešininkų kritikos objektas.

Gyvų būtybių palikuonys labai panašūs į savo tėvus. Tačiau pasikeitus gyvų organizmų aplinkai, jie taip pat gali gerokai pasikeisti. Pavyzdžiui, jei klimatas palaipsniui šąla, kai kurios rūšys iš kartos į kartą gali įgyti vis storesnius plaukus. Šis procesas vadinamas evoliucija. Per milijonus evoliucijos metų maži pokyčiai, besikaupiantys, gali lemti naujų augalų ir gyvūnų rūšių atsiradimą, kurie smarkiai skiriasi nuo savo protėvių.

Kaip vyksta evoliucija?

Evoliucija remiasi natūralia atranka. Būna taip. Visi tai pačiai rūšiai priklausantys gyvūnai ar augalai vis dar šiek tiek skiriasi vienas nuo kito. Kai kurie iš šių skirtumų leidžia jų savininkams geriau nei jų artimiesiems prisitaikyti prie gyvenimo sąlygų. Pavyzdžiui, kai kurie elniai turi ypač greitas kojas, ir kiekvieną kartą jam pavyksta pabėgti nuo plėšrūno. Toks elnias turi daugiau galimybių išgyventi ir susilaukti palikuonių, o gebėjimas greitai bėgti gali būti perduotas jaunikliams arba, kaip sakoma, paveldėtas jų pačių.

Evoliucija sukūrė daugybę būdų, kaip prisitaikyti prie gyvybės Žemėje sunkumų ir pavojų. Pavyzdžiui, arklių kaštonų sėklos laikui bėgant įgavo lukštą, padengtą aštriais spygliais. Spygliai apsaugo sėklą, kai ji krenta nuo medžio ant žemės.

Koks yra evoliucijos greitis?

Anksčiau šie drugeliai turėjo šviesius sparnus. Nuo priešų jie slėpėsi ant medžių kamienų su ta pačia šviesia žieve. Tačiau apie 1% šių drugelių turėjo tamsius sparnus. Natūralu, kad paukščiai juos iškart pastebėjo ir, kaip taisyklė, suėsdavo anksčiau už kitus

Paprastai evoliucija vyksta labai lėtai. Tačiau pasitaiko atvejų, kai gyvūnų rūšis sparčiai keičiasi ir tam praleidžia ne tūkstančius ir milijonus metų, o daug mažiau. Pavyzdžiui, kai kurie drugiai per pastaruosius du šimtus metų pakeitė savo spalvą, kad prisitaikytų prie naujų gyvenimo sąlygų tose Europos vietose, kur atsirado daug pramonės įmonių.

Maždaug prieš du šimtus metų m Vakarų Europa pradėjo statyti anglimi kūrenamus fabrikus. Dūmuose iš gamyklos kaminų buvo suodžių, kurie nusėdo ant medžių kamienų, jie pajuodo. Dabar šviesios spalvos drugeliai labiau pastebimi. Tačiau drugelių tamsiais sparnais išliko nedaug, nes paukščiai jų nebepastebėjo. Iš jų atsirado kiti drugeliai tokiais pat tamsiais sparnais. Ir dabar dauguma pramoninėse teritorijose gyvenančių šios rūšies drugelių turi tamsius sparnus.

Kodėl kai kurios gyvūnų rūšys išnyksta?

Kai kurios gyvos būtybės negali vystytis, kai jų aplinka smarkiai pasikeičia, ir dėl to išnyksta. Pavyzdžiui, didžiuliai plaukuoti gyvūnai, panašūs į dramblius – mamutai, greičiausiai išnyko dėl to, kad tuo metu Žemės klimatas tapo kontrastingesnis: vasarą buvo per karšta, o žiemą – per šalta. Be to, jų skaičius sumažėjo dėl išaugusios jų medžioklės. primityvus žmogus. O po mamutų išnyko ir kardadantys tigrai – juk jų didžiulės iltys buvo pritaikytos medžioti tik tokius didelius gyvūnus kaip mamutai. Mažesni gyvūnai kardadantiams tigrams buvo nepasiekiami ir, likę be grobio, dingo iš mūsų planetos veido.

Iš kur mes žinome, kad žmogus taip pat išsivystė?

Dauguma mokslininkų mano, kad žmonės išsivystė iš medžių gyvūnų, panašių į šiuolaikines beždžiones. Šios teorijos įrodymas yra tam tikros mūsų kūno struktūrinės ypatybės, kurios leidžia daryti prielaidą, kad mūsų protėviai kadaise buvo vegetarai ir valgė tik augalų vaisius, šaknis ir stiebus.

Jūsų stuburo apačioje yra kaulų darinys, vadinamas uodegikauliu. Tai viskas, kas liko iš uodegos. Dauguma jūsų kūną dengiančių plaukų yra tik švelnūs pūkai, tačiau mūsų protėviai turėjo daug storesnius plaukus. Kiekvienas plaukas turi specialų raumenį ir atsistoja, kai tau šalta. Taip yra su visais žinduoliais su plaukuota oda: ji sulaiko orą, o tai neleidžia gyvūno šilumai ištrūkti.

Daugelis suaugusiųjų turi plačius išorinius dantis – jie vadinami „išminties dantimis“. Dabar šių dantų nebereikia, bet kažkada mūsų protėviai jais kramtydavo kietą augalinį maistą, kurį valgydavo. Apendiksas yra mažas vamzdelis, sujungtas su žarnynu. Mūsų tolimi protėviai jį naudojo virškindami augalinį maistą, kurį organizmas blogai virškino. Dabar jo nebereikia ir pamažu lieka vis mažiau. Daugelio žolėdžių gyvūnų, pavyzdžiui, triušių, apendiksas yra labai gerai išvystytas.

Ar žmonės gali kontroliuoti evoliuciją?

Žmonės skatina evoliuciją kai kurie gyvūnai gyvuoja daugiau nei 10 000 metų. Pavyzdžiui, daugelis šiuolaikinių šunų veislių greičiausiai kilo iš vilkų, kurių būriai klajojo po senovės žmonių stovyklas. Palaipsniui tie iš jų, kurie pradėjo gyventi su žmonėmis, išsivystė į naujos rūšies gyvūnai, tai yra, jie tapo šunimis. Tada žmonės pradėjo specialiai auginti šunis konkretiems tikslams. Tai vadinama atranka. Todėl šiandien pasaulyje yra daugiau nei 150 skirtingų šunų veislių.

• Šunys, kuriuos buvo galima išmokyti įvairių komandų, kaip šis anglų aviganis, buvo auginami gyvuliams ganyti.
• Greitai bėgti galintys šunys buvo naudojami medžiojamiesiems gyvūnams persekioti. Šis kurtas turi galingas kojas ir bėga didžiuliais šuoliais.
• Šunys, turintys gerą uoslę, buvo auginami specialiai medžiojamiems gyvūnams sekti. Šis lygiaplaukis taksas gali išplėšti triušio skylutes.

Natūrali atranka paprastai vyksta labai lėtai. Atrankinis pasirinkimas leidžia žymiai pagreitinti.

Kas yra genų inžinerija?

70-aisiais XX amžiuje Mokslininkai išrado būdą, kaip pakeisti gyvų organizmų savybes, įsikišdami į jų genetinį kodą. Ši technologija vadinama genų inžinerija. Genai turi savotišką biologinį kodą, esantį kiekvienoje gyvoje ląstelėje. Jis nustato matmenis ir išvaizda kiekviena gyva būtybė. Naudojant genų inžineriją galima sukurti augalus ir gyvūnus, kurie, tarkime, auga greičiau arba yra mažiau jautrūs kokiai nors ligai

Biologinė evoliucija apibrėžiama kaip bet koks genetinis populiacijos pokytis, vykstantis per kelias kartas. Šie pokyčiai gali būti maži arba dideli, labai pastebimi arba nereikšmingi.

Kad įvykis būtų laikomas evoliucijos pavyzdžiu, pokyčiai turi įvykti genetiniame rūšies lygmenyje ir būti perduodami iš kartos į kartą. Tai reiškia, kad , tiksliau, aleliai populiacijoje keičiasi ir perduodami. Šie pokyčiai pastebimi (ryškiuose fiziniuose bruožuose, kuriuos galima pastebėti) gyventojų.

Genetinio populiacijos lygio pokytis apibrėžiamas kaip nedidelio masto pokytis ir vadinamas mikroevoliucija. Biologinė evoliucija taip pat apima idėją, kad visi gyvi organizmai yra susiję ir gali kilti iš bendro protėvio. Tai vadinama makroevoliucija.

Kas nėra biologinė evoliucija?

Biologinė evoliucija nenulemia paprasto organizmų pasikeitimo laikui bėgant. Daugelis gyvų būtybių laikui bėgant patiria pokyčius, pavyzdžiui, praranda arba padidėja dydis. Šie pokyčiai nelaikomi evoliucijos pavyzdžiais, nes jie nėra genetiniai ir negali būti perduodami kitai kartai.

Evoliucijos teorija

Kaip populiacijoje atsiranda genetinė įvairovė?

Lytinis dauginimasis gali sukurti populiacijoje palankias genų kombinacijas arba pašalinti nepalankias.

Populiacija su palankesnėmis genetinėmis kombinacijomis išliks savo aplinkoje ir susiras daugiau palikuonių nei individai su mažiau palankiomis genetinėmis kombinacijomis.

Biologinė evoliucija ir kreacionizmas

Evoliucijos teorija sukėlė ginčus nuo pat jos atsiradimo, kuris tęsiasi iki šiol. Biologinė evoliucija prieštarauja religijai dėl dieviškojo kūrėjo poreikio. Evoliucionistai teigia, kad evoliucija nesprendžia klausimą, ar Dievas egzistuoja, o bando paaiškinti, kaip vyksta natūralūs procesai.

Tačiau negalima išvengti to, kad evoliucija prieštarauja kai kuriems tam tikrų religinių įsitikinimų aspektams. Pavyzdžiui, evoliucinis pasakojimas apie gyvybės egzistavimą ir biblinis pasakojimas apie sukūrimą yra visiškai skirtingi.

Evoliucija rodo, kad visa gyvybė yra susijusi ir gali būti atsekta iki vieno bendro protėvio. Pažodinis biblinės kūrybos aiškinimas rodo, kad gyvybę sukūrė visagalė antgamtinė būtybė (Dievas).

Tačiau kiti bandė sujungti šiuos du dalykus, teigdami, kad evoliucija neatmeta Dievo galimybės, o tiesiog paaiškina procesą, kuriuo Dievas sukūrė gyvybę. Tačiau šis požiūris vis dar prieštarauja pažodiniam kūrybiškumo aiškinimui, pateiktam Biblijoje.

Dažniausiai evoliucionistai ir kreacionistai sutinka, kad mikroevoliucija egzistuoja ir yra matoma gamtoje.

Tačiau makroevoliucija reiškia evoliucijos procesą, kuris vyksta rūšies lygmeniu, kai viena rūšis išsivysto iš kitos rūšies. Tai smarkiai prieštarauja bibliniam požiūriui, kad Dievas asmeniškai dalyvavo formuojant ir kuriant gyvus organizmus.

Kol kas diskusijos apie evoliuciją / kreacionizmą tęsiasi ir atrodo, kad šių dviejų požiūrių skirtumai greičiausiai nebus išspręsti artimiausiu metu.

Jei radote klaidą, pažymėkite teksto dalį ir spustelėkite Ctrl + Enter.

Natūralus populiacijų, rūšių, aukštesniųjų taksonų, biocenozių, floros ir faunos, genų ir savybių pokyčių reiškinys laikui bėgant per Žemės istoriją.

Mokslinės evoliucijos teorijos paaiškina, kaip vyksta evoliucija ir jos mechanizmai.

bendrosios charakteristikos

Griežtai kalbant, biologinė evoliucija yra gyvų organizmų populiacijos paveldimų savybių arba elgesio pokyčių procesas. Paveldimi etapai yra užkoduoti organizmo genetinėje medžiagoje (dažniausiai DNR). Evoliucija, pagal sintetinę evoliucijos teoriją, visų pirma yra trijų procesų: atsitiktinių mutacijų pasekmė. genetinė medžiaga, atsitiktinis genetinis nuokrypis (angl. genetinis dreifas) o ne atsitiktinė natūrali atranka grupių ir rūšių viduje.

Natūrali atranka, vienas iš evoliuciją valdančių procesų, atsiranda dėl skirtingų populiacijos individų dauginimosi galimybių. Tai būtinai išplaukia iš šių faktų:

• Natūralūs, paveldimi skirtumai egzistuoja grupėse ir tarp rūšių
• Organizmai yra antgamtiniai (palikuonių skaičius viršija garantuoto išgyvenimo ribą)
• Organizmai puikiai išgyvena ir atsinaujina
• Bet kurioje kartoje sėkmingai besidauginantys būtinai perduoda savo paveldimus bruožus kitai kartai, o nesėkmingi daugintojai to nedaro.

Jei bruožai padidina jas nešiojančių individų evoliucinį tinkamumą, tada tie individai turi didesnę tikimybę išgyventi ir daugintis nei kiti populiacijos organizmai. Tokiu būdu jie perduoda daugiau sėkmingų paveldėtų savybių kopijų kitai kartai. Atitinkamas kūno rengybos sumažėjimas dėl kenksmingų produktų lemia jų egzistavimą. Laikui bėgant tai gali lemti prisitaikymą: laipsnišką naujų kaupimąsi (ir esamų išsaugojimą), kurie apskritai pritaiko gyvų organizmų populiaciją prie savo aplinkos ir ekologinės nišos.

Nors natūrali atranka nėra atsitiktinė savo veikimo forma, kitos kaprizingos jėgos daro didelę įtaką evoliucijos procesui. Lytiškai besidauginančiuose organizmuose atsitiktinė genetinė variacija sukelia paveldimus, kurie tampa gana dažni tiesiog dėl sutapimo ir atsitiktinio poravimosi. Šiam beprasmiškam procesui tam tikrose situacijose (ypač mažose grupėse) gali turėti įtakos natūrali atranka.

Įvairiose aplinkose dėl natūralios atrankos, atsitiktinių genetinių variacijų ir mažų atsitiktinumo mutacijų, kurios įvedamos ir saugomos, skirtingos grupės (ar jų dalys) gali išsivystyti į skirtingomis kryptimis. Esant pakankamai nesutarimų, dvi lytiškai besidauginančių organizmų grupės gali tapti pakankamai skirtingos, kad susidarytų atskiros rūšys, ypač jei prarandamas gebėjimas tarprūšiai hibridizuotis tarp dviejų grupių.

Eksperimentai rodo, kad visi gyvi organizmai Žemėje turi bendrą protėvį. Ši išvada buvo padaryta remiantis bendru L-amino rūgščių buvimu baltymuose, bendru buvimu genetinis kodas visose gyvose būtybėse – galimybė klasifikuoti pagal paveldėjimą į kategorijas, įdėtuosius, DNR sekų homologiją ir biologinių procesų bendrumą.

Nors pirmieji paminėjimai apie evoliucijos idėją datuojami neseniai, moderni forma ji įgijo Alfredo Wallace'o ir Charleso Darwino raštuose bendrame Linnean draugijoje Londone. (Londono Linano draugija) o vėliau Darvino knygoje „Apie rūšių kilmę“ (1859). 1930-aisiais Sintetinė evoliucijos teorija sujungė evoliucijos teoriją su Gregoro Mendelio genetika.

Organizmų evoliucija vyksta dėl paveldimų savybių pokyčių. Pavyzdžiui, žmogaus akių spalva yra paveldima savybė, kurią asmuo gauna iš savo tėvų. Paveldimus bruožus valdo genai. Vieno organizmo genų rinkinys yra jo genotipas.

Visų savybių, formuojančių organizmo struktūrą ir elgesį, visuma vadinama fenotipu. Šios savybės atsiranda dėl šio organizmo genotipo sąveikos su aplinkos sąlygomis. Tai yra, ne kiekvienas fenotipinis organizmo bruožas yra paveldimas. Pavyzdžiui, įdegį sukelia žmogaus genotipo sąveika su saulės šviesa, tokiu būdu įdegis neišbluks. Apskritai žmonės įdega skirtingai, atsižvelgiant į jų genotipą. Pavyzdžiui, kai kurie žmonės turi paveldimą bruožą, pavyzdžiui, albinizmą. Albinosai nedega saulėje ir yra labai jautrūs saulės radiacija- Jie lengvai nudegina saulėje.

Evoliucijos priežastys

Matricinis kopijavimas su klaidomis

Gyvybės Žemėje pagrindas yra nukleorūgščių molekulių – DNR ir RNR – kopijavimo procesas. Kopijavimo procesas vykdomas matriciniu komplementarumo principu: viena nukleorūgšties molekulė gali sudaryti sau porą, o iš šios suporuotos molekulės nuskaitoma molekulė, kuri yra identiška pradinei. Taigi, DNR ir RNR molekulės gali neribotai daugintis.

Kopijuojant tikrai atsiras klaidų dėl replikacijos sistemos trūkumų. Dėl šių klaidų DNR ir RNR kopijose yra nedideli skirtumai, kurie laikui bėgant didėja. Šis savęs kūrimo procesas su pokyčiais vadinamas kintamoji redupiacija.

Kai kurios negyvos sistemos, pavyzdžiui, kristalai ar kai kurie cheminiai ciklai, gali neribotai daugintis su klaidomis. Tačiau gyvi dalykai skiriasi tuo, kad šias klaidas gali perduoti kitoms kartoms. Šios klaidos, arba mutacijos, praktiškai nekeičia fizinių ir cheminių nukleorūgščių molekulių savybių, tačiau turi įtakos gyvų organizmų iš jų skaitomai informacijai. Taigi, gyvų organizmų charakteristikos yra paveldimos ir kintamos, kurias atitinkamai lemia nukleorūgščių molekulių kopijavimas ir mutacijos.

Homeostazė ir ontogeniškumo stabilumas

Nuolatinis DNR dauginimasis su klaidomis lemia tai, kad kiekvienoje molekulėje esanti genetinė informacija laikui bėgant labai keičiasi. Šiuolaikiniai gyvi organizmai turi sistemas, apsaugančias nuo pernelyg didelių DNR molekulės nukleotidų sekos pokyčių. Tai yra remonto fermentai, mobiliųjų genomo elementų slopintuvai, antivirusinės gynybos mechanizmai ir kt.

Tačiau genai vis dar perduodami kitai kartai su tam tikrais pakeitimais, todėl tos pačios rūšies gyvų organizmų populiacijoje paprastai nėra individų, kurių visos DNR sekos yra vienodos. Tuo pačiu metu fenotipinis kintamumas dažnai yra mažesnis nei genetinis kintamumas, nes sąveika tarp įvairių genų ontogenezėje slopina atskirų genų pokyčių įtaką. Taigi daugialąsčiai organizmai pasiekia individualaus vystymosi stabilumą, todėl išsaugoma rūšies norma.

Atrankinis išgyvenimas ir dauginimasis

RNR ir DNR molekulės, taip pat gyvi organizmai dauginasi skirtingu efektyvumu, priklausomai nuo jų pačių savybių ir aplinkos sąlygų. Organizmai gali mirti nepasiekę dauginimosi laiko, o išlikusieji palieka skirtingą palikuonių skaičių. Tie organizmai, kurie išgyveno ir efektyviai dauginosi, galėjo tai padaryti dėl dviejų priežasčių: jų genų variantų atitikimo aplinkos sąlygoms arba aplinkybių, nesusijusių su alelių „kokybe“, deriniu. Pagal pirmosios grupės įtaką alelių pasiskirstymui populiacijoje ji apibūdinama natūralios atrankos, o antrosios grupės – genetinio dreifo samprata.

Natūrali atranka

Natūrali atranka – tai populiacijos, labiausiai prisitaikiusios prie aplinkos sąlygų, selektyvus išlikimas (ilgalaikis išlikimas) ir dauginimasis. Kuo augalas ar gyvūnas labiau prisitaikęs, tuo didesnė tikimybė, kad jis išgyvens iki reprodukcinio amžiaus ir paliks daugiau palikuonių. Tinkamumas priklauso nuo to, ar individo genotipe yra genų, prisidedančių prie išgyvenimo ir dauginimosi, alelių. Kadangi visi populiacijos organizmai turi skirtingus genotipus, esant stabilioms sąlygoms, genų alelių, kurie yra naudingesni tokiomis sąlygomis, nešiotojų skaičius per kartas didės.

Be to, aplinkos sąlygos sukuria konkurenciją tarp organizmų išlikimo ir dauginimosi. Dėl šios priežasties organizmai, turintys alelių, suteikiančių jiems pranašumą prieš konkurentus, perduoda tuos alelius savo palikuonims. Aleliai, kurie nesuteikia šio pranašumo, neperduodami kitoms kartoms.

Genetinis dreifas

Genetinis dreifas yra alelių dažnio pokyčių procesas, kurį sukelia priežastys, nesusijusios su alelių įtaka individų tinkamumui. Todėl genetinis dreifas laikomas neutraliu genų ir populiacijų evoliucijos mechanizmu. Ryšys tarp natūralios atrankos įtakos ir genetinio dreifo populiacijoje skiriasi priklausomai nuo atrankos jėgos ir efektyvaus populiacijos dydžio (daugintis galinčių individų skaičiaus). Natūrali atranka dažniausiai vaidina didelį vaidmenį didelėse populiacijose, o genetinis dreifas vyrauja mažose. Mažose populiacijose vyraujant genetiniam dreifui, gali net užsifiksuoti kenksmingos mutacijos. Dėl to populiacijos dydžio pokyčiai gali gerokai pakeisti evoliucijos eigą. Dėl kliūties efekto, kai populiacijų skaičius smarkiai sumažėja ir dėl to prarandama genetinė įvairovė, populiacijos tampa homogeniškesnės.

Bendra evoliucijos eiga

Pirmieji gyvybės pėdsakai Žemėje datuojami prieš 3,5–3,8 mlrd. Tai prokariotinės gyvybės liekanos – stromatolitai. Maždaug prieš 3 milijardus metų atsirado pirmosios fotosintezės, kurios buvo melsvadumbliai. Pirmieji eukariotai atsirado maždaug prieš 1,6-1,8 milijardo metų. Tai veda į „deguonies katastrofą“ - staigų deguonies koncentracijos padidėjimą Žemės atmosferoje. Daugialąsčiai eukariotai atsirado daug kartų skirtingos grupės Tačiau pirmosios patikimos fosilijos datuojamos maždaug prieš 750 milijonų metų (kriogeno periodas), o įvairios vandenyno biotos atsiradimas siejamas su Vendijos periodu (Ediacaran biota, maždaug prieš 600 milijonų metų). Skeleto gyvūnų ir turtingų jų liekanų atsiradimas įvyko Kambro laikotarpiu maždaug prieš 550–520 milijonų metų. Tada atsirado dauguma šiuolaikinių gyvūnų rūšių.

Silūro laikotarpiu augalai pirmą kartą pateko į žemę. Devone pirmieji varliagyviai ir nariuotakojai apsigyveno sausumoje. Permo periodas sukėlė roplius, kurie dominavo Žemėje per visą mezozojaus epochą. Keletas terapinių roplių grupių toliau išsivystė į žinduolius. IN Kreidos periodas Atsirado paukščiai ir pradėjo klestėti žydintys augalai. Kainozojaus eroje dominavo žinduoliai, klestėjo ir vabzdžiai. Antropocene viena iš primatų grupių – hominidų – sukėlė žmogaus evoliuciją. Pleistocene-holocene žmogus tampa geologine jėga, įtakojančia visos biosferos evoliuciją.

Evoliucijos ypatybės

Gyvybės evoliucijos eiga atskleidžia keletą skersinių modelių, kurie yra objektyvūs ir dažnai apibūdinami matematiškai. Evoliucinė biologija tiria papildomus evoliucijos mechanizmus arba naujas galimybes įgyvendinti pirminius principus, kurie leis mums iš esmės suprasti šių modelių esmę. Pagrindinės evoliucijos savybės yra šios: prie aplinkos prisitaikiusių organizmų atsiradimas, morfofunkcinis progresas, naujų organų ir struktūrų atsiradimas (atsiradimas), perėjimas prie lytinio dauginimosi, rūšių nykimas, biologinės įvairovės augimas.

Prisitaikymas

Atrodo, kad šiuolaikinės rūšys yra gerai prisitaikiusios prie aplinkos, kurioje jos egzistuoja. Tuo pačiu adaptacijos apsiriboja ta aplinka, kurioje jos dažniausiai naudojamos: organizmui persikėlus į naują aplinką jis dažnai tampa visiškai neprisitaikęs arba bent jau mažiau prisitaikęs nei kitų sąlygų „vietiniai“ gyventojai. Prieš atsirandant evoliuciniam pasaulio paveikslui, gana aiškus organizmo savybių atitikimas jo „gimtosios“ aplinkos sąlygoms taip nustebino tyrinėtojus, kad jie tai laikė antgamtinių jėgų veikimo pasekme. Tačiau prisitaikymas yra beveik būtina evoliucijos pasekmė, nes organizmai, mažiau prisitaikę prie aplinkos sąlygų, dėl natūralios atrankos daro vis mažesnį indėlį į populiacijos genetinę įvairovę. Tuo pačiu metu pačių adaptacijų kilmė nebūtinai priklauso nuo atrankos, bet gali būti šalutinis kitų adaptacijų padarinys ar net aplinkybių sutapimas (genetinio dreifo pasekmė).

Pažanga ir autonomija

Evoliucijos metu iš branduolinių bakterijų ląstelių susidaro sudėtingos eukariotinės ląstelės. Vėliau eukariotai įgyja daugialąsčius ir formuoja audinius bei organus. Gyvūnai vystosi nervų sistema, turi sudėtingą elgesį, leidžiantį išgyventi daugelyje aplinkų. Žmogus, kaip gyvūnų evoliucijos viršūnė, pasiekė galimybę gyventi bet kokioje aplinkoje, taip pat ir nežemiškoje.

Atsiradimas

Evoliucijos eigoje dažnai vyksta organizmų dalių ir genų rekombinacija, keičiasi senų struktūrų funkcija. Tačiau kai kurie procesai ir organizmų dalys atsirado pirmą kartą. Fotosintezė cianobakterijose, DNR replikacijos baltymuose, vertimo aparate, žuvų žvynuose ir panašiai.

Dioetija

Pirmieji gyvūnai buvo hermafroditai, o tarp aukštesniųjų hermafroditų beveik nėra.

Seksas ir rekombinacija

Aseksualiuose organizmuose genai yra paveldimi kartu (jie paskiepytas) ir dauginimosi metu nesimaišyti su kitų individų genais. Seksualinių organizmų palikuonyse dėl nepriklausomo rūšiavimo yra atsitiktinis jų tėvų chromosomų mišinys. Susijusio homologinės rekombinacijos proceso metu seksualiniai organizmai keičiasi DNR tarp dviejų homologinių chromosomų. Rekombinacija ir nepriklausomas rūšiavimas nekeičia alelių dažnio, tačiau keičia jų ryšį vienas su kitu, susilaukdami palikuonių su naujais alelių deriniais. Seksas paprastai padidina genetinę variaciją ir gali padidinti evoliucijos greitį. Tačiau aseksualumas tam tikrose aplinkose gali turėti pranašumų, nes kai kuriuose organizmuose jis iš naujo išsivystė. Aseksualumas gali sudaryti du alelių rinkinius divergumatame genome ir dėl to atsirasti naujų funkcijų. Rekombinacija leidžia vienodus alelius, kurie randami kartu, paveldėti nepriklausomai. Tačiau rekombinacijos dažnis yra mažas (maždaug du įvykiai vienoje chromosomoje per kartą). Dėl to genai, esantys šalia toje pačioje chromosomoje, ne visada yra atskirti vienas nuo kito genetinės rekombinacijos proceso metu ir yra linkę paveldėti kartu. Šis reiškinys vadinamas genų ryšiu. Genų ryšys vertinamas matuojant dviejų alelių dažnį toje pačioje chromosomoje (genų ryšio disbalanso matavimas). Alelių rinkinys, kuris linkęs mažėti kartu, vadinamas haplotipu. Tai svarbu, kai vienas iš tam tikro haplotipo alelių suteikia didelį pranašumą kovoje už būvį: teigiama natūrali atranka lems selektyvų valymą (Anglų) Selektyvus šlavimas), o tai lems, kad padidės ir kitų šio haplotipo alelių dažnis. Šis poveikis vadinamas genetiniu autostopu. Kai aleliai negali būti atskirti rekombinacijos būdu (pavyzdžiui, žinduolių Y chromosomoje), kaupiasi kenksmingos mutacijos (cm. Miulerio reketas). Keičiant alelių derinius, lytinis dauginimasis lemia žalingų pašalinimą ir naudingų mutacijų plitimą populiacijoje. Be to, rekombinacija ir genų rūšiavimas gali suteikti organizmams naujų naudingų genų derinių. Tačiau šį teigiamą poveikį atsveria tai, kad seksas sumažina reprodukcijos greitį (cm. Lytinio dauginimosi raida) ir gali sukelti naudingų genų derinių sunaikinimą. Lytinio dauginimosi raidos priežastys vis dar nėra visiškai aiškios, ir ši problema vis dar yra aktyvi evoliucinės biologijos tyrimų sritis. Tai paskatino naujas idėjas apie evoliucijos mechanizmus, pavyzdžiui, Raudonosios karalienės hipotezę.

Išnykimas

Masinis gyvų organizmų išnykimas ne kartą įvyko Žemės istorijoje. Tai buvo išnykimai prie vendų ir kambro periodų ribos, kai mirė ediakiečių biota, permo ir triaso laikotarpiai, kreidos ir eoceno periodai. Po masinės senųjų organizmų grupių žūties pradėjo klestėti tos grupės, kurios išgyveno išnykimą. Mažesnio masto išnykimai, pvz., didelių žinduolių išnykimas po ledynmečio po paskutinio Ledynmetis, taip pat lemia organizmų grupių pokyčius. Žmonės lėmė rūšių, kurios yra labiausiai pažeidžiamos jo antropogeninės veiklos, išnykimą.

Padidėjusi biologinė įvairovė

Paleontologiniai radiniai, nors ir neišsamūs ir riboti, rodo, kad didėja biologinė įvairovė tiek vandenyne, tiek sausumoje.

Evoliucijos lygiai

Skirtinguose gyvų būtybių organizavimo lygiuose evoliucijos savybės ir jos mechanizmai atlieka skirtingus vaidmenis.

• genetinė
• genominis
• gyventojų
• rūšių
• taksonietis
• ekosistema
• biosfera

Mutacijos

Genetinė variacija atsiranda dėl atsitiktinių mutacijų, atsirandančių organizmų genomuose. Mutacijos – tai DNR nukleotidų sekos pokyčiai, kuriuos sukelia radiacija, virusai, transpozonai, cheminiai mutagenai ir kopijavimo klaidos, atsirandančios mejozės ar DNR replikacijos metu. Šie mutagenai sukelia kelių skirtingų tipų DNR nukleotidų sekos pokyčius: jie gali neturėti jokio poveikio, pakeisti geno produktą arba visiškai sustabdyti geno funkcionavimą. Tyrimai su vaisinėmis muselėmis parodė, kad jei mutacijos sukelia tam tikro geno koduojamo baltymo pokyčius, pasekmės greičiausiai bus žalingos. Maždaug 70% tokių mutacijų sukelia tam tikrus sutrikimus, likusios yra neutralios arba naudingos. Kadangi mutacijos dažnai daro žalingą poveikį ląstelėms, evoliucijos procese organizmai sukūrė DNR atkūrimo mechanizmus, kurie pašalina mutacijas. Taigi optimalus mutacijų greitis yra kompromisas tarp išlaidų, susijusių su dideliu žalingų mutacijų dažniu, ir medžiagų apykaitos kaštų (pavyzdžiui, remonto fermentų sintezės), siekiant sumažinti šį dažnį. Kai kurie organizmai, tokie kaip retrovirusai, turi tokį didelį mutacijų greitį, kad beveik kiekvienas jų palikuonis turės mutavusį geną. Toks aukštas dažnis mutacijos gali būti pranašumas, nes šie virusai vystosi labai greitai, taip išvengiant imuninės sistemos atsako.

Mutacijos gali apimti didelius DNR ruožus, tokius kaip genų dubliavimasis, kurie yra žaliava naujų genų evoliucijai. Gyvūnams kas milijoną metų vidutiniškai dubliuojasi nuo dešimčių iki šimtų genų. Dauguma genų, turinčių bendrą protėvį, priklauso tai pačiai genetinei šeimai. Nauji genai formuojami keliais būdais, paprastai dubliuojant protėvių genus arba rekombinuojant skirtingų genų dalis, todėl susidaro nauji nukleotidų deriniai su naujomis funkcijomis. Nauji genai formuoja naujus baltymus su naujomis funkcijomis. Pavyzdžiui, norint suformuoti žmogaus akies struktūras, kurios yra atsakingos už šviesos suvokimą, naudojami keturi genai: trys spalvinio matymo (kūgiai) ir vienas naktinio matymo (stypų), visi šie genai kilę iš vieno protėvių geno. . Kitas geno ar net viso genomo dubliavimo privalumas yra tas, kad tai padidina genomo pertekliškumą (redundantiškumą); tai leidžia vienam genui įgyti naujų funkcijų, o to geno kopija atlieka pradinę funkciją. Chromosomų pokyčiai gali atsirasti dėl didelių mutacijų, kai DNR segmentai chromosomoje yra atskiriami ir vėl įterpiami į kitą chromosomos vietą. Nariklad, dvi genties chromosomos Homo susiliejo, kad susidarytų 2 žmogaus chromosoma. Šis susiliejimas neįvyko kitų beždžionių filogenetinėje serijoje, tai yra, jų šios chromosomos yra atskirtos. Svarbiausias vaidmuo Tokie chromosomų persitvarkymai evoliucijoje paspartina populiacijų divergenciją formuojantis naujoms rūšims dėl to, kad pasitaiko mažiau tarppopuliacijų kirtimų.

Susidaro DNR sekos, galinčios judėti aplink genomą (perkeliami genetiniai elementai), pvz., transpozonai dauguma genetinė medžiaga yra augalų ir gyvūnų genetinė medžiaga ir yra svarbūs genomų evoliucijai. Pavyzdžiui, žmogaus genome yra daugiau nei milijonas Alu sekų ir šios sekos dabar padeda reguliuoti genų ekspresiją. Kitas šių mobiliųjų DNR poveikis yra tas, kad jos gali sukelti esamų genų mutacijas ar net juos pašalinti, taip padidindamos genetinę įvairovę.

Gyvybės kilmės problema

Katalikų bažnyčios evoliucijos pripažinimas

Katalikų bažnyčia pripažino lotynų kalbą popiežiaus Pijaus XII enciklikoje. Humani Generis, kad evoliucijos teorija gali paaiškinti žmogaus kūno (bet ne jo sielos) kilmę, tačiau ragindama vertinti atsargiai ir vadindama evoliucijos teoriją hipoteze. 1996 m. Popiežius Jonas Paulius II laiške Popiežiškajai mokslų akademijai patvirtino, kad teistinis evoliucionizmas yra tinkama katalikybės pozicija, teigdamas, kad evoliucijos teorija yra daugiau nei hipotezė. Todėl tarp katalikų pažodinis, jaunosios žemės, skystas kreacionizmas (J.Keene galima paminėti kaip vieną iš nedaugelio pavyzdžių). Vis dėlto, linkdama į teistinį evoliucionizmą ir „protingo dizaino“ teoriją, katalikybė, atstovaujama aukščiausių hierarchų, įskaitant 2005 m. išrinktą popiežių Benediktą XVI, vis dėlto besąlygiškai atmeta materialistinį evoliucionizmą.