História a korelácia rôznych teórií evolúcie organického sveta. Teória evolúcie organického sveta Koncept evolúcie organického sveta

6.3. Výsledky evolúcie: adaptabilita organizmov na prostredie, rozmanitosť druhov. Dôkazy o vývoji voľne žijúcich živočíchov. Adaptácia organizmov na prostredie. V dôsledku dlhého evolučného procesu sa všetky organizmy neustále vyvíjajú a

6.4. Makroevolúcia. Smery a cesty evolúcie (A.N. Severtsov, I.I. Shmalgauzen). Biologický progres a regresia, aromorfóza, idioadaptácia, degenerácia. Príčiny biologického pokroku a regresie. Hypotézy o vzniku života na Zemi. Evolúcia organického sveta.

6.5. Ľudský pôvod. Človek ako druh, jeho miesto v systéme organického sveta. Hypotézy pôvodu človeka. Hnacie sily a štádiá ľudského vývoja. Ľudské rasy, ich genetická príbuznosť. biosociálna povaha človeka. sociálne a prírodné prostredie,

Adstringens organického pôvodu Dubová kôra (Cortex Quercus) Zbiera sa skoro na jar, kôra prerastených konárov a tenkých kmeňov pestovaného a divého duba.Používa sa ako adstringens vo forme vodného odvaru (1:10) na výplachy pri zápale ďasien, stomatitída a

Kamene organického pôvodu Zlatý hrob vážky (jantár) Morská bohyňa Jurate žila na dne Baltského mora. Raz na minútu vyplávala z hlbín mora, uvidela mladého muža – rybára Kastytisa – a odniesla ho do svojho zámku. A hrad Jurate je všetko

Sociokognitívna teória (teória sociálneho učenia) vedecká a experimentálna metodológia v rámci behaviorálneho prístupu, odhaľujúca závislosť ľudského správania od množstva vnútorných procesov (napríklad pohony, pohony, potreby),

Federálna agentúra pre vzdelávanie

GOU VPO "Čeljabinská štátna univerzita"

Inštitút ekonomiky priemyslu, podnikania a administratívy

Katedra ekonomiky priemyslu a trhov

ABSTRAKT

Na tému "Teória evolúcie organického sveta"

Na tému „Koncepcie moderných prírodných vied“

Čeľabinsk

Úvod 4

1. Formovanie myšlienky rozvoja v biológii 5

2. Evolučná teória Charlesa Darwina 11

3. Antidarvinizmus 14

4. Základy genetiky 16

5. Syntetická evolučná teória 20

Záver 29

Zdroje globálnej siete Internet 32

Úvod

Moderný pokrok vo vede a technike napreduje nepredstaviteľnou rýchlosťou. Bol to on, kto umožnil ľuďom spoznávať tajomstvá prírody, naučil ich využívať prírodné zdroje, s jeho pomocou sa ľudia môžu ocitnúť ako v rozľahlosti kozmického priestoru, tak klesnúť na dno najhlbšej priehlbiny v zemskej kôre. oveľa viac. No napriek tomu všetkému stále existujú tajomstvá a možno jedno z najzáhadnejších tajomstiev, ktoré je pre ľudí stále len trochu pootvorené, bolo a zostáva záhadou pôvodu života na planéte Zem.

Podľa jednej hypotézy sa život začal v kuse ľadu. Hoci mnohí vedci veria, že prítomnosť oxidu uhličitého v atmosfére udržala skleníkové podmienky, iní veria, že na Zemi dominovala zima. Vesmírne prenášané fragmenty meteoritov, emisie z hydrotermálnych prieduchov a chemické reakcie vyskytujúce sa počas elektrických výbojov v atmosfére boli zdrojmi amoniaku a organických zlúčenín, ako sú formaldehyd a kyanid. Keď sa dostali do vody oceánov, zamrzli spolu s ňou. Vo vrstve ľadu sa molekuly organických látok tesne približovali k sebe a vstupovali do interakcií, ktoré viedli k tvorbe glycínu a iných aminokyselín.

Charles Darwin a jeho súčasníci verili, že život mohol vzniknúť vo vodnej ploche. Tento názor stále zastáva mnoho vedcov. V uzavretej a relatívne malej vodnej ploche by sa mohla v požadovanom množstve hromadiť organická hmota, ktorú do nej pritekajúce vody prinášali.

Alebo možno život vznikol v oblastiach sopečnej činnosti? Ihneď po svojom vzniku bola Zem ohnivou guľou magmy. Počas sopečných erupcií a s plynmi uvoľňovanými z roztavenej magmy sa na zemský povrch dostali rôzne chemikálie potrebné na syntézu organických molekúl.

1. Formovanie myšlienky rozvoja v biológii

Myšlienka evolúcie živej prírody vznikla v modernej dobe ako opozícia ku kreacionizmu (z latinského „stvorenia“) - náuke o stvorení sveta Bohom z ničoho a nemennosti sveta vytvoreného Stvoriteľom. . Kreacionizmus ako svetonázor sa rozvinul v období neskorej antiky a v stredoveku a zaujímal dominantné postavenie v kultúre.

Zásadnú úlohu vo vtedajšom svetonázore zohrali aj myšlienky teleológie – doktríny, podľa ktorej je v prírode všetko účelne usporiadané a akýkoľvek vývoj je realizáciou vopred stanovených cieľov. Teleológia pripisuje procesom a javom prírody ciele, ktoré sú buď ustanovené Bohom (H. Wolf), alebo sú vnútornými príčinami prírody (Aristoteles, Leibniz).

Pri prekonávaní ideí kreacionizmu a teleológie zohral významnú úlohu koncept obmedzenej variability druhov v rámci relatívne úzkych delení (od jedného jediného predka) pod vplyvom prostredia – transformizmus. Tento koncept v rozšírenej podobe sformuloval vynikajúci prírodovedec 18. storočia Georges Buffon vo svojom 36-zväzkovom diele Prírodoveda.

Transformizmus má v podstate predstavy o zmene a premene organických foriem, o pôvode niektorých organizmov od iných. Z prírodovedcov a transformujúcich filozofov 17. a 18. storočia sú najznámejší aj R. Hooke, J. Lametrie, D. Diderot, E. Darwin, I. Goethe, E. Saint-Hilaire. Všetci transformisti uznávali variabilitu druhov organizmov pod vplyvom zmien prostredia.

Systematika, biologická veda o rozmanitosti všetkých existujúcich a vyhynutých organizmov, o vzťahoch a rodinných väzbách medzi ich rôznymi skupinami (taxónmi), zohrala významnú úlohu pri formovaní myšlienky evolúcie organického sveta. Hlavnými úlohami taxonómie sú determinácia porovnávaním špecifických znakov každého druhu a každého taxónu vyššieho rangu, objasnenie spoločných vlastností u určitých taxónov. Základy systematiky položili práce J. Raya (1693) a C. Linného (1735).

Švédsky prírodovedec 18. storočia Carl Linné ako prvý dôsledne aplikoval binárne názvoslovie a vybudoval najúspešnejšiu umelú klasifikáciu rastlín a živočíchov.

V roku 1751 vyšla jeho kniha „Filozofia botaniky“, v ktorej K. Linné napísal: „Umelý systém slúži len dovtedy, kým sa nenájde prirodzený. Prvý učí iba rozpoznávať rastliny. Druhá nás naučí poznať povahu samotnej rastliny.“ A ďalej: "Prirodzená metóda je konečným cieľom botaniky."

To, čo Linné nazýva „prirodzená metóda“, je v skutočnosti nejaká základná teória života. Linného zásluhou je, že vytvorením umelého systému priviedol biológiu k potrebe uvažovať o kolosálnom empirickom materiáli z hľadiska všeobecných teoretických princípov.

Dôležitú úlohu pri formovaní a rozvoji myšlienky evolúcie živej prírody zohrala embryológia, ktorá sa v modernej dobe vyznačovala protikladom preformizmu a epigenézy.

Preformizmus – z lat. "Predstavujem" - doktrína prítomnosti v zárodočných bunkách materiálnych štruktúr, ktoré predurčujú vývoj embrya a znaky organizmu, ktoré sa z neho vyvíjajú.

Preformizmus vznikol na základe myšlienky preformácie, ktorá prevládala v 17. a 18. storočí, podľa ktorej sa sformovaný organizmus údajne premenil na vajíčko (ovis) alebo spermie (zvieratá). Preformisti (Sch. Bonnet, A. Haller a iní) sa domnievali, že problém embryonálneho vývoja by sa mal riešiť z hľadiska univerzálnych princípov bytia, chápaných výlučne rozumom, bez empirického výskumu.

Epigenéza je doktrína, podľa ktorej v procese embryonálneho vývoja dochádza k postupnej a dôslednej novotvorbe orgánov a častí embrya z bezštruktúrnej hmoty oplodneného vajíčka.

Epigenéza ako doktrína sa formovala v 17. a 18. storočí v boji proti preformizmu. Epigenetické myšlienky rozvinuli W. Garvey, J. Buffon, K. F. Wolf. Epigenetici opustili myšlienku božského stvorenia živých a pristúpili k vedeckej formulácii problému pôvodu života.

V 17.-18. storočí tak vznikla myšlienka historických zmien v dedičných vlastnostiach organizmov, nezvratný historický vývoj živej prírody - myšlienka evolúcie organického sveta.

Evolúcia – z lat. „rozvoj“ je historický vývoj prírody. V priebehu evolúcie najskôr vznikajú nové druhy, t.j. zvyšuje sa rozmanitosť foriem organizmov. Po druhé, organizmy sa prispôsobujú, t.j. prispôsobiť sa zmenám podmienok prostredia. Po tretie, v dôsledku evolúcie sa všeobecná úroveň organizácie živých bytostí postupne zvyšuje: stávajú sa zložitejšími a vylepšenými.

Prechod od myšlienky transformácie druhov k myšlienke evolúcie, historickému vývoju druhov, predpokladal v prvom rade zváženie procesu formovania druhov v jeho histórii, berúc do úvahy konštruktívnu úlohu doby. faktor v historickom vývoji organizmov, a po druhé, vývoj predstáv o vzniku kvalitatívne nového historického procesu. Prechod od transformizmu k evolucionizmu v biológii nastal na prelome 18. a 19. storočia.

Prvé evolučné teórie vytvorili dvaja veľkí vedci 19. storočia – J. Lamarck a C. Darwin.

A Baptiste Lamarck a Charles Robert Darwin vytvorili evolučné teórie, ktoré sú opačné v štruktúre, povahe argumentu a hlavných záveroch. Rozdielne sa vyvíjali aj ich historické osudy. Lamarckova teória nebola široko prijímaná jeho súčasníkmi, zatiaľ čo Darwinova teória sa stala základom evolučnej doktríny. V súčasnosti darwinizmus aj lamarckizmus naďalej ovplyvňujú vedecké koncepcie, aj keď rôznymi spôsobmi.

V roku 1809 vyšla Lamarckova filozofia zoológie, ktorá načrtla prvú holistickú teóriu evolúcie organického sveta.

Lamarck v tejto knihe dal odpovede na otázky, ktorým čelí evolučná teória, logickými dedukciami z niektorých postulátov, ktoré prijal. Ako prvý vyčlenil dva z najvšeobecnejších smerov evolúcie: vzostupný vývoj od najjednoduchších foriem života k čoraz zložitejším a dokonalejším a formovanie adaptácií v organizmoch v závislosti od zmien vonkajšieho prostredia (vývoj " vertikálne“ a „horizontálne“). Lamarck bol jedným z prvých prírodovedcov, ktorí rozvinuli myšlienku evolúcie organického sveta na úroveň teórie.

Lamarck zahrnul do svojho učenia kvalitatívne nové chápanie úlohy životného prostredia vo vývoji organických foriem, pričom vonkajšie prostredie interpretoval ako dôležitý faktor, podmienku evolúcie.

Lamarck veril, že historický vývoj organizmov nie je náhodný, ale má prirodzený charakter a prebieha v smere postupného a neustáleho zlepšovania. Lamarck označil tento nárast celkovej úrovne organizácie za gradáciu.

Lamarck považoval hnaciu silu gradácií za „túžbu prírody po pokroku“, „túžbu po dokonalosti“, ktorá je vlastná všetkým organizmom a vložená do nich Stvoriteľom. Organizmy sú zároveň schopné účelne reagovať na akékoľvek zmeny vonkajších podmienok, adaptovať sa na podmienky vonkajšieho prostredia. Lamarck špecifikoval toto ustanovenie v dvoch zákonoch:

aktívne používaný orgán sa intenzívne rozvíja a nepotrebný zmizne;

zmeny získané organizmami aktívnym využívaním niektorých orgánov a nevyužívaním iných sú u potomstva zachované.

Úlohu životného prostredia v evolúcii organizmov zvažujú rôzne oblasti evolučného učenia rôzne.

Pre smery v evolučnej doktríne, ktoré považujú historický vývoj živej prírody za priame prispôsobovanie sa organizmov prostrediu, sa používa zaužívaný názov – ektogenéza (z gréckych slov „vonku, vonku“ a „vznik, formovanie“). Zástancovia ektogenézy považujú evolúciu za proces priameho prispôsobovania sa organizmov prostrediu a jednoduché zhrnutie zmien, ktoré organizmy získali vplyvom prostredia.

Doktríny, ktoré vysvetľujú vývoj organizmov pôsobením iba vnútorných nemateriálnych faktorov („princíp dokonalosti“, „sila rastu“ atď.), sú zjednotené spoločným názvom - autogenéza.

Tieto učenia považujú evolúciu živej prírody za proces nezávislý od vonkajších podmienok, riadený a regulovaný vnútornými faktormi. Autogenéza je opakom ektogenézy.

Autogenéza má blízko k vitalizmu - súboru prúdov v biológii, podľa ktorých sa životné javy vysvetľujú prítomnosťou nehmotnej nadprirodzenej sily v organizmoch („životná sila“, „duša“, „entelechia“, „archaea“), ktorá ovláda tieto javy. Vitalizmus – z latinského „život“ – vysvetľuje životné javy pôsobením osobitného nehmotného princípu.

Myšlienka vývoja organického sveta sa svojím spôsobom vyvinula v teórii katastrof.

F Francúzsky biológ Georges Cuvier (1769 – 1832) napísal: „Život opakovane otriasol našou krajinou strašnými udalosťami. Nespočetné množstvo živých tvorov sa stalo obeťami katastrof: niektorých, obyvateľov krajiny, pohltili záplavy, iní, ktorí obývali útroby vôd, sa ocitli na súši spolu s náhle zdvihnutým morským dnom, ich rasy samy zmizli navždy, takže na svete zostane len niekoľko zvyškov, ktoré prírodovedci sotva rozlíšia.

Rozvíjaním takýchto názorov sa Cuvier stal zakladateľom teórie katastrof - konceptu, v ktorom sa myšlienka biologickej evolúcie objavila ako derivát všeobecnejšej myšlienky vývoja globálnych geologických procesov.

Teória katastrof (katastrofizmus) vychádza z predstáv o jednote geologických a biologických aspektov evolúcie.

V teórii katastrof sa postup organických foriem vysvetľuje cez rozpoznanie nemennosti jednotlivých biologických druhov.

Proti doktríne katastrofizmu sa postavili zástancovia iného konceptu evolúcie, ktorí sa tiež zameriavali predovšetkým na geologické otázky, ale vychádzali z myšlienky identity moderných a starovekých geologických procesov – konceptu uniformitarianizmu.

Uniformizmus sa vyvinul pod vplyvom úspechov klasickej mechaniky, predovšetkým nebeskej mechaniky, galaktickej astronómie a predstáv o nekonečnosti a nekonečnosti prírody v priestore a čase. V 18. – prvej polovici 19. storočia koncept uniformitarianizmu rozvinuli J. Hutton, C. Lyell, M. V. Lomonosov, K. Goff a ďalší.Tento koncept je založený na myšlienke uniformity a kontinuity prírodné zákony, ich nemennosť v priebehu dejín Zeme; absencia všetkých druhov prevratov a skokov v histórii Zeme; sčítanie malých odchýlok počas veľkých časových období; potenciálna zvratnosť javov a popretie pokroku vo vývoji.

2. Evolučná teória Charlesa Darwina

Anglický vedec Charles Darwin na rozdiel od J.B. Lamarck, upozornil na skutočnosť, že hoci sa každý živý tvor počas života mení, jedinci toho istého druhu nie sú rovnakí.

Učenie Charlesa Darwina je založené na veľkom množstve faktografického materiálu zozbieraného počas cesty a dokazujúceho opodstatnenosť jeho teórie, ako aj na vedeckých úspechoch (geológia, chémia, paleontológia, porovnávacia anatómia atď.), predovšetkým v oblasti selekcie. . Darwin najprv začal uvažovať o evolučných transformáciách nie v jednotlivých organizmoch, ale v druhu alebo vnútrodruhových skupinách.

V roku 1859 vyšla Darwinova kniha „Pôvod druhov prostredníctvom prirodzeného výberu alebo zachovanie zvýhodnených plemien v boji o život“, v ktorej vysvetlil mechanizmus evolučného procesu. Charles Darwin neustále uvažoval o príčinách evolučného procesu a dospel k najdôležitejšej myšlienke celej teórie boja o existenciu. Podstata tejto myšlienky je na prvý pohľad veľmi jednoduchá: každý druh je schopný neobmedzenej reprodukcie a zdroje potrebné na reprodukciu sú obmedzené. Dôsledkom boja o existenciu je prirodzený výber, t.j. prežitie a úspešnú produkciu potomstva tými najschopnejšími organizmami. Charles Darwin na základe faktov dokázal, že prirodzený výber je hlavným faktorom v evolučnom procese v prírode a umelý výber hrá rovnakú dôležitú úlohu pri vytváraní plemien zvierat a odrôd rastlín.

Ch.Darwin formuloval myšlienky o umelom výbere, pričom zdôraznil jeho dve formy: metodickú, čiže vedomú a nevedomú.

Nevedomá selekcia je najskoršou formou umelého výberu, pri ktorej si človek nestanovuje konkrétny cieľ, ale zachováva najlepšie, užitočné organizmy (rastlinné alebo živočíšne).

Metodický výber je tvorivý proces, ktorý sa vyznačuje tým, že šľachtiteľ si kladie za úlohu vyšľachtiť určité plemeno zvieraťa alebo rastlinnej odrody s ekonomicky hodnotnými vlastnosťami.

Darwin ukázal existenciu určitých rozdielov medzi umelým a prírodným výberom.

C. Darwin sformuloval aj princíp divergencie znakov, ktorý je veľmi dôležitý pre pochopenie procesu vzniku nových druhov. V dôsledku prirodzeného výberu vznikajú formy, ktoré sa líšia od pôvodného druhu a sú prispôsobené špecifickým podmienkam prostredia. V priebehu času vedie tento nesúlad k objaveniu sa veľkých rozdielov v pôvodne mierne odlišných formách. V dôsledku toho vytvárajú rozdiely v mnohých smeroch. Postupom času sa nahromadí toľko rozdielov, že vznikajú nové druhy. Práve to zabezpečuje rozmanitosť druhov na našej planéte.

V súlade s myšlienkami Charlesa Darwina sú hlavnými hybnými silami evolúcie dedičnosť, variabilita (určitá, alebo skupinová a neurčitá, alebo individuálna) a prirodzený výber – výsledok boja o existenciu, ktorý riadi evolučný proces.

Určitou variabilitou je variabilita skupiny jedincov toho istého druhu vplyvom určitých faktorov prostredia, ktorá má adaptačný charakter (strata listov rastlinami počas sucha alebo listnatými rastlinami mierneho pásma na jeseň). Ak neexistuje faktor spôsobujúci zmenu, táto zmena spravidla zaniká.

Neistá premenlivosť je individuálna variabilita jednotlivých znakov u jednotlivých jedincov druhu, ktorý nemá adaptačný charakter (zviera albín, trpasličí rastlina). Takéto zmeny môžu byť zdedené bez ohľadu na podmienky prostredia. Preto bola podľa Darwina hlavnou hodnotou pre evolúciu neurčitá variabilita.

Korelatívna variabilita spočíva v tom, že pri zmene jedného orgánu alebo orgánového systému sa súčasne s ním menia aj iné orgány alebo štruktúry. Napríklad vývoj prsných svalov a tvorba kíl u vtákov.

Kompenzačná variabilita je vyjadrená v tom, že vývoj niektorých orgánov alebo štruktúr vedie k nedostatočnému rozvoju iných.

Už v roku 1860 vedci z mnohých krajín prijali Darwinove učenie (T. Huxley, A. Wallace, J. Hooker v Anglicku, E. Haeckel, F. Muller v Nemecku, K.A. Timiryazev, I.I. Mechnikov, A. O. a V. O. Kovalevsky, I. M. Sechenov v Rusku, A. Gray v USA). K podobným evolučným myšlienkam dospel nezávisle od Charlesa Darwina anglický zoológ Alfred Wallace. Charles Darwin vysoko ocenil myšlienky mladého vedca o prirodzenom výbere.

Základné princípy evolučného učenia Ch.Darwina.

Každý druh je schopný neobmedzenej reprodukcie.

Obmedzené životné zdroje bránia realizácii potenciálu neobmedzenej reprodukcie. Väčšina jedincov zomiera v boji o existenciu a nezanecháva potomkov.

Smrť alebo úspech v boji o existenciu sú selektívne. Organizmy toho istého druhu sa navzájom líšia súborom charakteristík. V prírode prežívajú a zanechávajú potomstvo tie jedince, ktoré majú pre dané podmienky najúspešnejšiu kombináciu vlastností, t.j. lepšie prispôsobené.

Ch.Darwin nazval selektívne prežívanie a rozmnožovanie najschopnejších organizmov prirodzeným výberom.

Pod vplyvom prirodzeného výberu vyskytujúceho sa v rôznych podmienkach sa v skupinách jedincov toho istého druhu z generácie na generáciu hromadia rôzne adaptívne črty. Skupiny jedincov nadobúdajú také výrazné rozdiely, že sa menia na nové druhy (princíp divergencie znakov).

Charles Darwin ako prvý zdôvodnil materialistickú evolučnú teóriu. Dokázal realitu existencie vyvíjajúceho sa druhu, ktorý sa rodí, vyvíja a zaniká. Darwin zdôvodnil princíp jednoty diskontinuity a kontinuity pri vzniku druhu, ukázal, ako sa neurčité náhodné zmeny pod vplyvom prirodzeného výberu menia na adaptívne črty druhu. Vedec určil materiálne príčiny tohto javu a ukázal vznik relatívnej účelnosti. Zásluha Charlesa Darwina vo vede nespočíva ani tak v tom, že dokázal existenciu evolúcie, ale v tom, že vysvetlil, ako k nej môže dôjsť.

3. Antidarvinizmus

Antidarvinizmus (z gréckeho „anti-“ – proti a darwinizmus), skupina učenia, ktoré v tej či onej forme popiera vedúcu úlohu prirodzeného výberu v evolúcii. Do tejto kategórie patria obe konkurenčné evolučné teórie: lamarckizmus, saltacionizmus, katastrofizmus, ako aj viac-menej súkromná kritika hlavných ustanovení darwinizmu. Antidarvinizmus by sa nemal stotožňovať s popieraním evolúcie ako historického procesu (t. j. antievolucionizmom).

Historicky antidarwinizmus vznikol ako kritická reakcia na vydanie knihy Charlesa Darwina O pôvode druhov. Tieto námietky najdôslednejšie a najlogickejšie zhrnul v roku 1871 sv. Maivart vo svojom článku „O formovaní druhov“:

keďže odchýlky od normy sú zvyčajne malé, nemali by výrazne ovplyvňovať kondíciu jednotlivcov;

keďže k dedičným odchýlkam dochádza náhodne, musia sa vzájomne kompenzovať v sérii generácií;

akumulácia a fixácia malých odchýlok je ťažké vysvetliť vznik zložitých integrálnych štruktúr, ako je oko alebo vnútorné ucho.

Okrem toho by podľa Darwina mali byť v prírode široko zastúpené prechodné formy, pričom medzi taxónmi sa zvyčajne nachádzajú viac či menej zreteľné zlomy (hiátusy), ktoré sú badateľné najmä v paleontologickom materiáli. Sám Darwin venoval pozornosť týmto námietkam v ďalších vydaniach svojej práce, ale nedokázal ich vysvetliť argumentmi. Kvôli tomu v druhej polovici 19. storočia vznikli konkurenčné evolučné teórie ako neolamarckizmus a neokatastrofizmus.

Začiatkom 20. storočia početné, často populárne, mechanolamarckistické diela demonštrovali možnosť „adekvátnej variability a dedičnosti získaných znakov“. Prvé práce genetikov (H. de Vries, W. Batson) v praxi dokázali kŕčovitý, náhly charakter výskytu dedičných zmien, a nie postupné hromadenie zmien pod vplyvom selekcie (tzv. genetická anti- darvinizmus). Napokon sa objavilo mnoho prác, ktoré experimentálne dokazujú „neefektívnosť“ prirodzeného výberu. V roku 1903 teda W. Johannsen vykonal selekciu v čistých líniách fazule, pričom semená rozdelil podľa veľkosti do troch skupín: veľké, stredné a malé. Zistil, že potomstvo každej skupiny reprodukovalo celú škálu veľkostí semien, identických s rodičmi. Z moderných pozícií je tento výsledok zrejmý – nededí sa vlastná vlastnosť, ale norma reakcie. Na začiatku 20. storočia však boli takéto diela vnímané ako vyvrátenie princípu prirodzeného výberu. Tieto okolnosti viedli k tzv. kríza darwinizmu, alebo „agnostické obdobie vo vývoji evolučnej doktríny“, ktoré trvalo do 30. rokov 20. storočia. Prirodzeným východiskom z krízy bola syntéza genetiky a populačného prístupu, ako aj vznik syntetickej teórie evolúcie.

4. Základy genetiky

Hlavná dedičná informácia je uložená v špecifických telách bunkového jadra eukaryotov, ktoré sa nazývajú chromozómy. Chromozóm je komplex pozostávajúci z jednej obrovskej molekuly deoxyribonukleovej kyseliny (DNA) a mnohých proteínových molekúl. DNA je polymér, to znamená, že pozostáva z veľkého počtu monomérov spojených do série - nukleotidov. Existujú štyri rôzne nukleotidy adenín (A), tymín (T), guanín (G) a cytozín (C). Molekula DNA pozostáva z dvoch polynukleotidových reťazcov stočených do dvojitej špirály. Aby bola molekula dvojvláknovej DNA stabilná, je potrebné, aby bol T nukleotid oproti nukleotidu A v opačnom vlákne a naopak. To isté platí pre nukleotidy G a C. Je to spôsobené vlastnosťou nukleotidov nazývanou komplementarita. Sekvencia nukleotidov v jednom vlákne teda úplne určuje sekvenciu nukleotidov v druhom vlákne.

Nukleotidy A, T, G a C sú akousi abecedou, pomocou ktorej sú všetky dedičné informácie zakódované v molekulách DNA. Gén je segment chromozómu, ktorý uchováva informácie o určitej vlastnosti organizmu. (Táto definícia je mimoriadne zjednodušená, ale na ďalšiu prezentáciu je celkom vhodná). Každý chromozóm pozostáva z kódujúcich oblastí, ktorými sú gény a nekódujúce sekvencie.
V jadrách ľudských somatických buniek je normálne 46 chromozómov: 44 autozómov a 2 pohlavné chromozómy.

Autozómy sú spárované, to znamená, že 44 autozómov možno rozdeliť na 22 párov homológnych chromozómov. Homologické chromozómy majú rovnakú štruktúru, to znamená, že nesú gény obsahujúce informácie o rovnakých vlastnostiach organizmu. Nukleotidové sekvencie v kódujúcich aj nekódujúcich oblastiach homológnych chromozómov sa však môžu líšiť. Nukleotidové sekvencie umiestnené na rovnakom mieste (lokuse) na homológnych chromozómoch, ale majúce odlišné nukleotidové zloženie, sa nazývajú
sú alely. Ak má osoba identické alely v akomkoľvek lokuse, potom sa nazýva homozygotná pre tento lokus. Lokusy sa značne líšia v počte prítomných alel. Väčšina lokusov má až dve alely, existujú však takzvané vysoko polymorfné lokusy s desiatimi alebo viacerými alelami. Súbor alel daného jedinca pre akýkoľvek lokus alebo skupinu lokusov sa nazýva genotyp. Súbor alelických variantov lokusov, ktoré ležia na rovnakom chromozóme, sa nazýva haplotyp. Proces určenia genotypu alebo haplotypu jednotlivca podľa akéhokoľvek lokusu alebo skupiny lokusov sa nazýva typizácia.

Existujú dva typy pohlavných chromozómov – X a Y, ktoré sa navzájom veľmi líšia veľkosťou aj génmi v nich uloženými. Obsah pohlavných chromozómov v jadrách ľudských buniek závisí od pohlavia: ženy majú normálne dva chromozómy X, muži jeden chromozóm X a jeden chromozóm Y.
Súbor chromozómov obsahujúci 22 párov autozómov a dva pohlavné chromozómy sa nazýva diploidný súbor.

K prenosu dedičnej informácie dochádza pri delení buniek. Existujú dva typy bunkového delenia – mitóza a meióza.
V dôsledku mitózy sa jedna materská bunka rozdelí na dve dcérske bunky. V určitom štádiu mitózy sa chromozómy materskej bunky zdvojnásobia a v budúcnosti každá dcérska bunka dostane kompletnú diploidnú sadu chromozómov. Podľa typu mitózy dochádza k deleniu somatických buniek.

Pri vytváraní zárodočných buniek (vajíčka u žien, spermie u mužov) v určitom štádiu dochádza k deleniu buniek podľa typu meiózy. Počas meiózy dochádza k dvom deleniam. Počas prvého štádia meiózy sú chromozómy duplikované, ale dve sesterské chromatidy sa neoddeľujú, ale zostávajú spolu, spojené na špecifickom mieste nazývanom centroméra. V určitej fáze prvého delenia meiózy nastáva konjugácia, to znamená adhézia jednej zo sesterských chromatíd na jednu z chromatíd homológneho chromozómu. V tomto čase sa uskutočňuje rekombinácia, čo je výmena miest medzi zlepenými chromatidami homológnych chromozómov. Treba poznamenať, že u mužov, ktorých bunky nesú jeden X- a jeden Y-chromozóm, dochádza ku konjugácii medzi pohlavnými chromozómami na veľmi malej ploche. U žien sa dva chromozómy X konjugujú a rekombinujú rovnakým spôsobom ako autozómy. V dôsledku prvého delenia meiózy sa vytvoria dve dcérske bunky, ktoré obsahujú jeden z každého páru homológnych chromozómov. Treba poznamenať, že divergencia homológnych chromozómov do dcérskych buniek je náhodný proces, to znamená, že nie je možné vopred predpovedať, ktorý z chromozómov skončí v ktorej bunke. Pri druhom delení meiózy sa oddeľujú sesterské chromatidy, z ktorých každá vstupuje do dcérskej bunky. V dôsledku meiózy sa teda z jednej bunky nesúcej 46 chromozómov vytvoria štyri zárodočné bunky, z ktorých každá nesie 23 chromozómov (22 autozómov a jeden pohlavný chromozóm), teda polovicu genetického materiálu obsiahnutého v somatických bunkách. Takýto súbor chromozómov sa nazýva haploidný súbor.
Všimnite si, že všetky ženské vajíčka nesú jeden chromozóm X, zatiaľ čo jedna polovica mužských spermií má chromozóm X a druhá polovica chromozóm Y.

Počas oplodnenia sa jadrá spermií a vaječných buniek spájajú, v dôsledku čoho jadro výslednej zygoty dostane kompletnú diploidnú sadu chromozómov. Ak bolo vajíčko oplodnené spermiou, ktorej jadro obsahovalo chromozóm X, potom sa zo zygoty normálne vyvinie ženský plod. Ak je vajíčko oplodnené spermiou nesúcou chromozóm Y, pohlavie plodu bude muž.

Z uvedeného vyplýva, že jednu polovicu chromozómov obsiahnutých v jadrách somatických buniek každého človeka dostal od biologickej matky a druhú polovicu od biologického otca. V dôsledku rekombinačných udalostí, ktoré sa vyskytujú v prvej fáze meiózy, chromozómy dieťaťa nie sú presnými kópiami chromozómov každého z rodičov, ale sú to zvláštne chiméry.

Okrem bunkového jadra je DNA obsiahnutá v mitochondriách - bunkových organelách, ktoré sa nachádzajú v cytoplazme a sú akýmisi energetickými stanicami bunky. Mitochondriálna DNA je relatívne malá (~16,5 tisíc párov báz), uzavretá do kruhu, molekuly. Jedna mitochondria obsahuje v priemere 4-5 identických kópií takýchto molekúl. Keďže v bunke je niekoľko stoviek mitochondrií, počet molekúl mitochondriálnej DNA na bunku môže dosiahnuť napríklad vo vajíčkach niekoľko tisíc, no priemerná hodnota kolíše okolo 500. Dôležitou vlastnosťou človeka, podobne ako väčšiny cicavcov, je skutočnosť, že počas oplodnenia mitochondrie spermií nevstupujú do vajíčka. To znamená, že zygota vytvorená počas oplodnenia obsahuje iba mitochondrie (a teda mitochondriálnu DNA) materského vajíčka. Súbor alelických variantov mitochondriálnej molekuly DNA sa nazýva mitotyp.

5. Syntetická evolučná teória

Syntetická evolučná teória - moderný darwinizmus - vznikla začiatkom 40-tych rokov XX storočia. Je to doktrína evolúcie organického sveta, vyvinutá na základe údajov modernej genetiky, ekológie a klasického darwinizmu. Termín „syntetický“ pochádza z názvu knihy slávneho anglického evolucionistu J. Huxleyho „Evolution: a modern Synthetic“ (1942). Mnoho vedcov prispelo k rozvoju syntetickej teórie evolúcie.

Po znovuobjavení Mendelových zákonov, dôkazoch o diskrétnej povahe dedičnosti a najmä po vytvorení teoretickej populačnej genetiky prácami R. Fishera (1918-1930), J. B. S. Haldane ml. (1924), S. Wright ( 1931; 1932), Darwinovo učenie získalo pevný genetický základ. No zatiaľ čo teoretici polemizovali o frekvencii prirodzeného mutačného procesu, nemecký rastlinný genetik E. Baur v roku 1924 ukázal na snapdragon saturáciu prirodzených populácií malými, hlavne fyziologickými mutáciami.

SS Chetverikov pri tvorbe genetiky prirodzených populácií Bol nielen genetikom, ale aj hlboko znalým zoológom, čo umožnilo po prvý raz diskutovať o problémoch druhov a speciácií z genetického hľadiska. Preto bola evolučná syntéza akosi obsiahnutá v zárodku už v Chetverikovovom článku „O niektorých momentoch evolučného procesu z pohľadu modernej genetiky“ (1926). Chetverikovov článok predstavoval špecifický program populačného genetického výskumu, ktorý realizovali jeho talentovaní študenti. N. V. a E. A. Timofeev-Resovsky „priniesli“ Chetverikove myšlienky do Európy a F. G. Dobzhansky, študent leningradského evolučného genetika Yu. A. Filipčenka, vytvoril najväčšiu svetovú medzinárodnú školu evolučných genetikov, ktorá spustila bezprecedentný výskum v Spojených štátoch. Z Ruska tak boli vyňaté mnohé základné myšlienky budúcej syntetickej evolučnej teórie.

Dôležitým predpokladom pre vznik novej teórie evolúcie bola kniha anglického genetika, matematika a biochemika J. B. S. Haldana, Jr., ktorý ju vydal v roku 1932 pod názvom „Príčiny evolúcie“. Ruský preklad z roku 1935 je vyhotovený so skratkami a neodráža úplnosť autorových myšlienok.

Haldane, vytvárajúci genetiku individuálneho vývoja, okamžite zaradil novú vedu do riešenia problémov makroevolúcie. Zásadné evolučné inovácie vznikajú veľmi často na základe neoténie (zachovanie juvenilných znakov v dospelom organizme). Neoteny Haldane vysvetlil pôvod človeka (nahej opice), evolúciu takých veľkých taxónov, ako sú amonoidy, graptolity a foraminifery. Chetverikov učiteľ NK Koltsov v roku 1933 ukázal, že neoténia je rozšírená v živočíšnej ríši a hrá dôležitú úlohu v progresívnom vývoji. Neoténia vedie k morfologickému zjednodušeniu pri zachovaní bohatosti genotypu.

V 30. a 40. rokoch 20. storočia došlo k rýchlej syntéze genetiky a darwinizmu. Genetické myšlienky prenikli do systematiky, paleontológie, embryológie a biogeografie. Pojem „moderná“ alebo „evolučná syntéza“ pochádza z názvu knihy J. Huxleyho „Evolution: The Modern Syntéza“ (1942). Výraz „syntetická evolúcia“ v presnej aplikácii na túto teóriu prvýkrát použil J. Simpson v roku 1949.

V americkej literatúre sa medzi tvorcami STE najčastejšie spomínajú mená F. Dobzhansky, J. Huxley, E. Mayr, J. Simpson, B. Rensch, J. Stebbins. Toto samozrejme zďaleka nie je úplný zoznam. Len z ruských vedcov by sme mali menovať A. N. Severtsova, I. I. Shmalgauzena, N. V. Timofeeva-Resovského, G. F. GauzeN. P. DubininaA. L. Takhtadzhyan, E. I. Lukin. Z britských vedcov je skvelá úloha J. B. S. Haldana, Jr., D. Lacka, C. Waddingtona, G. de Beera. Nemeckí historici (W. Reif, Th. Junker, U. Hosfeld) medzi aktívnymi tvorcami STE uvádzajú mená E. Baura, W. Zimmermanna, W. Ludwiga, G. Heberera a ďalších.

Autori syntetickej teórie sa nezhodli na množstve zásadných problémov a pracovali v rôznych oblastiach biológie, ale prakticky sa zhodli na interpretácii nasledujúcich základných ustanovení: miestne obyvateľstvo sa považuje za elementárnu jednotku evolúcie; materiálom pre evolúciu je mutačná a rekombinačná variabilita; prirodzený výber sa považuje za hlavný dôvod vývoja adaptácií, speciácií a pôvodu nadšpecifických taxónov; genetický drift a princíp zakladateľa sú dôvodmi pre vytvorenie neutrálnych vlastností; druh je systém populácií reprodukčne izolovaných od populácií iných druhov a každý druh je ekologicky izolovaný (jeden druh - jedna nika); speciácia spočíva vo vzniku genetických izolačných mechanizmov a uskutočňuje sa najmä v podmienkach geografickej izolácie; závery o príčinách makroevolúcie (pôvodu nadšpecifických taxónov) možno získať štúdiom mikroevolúcie, vybudovaným na základe presných experimentálnych údajov, terénnych pozorovaní a teoretických dedukcií. Je celkom zrejmé, že „Syntéza“ nebola metafyzickou konštrukciou bez vymedzených hraníc. Išlo skôr o jasný vedecký program, pôsobiaci ako organizátor konkrétneho výskumu.

Aktivita amerických tvorcov STE bola taká vysoká, že rýchlo vytvorili medzinárodnú spoločnosť pre štúdium evolúcie, ktorá sa v roku 1946 stala zakladateľom časopisu Evolution. Americký prírodovedec sa opäť vrátil k publikovaniu článkov o evolučných témach, pričom kládol dôraz na syntézu genetiky, experimentálnej a terénnej biológie. V dôsledku mnohých a rôznorodých štúdií boli hlavné ustanovenia STE nielen úspešne otestované, ale boli tiež upravené a doplnené o nové nápady.

Takmer vo všetkých historických a vedeckých modeloch sa rok 1937 nazýval rokom vzniku STE - tento rok sa objavila kniha rusko-amerického genetika a entomológa-systematika F. G. Dobzhanského "Genetika a pôvod druhov". Úspech Dobzhanského knihy predurčil fakt, že bol prírodovedcom aj experimentálnym genetikom. Dobzhanského „dvojitá“ špecializácia mu umožnila ako prvý hodiť pevný most z tábora experimentálnych biológov do tábora prírodovedcov “(E. Mayr). Dobzhansky bol často nazývaný "Darwinovým dvojčaťom v 20. storočí". Prvýkrát bol sformulovaný najdôležitejší koncept „izolačných mechanizmov evolúcie“ – tie reprodukčné bariéry, ktoré oddeľujú genofond jedného druhu od genofondu iných druhov. Dobzhansky uviedol do širokého vedeckého obehu polozabudnutú Hardy-Weinbergovu rovnicu. Do naturalistického materiálu zaviedol aj „efekt S. Wrighta“, pričom sa domnieval, že mikrogeografické rasy vznikajú pod vplyvom náhodných zmien vo frekvenciách génov u malých izolátov, teda adaptívne-neutrálnym spôsobom.

V roku 1942 vydal nemecko-americký ornitológ a zoogeograf E. Mayr knihu Systematika a pôvod druhov (ruský preklad: 1947), v ktorej sa dôsledne rozvíjal koncept polytypického druhu a geneticko-geografický model speciácie. Mayr navrhol zakladateľov princíp, ktorý sformuloval do konečnej podoby v roku 1954. Ak genetický drift spravidla poskytuje kauzálne vysvetlenie pre vznik neutrálnych vlastností v časovej dimenzii, potom zakladateľský princíp v priestorovej (ostrovný model špeciácia.).

Po zverejnení prác Dobzhanského a Mayra dostali taxonómovia genetické vysvetlenie toho, čomu dlho verili: poddruhy a blízko príbuzné druhy sa líšia adaptívne-neutrálnymi znakmi. Žiadna z prác o STE sa nedá porovnať so spomínanou knihou z roku 1942. Anglický experimentálny biológ a prírodovedec J. Huxley. Huxleyho dielo objemom analyzovaného materiálu a šírkou problematiky prevyšuje aj knihu samotného Darwina. Huxley dlhé roky pamätal na všetky smery vo vývoji evolučného myslenia, pozorne sledoval vývoj príbuzných vied a mal osobné skúsenosti ako experimentálny genetik. Významný historik biológie zhodnotil Huxleyho dielo takto: „Evolúcia. Moderná syntéza bola na tému a dokumenty najobsiahlejšia ako iné práce na túto tému. Knihy Haldana a Dobzhanského boli napísané hlavne pre genetikov, Mayr pre taxonómov a Simpson pre paleontológov. Huxleyho kniha sa stala dominantnou silou v evolučnej syntéze." (Provin)

Z hľadiska objemu nemala Huxleyho kniha obdobu (645 strán). Najzaujímavejšie však je, že všetky hlavné myšlienky uvedené v knihe napísal Huxley veľmi jasne na strane 20 už v roku 1936, keď poslal adresu Britskej asociácii pre pokrok vedy pod názvom: „ Prirodzený výber a evolučný pokrok." V tomto aspekte sa žiadna z publikácií o evolučnej teórii, ktoré vyšli v 30. a 40. rokoch minulého storočia, nemôže porovnávať s Huxleyho dokumentom. Huxley sa dobre cítil v duchu doby a napísal: „V súčasnosti je biológia vo fáze syntézy. Dovtedy nové disciplíny fungovali izolovane. Teraz existuje trend k zjednocovaniu, ktorý je plodnejší ako staré jednostranné pohľady na evolúciu“ (Huxley, 1936, s. 81). Už v spisoch z 20. rokov Huxley ukázal, že dedenie získaných vlastností je nemožné (Mayr a Rensch boli v tom čase lamarckisti); prirodzený výber pôsobí ako faktor evolúcie a ako faktor stabilizácie populácií a druhov (evolučná stagnácia); prirodzený výber pôsobí na malé a veľké mutácie; geografická izolácia je najdôležitejšou podmienkou pre speciáciu. Zjavný účel evolúcie je vysvetlený mutáciami a prirodzeným výberom.

Hlavné body Huxleyho článku z roku 1936 možno veľmi stručne zhrnúť do tejto formy:

Mutácie a prirodzený výber sú komplementárne procesy, ktoré samotné nedokážu vytvoriť riadenú evolučnú zmenu.

Selekcia v prirodzených populáciách najčastejšie nepôsobí na jednotlivé gény, ale na komplexy génov. Mutácie nemôžu byť prospešné ani škodlivé, ale ich selektívna hodnota sa v rôznych prostrediach líši. Mechanizmus účinku selekcie závisí od vonkajšieho a genotypového prostredia a vektora jeho pôsobenia od fenotypového prejavu mutácií

Reprodukčná izolácia je hlavným kritériom indikujúcim dokončenie speciácie. Špeciácia môže byť spojitá a lineárna, spojitá a divergentná, ostrá a konvergentná.

Gradualizmus a panadaptacionizmus nie sú univerzálnymi charakteristikami evolučného procesu. Väčšina suchozemských rastlín sa vyznačuje diskontinuitou a rýchlou tvorbou nových druhov. Rozšírené druhy sa vyvíjajú postupne, zatiaľ čo malé izoláty sa vyvíjajú diskontinuálne a nie vždy adaptívne. Diskontinuálna speciácia je založená na špecifických genetických mechanizmoch (hybridizácia, polyploidia, chromozomálne a genómové aberácie). Druhy a nadšpecifické taxóny sa spravidla líšia adaptívne-neutrálnymi znakmi. Hlavné smery evolučného procesu (pokrok, špecializácia) sú kompromisom medzi prispôsobivosťou a neutralitou.

V prirodzených populáciách sú rozšírené potenciálne preadaptívne mutácie. Tento typ mutácie hrá rozhodujúcu úlohu v makroevolúcii, najmä počas období dramatických zmien životného prostredia.

Onto- a fylogenéza. Koncept miery pôsobenia génov vysvetľuje evolučnú úlohu heterochrónie a alometrie. Syntéza problémov genetiky s konceptom rekapitulácie vedie k vysvetleniu rýchleho vývoja druhov na slepej uličke špecializácie. Prostredníctvom neoténie dochádza k „omladzovaniu“ taxónu a získava nové rýchlosti evolúcie. Analýza vzťahu ontogenézy a fylogenézy umožňuje objaviť epigenetické mechanizmy smerovania evolúcie.

V procese progresívneho vývoja pôsobí selekcia na zlepšenie organizácie. Hlavným výsledkom evolúcie bol vzhľad človeka. S príchodom človeka sa veľká biologická evolúcia rozvinie do psycho-sociálnej. Evolučná teória je jednou z vied, ktoré skúmajú formovanie a vývoj ľudskej spoločnosti a vytvára základ pre pochopenie podstaty človeka a jeho budúcnosti.

Široká syntéza údajov z porovnávacej anatómie, embryológie, biogeografie, paleontológie s princípmi genetiky bola uskutočnená v prácach I. I. Schmalhausena (1939), A. L. Takhtadzhyana (1943), J. Simpsona (1944), B. Renscha (1947). ). Z týchto štúdií vyrástla teória makroevolúcie. V angličtine vyšla iba Simpsonova kniha a v období veľkého rozmachu americkej biológie sa najčastejšie spomína ako jediná medzi zakladajúcimi dielami. I. I. Shmalgauzen bol žiakom A. N. Severtsova. Už v 20. rokoch však bola určená jeho samostatná cesta. Študoval kvantitatívne vzorce rastu, genetiku prejavov znakov, samotnú genetiku. Jeden z prvých Schmalhausen uskutočnil syntézu genetiky a darwinizmu. Z obrovského odkazu I. I. Schmalhausena vyniká jeho monografia „Cesty a vzory evolučného procesu“ (1939). Prvýkrát v histórii vedy sformuloval princíp jednoty mechanizmov mikro- a makroevolúcie. Táto téza nebola len postulovaná, ale priamo nadväzovala na jeho teóriu stabilizačnej selekcie, ktorá zahŕňa populačno-genetické a makroevolučné zložky (autonomizácia ontogenézy) v priebehu progresívnej evolúcie. A. L. Takhdadzhyan v monografickom článku „The Relationships of ontogenesis and Phylogeny in Higher Plants“ (1943) nielen aktívne zaradil botaniku na obežnú dráhu evolučnej syntézy, ale v skutočnosti vybudoval originálny ontogenetický model makroevolúcie („mäkký saltacionizmus“). Takhtadzhyanov model založený na botanickom materiáli rozvinul mnohé z pozoruhodných myšlienok A. N. Severcova, najmä teóriu archalaxie (náhla zmena orgánu v najskorších štádiách jeho morfogenézy, vedúca k drastickým zmenám v celom priebehu ontogenézy). Najťažší problém makroevolúcie - medzery medzi veľkými taxónmi, vysvetlil Takhtadzhyan úlohou neoténie v ich pôvode. Neoténia zohrala dôležitú úlohu pri vzniku mnohých vyšších taxonomických skupín, vrátane kvitnúcich. Bylinné rastliny sa vyvinuli z drevín dlhou líniovou neoténiou.

Ekológia populácií a spoločenstiev vstúpila do evolučnej teórie syntézou Gauseovho zákona a geneticko-geografického modelu speciácie. Reprodukčná izolácia bola doplnená o ekologickú niku ako najdôležitejšie druhové kritérium. Zároveň sa ukázalo, že nikový prístup k druhom a speciácii je všeobecnejší ako čisto genetický, pretože je použiteľný aj pre druhy, ktoré nemajú sexuálny proces.

Vstup ekológie do evolučnej syntézy bol posledným štádiom formovania teórie. Od tohto momentu sa začalo obdobie používania STE v praxi taxonómie, genetiky a selekcie, ktoré trvalo až do rozvoja molekulárnej biológie a biochemickej genetiky.

Azda najdôležitejším príspevkom molekulárnej genetiky k evolučnej teórii bolo rozdelenie génov na regulačné a štrukturálne (model R. Brittena a E. Davidsona 1971). Sú to regulačné gény, ktoré riadia vznik reprodukčných izolačných mechanizmov a vysokú mieru tvorby nových foriem. To, že sa regulačné gény zdanlivo menia nezávisle od enzymatických génov a spôsobujú rýchle zmeny (v geologickom časovom meradle) na morfologickej a fyziologickej úrovni, bolo jedným z dôvodov rozsiahleho oživenia myšlienok v duchu „tvrdého“ saltacionizmu. Priaznivci STE (F. Dobzhansky, E. Mayr, A. L. Takhadzhyan, F. Ayala) zároveň presvedčivo interpretovali tieto údaje v rámci myšlienok STE. Predovšetkým bola preukázaná tvorba reprodukčných izolačných mezán. Rozvojom najnovších vied však ešte nevznikol koncept evolúcie, ktorý by mohol plnohodnotne nielen nahradiť, ale dokonca konkurovať syntetickej teórii.

Hlavné ustanovenia syntetickej teórie evolúcie možno zhrnúť takto:

Materiálom pre evolúciu sú dedičné zmeny - mutácie (spravidla gény) a ich kombinácie.

Hlavným hnacím faktorom evolúcie je prirodzený výber, ktorý vzniká na základe boja o existenciu.

Najmenšou evolučnou jednotkou je populácia.

Evolúcia je vo väčšine prípadov divergentná, t.j. jeden taxón sa môže stať predkom viacerých dcérskych taxónov.

Evolúcia je postupná a dlhotrvajúca. Speciácia ako štádium evolučného procesu je postupná zmena jednej dočasnej populácie postupnosťou nasledujúcich dočasných populácií.

Druh pozostáva z mnohých podradených, morfologicky, fyziologicky, ekologicky, biochemicky a geneticky odlišných, ale reprodukčne neizolovaných jednotiek – poddruhov a populácií.

Druh existuje ako holistický a uzavretý útvar. Integrita druhu je udržiavaná migráciou jedincov z jednej populácie do druhej, pri ktorej dochádza k výmene alel ("génový tok"),

Makroevolúcia na vyššej úrovni ako druh (rod, čeľaď, rad, trieda atď.) prechádza mikroevolúciou. Podľa syntetickej teórie evolúcie neexistujú žiadne vzorce makroevolúcie, ktoré by sa líšili od mikroevolúcie. Inými slovami, evolúciu skupín druhov živých organizmov charakterizujú rovnaké predpoklady a hnacie sily ako pre mikroevolúciu.

Každý skutočný (a nie zložený) taxón má monofyletický pôvod.

Evolúcia má neriadený charakter, to znamená, že nesmeruje k žiadnemu konečnému cieľu.

Syntetická evolučná teória odhalila základné mechanizmy evolučného procesu, nazhromaždila mnoho nových faktov a dôkazov o evolúcii živých organizmov a spojila údaje z mnohých biologických vied. Napriek tomu je syntetická evolučná teória (alebo neodarwinizmus) v súlade s myšlienkami a trendmi, ktoré položil Charles Darwin.

Teraz väčšina vedcov používa výraz „moderná evolučná teória“. Pri takomto názve už nie je potrebný akýkoľvek koncept makroevolúcie, ktorý striktne vychádza z mikroevolučných štúdií. Hlavným výdobytkom modernej evolučnej teórie je taký pohľad na evolúciu, v ktorom sa môžu striedať postupné zmeny so saltačnými.

Záver

Biologická evolúcia je nezvratný a do určitej miery riadený historický vývoj voľne žijúcich živočíchov, sprevádzaný zmenou genetického zloženia populácií, formovaním adaptácie, vznikom a zánikom druhov, premenami biogeocenóz a biosféry ako celku. Inými slovami, biologickú evolúciu treba chápať ako proces adaptívneho historického vývoja živých foriem na všetkých úrovniach organizácie živých vecí.

V poslednom čase sa pri štúdiu dejín vývoja vedy čoraz viac vyostruje problém racionálnej rekonštrukcie jej historického vývoja, spojený s rozdielom medzi naším chápaním minulých vedeckých výskumov a tým, ako sami prírodovedci chápali svoje objavy. Kumulatívny model rozvoja vedy, ktorý dlho dominoval, t.j. kritizuje sa prezentácia obsahu poznania v ich historickom vývoji, keďže v jeho rámci je poznanie vytrhávané z historického kontextu a zaraďované do systému moderných predstáv, čiže sa predpokladá existencia určitej racionality spoločnej pre všetkých . V poslednom čase sa rozšíril koncept revolučnej zmeny v základných programoch poznania a na miesto spoločného pre všetkých nastupujú rôzne historické typy racionality. Pri štúdiu etáp formovania myšlienky rozvoja v biológii od staroveku po súčasnosť je potrebné pokúsiť sa na jednej strane vytvoriť racionálnu rekonštrukciu a zároveň zohľadniť rozdiely v typy racionality so zmenou epoch.

Samotná biologická evolúcia je dnes už vedecky potvrdeným faktom, o ktorom žiadny prírodovedec nemôže pochybovať. Napriek zdanlivej úplnosti stále existuje veľa sporov týkajúcich sa pôvodu rôznych biologických druhov a života na Zemi.

Predstavy o vzniku života medzi starovekými filozofmi boli veľmi rôznorodé. Za zmienku stojí najmä jeden z prvých fyzikových filozofov – Anaximander so svojou brilantnou domnienkou o pôvode života vo vode a následnej migrácii živých bytostí na súš. Aristoteles bol tiež veľkým systematizátorom starovekého biologického poznania.

V stredoveku dominovala teória kreacionizmu, podľa ktorej všetko, čo existuje, bolo stvorením vyššej bytosti. Od chvíle, keď kresťanstvo zvíťazilo na Západe, bezvýhradne prijímaná autorita Biblie na mnoho storočí brzdila všetky nezávislé a nezávislé výskumy a pátrania v oblasti evolucionizmu. Doslovná prezentácia genézy vylučovala možnosť prechodu jednej formy života do iných. Každý druh vďačil za svoju existenciu aktu stvorenia a jediné formy života, ktoré dnes prežili, sú tie, ktoré prežili vody potopy vďaka Noemovej arche.

Všetko sa zmenilo s príchodom takzvaného New Age: vďaka technologickej revolúcii a osvietenstvu sa začína prudký rozvoj biológie. V 18. storočí k dominantnej teórii o vzniku života pridali teóriu o nemennosti druhov veľkého Carla Linného, ​​podľa ktorej rastliny a živočíchy stvorené Bohom, s najväčšou pravdepodobnosťou pred stvorením človeka, bez výnimky zostávajú to isté, znásobením samovýrobou, a potom teória Buffona, ktorý ako jeden z prvých v rozšírenej podobe načrtol pojem transformizmus, teda obmedzenú variabilitu druhov a pôvod druhov v rámci relatívne úzkych delení (od r. jeden jediný predok) pod vplyvom prostredia.

19. storočie sa vyznačovalo prudkým rozvojom biologického myslenia: vznikli teórie Cuvierovho katastrofizmu, Layellov uniformitarizmus, veľký predchodca Darwina Lamarck predložil teóriu o vplyve vonkajšieho prostredia a sám Darwin, ktorému sa podarilo spojiť všetky najlepšie teórie, ktoré v tom čase existovali.

Po Darwinovej smrti vznikli v jeho učení relatívne samostatné smery, z ktorých každý jeho názory chápal, dopĺňal a zlepšoval po svojom.

20. storočie sa nieslo v znamení vytvárania syntetickej teórie a prechodu na populačnú koncepciu evolúcie. Najnovšou teóriou je systémová teória nositeľa Nobelovej ceny Prigogina, podľa ktorej je vývoj akéhokoľvek biologického systému spojený s evolúciou vyšších systémov, v ktorých je zahrnutý ako prvok, pričom sa zohľadňujú interakcie „zhora nadol“ z biosféry do ekosystému, spoločenstiev, organizmov atď.

Bibliografia

Agapová O.V., Agapov V.I. Prednášky o konceptoch moderných prírodných vied. Univerzitný kurz. - Rjazaň, 2000. - 304.

Voroncov N.N. Vývoj evolučných myšlienok v biológii. - M.: Vydavateľstvo. oddelenie UC DO MSU, Progress-Tradition, ABF, 1999. ― 640.

Grodnitsky D.L. Dve teórie biologickej evolúcie. - Saratov: Vydavateľstvo "Vedecká kniha", 2001. - 160.

Sadokhin A.P. Koncepty moderných prírodných vied: učebnica pre vysokoškolákov študujúcich humanitné a špecializačné odbory ekonómia a manažment / A.P. Sadokhin. - 2. vyd., prepracované. a dodatočné - M.: UNITI-DANA, 2006. - 447.

Yablokov A.V., Yusufov A.G. evolučná doktrína. Proc. príspevok pre študentov. Univ. - M., Vyššia škola, 1976. - 331.

Zdroje WANInternet

Biologický obraz sveta. [Elektronický zdroj]: Režim prístupu: http://nrc.edu.ru/est/r4/5.html, zadarmo.

História genetiky. [Elektronický zdroj]: Režim prístupu: http://www.po4emu.ru/drugoe/history/index/raznoe/stat_raznoe/177.htm, zadarmo.

História vývoja evolučnej teórie. [Elektronický zdroj]: Režim prístupu: http://www.rsu.edu.ru/~zoo/r1g1.html, zadarmo.

Jordan N.N. Evolúcia života. [Elektronický zdroj]: Režim prístupu: http://p16q48.firstvds.ru/evzhcont.htm, zadarmo.

Makeev A.V. Základy biológie 1996 a 1997. [Elektronický zdroj]: Režim prístupu: http://newlibrary.ru/download/makeev_a_v_/osnovy_biologii.html, zadarmo.

Vedecká stránka o DNA. Základy genetiky. [Elektronický zdroj]: Režim prístupu: http://www.aboutdna.ru/p/85, zadarmo.

Stvorenie sveta alebo teória evolúcie. [Elektronický zdroj]: Režim prístupu: http://creation.xpictoc.com/?page_id=2#awp::?page_id=2, zadarmo.

Cuvierova teória katastrof [Elektronický zdroj]: Režim prístupu: http://www.airmed.com.ua/forum/index.php?showtopic=3267, zadarmo.

Evolúcia Zeme. [Elektronický zdroj]: Režim prístupu: http://evolution.powernet.ru/history, zadarmo.

evolučná doktrína. [Elektronický zdroj]: Režim prístupu: http://ru.wikwpedia.org/wiki, zadarmo.

Encyklopédia Cyrila a Metoda [Elektronický zdroj]: Režim prístupu: http://www.megabook.ru/Article.asp?AID=689217, zadarmo.

Základné pojmy a kľúčové pojmy: BIOLOGICKÁ EVOLÚCIA. Dôkaz pre evolúciu.

Pamätajte! čo je rozvoj?

Myslieť si!

Aký je rozdiel medzi revolučným a evolučným vývojom? Tieto pojmy sa považujú za protiklady. Revolúcia je spojená s prudkými zmenami v živote spoločnosti, ktoré sa niekedy uskutočňujú dosť radikálnymi prostriedkami. Čo je však evolúcia a aké sú jej znaky?

Aké sú hlavné znaky biologickej evolúcie?

Pojem evolúcia (z gréckeho evolúcia - nasadenie) prvýkrát zaviedol do vedy švajčiarsky prírodovedec a filozof Charles Bonnet už v roku 1762.

Tento pojem v modernej biológii označuje nielen kvantitatívne, ale aj kvalitatívne zmeny v živých organizmoch počas dlhých období. Biologická evolúcia má tieto spoločné črty.

Nezvratnosť evolúcie. Táto pozícia na úrovni druhov bola prvýkrát formulovaná

Ch.Darwin: "Druh, ktorý zmizol, sa už nikdy nemôže objaviť, aj keby sa opäť opakovali úplne rovnaké podmienky života - organické a anorganické." Teraz sa tento vzor osvedčil na iných úrovniach. Modelovaním vývoja proteínov na molekulárnej úrovni sa teda ukázalo, že nové mutácie závisia od predchádzajúcich a je čoraz ťažšie vrátiť sa a odstrániť nahromadené mutácie bez poškodenia proteínov.

Smer evolúcie spočíva v prispôsobovaní organizmov zmenám v pôsobení určitých faktorov. Výsledok biologického

logická evolúcia je vždy súlad živého systému s podmienkami jeho existencie.

Úroveň evolúcie, ktorú možno vysledovať na každej z úrovní organizácie života: molekulárnej, bunkovej, organizačnej, populačno-druhovej, biogeocenóze a biosfére. Biologická evolúcia je úzko spätá s geologickou históriou Zeme, s pôsobením kozmických a geologických síl a faktorov prostredia.

BIOLOGICKÁ EVOLÚCIA je teda nezvratný, riadený historický vývoj živej prírody, sprevádzaný zmenami na všetkých úrovniach organizácie života.

Ako sa vyvinulo evolučné myslenie?

Myšlienky evolúcie organického sveta sú minulosťou. Dokonca aj starí filozofi (Heraclitus, Democritus) vyjadrili myšlienku jednoty prírody, podľa ktorej všetky telá a prírodné javy pochádzajú z niektorých materiálnych princípov. Takéto predstavy sa spájajú do systému názorov, ktorý sa nazýva spontánny materializmus (z latinského materialis – materiál).

V období stredoveku vládla metafyzika (z gréckeho cieľ - nad, physis - príroda) - doktrína o nadprirodzenom základnom princípe bytia, supercitlivom, skúsenostiam neprístupným princípom existencie sveta. Názory, že svet a rôzne formy života na Zemi boli vytvorené vyššou, nadprirodzenou silou v procese stvorenia (pojem „mladá Zem“, koncept „inteligentného dizajnu“) sú základom kreacionizmu (z lat. creatio - tvorba).

V renesancii sa vedecký výskum zintenzívnil, čo uľahčili geografické objavy a hromadenie popisného materiálu. Formujú sa myšlienky premenlivosti živého, ktoré sa stávajú základom transformizmu (z lat. transformatio - premena) a následne evolucionizmu (z lat. evolutio - nasadenie).

V prvej polovici XIX storočia. formuje sa evolučný pohľad na prírodu a rozvíja sa evolučná biológia - veda o príčinách, hybných silách, mechanizmoch a zákonitostiach historického vývoja organického sveta. Táto veda bola vytvorená na základe paleontológie, porovnávacej anatómie, embryológie, taxonómie a o niečo neskôr - genetiky, ekológie, molekulárnej biológie. V súvislosti so zvláštnosťami evolučných premien na rôznych úrovniach modernej vedy vznikli tri hlavné oblasti výskumu evolučných procesov:

1) molekulárne biologické (analýza molekulárneho vývoja biomolekúl, najmä proteínov a nukleových kyselín);

2) geneticko-ekologické (štúdium mikroevolučných procesov na úrovni populácií, druhov, ekosystémov a biosféry pomocou metód populačnej genetiky a ekológie);

3) evolučno-morfologické (štúdium evolúcie metódami paleontológie, porovnávacej anatómie, embryológie).

Predstavy o evolúcii teda vznikli v starovekých civilizáciách a vznikli v súlade s akumuláciou vedomostí o živej prírode.

Aká je úloha paleontológie, molekulárnej genetiky pri zdôvodňovaní evolučnej teórie?

Dôkazy evolúcie – vedecké údaje potvrdzujúce historický vývoj všetkého živého na Zemi. Schopnosť rozvíjať sa v priebehu času je charakteristická pre všetky prejavy života, a preto dôkazy o biologickej evolúcii môžu predložiť všetky biologické vedy. Porovnávacie anatomické, embryologické, biogeografické, biochemické, etologické, fyziologické a mnohé iné štúdie historického vývoja organizmov potvrdzujú fakt evolúcie, zisťujú znaky podobnosti v štruktúre, embryonálnom vývoji, distribúcii, chemickom zložení, správaní, životných funkciách atď. ., čo naznačuje príbuznosť a jednotu organického sveta.

Paleontologické dôkazy sú najspoľahlivejšie a najnázornejšie. Paleontológovia skúmajú vyhynuté organizmy, ich druhy a biologické znaky, na základe čoho obnovujú priebeh evolúcie. K dnešnému dňu sa vytvoril značný počet sekvencií fosílnych foriem (fylogenetických sérií) organizmov, najmä mäkkýšov, artiodaktylov, slonov atď.

Boli nájdené a opísané vyhynuté organizmy, ktoré kombinujú znaky dvoch veľkých systematických skupín (fosílne prechodné formy). Príkladom takýchto vyhynutých foriem je Archeopteryx (ill. 117), teriodonty, nosorožce, semenné paprade.

Molekulárne genetické dôkazy umožňujú porovnať aj veľmi vzdialené skupiny organizmov – baktérie, eukaryoty a archaea – a vyvodiť záver o ich evolučnej príbuznosti. Univerzálnosť genetického kódu, chemické zloženie membrán, štruktúra bielkovín pozostávajúca z 20 „magických“ aminokyselín – tieto a mnohé ďalšie znaky slúžia ako dôkaz spoločného pôvodu života na Zemi. Dôležitou metódou hodnotenia evolučných zmien v genómoch je metóda hybridizácie DNA. Molekuly DNA dvoch rôznych organizmov sa rozdelia na jednovláknové molekuly a následne sa vytvoria podmienky na ich spojenie za vzniku hybridnej dvojvláknovej DNA. Zistilo sa teda, že medzi genómami rôznych organizmov je veľa spoločného. Napríklad ľudský genóm je približne z 90 % identický s myšacím genómom a líši sa len 1 % od genómu šimpanza.

Štúdium genetickej príbuznosti rôznych skupín organizmov na základe molekulárno-genetických štúdií RNA, DNA a proteínov je podstatou molekulárnej fylogenetiky. Jedným z najväčších objavov s pomocou tejto línie výskumu bol objav archaea (K. Woese, 1977).

Evolúcia je teda nepopierateľný vedecký fakt, potvrdený výskumom v rôznych vedách.

ČINNOSŤ

Úloha znalostnej aplikácie

Vedeckým základom pre formovanie evolučnej doktríny bolo objavenie rôznych biologických vied. Po vytvorení správnej korešpondencie medzi vedami a ich objavmi získajte názov fenoménu, pomocou ktorého mohol francúzsky zoológ J. Cuvier obnoviť vzhľad vyhynutého zvieraťa z jednej kosti.

Biológia + poézia

V básni Erazma Darwina (starého otca Charlesa Darwina) „Chrám prírody“ sú riadky: „Tak sa pokor v arogantnej pýche a vždy pamätaj, sebecký duch, že červ je tvoj príbuzný, tvoj brat je mravec!“ (preklad N. Kholodkovskij). O čom to je? Urobte záver o jednote organického sveta, ktorá sa prejavuje jeho rozmanitosťou.

7.2.1. Dôkaz pre vývoj organického sveta

Dôkazy evolúcie – dôkazy o spoločnom pôvode všetkých organizmov od spoločných predkov, premenlivosti druhov a vzniku niektorých druhov od iných

Dôkazy evolúcie sú rozdelené do skupín.

1. Cytologické. Všetky organizmy (okrem vírusov) sú tvorené bunkami, ktoré majú spoločnú štruktúru a funkciu.

2. Biochemické. Všetky organizmy sa skladajú z rovnakých chemikálií: bielkovín, nukleových kyselín atď.

3. Porovnávacie anatomické:

jednota štruktúry organizmov v rámci typu, triedy, rodu atď. Napríklad všetci zástupcovia triedy cicavcov sa vyznačujú vysoko vyvinutou kôrou mozgových hemisfér, vnútromaternicovým vývojom, kŕmením mláďat mliekom, vlasovou líniou, štvorkomorovým srdcom a úplným oddelením arteriálnej a venóznej krvi, teplokrvnosťou, pľúca alveolárnej štruktúry:

homologické orgány - orgány, ktoré majú spoločný pôvod, bez ohľadu na vykonávané funkcie. Napríklad končatiny stavovcov, modifikácie koreňa, stonky a listov rastlín;

rudimenty - zvyšky orgánov (znakov), ktoré mali predkovia k dispozícii. Napríklad človek má také základy ako kostrč, slepé črevo, tretie viečko, zuby múdrosti, svaly, ktoré pohybujú ušnicou atď.;

atavizmy - náhle objavenie sa u jednotlivých jedincov orgánov (znakov) ich predkov. Napríklad narodenie ľudí s chvostom, hustým ochlpením, extra bradavkami, vysoko vyvinutými tesákmi atď.

4. Embryologický dôkaz. Patria sem: podobnosť gametogenézy, prítomnosť vo vývoji jednobunkového štádia - zygota; podobnosť embryí v počiatočných štádiách vývoja; vzťah medzi ontogenézou a fylogenézou.

Embryá organizmov mnohých systematických skupín sú si navzájom podobné a čím sú organizmy bližšie, tým viac táto podobnosť zostáva až do neskoršej fázy vývoja embrya (obr. 7.8). Na základe týchto pozorovaní sformulovali E. Haeckel a F. Müller biogenetický zákon – každý jedinec opakuje niektoré z hlavných štruktúrnych znakov svojich predkov v raných štádiách ontogenézy. Ontogenéza (vývoj jednotlivca) je teda krátkym opakovaním fylogenézy (vývoja vývoja).

6. Reliktný dôkaz. V súčasnosti existujú potomkovia prechodných foriem (obr. 7.11), napríklad coelacanth coelacanth je potomkom prechodnej formy medzi rybami a obojživelníkmi, tuatara je potomkom prechodnej formy medzi obojživelníkmi a plazmi; platypus - potomok prechodnej formy medzi plazmi a cicavcami

7. Biogeografické dôkazy. Podobnosti a rozdiely medzi organizmami žijúcimi v rôznych biogeografických zónach. Napríklad vačkovce prežili iba v Austrálii.

7.2.2. Pôvod života

Vývoj názorov na vznik života. Od pradávna až dodnes ľudstvo hľadá odpoveď na otázku o pôvode života na Zemi. Predtým sa verilo, že spontánna tvorba života z neživej hmoty je možná. Podľa vedcov zo stredoveku sa ryby mohli narodiť z bahna, červy z pôdy, myši zo špinavých handier, muchy z hnilých

mäso. V 17. storočí taliansky vedec F. Redi uskutočnil originálny experiment: kúsky mäsa vložil do sklenených nádob, niektoré nechal otvorené a niektoré prikryl mušelínom. Larvy múch sa objavili len v otvorených cievach (obr. 7.12). V polovici XIX storočia. francúzsky mikrobiológ L. Pasteur vložil sterilizovaný vývar do banky s dlhým úzkym hrdlom v tvare B. Baktérie a iné vzdušné organizmy sa gravitáciou usadili v spodnej krivke hrdla a nedostali sa do bujónu, zatiaľ čo vzduch sa dostal do samotnej banky (obr. 7.13).

Rôzne prístupy k otázke pôvodu života. V otázke pôvodu života, ako aj v otázke podstaty života medzi vedcami nepanuje zhoda. Existuje niekoľko prístupov k riešeniu problému vzniku života, ktoré sú úzko prepojené. Môžu byť klasifikované nasledovne.

1) podľa princípu, že myšlienka, myseľ sú primárne a hmota je sekundárna (idealistické hypotézy) alebo hmota je primárna a myšlienka, myseľ sú sekundárne (materialistické hypotézy);

2) podľa princípu, že život vždy existoval a bude existovať navždy (hypotézy stacionárneho stavu) alebo život vzniká v určitom štádiu vývoja sveta;

3) podľa zásady, že živé je len zo živého (hypotéza biogenézy) alebo je možné spontánne generovanie živého z neživého (hypotéza abiogenézy)“,

4) na princípe, že život vznikol na Zemi alebo bol prinesený z vesmíru (hypotézy panspermie).

Zvážte najvýznamnejšie z hypotéz.

Kreacionizmus. Podľa tejto hypotézy život stvoril Stvoriteľ. Stvoriteľom je Boh, Idea, Vyššia myseľ alebo iní.

Stacionárna stavová psotéza. Život, rovnako ako samotný vesmír, vždy existoval a bude existovať navždy, pretože to, čo nemá začiatok, nemá koniec. Zároveň je existencia jednotlivých telies a útvarov (hviezd, planét, organizmov) časovo obmedzená: vznikajú, rodia sa a zanikajú. V súčasnosti má táto hypotéza najmä historický význam, keďže je všeobecne uznávaná „teória veľkého tresku“, podľa ktorej vesmír existuje len obmedzený čas; vznikla z jedného bodu asi pred 15 miliardami rokov.

Photéza panspermie. Život bol na Zem prinesený z vesmíru a zakorenil sa tu po tom, čo sa na Zemi vytvorili na to priaznivé podmienky. Tento predpoklad vyslovil nemecký vedec G. Rikhur v roku 1865 a nakoniec ho sformuloval švédsky vedec S. Arrhenius v roku 1895. Bakteriálne spóry, ktoré sú do značnej miery odolné voči žiareniu, vákuu, nízkym teplotám, by sa mohli dostať na Zem pomocou meteoritov a kozmických prach.o tom, ako vznikol život vo vesmíre kvôli objektívnym ťažkostiam sa odkladá na neurčito. Môže byť stvorený Stvoriteľom, môže existovať vždy alebo môže vzniknúť z neživej hmoty. V poslednej dobe sa medzi vedcami objavuje čoraz viac priaznivcov hypotézy panspermie.

Photéza abiogenézy (spontánne generovanie živých vecí z neživých vecí a následná biochemická evolúcia). V roku 1924 ruský biochemik A. I. Oparin a neskôr v roku 1929 anglický vedec J. Haldane navrhli, že život na Zemi vznikol z neživej hmoty v dôsledku chemickej evolúcie – zložitých chemických premien molekúl. Tejto udalosti priali podmienky, ktoré v tom čase panovali na Zemi.

Podľa tejto hypotézy možno v procese formovania života na Zemi rozlíšiť štyri štádiá -

1) syntéza organických zlúčenín s nízkou molekulovou hmotnosťou z plynov primárnej atmosféry;

2) polymerizácia monomérov s tvorbou reťazcov proteínov a nukleových kyselín;

3) tvorba fázovo oddelených systémov organických látok, oddelených od vonkajšieho prostredia membránami;

4) vznik najjednoduchších buniek, ktoré majú vlastnosti života, vrátane reprodukčného aparátu, vykonávajúci
dáva dcérskym bunkám všetky chemické a metabolické vlastnosti rodičovských buniek.

Prvé tri stupne sa pripisujú obdobiu chemickej evolúcie, od štvrtej začína evolúcia biologická.

Organická hmota teda mohla vzniknúť v prvotnom oceáne z jednoduchých anorganických zlúčenín. V dôsledku nahromadenia organickej hmoty v oceáne vznikla takzvaná „primárna polievka“. Potom sa spojením proteínov a iných organických molekúl vytvorili kvapky koacervátov, ktoré slúžili ako prototyp
bunky Kvapky koacervátov sa podrobili prirodzenému výberu a vyvinuli sa. Prvé organizmy boli heterotrofné. Keď sa zásoby „primárneho bujónu“ spotrebovali, vznikli autotrofy.

Je potrebné poznamenať, že z hľadiska teórie pravdepodobnosti je pravdepodobnosť syntézy superkomplexných biomolekúl za podmienok náhodných kombinácií ich zložiek extrémne nízka.

IN AND. Vernadského o pôvode a podstate života a biosféry. IN AND. Vernadskij načrtol svoje názory na vznik života v nasledujúcich tézach.

1. Vo vesmíre, ktorý pozorujeme, nebol žiadny začiatok života, pretože tento vesmír nemal žiadny začiatok. Život je večný, pretože vesmír je večný a vždy sa prenášal prostredníctvom biogenézy.

2. Život, večne neodmysliteľný vo Vesmíre, bol na Zemi nový, jeho zárodky boli neustále prinášané zvonku, ale na Zemi sa posilňovali len vtedy, keď na to boli vhodné príležitosti.

3. Na Zemi bol vždy život. Životnosť planéty je len životnosťou života na nej. Život je geologicky (planetárny) večný. Vek planéty je neurčitý.

4. Život nikdy nebol niečo náhodné, hniezdiace v nejakých oddelených oázach. Bol distribuovaný všade a vždy existovala živá hmota vo forme biosféry.

5. Najstaršie formy života – pelety – sú schopné vykonávať všetky funkcie v biosfére. To znamená, že je možná biosféra pozostávajúca iba z prokaryotov. Je pravdepodobné, že to tak bolo v minulosti.

6. Živá hmota nemohla pochádzať z inertného stavu. Medzi týmito dvoma stavmi hmoty neexistujú žiadne medzistupne. Naopak, v dôsledku vplyvu života nastala evolúcia zemskej kôry.

Treba teda uznať, že dodnes žiadna z existujúcich hypotéz o pôvode života nemá priame dôkazy a moderná veda nemá na otázku pôvodu života jednoznačnú odpoveď.

7.2.3. Stručná história vývoja organického sveta

Vek Zeme je asi 4,6 miliardy rokov. Život na Zemi vznikol v oceáne pred viac ako 3,5 miliardami rokov.

Stručná história vývoja organického sveta je uvedená v tabuľke. 7.2. Fylogenézu hlavných skupín organizmov znázorňuje obr. 7.15. Organický svet minulých období je znovu vytvorený na obr. 7.16-7.21.

Históriu vývoja života na Zemi študujú fosílne pozostatky organizmov alebo stopy ich životnej činnosti. Nachádzajú sa v horninách rôzneho veku.

Geochronologická mierka histórie vývoja organického sveta Zeme zahŕňa éry a obdobia (pozri tabuľku 7.2). Rozlišujú sa tieto obdobia: Archean (Archean) - éra starovekého života, Proterozoikum (Proterozoikum) - éra primárneho života, Paleozoikum (Paleozoikum) - éra starovekého života, Mesozoikum (Mezozoikum) - éra stredného života, Cenozoikum (Kenozoikum) - éra nového života. Názvy období sú tvorené buď z názvov lokalít, kde sa príslušné ložiská prvýkrát našli (mesto Perm, župa Devon), alebo z procesov prebiehajúcich v tom čase (počas uhoľného obdobia - karbon - boli položené ložiská uhlia, v kriede - krieda atď.).

Archeánska éra (éra starovekého života: 3500 (pred 3800-2600 miliónmi rokov). Podľa rôznych zdrojov sa prvé živé organizmy na Zemi objavili pred 3,8-3,2 miliardami rokov. Išlo o prokaryotické heterotrofné anaeróby (predjadrové, živiace sa ready -vyrobené organické látky, nie Žili v prvotnom oceáne a živili sa organickými látkami rozpustenými v jeho vode, vytvorenými abiogénne z anorganických látok pôsobením energie ultrafialových lúčov Slnka a výbojov bleskov.

Atmosféru Zeme tvorili najmä CO 2, CO, H 2, N7, vodná para, malé množstvá N113, H 2 5, CH 4 a takmer neobsahovala voľný kyslík 0 2 . Absencia voľného kyslíka umožnila hromadenie abiogénne vytvorených organických látok v oceáne, inak by ich kyslík okamžite rozložil.

Prvé heterotrofy uskutočňovali oxidáciu organických látok anaeróbne - bez účasti kyslíka fermentáciou. Počas fermentácie sa organická hmota úplne nerozloží a vytvorí sa málo energie. Z tohto dôvodu bol vývoj v počiatočných štádiách vývoja života veľmi pomalý.

Postupom času sa heterotrofy značne rozmnožili a začali im chýbať abiogénne vytvorené organické látky. Potom vznikli prokaryotické autotrofné anaeróby. Dokázali sami syntetizovať organické látky z anorganických látok, najskôr chemosyntézou a potom fotosyntézou.

Prvou bola anaeróbna fotosyntéza, ktorá nebola sprevádzaná uvoľňovaním kyslíka:

6С0 2 + 12Н 2 5 -> С(,Н 12 0 6 + 125 + 6 Н,0

Potom prišla aeróbna fotosyntéza:

6С0 2 + 6Н 2 0 -> СбН, 2 0 6 + 60,

Aeróbna fotosyntéza bola charakteristická pre tvory podobné moderným siniciam.

Voľný kyslík uvoľnený počas fotosyntézy začal oxidovať dvojmocné železo, zlúčeniny síry a mangán rozpustené v oceánskej vode. Tieto látky sa premenili na nerozpustné formy a usadili sa na dne oceánov, kde vytvorili ložiská železných, sírových a mangánových rúd, ktoré v súčasnosti využíva človek.

Oxidácia látok rozpustených v oceáne prebiehala stovky miliónov rokov a až keď sa ich zásoby v oceáne vyčerpali, začal sa kyslík hromadiť vo vode a difundovať do atmosféry.

Treba poznamenať, že povinnou podmienkou akumulácie kyslíka v oceáne a atmosfére bolo pochovanie určitej časti organickej hmoty syntetizovanej organizmami na dne oceánu. V opačnom prípade, ak by sa všetky organické látky štiepili za účasti kyslíka, nebol by ho nadbytok a kyslík by sa nemohol hromadiť. Nerozložené telá organizmov sa usadili na dne oceánu, kde vytvorili ložiská fosílnych palív – ropy a plynu.

Akumulácia voľného kyslíka v oceáne umožnila vznik autotrofných a heterotrofných aeróbov. Stalo sa tak, keď koncentrácia 0 2 v atmosfére dosiahla 1 % súčasnej úrovne (a rovná sa 21 6C0 2 + 6H 2 0 + 38 ATP.

Keďže sa pri aeróbnych procesoch začalo uvoľňovať oveľa viac energie, vývoj organizmov sa výrazne zrýchlil.

V dôsledku symbiózy rôznych prokaryotických buniek sa objavili prvé eukaryoty (jadrové).

V dôsledku evolúcie eukaryotov vznikol sexuálny proces - výmena organizmov s genetickým materiálom - DNA. Vďaka sexuálnemu procesu išla evolúcia ešte rýchlejšie, keďže k mutačnej variabilite sa pridala aj kombinatívna.

Najprv boli eukaryoty jednobunkové a potom sa objavili prvé mnohobunkové organizmy. Prechod do mnohobunkovosti u rastlín, živočíchov a húb nastal nezávisle od seba.

Mnohobunkové organizmy získali oproti jednobunkovým organizmom množstvo výhod:

1) dlhé trvanie ontogenézy, pretože v priebehu individuálneho vývoja organizmu sú niektoré bunky nahradené inými;

2) početné potomstvo, pretože organizmus môže produkovať viac buniek na reprodukciu;

3) výrazná veľkosť a rôznorodá stavba tela, ktorá vďaka stabilite vnútorného prostredia organizmu zabezpečuje väčšiu odolnosť voči vonkajším faktorom prostredia.

Vedci nemajú spoločný názor na otázku, kedy vznikol sexuálny proces a mnohobunkovosť - v archeánskej alebo proterozoickej ére.

Proterozoická éra (doba primárneho života: pred 2600-570 miliónmi rokov). Výskyt mnohobunkových organizmov ešte viac urýchlil evolúciu a v relatívne krátkom období (v geologickom časovom meradle) sa objavili rôzne typy živých organizmov prispôsobených rôznym podmienkam existencie. Nové formy života zaberali a tvorili stále nové ekologické výklenky v rôznych oblastiach a hĺbkach oceánu. Horniny staré 580 miliónov rokov už obsahujú odtlačky tvorov s tvrdými kostrami, a preto je oveľa jednoduchšie študovať evolúciu z tohto obdobia. Pevné kostry slúžia ako opora pre telá organizmov a prispievajú k zväčšeniu ich veľkosti.

Do konca proterozoickej éry (pred 570 miliónmi rokov) sa vytvoril systém producent-spotrebiteľ a vytvoril sa kyslíkovo-uhlíkový biogeochemický cyklus látok.

Paleozoická éra (éra starovekého života: pred 570-240 miliónmi rokov).

V prvom období paleozoika – kambriu (pred 570 – 505 miliónmi rokov) – došlo k takzvanému „evolučnému výbuchu“: v krátkom čase sa sformovali takmer všetky v súčasnosti známe druhy živočíchov. Celý evolučný čas predchádzajúci tomuto obdobiu sa nazýval prekambrium alebo kryptozoikum („éra skrytého života“) - to je 7 / jj histórie Zeme. Obdobie po kambriu sa nazývalo fanerozoikum („éra zjavného života“).

Ako sa tvorilo stále viac a viac kyslíka, atmosféra postupne nadobúdala oxidačné vlastnosti. Kedy dosiahla koncentrácia 0 2 v atmosfére lOfS? od súčasnej úrovne (na hranici silúru a devónu) sa vo výške 20-25 km začala v atmosfére vytvárať ozónová vrstva. Vznikla z 0 2 molekúl pod vplyvom energie ultrafialových lúčov Slnka:

o 2 + o -> o,

Molekuly ozónu (0 3) majú schopnosť odrážať ultrafialové lúče. V dôsledku toho sa ozónová clona stala ochranou živých organizmov pred škodlivými účinkami veľkých dávok ultrafialového žiarenia. Predtým slúžil vôl ako zašitý. Teraz má život príležitosť presunúť sa z oceánu na pevninu.

Výskyt živých bytostí na súši sa začal v období kambria: prvé sa do nej dostali baktérie a potom huby a nižšie rastliny. V dôsledku toho sa na súši vytvorila pôda a v období silúru (pred 435-400 miliónmi rokov) sa na súši objavili prvé cievnaté rastliny, psilofyty. Výstup na pevninu prispel k tomu, že sa v rastlinách objavili tkanivá (krycie, vodivé, mechanické atď.) a orgány (koreň, stonka, listy). V dôsledku toho sa objavili vyššie rastliny. Prvými suchozemskými živočíchmi boli článkonožce, pochádzajúce z morských kôrovcov.

V tomto období sa v morskom prostredí vyvinuli strunatce: stavovce vznikli z bezstavovcových strunatcov a obojživelníky z lalokovitých rýb v devóne. Dominovali krajine 75 miliónov rokov a boli zastúpené veľmi veľkými formami. V permskom období, keď sa klíma stala chladnejšou a suchšou, získali plazy prevahu nad obojživelníkmi.

Mesozoické obdobie (obdobie stredného života: pred 240-66 miliónmi rokov). V mezozoickej ére, „ére dinosaurov“, dosiahli plazy svoj vrchol (vznikli ich početné formy) a ubúdali. V triase sa objavili krokodíly a korytnačky a trieda cicavcov vznikla zo zvieracích plazov. Počas obdobia druhohôr boli cicavce malé a neboli veľmi rozšírené. Na konci kriedy nastalo ochladenie a masové vymieranie plazov, ktorého konečné príčiny nie sú úplne objasnené. V období kriedy sa objavili krytosemenné rastliny (kvitnutie).

Cenozoická éra (éra nového života: pred 66 miliónmi rokov – súčasnosť). V kenozoickej ére boli široko rozšírené cicavce, vtáky, článkonožce a kvitnúce rastliny. Objavil sa muž.

V súčasnosti sa ľudská činnosť stala dôležitým faktorom rozvoja biosféry.