Frågor om livets ursprung och dess utveckling har förbryllat forskare sedan urminnes tider. Människor har alltid försökt komma närmare dessa mysterier och på så sätt göra världen mer begriplig och förutsägbar. Under många århundraden dominerade synen på universums och livets gudomliga början. Evolutionsteorin har vunnit hedersplatsen som den främsta och mest sannolika versionen av utvecklingen av allt liv på vår planet relativt nyligen. Dess huvudsakliga bestämmelser formulerades av Charles Darwin i mitten av 1800-talet. Århundradet som följde gav världen många upptäckter inom genetik och biologi, vilket gjorde det möjligt att bevisa giltigheten av Darwins läror, att utöka den, att kombinera den med nya data. Så här uppstod den syntetiska evolutionsteorin. Hon absorberade alla idéer från den berömda forskaren och resultaten av vetenskaplig forskning inom olika områden från genetik till ekologi.
Från individ till klass
Biologisk evolution är den historiska utvecklingen av organismer baserad på de unika processerna för hur genetisk information fungerar ivissa miljöförhållanden.
Det inledande skedet av alla transformationer, som så småningom leder till uppkomsten av en ny art, är mikroevolution. Sådana förändringar ackumuleras över tiden och slutar med bildandet av en ny högre nivå av organisation av levande varelser: släkte, familj, klass. Bildandet av supraspecifika strukturer kallas vanligtvis makroevolution.
Liknande processer
Båda nivåerna är i princip samma. Drivkrafterna för både mikro- och makroförändringar är naturligt urval, isolering, ärftlighet, föränderlighet. Den väsentliga skillnaden mellan de två processerna är att korsning mellan olika arter praktiskt taget är utesluten. Som ett resultat är makroevolution baserad på interspecifikt urval. Ett enormt bidrag till mikroevolutionen görs genom det fria utbytet av genetisk information mellan individer av samma art.
Konvergens och divergens av tecken
Evolutionens huvudlinjer kan ta flera former. En kraftfull källa till mångfald i livet är divergensen av egenskaper. Den verkar både inom en viss art och på högre organisationsnivåer. Miljöförhållanden och naturligt urval leder till att en grupp delas i två eller flera, som skiljer sig åt i vissa egenskaper. På artnivå kan divergensen vara reversibel. I det här fallet går de resulterande populationerna igen samman till en. På högre nivåer är processen oåterkallelig.
En annan form är filetisk evolution, som involverar transformation av en art utan att separera individerbefolkningar. Varje ny grupp är en ättling till den föregående och en förfader till nästa.
Konvergens eller "konvergens" av tecken ger också ett betydande bidrag till livets mångfald. I processen för utveckling av icke-relaterade grupper av organismer under påverkan av samma miljöförhållanden, bildas liknande organ hos individer. De har en liknande struktur, men olika ursprung och utför nästan samma funktioner.
Parallellism är mycket nära konvergens - en form av evolution när initi alt divergerande grupper utvecklas på liknande sätt under påverkan av samma förhållanden. Det finns en fin linje mellan konvergens och parallellism, och det är ofta svårt att hänföra utvecklingen av en viss grupp av organismer till en eller annan form.
Biologiska framsteg
Evolutionens huvudsakliga riktningar beskrevs först i verk av A. N. Severtsov. Han föreslog att man skulle lyfta fram begreppet biologiska framsteg. Forskarens verk beskriver sätten att uppnå det, såväl som de viktigaste sätten och riktningarna för evolutionen. Severtsovs idéer utvecklades av I. I. Schmalhausen.
De huvudsakliga riktningarna för utvecklingen av den organiska världen, identifierade av forskare, är biologiska framsteg, regression och stabilisering. Med namnet är det lätt att förstå hur dessa processer skiljer sig från varandra. Framsteg leder till bildandet av nya egenskaper som ökar graden av anpassning av organismen till miljön. Regression uttrycks i en minskning av gruppens storlek och mångfald, vilket så småningom leder till utrotning. Stabilisering innebär konsolidering av förvärvade egenskaper och deras överföring från generation till generationgeneration under relativt oförändrade förhållanden.
I en snävare mening, som betecknar den organiska evolutionens huvudriktningar, menar de just biologiska framsteg och dess former.
Det finns tre huvudsakliga sätt att uppnå biologiska framsteg:
- arogenes;
- allogenes;
- katagenes.
Arogenesis
Denna process gör det möjligt att öka den övergripande organisationsnivån som ett resultat av bildandet av aromorfos. Vi föreslår att förtydliga vad som menas med detta begrepp. Så aromorfos är en utvecklingsriktning, vilket leder till en kvalitativ förändring i levande organismer, åtföljd av deras komplikationer och en ökning av adaptiva egenskaper. Som ett resultat av en förändring i strukturen blir individernas funktion mer intensiv, de får möjlighet att använda nya, tidigare oanvända resurser. Som en konsekvens blir organismer på sätt och vis fria från miljöförhållanden. På en högre organisationsnivå är deras anpassningar till stor del universella till sin natur, vilket ger möjlighet att utvecklas oavsett miljöförhållanden.
Ett bra exempel på aromorfos är omvandlingen av cirkulationssystemet hos ryggradsdjur: uppkomsten av fyra kammare i hjärtat och separeringen av två cirkulationscirkulationer - stora och små. Växtutvecklingen kännetecknas av ett betydande steg framåt som ett resultat av bildandet av pollenröret och fröet. Aromorfoser leder till uppkomsten av nya taxonomiska enheter: klasser, departement, typer och kungadömen.
Aromorphosis, enligt Severtsov, är en relativt sällsynt evolutionärfenomen. Det markerar ett morfofysiologiskt framsteg, som i sin tur initierar ett allmänt biologiskt framsteg, åtföljt av en betydande expansion av den adaptiva zonen.
Social aromorphosis
Med tanke på mänsklighetens utvecklingsriktning introducerar vissa forskare begreppet "social aromorphosis". Det betecknar universella förändringar i utvecklingen av sociala organismer och deras system, vilket leder till komplikationer, större anpassningsförmåga och en ökning av det ömsesidiga inflytandet av samhällen. Sådana aromorfoser inkluderar till exempel framväxten av staten, tryckning och datorteknik.
Allogenesis
Under de biologiska framstegen bildas också förändringar av mindre global karaktär. De är essensen av allogenes. Denna utvecklingsriktning (tabell nedan) har en signifikant skillnad från aromorfos. Det leder inte till en ökning av organisationsnivån. Den huvudsakliga konsekvensen av allogenes är idioadaptation. I själva verket är det en privat förändring, tack vare vilken kroppen kan anpassa sig till vissa förhållanden. Denna utvecklingsriktning för den organiska världen tillåter närbesläktade arter att leva i mycket olika geografiska områden.
Ett uttrycksfullt exempel på en sådan process är vargfamiljen. Dess arter finns i olika klimatzoner. Var och en har en viss uppsättning anpassningar till sin miljö, samtidigt som de inte är nämnvärt överlägsna någon annan art när det gäller organisation.
Forskare identifierar flera typer av idioanpassningar:
- i form (till exempel en strömlinjeformad kroppvattenfåglar);
- efter färg (detta inkluderar mimik, varning och skyddande färg);
- för reproduktion;
- för rörelse (vattenfågelmembran, luftsäck från fåglar);
- anpassning till miljöförhållanden.
Skillnader mellan aromorfos och idioadaptation
Vissa forskare håller inte med Severtsov och ser inte tillräckliga skäl att skilja mellan idioadaptationer och aromorfoser. De anser att omfattningen av framstegen kan bedömas först efter det att en betydande tid har gått sedan förändringen inträffade. Det är faktiskt svårt att inse vilka evolutionära processer en ny kvalitet eller utvecklad förmåga kommer att leda till.
Severtsovs anhängare tenderar att tro att idioadaptation ska förstås som en omvandling av kroppsformen, överdriven utveckling eller minskning av organ. Aromorfoser är betydande förändringar i embryonal utveckling och bildandet av nya strukturer.
Catagenes
Biologisk evolution kan fortsätta med förenklingen av organismers struktur. Katagenes är en allmän degeneration, en process som leder till en minskning av organiseringen av levande varelser. Huvudresultatet av denna utvecklingslinje (en tabell som jämför de tre vägarna ges nedan) är uppkomsten av så kallade katamorfoser eller primitiva tecken som ersätter de förlorade progressiva. Ett exempel på organismer som har passerat stadiet av allmän degeneration kan vara vilken parasit som helst. För det mesta förlorar de förmågan att röra sig självständigt, deras nervsystem är mycket förenklat.och cirkulationssystem. Men olika anpassningar dyker upp för bättre penetration i värdens kropp och fixering på lämpliga organ.
| Arogenesis | Allogenesis | Catagenes | |
| Större förändring | aromorphosis | idioadaptation | katamorfos |
| Värde av riktning |
|
|
|
| Exempel |
|
|
|
Ratio
Evolutionens huvudsakliga riktningar är sammanlänkade och avlöser ständigt varandra under den historiska utvecklingens gång. Efter kardinalomvandlingar i form av aromorfos eller degeneration börjar en period när en ny grupp organismer börjar stratifieras som ett resultat av utvecklingen av sina enskilda delar av olika geografiska zoner. Evolutionen börjar genom idioadaptation. Efter ett tag leder de ackumulerade förändringarna till ett nytt kvalitativt språng.
Riktning av växtutveckling
Den moderna floran dök inte upp omedelbart. Som alla organismer har den kommit en lång väg att bli. Växtutveckling har innefattat förvärvet av flera viktiga aromorfoser. Den första av dessa var tillkomsten av fotosyntes, som gjorde det möjligt för primitiva organismer att använda energin från solljus. Gradvis, som ett resultat av transformationer i morfologi och fotosyntetiska egenskaper, uppstod alger.
Nästa steg var utvecklingen av mark. För ett framgångsrikt slutförande av "uppdraget" behövdes ytterligare en aromorfos - differentiering av vävnader. Mossor och sporväxter dök upp. Ytterligare komplikation av organisationen är förknippad med omvandlingen av processen och metoderna för reproduktion. Sådana aromorfoser som ägglosset, pollenkorn och slutligen fröet kännetecknar gymnospermer, som evolutionärt är mer utvecklade än sporer.
Vidare rörde sig vägarna och riktningarna för växtutvecklingen mot ännu större anpassning till miljöförhållanden, vilket ökade motståndet mot negativa faktorer. Som ett resultat av utseendet av pistill och groddlager, blomning ellerangiospermer som är i ett tillstånd av biologiska framsteg idag.
Animal Kingdom
Utvecklingen av eukaryoter (en eukaryot cell innehåller en bildad kärna) med en heterotrof typ av näring (heterotrofer kan inte skapa organiskt material med hjälp av kemo- eller fotosyntes) åtföljdes också av vävnadsdifferentiering i de första stadierna. Coelenterates har en av de första signifikanta aromorfoserna i djurens utveckling: två lager bildas i embryona, ekto- och endoderm. Hos spolmaskar och plattmaskar blir strukturen redan mer komplex. De har ett tredje groddlager, mesodermen. Denna aromorfos möjliggör ytterligare differentiering av vävnader och uppkomsten av organ.
Nästa steg är bildandet av en sekundär kroppshålighet och dess ytterligare uppdelning i sektioner. Annelider har redan parapodia (en primitiv typ av lemmar), såväl som cirkulations- och andningssystem. Omvandlingen av parapodia till ledade lemmar och några andra förändringar orsakade uppkomsten av artropodtypen. Redan efter att de landat började insekter aktivt utvecklas på grund av utseendet av embryonala membran. Idag är de mest anpassade till livet på jorden.
Sådana stora aromorfoser som bildandet av notokorden, neuralröret, abdominal aorta och hjärta möjliggjorde uppkomsten av Chordata-typen. Tack vare en rad progressiva förändringar fylldes mångfalden av levande organismer på med fiskar, fostervatten och reptiler. Den senare, på grund av förekomsten av embryonala hinnor, upphörde att vara beroende av vatten och kom till land.
Nästaevolutionen följer vägen för omvandling av cirkulationssystemet. Det finns varmblodiga djur. Anpassningar till flygningen möjliggjorde uppkomsten av fåglar. Sådana aromorfoser som ett fyrkammarhjärta och försvinnandet av den högra aortabågen, en ökning av framhjärnans hemisfärer och utvecklingen av cortex, bildandet av en päls och bröstkörtlar och ett antal andra förändringar ledde till uppkomsten av däggdjur. Bland dem, i evolutionsprocessen, stack placentadjur ut, och idag befinner de sig i ett tillstånd av biologiska framsteg.
Riktningar för mänsklighetens utveckling
Frågan om ursprunget och utvecklingen av moderna människors förfäder har ännu inte studerats noggrant. Tack vare upptäckterna av paleontologi och jämförande genetik har de redan etablerade idéerna om vår "stamtavla" förändrats. Redan för 15 år sedan rådde den synvinkel att hominidernas utveckling följde en linjär typ, det vill säga den bestod av progressivt mer utvecklade former som successivt ersatte varandra: Australopithecus, en skicklig man, arkantrop, neandertalman (paleoantrop), neoantrop. (modern människa). De viktigaste riktningarna för mänsklig evolution, som i fallet med andra organismer, ledde till bildandet av nya anpassningar, en ökning av organisationsnivån.
Data som erhållits under de senaste 10-15 åren har dock gjort allvarliga justeringar av den redan etablerade bilden. Nya fynd och uppdaterad datering tyder på att evolutionen var mer komplex. Underfamiljen Hominina (tillhör hominidfamiljen) visade sig bestå av nästan dubbelt så många arter somövervägdes tidigare. Dess utveckling var inte linjär, utan innehöll flera samtidigt utvecklande linjer eller grenar, progressiva och återvändsgränder. Vid olika tidpunkter samexisterade tre eller fyra eller flera arter tillsammans. Inskränkningen av denna mångfald inträffade på grund av att evolutionärt sett mer utvecklade grupper av andra, mindre utvecklade, förflyttades. Till exempel är det nu allmänt accepterat att neandertalare och moderna människor levde samtidigt. De förra var inte våra förfäder, utan var en parallell gren som ersattes av mer avancerade homininer.
Progressiva ändringar
De viktigaste aromorfoserna som ledde till underfamiljens välstånd förblir otvivelaktiga. Detta är bipedalism och en ökning av hjärnan. Forskare är oense om orsakerna till bildandet av den första. Länge trodde man att detta var en påtvingad åtgärd som var nödvändig för utvecklingen av öppna ytor. Nya data tyder dock på att människors förfäder gick på två ben även under livet på träd. Denna förmåga dök upp i dem omedelbart efter separationen från schimpanslinjen. Enligt en version rörde homininer ursprungligen som moderna orangutanger, stod med båda fötterna på en gren och höll handen på en annan.
Hjärnans tillväxt skedde i flera steg. Det började först med Homo habilis (händig man), som lärde sig att göra de enklaste verktygen. Ökningen av hjärnvolymen sammanföll med en ökning av andelen kött i dieten av homininer. Habilis verkar ha varit asätare. Nästa ökning i hjärnan åtföljdes också av en ökning av mängden kött mat ochvidarebosättning av våra förfäder utanför den inhemska afrikanska kontinenten. Forskare föreslår att ökningen av andelen kött i kosten är förknippad med behovet av att fylla på energin som spenderas på att upprätthålla arbetet i den förstorade hjärnan. Förmodligen sammanföll nästa steg i denna process med utvecklingen av eld: tillagad mat skiljer sig inte bara i kvalitet utan också i kaloriinnehåll, dessutom minskar tiden som krävs för tuggning avsevärt.
De huvudsakliga riktningarna för utvecklingen av den organiska världen, som verkade under många århundraden, bildade den moderna floran och faunan. Processens rörelse mot anpassning till förändrade miljöförhållanden har lett till en stor variation av livsformer. Evolutionens huvudriktningar fungerar på samma sätt på alla organisationsnivåer, vilket framgår av data om biologi, ekologi och genetik.
