Эволюционное учение. Сущность представлений Ч.Дарвина о механизмах эволюции живой природы.

Эволюционные идеи в древности. Ученые разных времен и народов волновали проблемы происхождения человека, возникновения жизни на земле, многообразие живых существ и их удивительная приспособленность к окружающей среде. Еще в начале 1 тысячелетия до н.э. индийские филосовские школы утверждали, что человек произошел от обезьяны. В Китае

«Система природы» Карла Линнея. Первую относительно удачливую искусственную систему органического мира разработал шведский натуралист Карл Линней. В 1735 году он опубликовал большую работу «Система природы». За основу своей системы он принял вид как элементарную единицу живой природы. Его определение вида звучало так: «Вид – множество родственных сходных по строению организмов, при размножении воспроизводивших себе подобных». Близкие виды объединил в роды, роды - в отряды, отряды – в классы.

Для обозначения вида Линней ввел так называемую бинарную номенклатуру, где первое слово обозначает родовое название, второе - прилагательное, определяющее характерный признак вида. Этот принцип бинарной номенклатуры, а так же разделение животных на классы, отряды, роды, виды, сохранился до настоящего времени. Однако, у Линнея были ошибки. Недостатком классификации является то, что за основу он брал 1-2 признака.

Хотя Линней поддерживал идеи о том, что виды неизменны, в вопросе о месте человека в системе живой природы естествоиспытатель проявил себя как истинный натуралист, поместив в один ряд человека и обезьян.

Линней рассматривал животный мир в порядке дегенерации: от млекопитающих к наиболее простым формам - червям. И лишь в конце своего жизненного пути Линней признал способность к изменению в пределах вида.

Эволюционное учение Ж.-Батиста Ламарка.

Основные моменты его эволюционной теории таковы:

1. Создатель всего мира – творец.

2. Но природа непостоянна, т.е. идет эволюция – изменение живых организмов для наилучшего приспособления к среде.

3. Предложил следующие факторы (движущие силы) эволюции:

· Внутренне стремление организмов к совершенству, стремление не определяется внешними причинами, а изначальна заложена творцом

· Изначальная целесообразность любой реакции в ответ на изменение внешней среды, т.е. изменения могут быть только полезными

· Полезные изменения достигаются с помощью упражнений – первый закон Ламарка.

· Полезные изменения передаются по наследству – второй закон Ламарка

Ошибочность теории была не только в том, что он неправильно указал фактор эволюции. Ламарк указал на то, что все живое в мире способно изменятся, он отбросил идеи Дж. Рея, К. Линнея о существовании вида. Он полагал, что в мире существуют только особи, которых человек по своему усмотрению объединяет в группы. Он предложил систему градаций – ступеней восхождения от простого к сложному. В системе 6 ступеней. На низшей – инфузории и полипы, на высшей – птицы и млекопитающие.

Эволюционная теория Чарльза Дарвина. Возникновению учения Ч. Дарвина способствовали многие предпосылки. Прежде всего, - это социально-экономические предпосылки: интенсивн6ое развитие промышленности, быстрый рост городов, значительный подъем сельского хозяйства, активизация селекционной работы в Англии. Второй главной предпосылкой являются успехи естественных наук: систематики, палеонтологии, сравнительной анатомии, эмбриологии, химии.

Ч. Дарвин выделили 2 формы искусственного отбора:

1. Бессознательный отбор (стихийный), который применялся на первых этапах неолитической эволюции – одомашнивания растений и животных. Человек отбирал и накапливал интересовавшие его признаки, часто не представляя конечных результатов.

2. Методический отбор стал вестись человеком с конца XVIII века. Он направлен на создание новых пород животных и сортов культурных растений по заранее намеченному плану. В данном случае человек сознательно подбирает для скрещивания исходные пары.

Творческая роль искусственного отбора заключается в том, что создаются новые породы и сорта, при этом происходит процесс усиления едва заметных вначале, нужных человеку признаков, т.е. происходит дивергенция признаков у культурных пород и сортов от диких предковых форм. Таким образом, искусственный отбор является главной движущей силой образования новых пород животных и сортов растений среди культурных форм, создаваемых человеком.

Ч. Дарвин выделил 2 вида изменчивости:

1. Неопределенную, которая происходит под влиянием случайных внешних факторов и которая незаметна глазу. Современным языком мы называем ее мутационной или генотипической

2. Определенная, которая появляется под действием конкретных условий среды и заметна глазу у всех особей данного вида. Современным языком мы называем ее модификационной или фенотипической.

Факторы эволюции по Дарвину:

1. Неопределенная (наследственная) изменчивость

2. Борьба за существование. Выделил 3 вида борьбы за существование:

· Внутривидовую

· Межвидовую

· Конституционную – борьбу с неживой природой.

3. Естественный отбор. Следствием борьбы за существование является естественный отбор. Дарвин открыл движущую и дизруктивную формы отбора. Результатом естественного отбора является выживание наиболее приспособленных.

4. Дивергенция. (пример: вьюрки на Галапагосских осторовах)

61.Микроэволюция. Элементарные эволюционные факторы и их роль в видообразовании.

Популяционная генетика позволила проанализировать эволюционный процесс от появления нового признака в популяции до возникновения нового вида. Это привело к созданию Добржанскоим и Тимофеевым-Ресовским учения о микроэволюции. События и процессы, приводящие к изменению их генофондов, называют элементарными эволюционными факторами.

Элементарные эволюционные факторы.

Мутационный процесс.

Мутации – это внезапные естественные или вызываемые искусственно наследственные изменения генетического материала, приводящие к изменению признаков организма. Для мутационного процесса характерно:

· Мутации затрагивают каждый признак и носят универсальный характер

· Каждый ген мутирует редко, примерно 1/1000000, но генов в каждом организме много так что у каждой особи встречаются 5-6 мутантных генов, при этом рецессивные признаки не проявляются, а накапливаются в генофонде популяции.

· Могут возникать повторно

· Разнонаправленные, могут быть как положительные, так и отрицательные

· Мутации сами по себе не могут привести к возникновению нового вида

· В эволюции имеют значение только мутации, происходящие в половых клетках. Мутации в соматических клетках не передаются по наследству

Выделяют несколько видов мутаций:

1. Генные – изменения на уровне ДНК

2. Хромосомные – изменения структуры хромосом

3. Геномные – изменение числа хромосом

4. Внеядерные – мутации в ДНК пластид и митохондрий. Роль последний в эволюции невелика.

Роль мутационного процесса:

· Нарушает стабильность вида

· Способствуют гетерогенности популяции

· Поставляет материал для отбора в данных условиях среды

2. Популяционные волны -это резкие колебания численности популяции в зависимости от каких-либо внешних факторов. Выделяют:

· Периодические, например – сезонные волны для хладнокровных (насекомые)

· Апериодические, т.е. непериодические, которые зависят от случайных факторов (землетрясения, наводнения, цунами, пожары, эпидемии и др. естественные стихийные бедствия)

Популяционные волны резко изменяют частоту редко встречающихся в популяции аллелей и генотипов.

3. Изоляция -возникновение любых барьеров, ограничивающих свободное скрещивание особей популяции.

· Географическая (пространственная, эколого-географическая)

· Биологическая (репродуктивная)

А) докопулятивная (до скрещивания)

- разные сроки созревания половых клеток

- разные сроки половой активности, особенности поведения

- возникновение морфофизиологических различий в органах размножения.

Б) посткопулятивная – генетическая изоляция (гибель зигот после оплодотворения, развитие стерильных гибридов или снижение жизнеспособности гибридов)

Изоляция является факторм-усилителем генетических различий между группами особей. Разделенные части популяций подвергаются действию естественного отбора.

4. Дрейф генов – вызванные случайными причинами колебания частот аллелей в ряду поколений, особенно в малочисленных популяциях. В результате происходит гомозиготизация особей в популяции и затухание изменчивости. Чем меньше число скрещивающихся особей в популяции, тем больше изменений, обусловленных дрейфом генов, будут претерпевать частоты аллелей.

5. Борьба за существование

· Внутривидовая

· Межвидовая

· Конституционная, т.е. с неблагоприятными факторами среды обитания

По существу борьба за существование является предпосылкой действия естественного отбора.

6. Естественный отбор - избирательное воспроизведение одних генотипов и гибель других.

Основная функция естественного отбора заключается в устранении из популяций организмов с неудачными комбинациями генов и сохранение генотипов, которые не нарушают процесса приспособительного формообразования.

Формы естественного отбора:

· Движущий – отбор, способствующий сдвигу среднего значения признака или свойства. Эта форма приводит к возникновению адаптивных признаков.

· Стабилизирующий – форма естественного отбора, направленная на поддержание и повышение устойчивости реализации в популяции среднего, ранее сложившегося значения признака или свойства.

· Дизруптивный отбор – форма отбора, благоприятствующая более чем одному фенотипу и действующая против средних промежуточных форм. Такой отбор ведет к установлению полиморфизма в пределах популяции.