Предмет, методы, задачи биологии

Предмет, методы, задачи биологии

Биология — это наука о живом, его строении, формах активности, связях организмов с неживой природой и друг с другом, имеющая определенные объективные закономерности.

Предметом ее изучения является многообразие вымерших и ныне населяющих Землю живых существ, их строение (от молекулярного до анатомо-морфологического), функции, происхождение, индивидуальное развитие, эволюция, распространение, взаимоотношения друг с другом и окружающей средой.

Биология исследует общие и частные закономерности присущие жизни во всех ее проявлениях и свойствах: обмен веществ и энергии, размножение, наследственность и изменчивость, рост и развитие, раздражимость, дискретность, авторегуляция, движение и др.­­­­­

Задачи биологии состоят в изучении всех биологических закономерностей и раскрытии сущности жизни. При этом в биологии используется ряд методов, характерных для естественных наук. К основным методам биологии относятся:

· наблюдение, позволяющее описать биологическое явление;

· сравнение, дающее возможность найти закономерности, общие для разных явлений;

· эксперимент, в ходе которого исследователь искусственно создает ситуацию позволяющую выявить глубоко лежащие (скрытые) свойства биологических объектов;

· исторический метод, позволяющий на основе данных о современном мире живого и о его прошлом, раскрывать законы развития живой природы.

Выше было сказано, что биология является системой наук, которые могут быть классифицированы различным образом.

1. По предмету изучения: ботаника, зоология, микробиология и т.д.

2. По общим свойствам живых организмов:

- генетика (закономерности наследственности)

- биохимия (превращения вещества и энергии)

- экология (взаимоотношения живых существ и их природных сообществ с окружающей средой) и т.п.

3. По уровню организации живой материи, на котором рассматриваются живые системы:

- молекулярная биология;

- цитология;

- гистология и т.п

Свойства живой материи.

Живой организм хар-ся рядом особенностей

· Обмен вешеств или метаболизм. Обмен веш-ств предст. Собой совокупность химических процессов поступления веш-ств в организм

· Процессы преобразования поступ в организм питательных вешеств, систему собственных структур организма наз ассимиляцией или пластическим обменом или анобализмом.

Свойства живого:

Самовозобновление, которое связано с постоянным обменом вещества и энергии, и в основе которого лежит способность хранить и использовать биологическую информацию в виде уникальных информационных молекул: белков и нуклеиновых кислот. Самовоспроизведение, которое обеспечивает преемственность между поколениями биологических систем

Саморегуляция, которая основана на потоке вещества, энергии и информации

Живые организмы способны к росту

Свойства, отличающие живое от неживого, отражающие специфику биологической формы движения материи:

– самовоспроизведение – может производиться многократно, а генетическая информация о нем закодирована в молекулах ДНК;

– регуляция процессов – происходит в химических реакциях посредством механизма обратной связи; внутри клеток реакции синтеза и распада идут с участием ферментов, синтезируемых внутри самих клеток;

– рост организмов – осуществляется при помощи увеличения их массы за счет размеров и числа клеток;

– иерархичность организации – клетки как биоединицы специфически организованны в ткани, ткани – в органы, органы – в системы органов;

– обмен веществ и энергии – сначала из внешней среды поступает энергия в форме солнечного света, затем химическая энергия преобразуется в клетках для синтеза ее структурных компонентов, работы по обеспечению транспорта веществ через мембрану и механической работы по обеспечению двигательной функции организма и сокращению мышщ;

– питание – источник энергии и веществ, необходимых для жизнедеятельности;

– дыхание – процесс освобождения энергии высокоэнергетических соединений;

– раздражимость – избирательная реакция живых существ на изменения внешней и внутренней среды, обеспечивающая стабильность жизнедеятельности;

– способность к движению – свойственна живым существам, хотя их скорости значительно различаются; существуют различные механизмы движения живых существ.

 

3. Уровни организации жизни:

1. Молекулярный уровень (молекулярно – генетический). Элементарные структурные единицы – молекулы. Основные явления этого уровня: репликация, биосинтез, мутации, передача информации. Явл начальным 4 класса соединений выполняют основ. Функции. Это так назыв биологические молекулы (белки нуклеиновые кисл. Углеводы и липиды. Они прис в люб клет.

2. Субклеточныуй уровень он охватывает процессы происходяшие в живой клетке. Биомолекулы могут сами выполнять свои функц.

3. Клеточный уровень.Этот уровень предст собой самост жив систему клетку для котор характер обмен веш-ств, раздражоность и т.д.. Основные процессы уровня: способность к самовоспроизведению, регуляторность химических реакций, запасание и расходование энергии. Неклеточные формы жизни занимают особое положение к ним относ вирусы. 4. Тканевый характерен для многоклеточных организм. Сходны по строению и функции клетки формир ткани специализ на выпол части функций

5. Органный уровен ь- ткани формир части тела имею-ие опред строение.занимает опред место в организме и вып харак ф-ции

6. Системный рассматривает сист органов котор обед органы выполн. Общ ф-цию.

Организменный уровень. Единицей уровня является организм. Основные процессы уровня: возникновение новых организмов, взаимодействие организмов между собой.

Популяционно-видовой уровень. Единицей уровня являются особи, объединённые в популяции, которые в свою очередь объединены в виды. Основные признаки уровня: рождаемость, смертность, структура популяции (половая и возрастная), плотность, численность популяции.

9. Видовой – совокупность особей способн к скрешиванию с образ плодовитого потомства.

10. Биогеоценотический уровень (экосистемный) расматр взаимоотнош между организмами котор обитают на одной территории.

Биосферный уровень. Единицей уровня является биогеоценоз. Для этого уровня характерно: активное взаимодействие живого и неживого вещества, биологический круговорот веществ и энергии.

Клеточная теория основные положения

Клетка – наименьшая единица живого, основная единица строения и развития всех живых организмов;
Клетке присуще мембранное строение.

· Каждая новая клетка образуется в результате деления исходной клетки. Процесс образования клеток обусловливает рост, развитие и дифференцировку растительных и животных тканей.

все живые организмы состоят из клеток. Клетка — единица строения, функционирования, размножения и индивидуального развития живых организмов. Вне клетки нет жизни.

· клеточное строение всех ныне живущих организмов - свидетельство единства происхождении;

1) Создатели клеточной теории (слева Т. Шванн, справа М. Шлейден)

 

2) Клетка явл универсальной элементарной единицей живого

3) Клетки всех организмов принципиально сходны по своему строеню ф-ции и хим составу

4) Клетки хранят, перерабатывают и реализ генетич инфу.

5) Многоклеточные организмы являются сложными клеточн ансаблями обр целост системы.

6) Именно благодаря клеткам в сложн орган осуществл рост развитие обмен веществ и энергии.

· все организмы состоят из одинаковых структурных единиц - клеток;

· клетки растений и животных сходны по строению, образуются и растут по одним и тем же законам

 

Типы клеточной организации

Клетки являются настолько сложными и разнообразными системами, что до настоящего времени не удаётся дать им краткое, точное и общее определение. Одно из распространённых, но явно не исчерпывающих, современных определений клетки звучит так: Клетка — это ограниченная активной мембраной упорядоченная структура биополимеров, осуществляющая самоподдержание, саморегулирование и самовоспроизведение за счёт постоянного обмена с окружающей средой веществом и энергией. Клеточная мембрана (см.п.3.11) является границей живой клетки и называется плазмалеммой.

Все известные клетки принято делить на прокариотов и эукариотов. Прокаритными являются более древние по происхождению и примитивно устроенные клетки. Основным их отличием является отсутствие ядра - специального мембранного органоида, в котором хранится ДНК у эукариотных клеток. Прокариотными клетками являются только бактерии, которые в большинстве случаев представлены одноклеточными. К прокариотам относят также сине-зелёные водоросли, или цианобактерии. Генетическая информация обычно сосредоточена в одной кольцевой молекуле ДНК, которая расположена в цитоплазме Цитоплазмой называют всё внутреннее содержимое клетки.

Все остальные клетки, от одноклеточных организмов до многоклеточных грибов, растений и животных, являются эукариотными (ядерными). ДНК этих клеток представлена различным количеством отдельных не кольцевых (имеющих два конца) молекул. Молекулы связаны с особыми белками — гистонами и образуют палочковидные структуры — хромосомы, хранящиеся в ядре в изолированном от цитоплазмы состоянии. Клетки эукариотных организмов более крупные и имеют в цитоплазме помимо ядра множество разнообразных мембранных органоидов сложного строения.

Основной отличительной чертой клеток растений является наличие особых органоидов — хлоропластов с зелёным пигментом хлорофиллом, за счёт которого осуществляется фотосинтез с использованием энергии света. Растительные клетки обычно имеют толстую и прочную клеточную стенку из многослойной целлюлозы

Клетки животных обычно мельче растительных, имеют размеры около 10-20 мкм, не имеют клеточной стенки, и многие из них могут менять свою форму. Изменчивость формы позволяет им перемещаться из одной части многоклеточного организма в другую. Особенно легко и быстро перемещаются в водной среде одноклеточные животные (простейшие). Клетки отделены от окружающей среды только клеточной мембраной, которая в особых случаях имеет дополнительные структурные элементы, особенно у простейших. Отсутствие клеточной стенки позволяет использовать, помимо всасывания молекул, и процесс фагоцитоза (захват крупных нерастворимых частиц) (см. п.3.11). Энергию животные клетки получают только в процессе дыхания, окисляя готовые органические соединения. Запасным питательным продуктом является полисахарид гликоген.

Клетки грибов имеют общие свойства как с растениями, так и с животными. С растениями их сближает относительная неподвижность и наличие жёсткой клеточной стенки. Общими чертами с животными клетками является гетеротрофный способ питания готовыми органическими веществами, гликоген в качестве запасного питательного вещества, использование хитина, который входит в состав клеточных стенок.

Рис. 1. Строение клетки прокариот

Основной генетический материал прокариот (от греч. про – до и карион – ядро) находится в цитоплазме в виде кольцевой молекулы ДНК. Эта молекула (нуклеоид) не окружена ядерной оболочкой, характерной для эукариот, и прикрепляется к плазматической мембране (рис.1). Таким образом, прокариоты не имеют оформленного ядра. Кроме нуклеоида в прокариотической клетке часто встречается небольшая кольцевая молекула ДНК, называемая плазмидой. Плазмиды могут перемещаться из одной клетки в другую и встраиваться в основную молекулу ДНК.

Клетки прокариот имеют небольшие размеры, их диаметр составляет 0,3–5 мкм. С наружной стороны плазматической мембраны всех прокариот (за исключением микоплазм) находится клеточная стенка. Она состоит из комплексов белков и олигосахаридов, уложенных слоями, защищает клетку и поддерживает ее форму.

В цитоплазме прокариот обнаруживаются только немембранные органоиды рибосомы. По структуре рибосомы прокариот и эукариот сходны, однако рибосомы прокариот имеют меньшие размеры и не прикрепляются к мембране, а располагаются прямо в цитоплазме.

Рис. 2. Строение клеток эукариот

Многие прокариоты подвижны и могут плавать или скользить с помощью жгутиков.

Размножаются прокариоты обычно путем деления надвое (бинарным). Делению предшествует очень короткая стадия удвоения, или репликации, хромосом. Так что прокариоты – гаплоидные организмы.

К прокариотам относятся бактерии и синезеленые водоросли, или цианобактерии. Прокариоты появились на Земле около 3,5 млрд лет назад и были, вероятно, первой клеточной формой жизни, дав начало современным прокариотам и эукариотам.

Эукариоты (от греч. эу – истинный, карион – ядро) в отличие от прокариот, имеют оформленное ядро, окруженное ядерной оболочкой – двуслойной мембраной. Молекулы ДНК, обнаруживаемые в ядре, незамкнуты (линейные молекулы). Кроме ядра часть генетической информации содержится в ДНК митохондрий и хлоропластов. В отличие от прокариот, представленных одиночными организмами и колониальными формами, эукариоты могут быть одноклеточными (например, амеба), колониальными (вольвокс) и многоклеточными организмами. Их делят на три больших царства: Животные, Растения и Грибы.

Диаметр клеток эукариот составляет 5–80 мкм. Как и прокариотические клетки, клетки эукариот окруженыплазматической мембраной, состоящей из белков и липидов. Эта мембрана работает как селективный барьер, проницаемый для одних соединений и непроницаемый для других

Автотрофы

Автотрофы никого не едят, органические вещества делают сами из неорганических.

· Авто фототрофы – энергию получают из света (фотосинтез). К автототрофам относятся растения и фотосинтезирующие бактерии.

· Авто хемотрофы – энергию получают при окислении неорганических веществ (хемосинтез). Например,

o серобактерии окисляют сероводород до серы,

o железобактерии окисляют двухвалентное железо до трехвалентного,

o нитрифицирующие бактерии окисляют аммиак до азотной кислоты.

Гетеротрофы

Гетеротрофы получают органические вещества в готовом виде, с пищей. К гетеротрофам относятся животные, грибы и большинство бактерий.

Способы питания гетеротрофов
1. Хищники – убиваю жертву, а затем съедают (лев, щука, оса).
2. Паразиты – поедают живую жертву (вирус гриппа, туберкулёзная палочка, дизентерийная амеба, аскарида и т.п.)
3. Cапрофиты (сапротрофы) – питаются мертвыми организмами (личинки мясных мух, плесневые грибы, бактерии гниения).
4. Cимбионты – получают питание от другого организма на взаимовыгодной основе. Фотоавтотрофы – способны создавать органические вещества, восстанавливая СО2 водородом, полученным из воды (оксигенный ф.) или без неё(аноксигенный ф.). На получение Н2 идёт энергия света.

· Хемогетеротрофы – используют готовые органические вещества и для синтеза собственных веществ, и для получения энергии в результате их окисления или сбраживания.

· Хемоавтотрофы – способны создавать органические вещества, восстанавливая СО2 водородом, полученным из неорган. веществ. На получение Н2 идёт энергия окисления других неорган. веществ.

· Фотогетеротрофы – используют готовые органические вещества для синтеза собственных веществ. Для этого синтеза используется энергия света.Пурпурная несерная бактерия Rhodopseudomonas palustris.

· Фотолитоавтотрофы – организмы, у которых источник энергии – свет, источник углерода – неорганика (СО2), источник электронов и водорода – неорганика (Н2О, Н2, Н2S и др.).Растения, лишайники, цианобактерии, зелёные и пурпурные серные бактерии.

· Фотоорганоавтотрофы – организмы, у которыхисточник энергии – свет, источник углерода – неорганика (СО2), источник электронов и водорода – органика (напр. муравьиная кислота).Некоторые пурпурные бактерии, эвгленовые.

· Хемоорганоавтотрофы – организмы, у которыхисточник энергии – ОВР, источник углерода – неорганика (СО2), источник электронов и водорода – органика (метанол, муравьиная к-та).Paracoccus denitrificans, Listeria monocytogenes, некоторые метаногены.

·

12 Метаболи́зм

или обмен веществ — набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды. Метаболизм обычно делят на две стадии: в ходе катаболизма сложные органические вещества деградируют до более простых; в процессах анаболизма с затратами энергии синтезируются такие вещества, как белки, сахара, липиды и нуклеиновые кислоты.

Питательные вещества, попав внутрь клетки, начинают метаболизироваться, или претерпевать множество химических изменений и образовывать промежуточные продукты – метаболиты. Метаболический процесс в целом подразделяется на две категории: анаболизм и катаболизм.

 

Обмен веществ происходит между клетками организма и межклеточной жидкостью, постоянство состава которой поддерживается кровообращением: Серии химических реакций обмена веществ называют метаболическими путями, в них при участии ферментов одни биологически значимые молекулы последовательно превращаются в другие. Ферменты играют важную роль в метаболических процессах потому, что:действуют как биологические катализаторы и снижают энергию активации химической реакции;

Особенности метаболизма влияют на то, будет ли пригодна определенная молекула для использования организмом в качестве источника энергии.

Основная часть калорий, поступивших с пищей, расходуется на поддержание температуры тела, переваривание пищи, внутренние процессы организма — это, так называемый базовый метаболизм.

Скорость метаболического процесса у всех людей разная. Важнейшим фактором, влияющим на скорость метаболизма, является масса тела, а точнее совокупность массы мышц, внутренних органов и костей.

Также на метаболизм непосредственное влияние оказывают такие факторы, как наследственность и работа щитовидной железы.

Энергетический обмен

Катаболи́зм или энергетический обмен — процесс метаболического распада, разложения на более простые вещества (дифференциация) или окисления какого-либо вещества, обычно протекающий с высвобождением энергии в виде тепла и в виде АТФ. Катаболические реакции лежат в основе диссимиляции: утраты сложными веществами своей специфичности для данного организма в результате распада до более простых.

Примерами катаболизма являются превращение этанола через стадии ацетальдегида (этаналя) и уксусной кислоты (этановой кислоты) в углекислый газ и воду, или процесс гликолиза — превращение глюкозы в молочную кислоту либо пировиноградную кислоту и далее уже в дыхательном цикле — опять-таки в углекислый газ и воду.

Катаболизм является противоположностью анаболизма — процессу синтеза или ресинтеза новых, более сложных, соединений из более простых, протекающему с расходованием, затратой энергии АТФ. Соотношение катаболических и анаболических процессов в клетке опять-таки регулируется гормонами.

Образование и накопление энергии, доступной клетке, происходит в процессе клеточного дыхания. Для осуществления клеточного дыхания большинству организмов необходим кислород — в этом случае говорят об аэробном дыхании или аэробномвысвобождении энергии. Однако некоторые организмы могут получать энергию из пищи без использования свободного атмосферного кислорода, т. е. в процессе так называемого анаэробного дыхания (анаэробного высвобождения энергии).

Таким образом, исходными веществами для дыхания служат богатые энергией органические молекулы, на образование которых в свое время была затрачена энергия. Основным веществом, используемым клетками для получения энергии, является глюкоза.

 

Бесхлорофилльный фотосинтез

Кванты света поглощаются белком-бактериородопсином, имеющим сходство с родопсином в виде наличия ретиналя, этот тип фотосинтеза отличается отсутствием электрон-транспортной цепи, синтез АТФ осуществляется через создание электрохимического градиента протонов или ионов хлора

Роль хемосинтетиков они являются непременным звеном природного круговорота важнейших элементов: серы, азота, железа и др. Хемосинтетики важны также в качестве природных потребителей таких ядовитых веществ, как аммиак и сероводород. хемосинтетики (в частности, серобактерии) используются для очистки сточных вод.

 

Биосинтез белка.

Важнейшим анаболическим процессом является синтез белка. Биосинтез белка — сложный многостадийный процесс синтеза полипептидной цепи из аминокислот, происходящий на рибосомах с участием молекул мРНК и тРНК. Процесс биосинтеза белка требует значительных затрат энергии.

Биосинтез белка происходит в два этапа. В первый этап входит транскрипция и процессинг РНК, второй этап включает трансляцию. Во время транскрипции фермент РНК-полимераза синтезирует молекулу РНК, комплементарную последовательности соответствующего гена (участка ДНК). Терминатор в последовательности нуклеотидов ДНК определяет, в какой момент транскрипция прекратится. В ходе ряда последовательных стадий процессинга из мРНК удаляются некоторые фрагменты, и редко происходит редактирование нуклеотидных последовательностей. После синтеза РНК на матрице ДНК происходит транспортировка молекул РНК в цитоплазму. В процессе трансляции информация, записанная в последовательности нуклеотидов переводится в последовательность остатков аминокислот.

Последовательность расположения аминокислот в полипептидной цепи (первичной структуре белка), от которой зависят его биологические свойства, определяется последовательностью нуклеотидов в молекуле ДНК.

Последовательность нуклеотидов в полинуклеотидной цепи специфична для каждой клетки и представляет собой генетичес-кий код, посредством которого записана информация о синтезе белков. Это значит, что в ДНК каждое сообщение закодировано специфической последовательностью из четырех знаков — А, Г, Т, Ц,.

Итак, план построения белка закодирован в ДНК, которая непосредственного участия в синтезе белковых молекул не принимает.

Процесс биосинтеза белка осуществляется на рибосомах, расположенных преимущественно в цитоплазме. Следовательно, для передачи генетической информации с ядерной ДНК к месту синтеза белка требуется посредник. Таким посредником является иРНК, которая на основе принципа комплементарности синтезируется на одной из цепей молекулы ДНК. Этот процесс получил название транскрипции или переписывания.

 

На специальных генах синтезируются и два других типа РНК — тРНК и рРНК. Начало и конец синтеза всех типов РНК на матрице ДНК строго фиксирован специальными триплетами, которые контролируют запуск (инициирующие) и остановку (терминирующие)синтеза РНК. Триплеты выполняют функцию знаков препинания между генами.

Синтезированная в ядре иРНК отделяется от ДНК и через поры ядерной оболочки поступает в цитоплазму, где прикрепляется к рибосоме.

Мейоз и метоз.

Деление клетки — процесс образования из родительской клетки двух и более дочерних клеток.

Мейо́з (или редукционное деление клетки — деление ядра эукариотической клетки с уменьшением числа хромосом в два раза. Происходит в два этапа (редукционный и эквационный этапы мейоза).

С уменьшением числа хромосом в результате мейоза в жизненном цикле происходит переход от диплоидной фазы к гаплоидной. Восстановление плоидности (переход от гаплоидной фазы к диплоидной) происходит в результате полового процесса.

В связи с тем, что в профазе первого, редукционного, этапа происходит попарное слияние (конъюгация) гомологичных хромосом, правильное протекание мейоза возможно только в диплоидных клетках или в чётных полиплоидах (тетра-, гексаплоидных и т. п. клетках).

Мито́з (греч. μιτος — нить) — непрямое деление клетки, наиболее распространенный способ репродукции эукариотических клеток. Биологическое значение митоза состоит в строго одинаковом распределении хромосом между дочерними ядрами, что обеспечивает образование генетически идентичных дочерних клеток и сохраняет преемственность в ряду клеточных поколений.[

Развитие эволюционных идей

Эволюцио́нное уче́ние (также эволюционизм и эволюционистика) — система идей и концепций в биологии, утверждающих историческое прогрессивное развитие биосферы Земли, составляющих её биогеоценозов, а также отдельных таксонов и видов, которое может быть вписано в глобальный процесс эволюции вселенной. Первые эволюционные идеи выдвигались уже в античности, но только труды Чарльза Дарвина сделали эволюционизм фундаментальной концепцией биологии. Хотя единой и общепризнанной теории биологической эволюции до сих пор не создано, сам факт эволюции сомнению ученых не подвергается, так как имеется огромное число подтверждающих научных фактов и теорий.

Теория Ламарка

Шаг к объединению трансформистского и систематического подходов был сделан естествоиспытателем и философом Жаном Батистом Ламарком. Как сторонник изменения видов и деист, он признавал Творца и считал, что Верховный Творец создал лишь материю и природу; все остальные неживые и живые объекты возникли из материи под воздействием природы. Ламарк подчеркивал, что «все живые тела происходят одни от других, при этом не путем последовательного развития из предшествующих зародышей». Ламарк считал, что ступени эволюции не лежат на прямой линии, а имеют множество ветвей и отклонений на уровне видов и родов. соперника и критика, создателя сравнительной анатомии и палеонтологии Жоржа Кювье (1769—1832). Ламарк считал, что движущим фактором эволюции может быть «упражнение» или «неупражнение» органов, зависящее от адекватного прямого влияния среды. Некоторая наивность аргументации Ламарка и Сент-Илера во многом способствовала антиэволюционной реакции на трансформизм начала XIX в, и вызвала абсолютно аргументированную с фактической стороны вопроса критику со стороны креациониста Жоржа Кювье и его школы.

Катастрофизм и трансформизм

Идеалом для Кювье был Линней. Кювье разделил животных на четыре «ветви», каждая из которых характеризуется общностью плана строения. Для этих «ветвей» его последователь А. Бленвиль предложил понятие типа, полностью соответствовавшее «ветвям» Кювье. Тип — это не просто высший таксон в царстве животных. Между четырьмя выделенными типами животных нет и не может быть переходных форм. Все животные, относящиеся к одному типу, характеризуются общностью плана строения. Это важнейшее положение Кювье крайне существенно и ныне.

Система Кювье была, по-видимому, первой системой органической природы, в которой современные формы рассматривались рядом с ископаемыми.

Труды Дарвина

Новый этап в развитии эволюционной теории наступил в 1859 году в результате публикации основополагающей работы Чарльза Дарвина «Происхождение видов путём естественного отбора или сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь». Основной движущей силой эволюции по Дарвину является естественный отбор. Отбор, действуя на особей, позволяет выживать и оставлять потомство тем организмам, которые лучше приспособлены для жизни в данном окружении. Действие отбора приводит к распадению видов на части — дочерние виды, которые, в свою очередь, со временем расходятся до родов, семейств и всех более крупных таксонов.

Во-первых, он дал своей работе очень актуальное название, бывшее «у всех на устах». Общественность испытывала жгучий интерес именно к «Происхождению видов путем естественного отбора или сохранению благоприятствуемых рас в борьбе за жизнь». Во-вторых, и это самое главное, Дарвин смог объяснить современникам причины изменяемости видов на основе проведенных им наблюдений.

Микроэволюции часто противопоставляют макроэволюции, которая представляет собой значительные изменения в частотах генов на популяционном уровне в значительном геологическом промежутке времени. Каждый подход вносит свой вклад в эволюционные процессы.

Второе понятие микроэволюции — процесс видообразования.

Вид (лат. species) — основная структурная единица биологической систематики живых организмов (животных, растений и микроорганизмов) — таксономическая, систематическая единица, группа особей с общими морфофизиологическими, биохимическими и поведенческими признаками, способная к взаимному скрещиванию, дающему в ряду поколений плодовитое потомство, закономерно распространённая в пределах определённого ареала и сходно изменяющаяся под влиянием факторов внешней среды.

Популя́ция (от лат. populatio — население) — это совокупность организмов одного вида, длительное время обитающих на одной территории. Этот термин используется в различных разделах биологии, демографии, медицине и психометрике.

Популяция — группа особей, способная к более-менее устойчивому самовоспроизводству (как половому, так и бесполому), относительно обособленная (обычно географически) от других групп, с представителями которых (при половой репродукции) потенциально возможен генетический обмен. С точки зрения популяционной генетики, популяция — это группа особей, в пределах которой вероятность скрещивания во много раз превосходит вероятность скрещивания с представителями других подобных групп. Обычно говорят о популяциях как о группах в составе вида или подвида.

Популяция является наименьшей эволюционной единицей.

Изменения в популяции происходят под действием элементарных эволюционных факторов. Материалом для эволюции служит совокупность аллелей, возникающих в результате мутаций. Мутационная изменчивость носит случайный и ненаправленный характер. Основным движущим фактором эволюции является естественный отбор, возникающий на основе борьбы за существование.

Факторы эволюции

Факторы эволюции - движущая сила, вызывающая и закрепляющая изменения в популяциях как элементарных единицах эволюции. Важнейшими факторами эволюции являются: мутационный процесс и естественный отбор.

БОРЬБА ЗА СУЩЕСТВОВАНИЕ — одно из осн. понятий в теории эволюции Ч. Дарвина, которое он
употреблял для обозначения отношений между организмами, а также между организмами и абиотич. условиями,
приводящих к гибели менее приспособленных и выживанию наиболее приспособленных особей, т.е. к естеств.
отбору. Сложность проблемы и метафорич. характер термина породили его различ. толкования и даже исключение
этого понятия из эволюц. биологии нек-рыми совр. дарвинистами. Делались попытки учение о борьбе за сущ.
переносить на человеческое об-во (социальный дарвинизм).
Естественный отбор - процесс дифференцированного выживания и воспроизведения организмов в ходе эволюции. Естественный отбор обусловливает относительную целесообразность строения и функций организмов, выживание наиболее приспособленных особей и гибель наименее приспособленных. В ходе естественного отбора популяции постепенно приобретают новые признаки, что приводит к образованию новых видов.

Изменчивость - способность организмов изменять свои признаки и свойства. Изменчивость возникает под воздействием внешней среды или появляется в результате хромосомных перестроек. Различают ненаследственную (модификационную) и наследственную (комбинативную) изменчивость.

Приспособленность организмов - относительная целесообразность строения и функций организма, явившаяся результатом естественного отбора, устраняющего неприспособленных в данных условиях существования особей.

Макроэволюция органического мира — это процесс формирования крупных систематических единиц: из видов — новых родов, из родов — новых семейств и т. д. В основе макроэволюции лежат те же движущие силы, что и в основе микроэволюции: наследственность, изменчивость, естественный отбор и репродуктивная изоляция. Так же, как и микроэволюция, макроэволюция имеет дивергентный характер.

Конвергенция (от лат. convergere — сближаться, сходиться) (в биологии) — схождение признаков в процессе эволюции неблизкородственных групп организмов, приобретение ими сходного строения в результате существования в сходных условиях и одинаково направленного естественного отбора. В результате конвергенции органы, выполняющие у разных организмов одну и ту же функцию, приобретают сходное строение. Конвергентное сходство никогда не бывает глубоким.

Следствием конвергентной эволюции является конвергентное сходство. То есть сходство организмов, основанное не на их родстве, а на близком наборе признаков, сформировавшемся независимо в разных группах.

Приводит: к возникновению разнообразных по строению и функциям организмов, что обеспечивает более полное использование условий среды, так как, по Дарвину, наибольшая «сумма жизни» осуществляется при наибольшем разнообразии строения

Эволюционный процесс носит приспособительный характер и сопровождается усложнением среды для каждой из эволюционирующих групп организмов. Отсюда - повышение организации жизни, ее прогрессивное развитие. Одновременно идет специализация применительно к узким рамкам среды обитания, а в некоторых случаях и упрощение структурной организации форм. Примерами могут служить кроты, дятлы, черепахи, змеи, паразитические организмы и др.

Каменный век

Бронзовый век

Железный век

Наше время

Палеолит

Высокие темпы увеличения мозга у человека возможны лишь при дрейфе генов и жестком естественном отборе. Действию этих эволюционных факторов благоприятствовала структура популяций человека - подразделенность людей на большое количество значительно изолированных друг от друга сообществ.

Среди древнейших людей различают такие ветви: яванский питекантроп, синантропы (пекинский человек), Это было следствием того, что человек овладел огнем. Ископаемые остатки человека из различных зон имеют небольшие различия. Это можно объяснить тем, что в то время возросло значение социальных факторов: совместная охота, совместное изготовление укрытий и орудий труда, использование огня.

Средний палеолит начался 200 тыс. лет назад. Это было время рисского оледенения (200—90 тыс. лет назад) и вюрм-ского оледенения, начавшегося 75 тыс. лет назад. появляются неандертальцы — палеантропы, или древние люди. Масса мозга около 1300—1500 г. Развиты отделы мозга, связанные с логическим мышлением. Неандертальцы охотились на мамонтов и поклонялись пещерному медведю (в Европе). Хоронили умерших с цветами и хвоей.

Верхний палеолит. кроманьонцы (неантропы, ископаемый современный человек). Объем мозга 1600 (1100— 2200 см3). Жили в пещерах, жилищах. Носили одежду. Мезолит. Это средний каменный век. Он начался около 10 тыс. лет назад, во время голоцена. Появились лук и стрелы, гончарные изделия. Приручена собака. Возделываются злаки (пол