38. Синтетическая теория эволюции и закономерности развития биосферы

Синтетическая теория эволюции (СТЭ) - современная эволюционная теория, которая является синтезом различных дисциплин, прежде всего, генетики и дарвинизма. СТЭ также опирается на палеонтологию, систематику, молекулярную биологию и другие

В нынешнем виде синтетическая теория образовалась как результат переосмысления дарвинизма с позиций генетики. После переоткрытия законов Менделя, доказательства дискретной природы наследственности и особенно после создания теоретической популяционной генетики трудами Р. Фишера, Дж.Б. Холдейна-младшего, С. Райта, учение Дарвина приобрело прочный генетический фундамент.

Толчок к развитию синтетической теории дала гипотеза о рецессивности новых генов. Говоря языком генетики второй половины ХХ века, эта гипотеза предполагала, что в каждой воспроизводящейся группе организмов во время созревания гамет в результате ошибок при репликации ДНК постоянно возникают мутации - новые варианты генов.

Практически во всех историко-научных моделях 1937 год был назван годом возникновения СТЭ - в этом году появилась книга украино-американского генетика и энтомолога-систематика Ф. Г. Добржанского «Genetics and the Origin of Species».

Структурно СТЭ состоит из теорий микро- и макроэволюции.

Теория микроэволюции изучает необратимые преобразования генетико-экологической структуры популяции, которые могут привести к формированию нового вида. Реально вид существует в виде популяций. Именно популяция является элементарной единицей эволюции. Теория макроэволюции изучает происхождение надвидовых таксонов (семейств, отрядов, классов и т.д.), основные направления и закономерности развития жизни на Земле в целом, включая возникновение жизни и происхождение человека как биологического вида.

 Основные положения:

1.Главный движущий фактор эволюции - естественный отбор как следствие конкурентных отношений борьбы за существование, особенно острой внутри вида или популяции. Факторами видообразования являются также мутационный процесс (мутации разных типов), дрейф генов (генетико-автоматические процессы) и различные формы изоляции. 2. Эволюция протекает дивергентно, постепенно, через отбор мелких случайных мутаций. Новые формы могут образовываться через крупные наследственные изменения (сальта-ции). Их жизненность также определяется отбором. 3. Эволюционные изменения случайны и ненаправленны. Исходным материалом для эволюции являются мутации разного типа. Сложившаяся исходная организация популяции и последовательные изменения условий среды ограничивают и канализируют наследственные изменения в направлении неограниченного прогресса. 4. Макроэволюция, ведущая к образованию надвидовых групп, осуществляется через процессы микроэволюции и каких-либо особых механизмов возникновения новых форм жизни не имеет

·  элементарной единицей эволюции считается локальная популяция;

·  материалом для эволюции являются мутационная и рекомбинационная изменчивость;

·  естественный отбор рассматривается как главная причина развития адаптаций, видообразования и происхождения надвидовых таксонов;

·  дрейф генов и принцип основателя выступают причинами формирования нейтральных признаков;

·  вид есть система популяций, репродуктивно изолированных от популяций других видов, и каждый вид экологически обособлен;

·  видообразование заключается в возникновении генетических изолирующих механизмов и осуществляется преимущественно в условиях географической изоляции

Таким образом, синтетическую теорию эволюции можно охарактеризовать как теорию органической эволюции путем естественного отбора признаков, детерминированных генетически. В результате многочисленных и самых разнообразных исследований основные положения СТЭ прошли не только успешную проверку, но и видоизменялись, дополнялись новыми идеями

Термин «биосфера» впервые был использован в 1875 году австрийским геологом Э.Зюссом. Под биосферой понимается совокупность всех живых организмов вместе со средой их обитания, в которую входят: вода, нижняя часть атмосферы и верхняя часть земной коры, населенная микроорганизмами. Два главных компонента биосферы – живые организмы и среда их обитания – непрерывно взаимодействуют между собой и находятся в тесном, органическом единстве, образуя целостную динамическую систему.

Одним из первых в науке комплексное учение о биосфере стал разрабатывать выдающийся русский ученый В.И.Вернадский. В отличие от предшествующих исследователей природы, Вернадский не ограничивал понятие биосферы только «живым веществом», под которым он понимал совокупность всех живых организмов планеты. В биосферу он включал и все продукты жизнедеятельности, выработанные за время существования жизни. Говоря о принципах существования биосферы, Вернадский прежде всего уточняет понятие и способы функционирования живого вещества. Живой организм является неотъемлемой частью земной коры и изменяющим ее агентов, а живое вещество – этот совокупность организмов, участвующих в геохимических процессах. Живое вещество служит основным системообразующим фактором и связывает биосферу в единое целое.

Развитие биосферы происходит путем углубления взаимодействия живых организмов и среды. В ходе эволюции постепенно происходит процесс планетарной интеграции, т.е. усиления и развития взаимозависимости и взаимодействия живого и неживого. Процесс интеграции Вернадский считал сущностной характеристикой биосферы. Несмотря на всю свою противоречивость, развитие биосферы является фактором планетарного масштаба и означает прогрессирующее овладение жизнью всей планеты.

 неоднородность является важнейшей чертой биосферы. Биосфера — это единственная на нашей планете область, где полностью представлены во взаимодействии все известные формы движения материи: микрофизическая, химическая, физическая, биологическая, социальная.

Наличие ярко выраженного круговорота веществ, согласно закону глобального замыкания биогеохимического круговорота, – обязательное свойство биосферы любого этапа развития. В биосфере периодически происходит каскадная по иерархии систем глобальная перестройка. Одни виды за относительно короткое время безвозвратно исчезают, замещаются другими. Это периодическое убыстрение было отражено в виде принципа (правила) катастрофического толчка: природная катастрофа приводит к существенным эволюционным перестройкам, которые прогрессивны для биосферы, так как адаптируют ее к новым условиям среды. Поскольку существуют ускорения и замедления эволюции, действует и принцип прерывности и непрерывности развития биосферы: процесс медленного эволюционного изменения организмов закономерно прерывается фазами бурного развития и вымирания без переходных (палеонтологических) форм.

Исключительная разнородность частей биосферы и придает ей как целому особое своеобразие. Выделяются следующие виды неоднородности биосферы: агрегатная, пространственная, энергетическая, геохимическая, зональная, качественная. В.И. Вернадский придавал большое значение свойству неоднородности биосферы, характеризовал его как своеобразную диссимметрию, мозаичность и видел в этом важнейший источник ее развития