шпора по экзамену / 55-60

55. Теории возникновения жизни.

1) теория креационизма - жизнь была создана Богом в определенное время, этого взгляда придерживаются все последователи религиозных учений, однако и среди них нет единого мнения.

2) самопроизвольное зарождение жизни - жизнь возникала и возникает неоднократно из неживого вещества. Эта теория была распространена в Древнем Китае, Вавилоне и Древнем Египте, опровергнута экспериментально в 1688 итальянским ученым Реди: "Живое происходит только от живого" - принцип Реди.

3) теория панспермии - занесение жизни на Землю извне, например из космоса на метеорите. Не объясняет механизма зарождения жизни, а переносит проблему в другое место Вселенной.

4) теория биохимической эволюции - жизнь возникла в результате физич. и химич. процессов. Жизнь возникла в условиях, непригодных для современной биоты! (высокая t, большое количество SO, SO₂, высокая эл. активность атмосферы; УФ излучение, высокая концентрация водяных паров и СО₂, СН₃, NН₃).

5) теория Опарина–Холдейна - первые сложные углеводороды могли возникать в океане из более простых соединений.

6) концепция самозарождения - нуклеотиды (материальные носители информации) под влиянием протеинов (катализаторы) воспроизводят самих себя и передают информацию след. протеину, получается замкнутая автокаталитическая цепь - гиперцикл. Дальше возникают первые живые клетки.

56. Теория биохимической эволюции Опарина-Холдейна.

В 1923 г. появилась знаменитая теория Опарина, сводившаяся к следующему: первые сложные углеводороды могли возникать в океане из более простых соединений, постепенно накапливаться и проводить к возникновению «первичного бульона». В 1953 г. Миллер, смоделировав предполагаемые условия древней Земли (высокая t, УФ радиация, эл. разряды) синтезировал в лабораторных условиях 15 аминокислот, входящих в состав живого, доказав правомерность этой теории.

Опарин предполагал, что решающая роль в превращении неживого в живое принадлежит белкам. Белки способны образовывать гидрофильные комплексы: молекулы воды образуют вокруг них оболочку. Эти комплексы могут обособляться от водной фазы и образовывать так называемые коацерваты с липидной оболочкой, из которой затем могли образоваться примитивные клетки. Существенный недостаток этой гипотезы – она не опирается на совр. молекулярную биологию. Это вполне объяснимо, поскольку механизм передачи наследственных признаков и роль ДНК стали известны сравнительно недавно.

Английский ученый Холдейн в 1929 г. опубликовал свою гипотезу, согласно которой, живое также появилось на Земле в результате химических процессов в богатой диоксидом углерода атмосфере Земли, и первые живые существа были, возможно, «огромными молекулами.

В последнее время разрабатывается идея возникновения жизни на основе РНК, т.е. первыми организмами могли быть РНК, которые, как показывают опыты, могут эволюционировать даже в пробирке. Условия для эволюции таких организмов наблюдаются при кристаллизации глины. Эти предположения основаны, в частности, на том, что при кристаллизации глин каждый новый слой кристаллов выстраивается в соответствии с особенностями предыдущего, как бы получая от него информацию о строении. Это напоминает механизм репликации РНК и ДНК. Таким образом, получается, что химич. эволюция началась с неорганич. соединений, и первые биополимеры могли быть результатом реакций малых молекул алюмосиликатов глины.

57. Эволюционная теория Дарвина-Уоллеса.

Основоположником эволюционной теории в биологии считается Дарвин. В каком-то смысле толчком к развитию теории эволюции можно считать книгу Мальтуса «Трактат о народонаселении» (1778), в котором он показал, к чему бы привел рост народонаселения, если бы он ничем не сдерживался. Дарвин применил подход Мальтуса на другие живые системы. Исследуя изменения численности популяций, он пришел к объяснению эволюции путем естественного отбора (1839 г). Таким образом, наибольший вклад Дарвина в науку заключается не в том, что он доказал существование эволюции, а в том, что он объяснил, как она может происходить.

В это же время другой естествоиспытатель Уоллес пришел к тем же выводам. Согласно теории Дарвина – Уоллеса, механизмом, с помощью которого возникают новые виды, служит естественный отбор. Эта теория основывается на трех наблюдениях и двух выводах, которые удобно представить в виде схемы:

58. Совр. (синтетическая) теория эволюции.

Новая, синтетическая теория эволюции (Э.) представляет собой синтез основных эволюционных идей Дарвина, прежде всего, идеи естественного отбора, с новыми результатами биологич. исследований в области наследственности и изменчивости.

Совр. теория эволюции имеет особенности: 1) ясно выделяет элементарную структуру, с которой начинается эволюция – это популяция; 2) выделяет элементарное явление (процесс) эволюции – устойчивое изменение генотипа популяции; 3) шире и глубже истолковывает факторы и движущие силы эволюции; 4) четко разграничивает микроэволюцию и макроэволюцию.

Микроэволюция – совокупность эволюционных изменений, происходящих в генофондах популяций за сравнительно небольшой период времени и приводящих к образованию новых видов. Макроэволюция связана с эволюционными преобразованиями за длительный исторический период, которые приводят к возникновению надвидовых форм организации живого. Изменения, изучаемые в рамках микроэволюции, доступны непосредственному наблюдению, тогда как макроэволюция происходит на протяжении длительного периода, и ее процесс может быть только реконструирован, мысленно воссоздан. Как микро так и макроэволюция происходят, в конечном итоге, под влиянием изменений в окружающей среде.

Основные законы эволюции: 1) Скорость эволюции в разные периоды неодинакова и характеризуется тенденцией ускорения. В настоящее время она протекает быстро, и это отмечается появлением новых форм и вымиранием многих старых. 2) Эволюция различных организмов происходит с разной скоростью. 3) Новые виды образуются не из наиболее высокоразвитых и специализированных форм, а из относительно простых, неспециализированных форм. 4) Эволюция не всегда идет от простого к сложному. Существуют примеры «регрессивной» эволюции, когда сложная форма давала начало более простым (некоторые группы организмов, например, бактерии, сохранились только благодаря упрощению своей организации). 5) Эволюция затрагивает популяции, а не отдельные особи и происходит в результате мутаций, естественного отбора и дрейфа генов.

59. Формы естественного отбора.

Стабилизирующий отбор - форма естественного отбора, направленная на поддержание и повышение устойчивости реализации в популяции среднего, ранее сложившегося признака или свойства. Он в течение миллионов поколений оберегает сложившиеся виды от существенных изменений, от разрушающего действия мутационного процесса, выбраковывая уклонения от приспособительной нормы. Эта форма отбора действует до тех пор, пока не изменяются существенно условия жизни, в которых выработаны данные признаки или свойства вида.

Пример: после снегопада было найдено 136 полуживых воробьев; 72 из них выжили, а 64 погибли. У погибших птиц были очень длинные или очень короткие крылья. Особи же со средними - «нормальными» крыльями оказались более выносливыми.

Движущий (направленный) отбор - отбор, способствующий сдвигу ср. значения признака или свойства. Он способствует закреплению новой нормы взамен старой, пришедшей в несоответствие с изменившимися условиями. Результатом такого отбора является, например, утрата некоторого признака. Так в условиях функциональной непригодности органа или его части естественный отбор способствует их редукции, т.е. уменьшению, исчезновению. Пример: утрата пальцев у копытных, глаз у пещерных животных, конечностей у змей и т.п. Материал для действия такого отбора поставляется разного рода мутациями.

Разрывающий отбор - форма отбора, благоприятствующая более чем одному фенотипу и действующая против средних, промежуточных форм. Эта форма отбора проявляется в тех случаях, когда ни одна из групп генотипов не получает абс. преимущества в борьбе за существование из-за разнообразия условий, одновр. встречающихся на одной территории. В одних условиях отбирается одно качество признака, в других - другое. Разрывающий отбор направлен против особей со средним, промежуточным характером признаков и ведет к установлению полиморфизма, т.е. множества форм в пределах одной популяции, которая как бы «разрывается» на части. Пример: В лесах, где почвы коричн. цвета особи земляной улитки чаще имеют коричн. и розовую окраску раковин, на участках с грубой и желтой травой преобладает желтая окраска и т.п.

60. Основные факторы эволюции.

1) мутационный процесс, который исходит из признания факта, что основную массу эволюционного материала составляют различные формы мутаций, т.е. изменений наследственных свойств организмов, возникающих естественным путем или вызываемых искусственно.

2) популяционные волны, часто называемые «волнами жизни». Они определяют количественные флуктуации (отклонения от среднего значения) численности организмов в популяции, а также области ее обитания (ареала).

3) обособленность группы организмов.

К перечисленным основным факторам эволюции добавляют такие как частота смены поколений в популяции, темпы и характер мутационных процессов и др. Важно помнить, что все перечисленные факторы выступают не изолированно, а во взаимосвязи и взаимодействии друг с другом.

Все эти факторы являются необходимыми, однако, сами по себе они не объясняют механизма эволюционного процесса и его движущей силы. Движущая сила эволюции заключается в действии естественного отбора, который является результатом взаимодействия популяций и окружающей среды. Результатом же самого естественного отбора является устранение от размножения (элиминация) отдельных организмов, популяций, видов и других уровней организации живых систем.