
- •Оглавление
- •Тематический обзор*
- •1.1 Специфика и системность живого
- •1.2 Основные свойства живых систем
- •1.3 Уровни организации живых систем
- •2 Принципы воспроизводства живых систем
- •3 Основы генетики
- •3.1 Генетика о наследственности
- •3.2 Генетика об изменчивости
- •4 Клеточное строение живых организмов
- •4.1 Становление клеточной теории
- •4.2 Строение и размножение клеток
- •4.3 Типы клеток и организмов
- •5 Происхождение и сущность жизни
- •5.1 История проблемы происхождения жизни и основные гипотезы происхождения жизни
- •6 Теория эволюции органического мира
- •6.1 Становление идеи развития в биологии
- •6.2 Концепция развития ж.Б. Ламарка
- •6.3 Теория катастроф ж. Кювье
- •6.4 Эволюционная теория ч. Дарвина
- •6.5 Комплекс доказательств теории эволюции
- •6.6 Синтетическая теория эволюции (стэ)
- •Основные положения стэ. Сегодня биологами накоплено достаточно материалов, которые можно систематизировать в виде основных положений стэ.
- •6.7 Формы естественного отбора
- •7 Экосистемы
- •7.1 Определение и понятие экосистемы
- •7.2 Виды экосистем
- •7.3 Экологические факторы
- •7.4 Экологическая ниша
- •7.5 Трофические цепи и сети
- •7.6 Круговорот вещества в экосистеме
- •7.7 Устойчивость экосистем
- •7.8 Энергетика и продуктивность экосистем
- •8 Биосфера
- •8.1 Основные понятия и определения
- •8.2 Общая характеристика биосферы
- •8.3 Этапы эволюции биосферы
- •8.4 Строение биосферы
- •9 Человек в биосфере
- •9.1 Антропогенез
- •9.2 Сущность человека
- •9.3 Человек и природа на пути к ноосфере
- •9.4 Современный экологический кризис и его специфика
- •9.5 Охрана окружающей среды в современном мире
- •10.1 Принцип симметрии. Понятие симметрии в современной науке
- •10.2 Принцип дополнительности
- •10.3 Принцип неопределенности в. Гейзенберга
- •10.4 Принцип суперпозиции
- •10.5 Принцип соответствия
- •11.1 Проблема соотношения динамических и статистических законов
- •12 Принцип возрастания энтропии
- •12.1 Формы энергии
- •12.2 Источники энергии
- •12.3 Первый закон термодинамики
- •12.4 Второй закон термодинамики
- •12.5 Энтропия открытой системы. Термодинамика жизни
- •13 Закономерности самоорганизации. Принципы универсального эволюционизма
- •13.1 От моделирования простых систем к моделированию сложных
- •13.2 Характеристики самоорганизующихся систем
- •13.3 Глобальный эволюционизм
- •13.4 На пути к постнеклассической науке XXI века
- •Концепции современного естествознания (курс 2) юнита 3
Основные положения стэ. Сегодня биологами накоплено достаточно материалов, которые можно систематизировать в виде основных положений стэ.
1. Главным движущим фактором эволюции признается естественный отбор как следствие конкурентных отношений, борьбы за существование, особенно острой внутри вида или попу-ляции.
2. Эволюция протекает постепенно, через отбор мелких случайных мутаций. При этом новые формы могут образовываться через крупные наследственные изменения – сальтации. Но жизне-способность любых новых форм определяется только естественным отбором.
3. Исходным материалом для эволюции являются мутации разных типов. Сами эволюционные изменения случайны и не направленны, хотя общий ход эволюции задается исходной структурой популяции и изменениями условий окружающей среды.
4. Макроэволюция, ведущая к образованию надвидовых таксонов, осуществляется через про-цессы микроэволюции и каких-либо особых механизмов возникновения новых форм жизни не имеет.
Элементарная структура эволюции должна быть способной изменяться с течением времени и реально существовать в природных условиях. Этим признакам удовлетворяет популяция.
Популяция – совокупность особей одного вида, занимающих определенную территорию внутри ареала вида, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолиро-ванных от других подобных групп.
Еще одно требование к популяциям, выступающим в качестве единиц эволюции, – способ-ность трансформироваться в элементарный эволюционный материал. Для этого у всех особей, составляющих популяцию, должны происходить наследственные изменения, затрагивающие биологически важные свойства особей. Часть таких изменений должна участвовать в образовании таксонов низшего ранга. Скрещивающиеся таксоны должны различаться наборами и комбина-циями элементарных единиц наследственной изменчивости.
В свою очередь, элементарным эволюционным явлением считаются наследственные измене-ния популяций, происходящие в результате спонтанных мутаций. Изменения эти тем отчетливее, чем более интенсивно и продолжительно воздействие факторов, их вызывающих. В результате происходит изменение генофонда, или генотипического состава популяций.
Требованиям элементарного эволюционного материала удовлетворяют различного рода мутации. К их числу относят генные, хромосомные и геномные мутации. Чтобы мутации служили материалом для эволюции, необходимы достаточная частота возникновения мутаций, четкость в проявлении биологически значимых мутантных признаков, а также генетические различия между природными таксонами.
Элементарные эволюционные факторы. Не менее важны и так называемые элементарные эволюционные факторы, воздействующие на количественные соотношения генов конкретной по-пуляции. Такого рода факторы должны удовлетворять следующим требованиям:
• быть поставщиком элементарного эволюционного материала, необходимого для изменения генотипического состава популяции;
• делить исходную популяцию на две или несколько, создавая внутри популяционные барьеры;
• вызывать адаптивные изменения.
Первый фактор, удовлетворяющий перечисленным требованиям, это мутационный процесс, одновременно являющийся и поставщиком элементарного эволюционного материала. Но мутация сама по себе неспособна оказывать направляющего воздействия на эволюционный процесс. Для этого нужен второй фактор – популяционные волны, или «волны жизни», – количественные коле-бания в численности популяций под воздействием различных причин, к которым относятся сезон-ная периодика, климатические, природно-катастрофические и другие причины.
Эволюционная роль «волн жизни» проявляется в изменении частоты генов в популяциях, приводящем к снижению наследственной изменчивости. Этот процесс имеет место при резком снижении численности популяции. Американским генетиком С. Райтом он был назван дрейфом генов, а русским генетиком Н.П. Дубининым – генетико-автоматическим процессом. В этом про-цессе увеличивается число близкородственных скрещиваний, что приводит к уменьшению разно-образия генотипов, содержащихся в популяции. Это в свою очередь может привести к изменению направленности и интенсивности действия отбора.
Третий элементарный фактор эволюции – это изоляция. Нарушая свободное скрещивание, изоляция закрепляет возникшие как случайно, так и под действием отбора различия в наборах и численности генотипов в изолированных частях популяции. Различают два типа изоляции:
• территориально-механическую, или пространственно-географическую;
• биологическую, или репродуктивную.
Смысл изоляции первого типа ясен из названия. Биологическая изоляция имеет пять форм:
• этологическая изоляция – различия в поведении особей;
• экологическая изоляция – различия в предпочтении разных мест обитания;
• сезонная изоляция – различия в сроках размножения;
• морфологическая изоляция – различия в размерах, структуре тела и его органов;
• генетическая изоляция – различия наследственного аппарата, приводящие к несовмести-мости половых клеток.
Общим итогом изоляции является возникновение независимости генофондов двух популяций, которые в итоге могут трансформироваться в самостоятельные виды.
Четвертый элементарный эволюционный фактор – естественный отбор. Его генетическая сущ-ность – дифференцированное неслучайное сохранение в популяции определенных генотипов и их избирательное участие в передаче генов следующим поколениям. Естественный отбор воздействует не на отдельный фенотипический признак и не на отдельный ген. Он работает только на уровне фенотипа, то есть целостной живой системы – организма, сформированного в результате взаимо-действия окружающей среды с генотипом, имеющим определенную норму реакции.