3.1 Изменчивость, наследственность и естественный отбор

Основная задача, которая стоит перед палеонтологией заключается в изучении органического мира прошлого. Палеонтология изучает развитие органического мира в огромном диапазоне времени, охватывающем 4 млрд. лет. Причины и процессы развития органического мира имеют определённые законы, что составляет содержание теории эволюции.

Эволюция – это законы развития органического мира, основные положения которого разработаны Ч. Дарвином и Ж. Ламарком. Ч. Дарвин установил, что эволюция, то есть процесс исторического развития органического мира, может происходить только при сочетании трёх условий (триада Дарвина): изменчивости, наследственности, естественного отбора. Эта триада является движущим фактором эволюции. Выпадение из триады любого из трех факторов приводит к остановке развития органического мира. Тем не менее, весь современный мир и ископаемый материал свидетельствует о том, что развитие органического мира идёт непрерывно, оно осуществляется с разной скоростью, имеет периоды расцвета и упадка.

Изменчивость является общим свойством существующей материи, особенно наследственная изменчивость, она возникает в результате генных и хромосомных мутаций, является неистощимым источником эволюционных изменений организмов. Мутации – наследственные изменения, проявляющиеся сильно, слабо, либо не проявляющиеся вовсе. Любая мутация ведёт к изменению норм реагирования организма на внешние условия среды. При изменении внешней среды скрытые в организме мутации могут привести к изменению вида.

Наследственность – способность передачи информации через генетический код (дезоксирибонуклеиновую кислота – ДНК) от предка к потомку. Передача осуществляется при определённых внутренних состояниях и в конкретных условиях среды.

Естественный отбор осуществляется разнообразно. Прежде всего, он связан с борьбой за существование. При изменении внешней среды (например, засухи или сезона дождей) внутри одной популяции среди особей может возникнуть борьба за существование, при этом выживет сильнейшая особь (хищники обычно нападают на слабых особей, а не сильных). Естественный отбор перестраивает аппарат индивидуального развития, направленного на приобретение новой формы реакции, соответствующей видоизменённым условиям среды.

Не менее важными являются понятия: онтогенез, астогенез, филогенез.

Онтогенез – процесс развития одиночного организма, возникшего из половых клеток. Онтогенез на ископаемом материале можно восстановить по скелетным остаткам. Благодаря изучению онтогенеза доказано систематическое положение многих организмов, обладающих сходным строением на взрослой стадии. Онтогенезы ископаемых описывают через разные особенности скелета. Например, у аммоноидей – усложнение лопастной линии.

Астогенез – процесс развития колониального организма, возникшего за счёт бесполого размножения. Стадии изучены на таких организмах как мшанки, граптолиты, колониальные кораллы. Первый индивид колонии возникает за счёт полового размножения, а остальные за счёт бесполого размножения первого индивида. В астогенезе выделяют детскую, юношескую, взрослую и старческую стадии развития.

Филогенез – процесс исторического развития группы организмов от предков к потомкам, связанных родственными отношениями. Эволюцию органического мира можно представить в виде разветвлённого родословного дерева. Каждая ветвь представляет систематическую группу, которая образовалась и существовала в определённый промежуток времени. Многие ветви вымерли, это исчезнувшие группы. Всё родословное дерево – это развитие группы организмов, а индивидуальное развитие одной особи от момента возникновения и до конца жизни – это онтогенез.

Индивидуальное развитие организма (онтогенез) в сокращённой форме повторяет историю развития предковых групп. Такое повторение является основой биогенетического закона. В ходе онтогенеза возникают признаки сначала далёких предков, а затем и более близких. На любой стадии онтогенеза (астогенеза) могут возникать новые признаки, и исчезать прежние. В результате изменяется прежний онтогенез, а отсюда и филогенез.