Вопрос 2. Эволюция и её сущность. Специфика эволюционного процесса. Предмет и задачи эволюционной теории. Место эволюционной теории в системе биологических наук.

Эволюция – это постепенное длительное развитие органического мира, сопровождающееся его изменением и появлением новых форм организма, при этом развитие идет от простого к сложному. И в далекие геологические эпохи и в настоящее время, орга­нический мир Земли находится в состоянии эволюции.

Понять сущность жизни как специфической формы движения материи невозможно без изучения теорий биологической эволюции. Когда ученый использует термин «эволюция» применительно к биологическим процессам и явлениям, то чаще всего он подразумевает процесс длительных и постепенных изменений, которые приводят к коренным качественным изменениям живых организмов, сопровождающимся возникновением новых биологических систем, форм и видов.

Сущность процесса эволюции проявляется в непрерывном приспособлении биологических ви­дов к разнообразным условиям окружающей среды и в появле­нии все более сложно устроенных организмов.Можно коротко сказать, что биологическая эволюция направлена от простых биологических форм к сложным.

Образование видов происходит двумя путями. Первый — разделение исходного вида на два и более новых. Второй — гибридизация, то есть объединение двух разных наборов генов (генотипов) и образование гибрида.

Эволюционная теория как дисциплина изучает общие закономерности и движущие силы исторического развития жизни.

Целью эволюционной теории является выявление закономерностей развития органического мира.

Предмет изучения эволюционизма — процесс эволюции живой природы.

Задачи эволюционной теории:

1. Изучение проблемы происхождения жизни на Земле.

2. Изучение причин эволюции.

3. Изучение закономерностей исторического развития живой материи.

4. Изучение развития царств живой природы.

5. Изучение происхождения человека.

6. Прогнозирование эволюционных, микроэволюционных процессов.

7.Разработка способов научного управления микроэволюционными

процессами.

Эволюционное учение занимает центральное место в огромном и многообразном здании современной биологии, является в определенном смысле ее методологическим содержанием. Эволюционный подход стал основой мировоззрения современной биологии. Он позволяет рассматривать живую природу в динамике, во взаимосвязи ее элементов и в связи с абиотической средой.

Эволюционный подход важен во всех без исключения областях биологии: описание отдельных групп фактов возможно и вне эволюционной интерпретации, но естественнонаучное объяснение любых фактов в биологии вне эволюционного подхода оказывается невозможным.

Термин «эволюция» (от лат. – развертываю) был предложен в 1762 году швейцарским натуралистом Ш. Боннэ. В биологии вопросы эволюции рассматривает эволюционная теория, которая раньше ограничивалась рамками дарвинизма, а в настоящее время рассматривает как классическое дарвиновское учение, так и современную (синтетическую) теорию эволюции (СТЭ).

Рассматривая эволюцию в целом можно увидеть, что резуль­татом ее является все многообразие организмов, живущих на Зем­ле. Поэтому, основываясь на результатах эволюционного про­цесса можно выделить два вида эволюции - микроэволюцию (эволюция внутри вида) и макроэволюцию (эволюция крупных систематических групп, надвидового ранга).

Микроэволюция - совокупность процессов видообразования, при которых из одного вида возникают новые виды (один или несколько) видов организмов. Примером микроэволюционных процессов является возник­новение двух рас ночной бабочки березовая пяденица, раз­ных видов вьюрков на Галапогосских островах, прибрежных видов чаек на побережье Ледовитого океана (от Норвегии до Аляски) и т.д. Выведение породы белой украинской свиньи может служить примером микроэволюции, реализуемой человеком. Образование новых видов из исходного осуществляется за счет дивергенции (см. ниже).

Макроэволюция - совокупность всех эволюционных процес­сов, результате которых возникло все многообразие органичес­кого мира; эти процессы идут не только на уровне вида, но и на уровне рода, семейства, класса и т.д. Результатом макроэволюции является все многообразие со­временного органического мира, которое возникло как за счет дивергенции, так и за счет конвергенции (схождения признаков). Следовательно, при протекании макроэволюции возможны и дивергенция, и конвергенция

Доказательства эволюции. Вы­деляют четыре группы доказательств эволюционной теории: цитологические, палеонтологические, сравнительно-анатоми­ческие и эмбриологические. Суть цитологических доказательств состоит в том, что практи­чески все организмы (кроме вирусов) имеют клеточное строение. Клетки и животных, и растений имеют общий план строения и об­щие по форме и функциям органоиды (цитоплазма, эндоплазматическая сеть, клеточный центр и т.д.). Клетки растений име­ют ряд отличий, связанных с различным способом питания и разной приспособленностью к среде обитания по сравнению с животными, однако, существование в природе промежуточного типа одноклеточ­ных организмов - жгутиковых, сочетающих в себе признаки расти­тельных и животных организмов (они как растения способны к фотосинтезу, а как животные - к гетеротрофному способу питания), свидетельствует о единстве происхождения животных и растений. Клетка имеет одинаковый химический и элементарный состав независимо от принадлежности к какому-либо организму, обла­дая и специфичностью, связанной с особенностью организма. Эмбриологические доказательства. Первым эмбриологическим доказательством является то, что развитие всех (и животных и растительных) организмов начина­ется с одной клетки – зиготы. Вторым важнейшим доказательством является биогенетичес­кий закон (см. тему онтогенез), согласно которому, онтогенез есть краткое и быстрое повторение филогенеза. Так, отдельные особи вида, независимо от уровня его организации, проходят стадию зиготы, морулы, бластулы, гаструлы, трех зародышевых лист­ков, органогенеза; более того, и у рыб, и у человека есть личи­ночная рыбообразная стадия и зародыш человека имеет жабры и жаберные щели (это относится к животным). Сравнительно-анатомические доказательства эволюции относятся к эволюции животных и осно­ваны на сведениях, полученных сравнительной анатомией. Сравнительная анатомия - наука, изучающая внутреннее строение различных организмов в их сравнении друг с другом (наибольшее значение эта наука имеет для животных и чело­века). В результате изучения особенностей строения хордовых было обнаружено, что эти организмы имеют двустороннюю (билате­ральную) симметрию. Они имеют опорно-двигательную систе­му, обладающую единым, общим для всех, планом строения (срав­ните скелет человека и скелет ящерицы или лягушки). Это свиде­тельствует об общности происхождения человека, пресмыкаю­щихся и земноводных.

Согласно сравнительной анатомии, у различных организмов имеются гомологичные, аналогич­ные органы, рудименты и атавизмы. Гомологичными называют органы, имеющие общий план стро­ения, единство происхождения, но они могут иметь различное строение из-за выполнения различных функций. Конечности всех млекопитающих хотя и отличаются друг от друга, но имеют единый план строения и представляют собой пятипалую конечность, примерами являются грудной плав­ник рыбы, передняя конечность лягушки, крыло птицы и рука человека. Примерами гомологичных орга­нов у растений являются усики гороха, иглы барбариса, колючки кактуса — все это видоизмененные листья; кор­невище ландыша, клубни картофеля, донце репчатого лука – подземные побеги, также гомологичны. Аналогичными называют те органы, которые имеют пример­но одинаковое строение (внешняя форма) из-за выполнения близ­ких функций, но обладающих различным планом строения и раз­личным происхождением. К аналогичным органам относится роющая конечность крота и медведки (насекомого, ведущего подземный образ жизни). У организмов, обитающих в воздухе, имеются крылья и другие приспособления для полета, но крылья птицы и летучей мыши — измененные конечности, а крылья бабочки — выросты стенки тела. Рудиментами являются остатки тех органов, которые когда-то имели значение, а на данном этапе филогенеза потеряли свое значение. Примерами рудиментов яв­ляются аппендикс (слепой отросток кишки), копчиковые позвон­ки и т.д. Атавизмы - признаки, ранее присущие и характерные для данного организма, на данном этапе эволюции утратившие свое значение для большинства особей, но проявившиеся у дан­ной конкретной особи в ее онтогенезе. К атавизмам относится хвостатость некоторых людей, полимастия человека (многососковость), чрезмерное развитие волосяного покрова. В отличие от рудиментов, которые присущи всем особям данного вида (например, аппендикс у человека), атавизмы встречаются редко и воспринимаются как уродства, т.е. отклонения в строении. Палеонтологические исследования позволяют установить историю развития разных форм организмов на Земле, установить родственные (генетические) связи между отдельными организма­ми, основывается на изучении ископаемых останков.

Учение о движущих силах эволюции. Движущие силы эволюции – это те факторы, которые вызывают эволюционный процесс. Эволюционному процессу подвержены элементарные единицы эволюции. Элементарными единицами эво­люции в теории Ч. Дар­вина были виды. Но согласно современным воззрениям, вид не представляет собой наименьшую дискретную, самодостаточ­ную единицу, а является очень сложным обра­зованием, состоящим из отдельных популяций. Поэтому в современной синтетической теории (СТЭ) – элементарными единицами эво­люции считаются популяции. Элементарными факторами эволюции, т.е. факторами, приводящими к устойчивому, необратимому, направленному изменению генотипа являются мутации, популяционные волны, изоляция. Мутации (см. выше) поставляют материал для естественного отбора, приводят к возникновению новых признаков, если признаки благоприятны для организма, они закрепляются в потомстве, накапливаются, что в конечном итоге приводит к появлению новых видов. Популяционные волны – это колебания численности особей в популяции, которые «подставляют» под действие отбора редкие мутации или устраняют обычные варианты. Изоляция – это возникновение различного рода препятствий, делающих невозможным свободное скрещивание, изоляция приводит к закреплению новых свойств и развитию различий. Также к факторам эволюции относят наследственность, изменчивость, и естественный отбор, который является движущей силой эволюции. Наследственность и изменчивость (см. раздел Генетика) являются важнейшими факторами эволюции. Роль наследственности в эволюции состоит в передаче призна­ков, в том числе и возникших в онтогенезе, от родителей к потомкам. Изменчивость организмов приводит к появлению особей, име­ющих разный уровень отличий друг от друга. Модификационные изменения, не затрагивающие генома, не наследу­ются. Их роль в эволюции состоит в том, что такие изменения позволяют организму выжить в сложных, порой экстремальных условиях среды. Так, мелкие листья способствуют снижению транспирации (испарения воды), что позволяет растению выжить в условиях недостатка влажности.