18.11.2024 Теория эволюции

Под эволюцией органического мира понимают процесс исторического развития от древнейших до современных и будущих форм жизни. Сущность процесса состоит в непрерывным приспособлении живого к разнообразным и постоянно меняющимся условиям окр среды, в результате которого появляются всё более сложноустроенные организмы. Жан Батист Ламарк 1809 году предложил систему, в которой прогрессивное развитие жизни на земле от простых к сложным основано на принципе изменяемости видов в зависимости от условий окр среды. Слабым местом теории был факт, что приобретённые признаки не передаются по наследству.

1887 году Авгус Есьман доказал, что признаки, приобретаемые телом и приводящие к изменению фенотипа не оказывают прямого воздействия на половые клетки, с помощью которых признаки передаются следующему поколению.

На основании трудов Томаса Мальгуса и собственных наблюдений Дарвин и Оолис не зависиом друг от друга разработали теории о механизмах эволюционного процесса.

Основные положения были опубликованы 1859 году

К середине 20го века на основе классической теории Дарвина генетики и экологи была создана синтетическая современная теория эволюции.

Основные положения синтетической теории

1. Отдельная особь от появления до исчезновения испытывает только онтогенетические изменения и не участвует в эволюционном процессе; только те организмы, которые прежде, чем погибнуть успешно произвели потомство, вносят в вклад в эволюцию вида;

Единицей существования, воспроизводства, изменчивости и эволюции вида является популяция.

Популяция – совокупность особей одного вида, длительно населяющих определенный ареал, размножающихся путем свободного скрещивания и в той или иной степени изолированных от других особей того же вида;

Главное условие эволюционных изменений в популяции – способность к свободному скрещиванию;

2. Необходимым условием эволюции является неопределенная, индивидуальная наследственность изменчивости особи в популяции, которая делится на мутационную и комбинативную.

Мутационная изменчивость особей возникает в результате спонтанных или индуцированных мутаций генов в половых клетках родителей и несет в рецессивном состоянии потенциальные новые признаки;

Комбинативная изменчивость является результатом случайных комбинаций отцовский и материнских генов в половом процессе, во-первых, в ходе мейоза – кроссинговер и независимое расхождение хромосом; во-вторых, при образовании зиготы при слиянии яйцеклетки со сперматозоидом; КИ не создает новых генов, но в результате комбинации внешние признаки организмов могут сильно варьировать.

Наследственная изменчивость отдельных особей ведет к возрастанию гетерозиготности генофонда популяции.

Генофонд – совокупность генотипов всех особей популяции, богатство генофонда непосредственно зависит от аллельного разнообразия.

Гены, у которых в популяции обнаруживается два и более аллельных вариантов, называются полиморфными. Фактически гетерозиготные генотипы служат источником генетической изменчивости: в результате скрещивания гетерозиготных особей появляются гомозиготы с новым признаком, которые подлежат адаптивному отбору в данных условиях. Чем выше гетерозиготность в популяции, тем чаще возникают новые гомозиготы и больше предложений для отбора. Таким образом, высокая гетерозиготность - скрытый резерв эволюции. Данное положение сформулировано Четвериковым.

3. Концентрация мутаций и гетерозигот в популяции повышается при усилении действия мутагенных факторов. Естественными мутагенами являются ионизирующая радиация, химические и пищевые вещества, особенно свободные активные радикалы, повышенная температура, вирусы и т.д.

Интенсивность природных мутагенных факторов меняется в определенные периоды развития Земли, обуславливая изменения темпов и масштабов эволюции. Кроме того, некоторые мутации возникают спонтанно, как ошибки в ходе репликации ДНК при подготовке к делению клетки, поэтому их минимальный уровень обеспечен в любое время исторического развития.

4. Концентрация мутаций и гетерозигот в популяции может случайно повышаться в результате резких колебаний численности особей. Такие колебания называются популяционные волны и регулярно возникают по экологическим причинам:

• При саморегуляции в пищевых цепях;

• При колебаниях численности в лунных, сезонных, солнечных (11-летних) циклов;

• В результате природных или техногенных катаклизмов (пожаров, засух, оледенений, затоплений и т. д.).

В малых популяциях вероятность встречи одноименных гетерозигот, их выхода в гомозиготное состояние резко возрастает. Такое смещение гетерозигот в пользу определенных генотипов называется дрейфом генов.

5. Случайные изменения генофонда популяции закрепляются благодаря изоляциям.

Изоляция – возникновение разнообразных препятствий к свободному скрещиванию особей внутри популяции, а также между близкими популяциями, которые еще сохраняли генетический обмен на краях своих ареалов. При возникновении изоляции размножение идет в пределах изолятов так, что между группами прекращается обмен генами. Возникшие ранее изменения генотипов закрепляются в потомстве и усиливаются, что ведет к дивергенции, или расхождению признаков особей в пределах однородной популяции.

Изоляции могут быть пространственные и биологические.

Пространственные изоляции, географические и экологические, появляются в результате геологических процессов, таких как горообразование, поднятие или снижение уровня воды.

Биологические изоляции появляются как результат закрепления мутаций в пространственных изолятов. Среди биологических механизмов изоляции выявляют:

• Презиготические – преграды для возникновения гибридов:

- сезонная – разные сроки цветения

- поведенческая

- механическая – различное строение половых органов;

• Постзиготические – нежизнеспособность или стерильность гибридов.

Изоляции всегда носят случайный ненаправленный характер, приводят к повышению или снижению концентрации разных мутаций в популяции, но не создают направленные процессы в эволюции. Единственный направляющий фактор эволюции – естественный отбор.