Современные представления об эволюции

Основу современных представлений об эволюции всего живого составляет неодарвинизм. Неодарвинизм – теория органической эволюции путем естественного отбора признаков, детерминированных генетически. Доказательствами неодарвинизма являются:

1. неоспоримые данные об эволюции видов в прошлом;

2. естественный отбор генов, наблюдаемый сейчас;

3. эволюция фенотипических признаков, достоверно установленная за прошедшие полтора века.

Не существует пока твердо установленных законов эволюции, у нас есть, подкрепленные данными гипотезы, которые в совокупности составляют достаточно обоснованную теорию. Т.е. мы говорим о «возможно» происходившими и происходящими процессами в природе. Но факт существования эволюции достоверный, а то, что она происходит путем естественного отбора случайно возникших мутаций надо обсуждать и подтверждать, не отвергая иные пути эволюции (если таковые имеются). Например, в рамках существующей теории эволюции трудно объяснить факт появления насекомых раньше, чем появились опыляемые растения.

Ископаемые остатки не являются достаточным основанием для доказательства эволюции. Очень много в палеонтологической летописи разрывов, что считается веским доводом против теории образования новых видов путем постепенного изменения. Правда, против этих доводов тоже есть возражения:

1. мертвые организмы быстро разлагаются;

2. мертвые организмы могли поедаться другими живыми организмами;

3. животные с мягким телом плохо поддаются фоссилизации (окаменению).

4. Немногие животные погибли в условиях благоприятных для фоссилизации;

5. обнаружена небольшая часть ископаемых остатков, необходимо искать новые подтверждения или опровержения существующей теории.

Возможно, что новые виды возникали внезапно, и промежуточных форм не существовало, т.е., скорость эволюции непостоянна и некоторые виды возникали очень быстро. Дарвин не отрицал такой возможности: « Я не думаю, что этот процесс (видообразование) происходит непрерывно, гораздо более вероятно, что каждая форма долгое время остается неизменной, а затем претерпевает модификацию». Примером может служить палеонтологическая история лошади. Генетически наиболее близкими предками современной лошади считаются млекопитающие размером не более современной лисицы, жившие около 54 миллионов лет назад. За прошедшие тысячелетия этот вид претерпел быстрые изменения не менее 12 раз. Изменения касались размеров, зубов, мозга и происходили достаточно быстро 38 млн. лет назад, затем – 26 млн. лет, 7 млн. лет, и последнее быстрое изменение вида произошло примерно миллион лет назад. Ископаемые остатки показывают и изменения климата в такие периоды. Причем, виды возникали в определённой области, а затем расселялись. Но иногда, области разделялись до возникновения форм, а на крупные острова вулканического происхождения жизнь могла быть принесена течениями, ветром и другими способами.

Направленность и ограниченность эволюционного процесса

Основной единицей жизни и эволюции вида является биологическая популяция. Популяция – это совокупность особей одного вида, населяющая часть ареала, относительно изолированная от других таких же групп, обладающая устойчивостью и способностью к эволюции (напр. уссурийский тигр). Современная теория эволюции является синтетической, объединяющей дарвинизм, генетику и экологию. Эволюция – это творческий процесс возникновения новой, полезной для организма биохимической реакции, морфологического или биологического признака, или новой формы поведения и, в конце концов, образование нового вида. В отличие от индивидуального развития (онтогенеза) биологическая эволюция не запрограммирована. Предпосылками эволюции, или элементарными факторами по Дарвину являются: 1) наследственная изменчивость, 2) геометрическая прогрессия размножения. Наследственная изменчивость имеет две формы, мутационную и рекомбинационную.

Мутационная форма – это генные мутации с частотой 10 , хромосомные мутации, мутации с изменением структуры хромосом, геномные мутации, приводящие к изменению числа хромосом.

Рекомбинационная изменчивость – это перераспределение генов в гомологичных и негомологичных хромосомах. Существует три механизма рекомбинации – кроссинговер, транслокация и перекомбинация хромосом (отцовских и материнских) при скрещивании.

Возрастание численности особей в геометрической прогрессии в популяции влечет увеличение концентрации мутаций. Если при оптимальной численности особей один мутант приходится на 100 тысяч особей, то при численности популяции в 10 миллионов мутантов буде уже около 100. После спада численности особей в популяции может произойти дивергенция вида на «островные» популяции. Закон дивергенции (расходимости) видов в теории эволюции является одним из основных и достаточно обоснованным законом. Процесс расходимости видов приводит к фантастическому разнообразию форм организации материи.

Одним из факторов эволюции является миграция популяций. В процессе миграции происходит обмен генами между популяциями одного вида в результате скрещивания, т. е., поток генов источник комбинативной изменчивости. Кроме этого происходит интрогресия генов – обмен генами между популяциями разных видов.

Движущими силами эволюции следует считать: 1) борьбу за существование, 2) естественный отбор. Формами борьбы за существование являются, трофическая – борьба за источники питания, топическая – борьба за место обитания и репродуктивная. Существенными чертами естественного отбора являются его вероятностный характер, накапливающее и интегрирующее действие, т.е. накопление мелких и полезных наследственных изменений с последующим объединением мелких изменений в целостную систему нового организма и адаптивная направленность изменений.

Среди наиболее общих закономерностей эволюции надо выделить:

1) прогрессивную направленность,

2) необратимость

3) неравномерность в пространстве и времени.

Прогрессивная направленность проявляется в непрерывном усложнении возникающих форм, в усиливающейся чувствительности новых видов к внешним воздействиям. Можно предположить, что человек, как высшая ступень эволюции в настоящее время, не всецело воспринимает и обрабатывает сигналы внешних воздействий. Вполне возможно, что человек не реагирует на неизвестные ему воздействия, или потому, что у него ещё не возникли рецепторы, принимающие эти воздействия, или потому что не сформировался центр по обработке этих сигналов. Поэтому, предсказывать каким будет человек как вид в будущем, через тысячу или десять тысяч поколений нельзя. Фантазировать можно, сказать даже приблизительно нельзя.

Изменчивость признаков и свойств в пределах популяции у любого вида живых организмов всегда ограничена, т.е. 1) у червя не могут сформироваться крылья, у него нет онтогенетических предпосылок, 2) у человека нет онтогенетических предпосылок для появления кисточки на кончике хвоста. Выявление системы запретов в эволюции – одна из главных проблем этой теории. Чаще всего это связано с физико-химическими или структурно-механическими свойствами живых организмов. Таким образом, в основе направленности эволюции лежит, с одной стороны, направленное действие естественного отбора на протяжении большого числа поколений, а с другой стороны, система запретов, обусловленная организацией данной группы, и в конечном итоге её генотипическими особенностями.

Набор признаков, характеризующий млекопитающих, (постоянная теплокровность, живорождение, вскармливание молоком, развитый мозг, строение органа слуха и др.), возник не у одного вида или группы близких видов, а в разных стволах одного пучка филогенетически близких групп рептилий, причем не одновременно. Но весь класс млекопитающих произошел от одного класса рептилий, но возможно и возникновение одного рода посредством гибридизации (доказано экспериментально).

Многие вопросы эволюции ещё ждут своих исследователей. Более или менее изучен вопрос о возникновении и развитии естественного отбора. Но мы должны помнить о возможности эволюции самих эволюционных процессах. Знание путей эволюции эволюционных механизмов должно помочь решить проблему разработки основ управляемой эволюции.

Существует мнение, что процессы и закономерности макроэволюции якобы невозможно объяснить исходя из учения о микроэволюции (частота мутаций лежит в пределах от одной десятитысячной до одной десятимиллионной), Другими словами, возникновение родов, семейств происходит не на основе мутаций и естественного отбора, а на основе иных факторов и закономерностей. Правда, у сторонников такого мнения нет достоверных естественно-научных фактов. Нет основания отрицать возможности объяснения эволюционных процессов крупного масштаба процессами, протекающими на микроэволюционном уровне. Все самые сложные на первый взгляд макроэволюционные феномены, без потери их специфики, объяснимы понятиями микроэволюции. На основе действия одних и тех же микроэволюционных сил может возникнуть изменение видового ранга, а может возникнуть изменение, впоследствии определяющее образование отряда или другой крупной группы организмов. Известно, что существуют гены структурные и регуляторные. Структурные гены человека и шимпанзе крайне сходны, а регуляторные различны. Может быть, мутации этих групп генов имеют разное значение для видообразования и дальнейшей эволюции.

Наряду с дарвиновским процессом видообразования, признающим лишь направленный отбор, существуют представления о сальтационном, внезапном образовании новых видов, вне действия отбора, путем крупных скачков. В последние годы идея о скачкообразном характере возникновения видов вновь находит сторонников. Выдвинута гипотеза прерывистого равновесия или пунктуализма, т.е. эволюция идеи скачками между которыми застой, стазис, равновесие. Стазис занимает по времени поколений, а скачок поколений. По мнению сторонников этой гипотезы так образовалось 95% видов. Одним из подтверждений сторонников пунктуализма является отсутствие переходных форм. Некоторые факты говорят о возможности такого механизма эволюции. Скорее всего, пути эволюции различны и истина в том, что все они имеют место в истории Земли.