Koncept evolucije seminara organskog svijeta. Teorije evolucije organskog svijeta. Poreklo života na zemlji
Sve do kraja 17. vijeka. većina Evropljana je vjerovala da je sve u prirodi nepromijenjeno od dana stvaranja, da su sve vrste biljaka i životinja još uvijek onakve kakve ih je Bog stvorio. Međutim, u XVIII vijeku. novi naučni podaci dovode u sumnju ovo. Ljudi su počeli da pronalaze dokaze da se biljne i životinjske vrste menjaju tokom dugog vremenskog perioda. Ovaj proces se zove evolucija.
Prve teorije evolucije
Jean-Baptiste de Monnet (1744-1829), Chevalier de Lamarck, rođen je u Francuskoj. Bio je jedanaesto dijete u osiromašenoj aristokratskoj porodici. Lamark je živio teškim životom, umro kao siromašni slijepac, njegova djela su zaboravljena. Sa 16 godina otišao je u vojsku, ali je ubrzo otišao u penziju zbog lošeg zdravlja. Potreba ga je natjerala da radi u banci, umjesto da se bavi onim što voli - medicinom.
kraljevski botaničar
AT slobodno vrijeme Lamarck je proučavao biljke i stekao tako opsežno znanje o tome da je 1781. godine imenovan za glavnog botaničara francuskog kralja. Deset godina kasnije, nakon što je Lamarck izabran za profesora zoologije u Prirodnjačkom muzeju u Parizu. Ovdje je držao predavanja i priređivao izložbe. Uočavajući razlike između fosila i modernih životinjskih vrsta, Lamarck je došao do zaključka da vrste i karakteristike životinja i biljaka nisu nepromijenjene, već se, naprotiv, mijenjaju iz generacije u generaciju. Ovaj zaključak su mu sugerirali ne samo fosili, već i geološki dokazi o promjenama u krajoliku tokom dugih miliona godina.
Lamarck je došao do zaključka da se tijekom života karakteristike životinje mogu mijenjati ovisno o vanjskim uvjetima. On je dokazao da su te promjene naslijeđene. Dakle, vrat žirafe se možda produžio tokom života zbog činjenice da je morala posegnuti za lišćem drveća, a ta promjena se prenijela na svoje potomke. Danas je ova teorija prepoznata kao pogrešna, iako je korištena u teoriji evolucije Darwina i Wallacea koja se pojavila 50 godina kasnije.
Ekspedicija u Južnu Ameriku
Charles Darwin (1809-1882) rođen je u Shrewsburyju u Engleskoj. Bio je sin doktora. Nakon što je završio školu, Darvin je otišao da studira medicinu na Univerzitetu u Edinburgu, ali se ubrzo razočarao u ovu temu i, na insistiranje svog oca, otišao je na Univerzitet Kembridž da se pripremi za svešteničku službu. I iako su pripreme bile uspješne, Darwin se još jednom razočarao u karijeru koja je pred njim. Istovremeno se zainteresovao za botaniku i entomologiju (nauku o insektima). Godine 1831., botaničar John Henslow primijetio je Darwinove sposobnosti i ponudio mu posao prirodnjaka na ekspediciji u južna amerika. Prije plovidbe, Darwin je pročitao radove geologa Charlesa Lyella (vidi članak ""). Oni su pogodili mladog naučnika i uticali na njegove stavove.
Darwinova otkrića
Ekspedicija je plovila na brodu "Bigl" i trajala je 5 godina. Za to vrijeme istraživači su posjetili Brazil, Argentinu, Čile, Peru i ostrva Galapagos - deset kamenitih ostrva na obali Ekvadora u Tihom okeanu, od kojih svako ima svoju faunu. Na ovoj ekspediciji Darwin je prikupio ogromnu kolekciju fosila stijena, napravio herbarije i kolekciju plišanih životinja. Vodio je detaljan dnevnik ekspedicije i kasnije je koristio veliki dio materijala sa Galapagoskih ostrva da predstavi svoju teoriju evolucije.
U oktobru 1836. Beagle se vratio u Englesku. Darwin je posvetio sljedećih 20 godina obradi prikupljenih materijala. Godine 1858. dobio je rukopis od Alfreda Wallacea (1823-1913) sa idejama vrlo bliskim njegovima. I iako su oba prirodnjaka bili koautori, uloga Darwina u iznošenju nove teorije je mnogo značajnija. Darwin je 1859. objavio Porijeklo vrsta putem prirodne selekcije, u kojem je izložio teoriju evolucije. Knjiga je postigla ogroman uspeh i izazvala je veliku buku, jer je bila u suprotnosti sa tradicionalnim idejama o poreklu života na Zemlji. Jedna od najhrabrijih misli bila je tvrdnja da se evolucija nastavlja milionima godina. To je bilo suprotno biblijskom učenju da je svijet stvoren za 6 dana i da se od tada nije promijenio. Danas većina naučnika koristi modernizovanu verziju Darwinove teorije da objasni promene u živim organizmima. Neki odbacuju njegovu teoriju na vjerskoj osnovi.
Prirodna selekcija
Darwin je otkrio da se organizmi bore jedni protiv drugih za hranu i stanište. Primijetio je da čak i unutar iste vrste postoje jedinke sa posebnim osobinama koje povećavaju njihove šanse za preživljavanje. Potomci takvih jedinki nasljeđuju ove osobine i one postepeno postaju uobičajene. Pojedinci koji nemaju ove osobine izumiru. Dakle, nakon mnogo generacija, cijela vrsta dobiva korisne osobine. Ovaj proces se zove prirodna selekcija. Pogledajmo, na primjer, kako se moljac prilagodio promjenama u svom okruženju. U početku su svi moljci imali srebrnu boju i bili su nevidljivi na granama drveća. Ali onda su stabla potamnila od dima - a moljci su postali primjetniji, aktivnije su ih jele ptice. Preživjeli su moljci tamnije boje. Ta tamna boja prenijela se na njihovo potomstvo i potom se proširila na cijelu vrstu.
Uloga radova Charlesa Darwina u stvaranju naučne evolucijske teorije
Do sredine XIX veka. nastali su objektivni uslovi za stvaranje naučne evolucione teorije. Oni se svode na sljedeće.
1. Do tog vremena, u biologiji se nakupilo mnogo činjeničnog materijala koji je dokazao sposobnost organizama da se mijenjaju i stvorena je prva evolucijska teorija.
2. Napravljena su sva najznačajnija geografska otkrića, usljed kojih su manje-više detaljno opisani najvažniji predstavnici organskog svijeta; otkrivena je široka raznolikost životinjskih i biljnih vrsta, a identificirani su i neki srednji oblici organizama.
3. Brzi razvoj kapitalizma zahtijevao je proučavanje izvora sirovina (uključujući i biološke) i tržišta, što je intenziviralo razvoj bioloških istraživanja.
4. Veliki uspjeh postignut je u selekciji biljaka i životinja, što je doprinijelo identifikaciji uzroka varijabilnosti i konsolidaciji osobina koje su nastale u organizmima.
5. Intenzivan razvoj minerala omogućio je otkrivanje groblja prapovijesnih životinja, otisaka drevnih biljaka i životinja, koji su potvrdili evolucijske ideje.
Tvorac temelja naučne evolucione teorije bio je Čarls Darvin (1809-1882). Njegovi glavni predlozi su objavljeni 1859. godine u knjizi Poreklo vrsta prirodnom selekcijom, ili očuvanje povoljnih rasa u borbi za život. C. Darwin je nastavio da radi na razvoju evolucione teorije i objavio je knjige Promena domaćih životinja i kultivisanih biljaka (1868) i Poreklo čoveka i seksualna selekcija (1871). Evolucijska teorija se neprestano razvija, dopunjuje, ali su njeni temelji izneseni u gore navedenim knjigama.
Stvaranje Darwinove teorije olakšala je situacija koja je vladala u biologiji u vrijeme početka naučna djelatnost naučnika, činjenicu da je živio u najrazvijenijoj (u to vrijeme) kapitalističkoj zemlji - Engleskoj, sposobnost putovanja (Ch. Darwin je putovao oko svijeta na brodu Beagle), kao i lične kvalitete naučnika .
Razvijajući naučnu evolucionu teoriju, Charles Darwin je stvorio vlastitu definiciju "vrste", iznio nove principe za sistematizaciju organskog svijeta, koji se sastoje u pronalaženju srodnih (genetskih) veza koje su nastale zbog istog porijekla cijelog organskog svijeta. ; definirao je evoluciju kao sposobnost vrsta da uspori, postupan razvoj u toku svog istorijskog postojanja. Ispravno je otkrio uzrok evolucije, koji se sastoji u manifestaciji nasljedne varijabilnosti, a također je ispravno otkrio faktore (pokretačke snage) evolucije, uključujući prirodnu selekciju i borbu za postojanje, kroz koje se ostvaruje prirodna selekcija.
Teorija evolucije organskog svijeta, razvijena u djelima Charlesa Darwina, bila je temelj za stvaranje moderne sintetičke evolucijske teorije.
Sintetička teorija evolucije organskog svijeta je skup znanstveno utemeljenih odredbi i principa koji objašnjavaju nastanak modernog organskog svijeta Zemlje. U razvoju ove teorije korišćeni su rezultati istraživanja u oblasti genetike, oplemenjivanja, molekularne biologije i drugih bioloških nauka dobijeni u drugoj polovini 19. i tokom 20. veka.
Carl Linnaeus i uloga njegovog rada u razvoju evolucijske teorije
Čovjeka je oduvijek zanimalo otkud tako divan svijet životinja i biljaka, da li je uvijek bio isti kao sada, mijenjaju li se organizmi koji postoje u prirodi. Očima jedne generacije teško je, a ponekad i nemoguće, uočiti značajne promjene u okolnom svijetu, stoga je osoba u početku formirala ideju o nepromjenjivosti okolnog svijeta, posebno svijeta životinja (fauna ) i biljke (flora).
Ideje o nepromjenjivosti organskog svijeta nazivaju se metafizičkim, a ljudi (uključujući naučnike) koji dijele ove stavove nazivaju se metafizičari.
Najvatreniji metafizičari, koji vjeruju da je sve živo stvoreno od Boga i da se ne mijenja od dana stvaranja, nazivaju se kreacionistima, a pseudoučenje o božanskom stvaranju živih bića i njegovoj nepromjenjivosti naziva se kreacionizam. Ovo je krajnje reakcionarna doktrina, ona koči razvoj nauke, ometa normalnu aktivnost čovjeka kako u razvoju civilizacije tako iu običnom životu.
Kreacionizam je bio rasprostranjen u srednjem vijeku, ali i sada se vjernici i crkveni poglavari pridržavaju ove doktrine, međutim, i sada crkva priznaje promjenjivost živih i vjeruje da je samo dušu stvorio Bog.
Akumulacijom znanja o prirodi, sistematizacijom znanja, otkrilo se da se svijet mijenja, a to je dalje dovelo do stvaranja i razvoja evolucijske teorije.
Izvanredan biolog koji je bio metafizičar i kreacionista, ali čiji je rad omogućio razvoj evolucione teorije, bio je švedski prirodnjak Carl Linnaeus (1707-1778).
K. Linnaeus je stvorio najsavršeniji vještački sistem organskog svijeta. Bio je vještački jer ga je Linnaeus zasnivao na znakovima koji često nisu odražavali odnos između organizama (što je u to vrijeme bilo nemoguće zbog nepotpunog znanja o organizmima). Tako je jorgovan i mirisni klip (biljke potpuno različitih klasa i porodica) svrstao u jednu grupu jer obe ove biljke imaju po dva prašnika (mirisni klip pripada klasi jednosupnica, porodici žitarica, a jorgovan je klasi od dvokola, porodica maslina).
Sistem koji je predložio K. Linnaeus bio je praktičan i pogodan. Koristio je binarnu nomenklaturu koju je uveo Linnaeus i koja se i danas koristi zbog svoje racionalnosti. U ovom sistemu, klasa je bila najviši takson. Biljke su podijeljene u 24 klase, a životinje - u šest. Naučni podvig K. Linnaeusa bilo je uključivanje čovjeka u carstvo životinja, što je za vrijeme nepodijeljene dominacije religije bilo daleko od sigurnog za naučnika. Značaj sistema K. Linnaeusa za dalji razvoj biologije je sledeći:
1) stvorio je osnovu za naučnu sistematizaciju, jer je jasno pokazao da postoji međusobna povezanost i porodični odnos između organizacija;
2) ovaj sistem je postavio zadatak da se otkriju uzroci sličnosti između organizama, što je bio podsticaj da se prouče temeljne karakteristike sličnosti i objasne razlozi takvih sličnosti.
Pred kraj života K. Linnaeus je napustio ideju o nepromjenjivosti vrsta, jer se sistem organskog svijeta koji je predložio nije uklapao u okvire metafizičkih i kreacionih ideja.
Opće karakteristike evolucijske teorije koju je razvio J. B. Lamarck
Krajem XVIII - početkom XIX in. ideja o varijabilnosti organskog svijeta sve više osvaja umove naučnika. Pojavljuju se prve evolucijske teorije.
Evolucija je postepeni dugoročni razvoj organskog svijeta, praćen njegovom promjenom i pojavom novih oblika organizama.
Prvu, manje-više potkrijepljenu evolucijsku teoriju stvorio je francuski prirodnjak Jean Baptiste Lamarck (1744-1829). Bio je istaknuti predstavnik transformizma. Transformisti su bili i J. Buffon (Francuska), Erasmus Darwin - djed Charlesa Darwina (Engleska), J. V. Goethe (Njemačka), K. F. Roulier (Rusija).
Transformizam - doktrina o varijabilnosti vrsta različitih organizama, uključujući životinje, biljke i ljude.
J. B. Lamarck je izložio temelje svoje teorije evolucije u knjizi Filozofija zoologije. Suština ove teorije je da se organizmi mijenjaju u procesu istorijskog postojanja. Promjene u biljkama nastaju pod direktnim utjecajem uvjeta okoline, a ovi uvjeti indirektno utiču na životinje.
Razlog za pojavu novih oblika organizama (posebno životinja) je unutrašnja želja organizma za savršenstvom, a nastale promjene fiksiraju se vježbanjem ili nevježbanjem organa. Promjene koje nastaju nasljeđuje organizam pri uzastopnom izlaganju uslovima koji su izazvali te promjene, ako ti uslovi djeluju više generacija.
Centralna pozicija Lamarckove evolucijske teorije je ideja o tipovima organizama, njihovoj gradaciji i želji vrste da pređe sa nižeg nivoa (gradacije) na viši (otuda želja za savršenstvom).
Primjer koji ilustruje vježbanje organa je istezanje vrata od strane žirafe kako bi dobila hranu, što dovodi do njegovog izduživanja. Ako žirafa ne ispruži vrat, tada će postati kraći.
Faktori evolucije (prema Lamarku) su:
1) prilagođavanje uslovima životne sredine, zbog čega nastaju različite promene u organizmima;
2) nasljeđivanje stečenih osobina.
Pokretačke snage evolucije (prema Lamarku) sastoje se u težnji organizama za savršenstvom.
Glavno dostignuće Lamarckove teorije bilo je to što je prvi put učinjen pokušaj da se dokaže postojanje evolucije u organskom svijetu u procesu historijskog postojanja, međutim, naučnik nije mogao ispravno otkriti uzroke i pokretačke snage evolucije ( u toj fazi razvoja naučne misli to je bilo nemoguće zbog nedostatka naučnih saznanja).
Slične stavove o razvoju organskog svijeta iznio je i profesor Moskovskog univerziteta K. F. Rul'e. U svojim teorijskim pozicijama otišao je dalje od J. B. Lamarcka, jer je negirao ideju da organizmi teže poboljšanju. Ali on je svoju teoriju objavio kasnije od Lamarcka i nije mogao stvoriti evolucijsku teoriju u obliku u kojem ju je razvio Charles Darwin.
Opće karakteristike dokaza za evoluciju organskog svijeta
Proučavanje organizama tokom dugog istorijskog vremena ljudski razvoj pokazao da su organizmi podložni promjenama, da su u stanju stalnog razvoja, tj. evoluirali. Postoje četiri grupe dokaza za evolucijsku teoriju: citološki, paleontološki, uporedno anatomski i embriološki. U ovom pododjeljku razmatramo ove dokaze općenito.
Opće karakteristike citoloških dokaza za evoluciju organizama
Suština citoloških dokaza je da gotovo svi organizmi (osim virusa) imaju ćelijsku strukturu. Životinjske i biljne ćelije karakterizira opći plan strukture i organele koje su uobičajene po obliku i funkciji (citoplazma, endoplazmatski retikulum, ćelijski centar, itd.). Međutim, biljne stanice se razlikuju od životinjskih po drugačijem načinu ishrane i različitoj prilagodljivosti okolišu u odnosu na životinje.
Ćelije imaju isti hemijski i elementarni sastav, bez obzira na pripadnost bilo kom organizmu, imaju specifičnost povezanu sa posebnošću organizma.
Postojanje u prirodi srednjeg tipa jednoćelijskih organizama - flagela, koji kombinuje znakove biljnih i životinjskih organizama (kao biljke sposobne su za fotosintezu, a kao životinje sposobne za heterotrofnu ishranu), svedoči o jedinstvu porekla životinje i biljke.
Pregled embrioloških dokaza za evoluciju
Poznato je da u individualnom razvoju (ontogenezi) svi organizmi prolaze kroz fazu embrionalnog (intrauterinog - za živorodne organizme) razvoja. Proučavanje embrionalnog perioda različitih organizama pokazuje zajedničko porijeklo svih višećelijskih organizama i njihovu sposobnost evolucije.
Prvi embriološki dokaz je da razvoj svih (i životinjskih i biljnih) organizama počinje od jedne ćelije - zigote.
Drugi najvažniji dokaz je biogenetski zakon koji su otkrili F. Müller i E. Haeckel, koji su dopunili A. N. Severtsov, A. O. Kovalevsky i I. I. Schmalhausen. Ovaj zakon kaže: "U embrionalnom razvoju ontogeneze, organizmi prolaze kroz glavne embrionalne faze filogenetskog (historijskog) razvoja vrste." Dakle, pojedinačne jedinke vrste, bez obzira na nivo njene organizacije, prolaze kroz fazu zigote, morule, blastule, gastrule, tri klica, organogeneze; štaviše, i riba i čovjek imaju larvalnu fazu nalik ribi, a ljudski embrion ima škrge i škržne proreze (ovo se odnosi na životinje).
Pojašnjenje biogenetskog zakona od strane ruskih naučnika odnosi se na činjenicu da organizmi prolaze kroz glavne faze filogenetskog razvoja, ponavljajući faze karakteristične za embrionalni period razvoja, a ne za odrasla stanja organizama.
Uporedni anatomski dokazi za evoluciju
Ovaj dokaz se odnosi na evoluciju životinja i temelji se na informacijama dobijenim komparativnom anatomijom.
Komparativna anatomija je nauka koja proučava unutrašnja struktura različiti organizmi u međusobnom poređenju ( najveća vrijednost ova nauka ima za životinje i čoveka).
Kao rezultat proučavanja strukturnih karakteristika hordata, ustanovljeno je da ovi organizmi imaju bilateralnu (bilateralnu) simetriju. Imaju mišićno-koštani sistem koji ima jedinstven strukturalni plan zajednički za sve (uporedite ljudski skelet i skelet guštera ili žabe). Ovo svedoči o zajedničkom poreklu čoveka, gmizavaca i vodozemaca.
Različiti organizmi imaju homologne i slične organe.
Organi se nazivaju homolognim ako jesu generalni plan strukture, jedinstvo porijekla, ali mogu imati različitu strukturu zbog obavljanja različitih funkcija.
Primjeri homolognih organa su prsna peraja ribe, prednji ud žabe, krilo ptice i ljudska ruka.
Analogni su oni organi koji imaju približno istu građu (vanjsku formu) zbog obavljanja sličnih funkcija, ali imaju različitu strukturu i različito porijeklo.
Slični organi uključuju udove krtice i medvjeda (insekta koji vodi podzemni način života), ptičje krilo i krilo leptira, itd.
Uporedni anatomski dokazi također uključuju prisustvo rudimenata i atavizama u organizmima.
Rudimenti se nazivaju rezidualni organi koje ti organizmi ne koriste. Primjeri rudimenata su slijepo crijevo (cekum), trtični pršljenovi, itd. Rudimenti su ostaci onih organa koji su nekada bili neophodni, ali su u ovoj fazi filogeneze izgubili svoj značaj.
Atavizmi su znakovi koji su ranije bili inherentni i karakteristični za određeni organizam, ali su u ovoj fazi evolucije izgubili svoj značaj za većinu jedinki, ali su se manifestirali kod ovog pojedinca u njegovoj ontogenezi. Atavizmi uključuju repove kod nekih ljudi, polimastiju (više bradavica), pretjerani razvoj kose. Praznovjerni ljudi daju neko religiozno značenje repovima i pojačanom razvoju kose, takve ljude smatraju bliskim đavolu, a u srednjem vijeku su čak i spaljivani na lomači.
Paleontološki dokazi evolucije
Paleontologija je nauka o organskom svijetu prošlih geoloških epoha, odnosno o organizmima koji su nekada živjeli na Zemlji, a sada su izumrli. U paleontologiji se razlikuju paleozoologija i paleobotanika.
Paleozoologija proučava ostatke fosilnih životinja, dok paleobotanika proučava ostatke fosilnih biljaka.
Paleontologija direktno dokazuje da je organski svijet Zemlje u različitim geološkim epohama bio različit, mijenjao se i razvijao od primitivnih oblika organizama do više organiziranih oblika.
Paleontološka istraživanja omogućavaju da se utvrdi istorijat razvoja različitih oblika organizama na Zemlji, da se identifikuju srodni (genetski) odnosi između pojedinačnih organizama, što doprinosi stvaranju prirodni sistem organskog svijeta Zemlje.
U zaključku možemo zaključiti da ukratko razmatrani fenomeni dokazuju da je organski svijet Zemlje u stanju stalnog sporog postepenog razvoja, odnosno evolucije, dok je razvoj išao i ide od jednostavnog ka složenom.
Uloga naslijeđa i varijabilnosti u evoluciji organskog svijeta
Najvažniji faktori evolucije su varijabilnost i naslijeđe. Uloga nasljeđa u evoluciji sastoji se u prenošenju osobina, uključujući one koje su nastale u ontogenezi, s roditelja na potomstvo.
Promjenjivost organizama dovodi do pojave jedinki s različitim razinama razlika jedni od drugih. Da li je svaka promjena koja je nastala u ontogenezi naslijeđena? Vjerovatno ne. Promjene modifikacije koje ne utječu na genom se ne nasljeđuju. Njihova uloga u evoluciji je da takve promjene omogućavaju organizmu da preživi u teškim, ponekad ekstremnim uvjetima okoline. Dakle, mali listovi pomažu u smanjenju transpiracije (isparavanja), što omogućava biljci da preživi u uvjetima nedostatka vlage.
Važnu ulogu u procesima evolucije igra nasljedna (mutacijska) varijabilnost koja utječe na genom gameta. U tom slučaju nastale promjene se prenose s roditelja na potomstvo, a nova osobina se ili fiksira u potomstvu (ako je korisna za organizam), ili organizam umire ako ta osobina pogoršava njegovu prilagodljivost okolišu.
Dakle, nasljedna varijabilnost "stvara" materijal za prirodnu selekciju, a nasljeđe fiksira nastale promjene i dovodi do njihovog gomilanja.
Evolucija (od latinskog evolutio - raspoređivanje), u širem smislu - sinonim za razvoj; procesi promjena (pretežno nepovratnih) koji se dešavaju u živoj i neživoj prirodi, kao iu društveni sistemi. Evolucija može dovesti do komplikacija, diferencijacije, povećanja nivoa organizacije sistema (napredak) ili, obrnuto, do smanjenja ovog nivoa (regresija). U užem smislu, koncept evolucije uključuje samo postepene kvantitativne promjene, suprotstavljajući ga razvoju kao kvalitativnom pomaku, odnosno revoluciji. U stvarnim razvojnim procesima, revolucija i evolucija (u užem smislu) su podjednako neophodne komponente i čine kontradiktorno jedinstvo.
Evolucija u najširem smislu te riječi odnosi se na postepenu promjenu složeni sistemi na vrijeme. Oni govore o evoluciji zvijezda i galaksija, pejzažima i biocenozama, jezicima i društvenim sistemima.
Biološka evolucija je nasljedna promjena svojstava i karakteristika živih organizama tokom niza generacija. U toku biološke evolucije postiže se i stalno održava saglasnost između svojstava živih organizama i uslova sredine u kojoj žive. Budući da se uvjeti stalno mijenjaju, uključujući i kao rezultat vitalne aktivnosti samih organizama, a opstaju i razmnožavaju se samo one jedinke koje su najbolje prilagođene životu u promijenjenim uvjetima okoline, svojstva i znakovi živih bića se stalno mijenjaju. Uslovi života na Zemlji su beskrajno raznoliki, pa je prilagođavanje organizama na život u ovim različitim uslovima tokom evolucije dovelo do fantastične raznolikosti životnih oblika.
Pokretačke snage evolucije, njihov odnos.
1. Učenje Ch. Darwina o pokretačke snage evolucija. Pokretačke snage evolucije: nasljedna varijabilnost, borba za postojanje, prirodna selekcija.
2. Nasljedna varijabilnost. Razlog za nasljedne promjene je promjena gena i hromozoma, rekombinacija (kombinacija) roditeljskih osobina u potomstvu. Korisne, štetne i neutralne nasljedne promjene. Slučajna, neusmjerena priroda nasljednih promjena. Uloga nasljedne varijacije u evoluciji: opskrba materijalom za djelovanje prirodne selekcije.
4. Oblici borbe za egzistenciju:
Borba protiv nepovoljnih uslova nežive prirode (abiotski faktori). Uticaj na bilo koji organizam nepovoljni uslovi: višak ili nedostatak vlage, svjetlost, visoka ili niska temperatura zraka. Primjer: smrt ili ugnjetavanje jedinki biljke koja voli svjetlost u uvjetima slabog osvjetljenja;
Intraspecifična borba za postojanje - odnos između jedinki iste vrste. Najveći intenzitet intraspecifične borbe zbog sličnosti potreba kod jedinki iste vrste (potreba za sličnom hranom, rasvjetom, tlom itd.).
5. Prirodna selekcija - proces preživljavanja jedinki sa naslednim promenama koje su korisne u datim uslovima sredine i njihova kasnija reprodukcija. Selekcija je posljedica borbe za egzistenciju, glavnog faktora evolucije, očuvanja jedinki uglavnom sa nasljednim promjenama koje su korisne u određenim uvjetima sredine. Faktor odabira - uslovi spoljašnje okruženje: visoka ili niska temperatura zraka; višak ili nedostatak vlage, svjetlosti, hrane.
6. Mehanizam djelovanja prirodne selekcije:
Pojava nasljednih promjena kod pojedinaca (korisnih, štetnih, neutralnih);
Očuvanje kao rezultat borbe za egzistenciju, prirodne selekcije, pretežno jedinke sa nasljednim promjenama koje su korisne u datim uslovima sredine;
Reprodukcija jedinki sa korisnim promjenama, povećanje njihovog broja;
Preferencijalni opstanak jedinki sa promjenama koje odgovaraju okolini među potomcima, njihovo razmnožavanje i prenošenje korisnih promjena na dio potomstva;
Distribucija nasljednih promjena korisnih u datim uslovima sredine.
7. Odnos pokretačkih snaga evolucije. Heterogenost jedinki vrste zbog nasljedne varijabilnosti, koja daje materijal za akciju borbe za postojanje i za prirodnu selekciju. Pogoršanje odnosa među pojedincima kao rezultat borbe za egzistenciju. Očuvanje jedinki pretežno sa korisnim nasljednim promjenama prirodnom selekcijom kao posljedica borbe za egzistenciju.
Važno je napomenuti da je Charles Darwin postavio temelje naučne teorije evolucije. Kao dominantna evoluciona doktrina, darvinizam je postojao od 1859. do 1900. godine, tj. prije ponovnog otkrića G. Mendelovih zakona. Sve do kraja 20-ih godina prošlog stoljeća genetski podaci su bili suprotstavljeni evolucijskoj teoriji, nasljedna varijabilnost (mutacijska, kombinativna) smatrana je glavnim faktorom evolucije, prirodnoj selekciji je dodijeljena sporedna uloga. Tako je već u početnom periodu svog formiranja genetika korištena za stvaranje novih koncepata evolucije. Sama po sebi, ova činjenica je značajna: svjedočila je o bliskoj povezanosti genetike s evolucijskom teorijom, ali vrijeme za njihovo ujedinjenje tek je dolazilo. Različite vrste kritike darvinizma bile su rasprostranjene sve do pojave STE.
Izuzetnu ulogu u razvoju evolucione teorije imala je populaciona genetika, koja proučava mikroevolucione procese u prirodnim populacijama. Osnovali su ga istaknuti domaći naučnici S.S. Četverikov i N.V. Timofejev-Resovski.
Ujedinjenje darvinizma i genetike, koje je počelo 1920-ih, doprinijelo je širenju i produbljivanju sinteze darvinizma sa drugim naukama. 1930-e i 1940-e godine smatraju se periodom formiranja sintetičke teorije evolucije.
U zapadnim zemljama, obnovljeni darvinizam, ili sintetička teorija evolucije, stekao je široko priznanje među naučnicima već 40-ih godina, iako je uvijek bilo i ima nekih velikih istraživača koji zauzimaju antidarvinističke stavove.
Moderna nauka ima mnogo činjenica koje dokazuju postojanje evolutivnog procesa. To su podaci iz biohemije, genetike, embriologije, anatomije, taksonomije, biogeografije, paleontologije i mnogih drugih disciplina. Glavni dokazi do danas su:
taksonomski podaci koji odražavaju tok evolucijskih transformacija;
embriološki dokazi dobiveni u proučavanju razvoja embrija hordata, potvrđujući valjanost zakona germinativne sličnosti K. Baera. Štaviše, pokazalo se da je tokom individualni razvoj organizam prolazi kroz faze koje odražavaju filogenezu date vrste. Na osnovu ovih podataka formulisan je biogenetski zakon (F. Muller, E. Haeckel);
ćelijska struktura;
podaci uporedne anatomije;
podaci dobijeni tokom selekcionog rada;
dokaz o postojanju prirodne selekcije u prirodi (melanizacija insekata);
univerzalnost genetskog koda;
jedinstvo organizacije genetskog materijala i implementacije genetskih informacija;
univerzalnost akumulatora energije u živoj ćeliji - ATP;
genetski dokazi. Filogenetski bliske vrste imaju sličnosti u strukturi gena;
sličnost u strukturi proteina organizama koji pripadaju bliskim taksonomskim grupama;
eksperimentalni dokazi. Modeliranje evolucijskih procesa na živim organizmima (modeli).
Moderne ideje o faktorima evolucije rezultat su razvoja darvinizma, genetike i ekologije. Charles Darwin u svom klasičnom djelu "Porijeklo vrsta" riješio je problem glavnih pokretačkih snaga (faktora) evolucijskog procesa. On je izdvojio sljedeće faktore: nasljednost, varijabilnost i prirodnu selekciju. Osim toga, Charles Darwin je ukazao na važnu ulogu ograničavanja slobodnog ukrštanja jedinki zbog njihove izolacije jedne od drugih, koja je nastala u procesu evolucijske divergencije vrsta.
U savremenom pogledu, faktori evolucionog procesa su nasledna varijabilnost, prirodna selekcija, genetski drift, izolacija, migracija jedinki itd. Svi organizmi formiraju prirodne grupe sa sličnim anatomskim karakteristikama jedinki koje su u njih uključene. Velike grupe se sukcesivno dijele na manje, čiji predstavnici imaju sve veći broj zajedničkih osobina. Odavno je poznato da su organizmi slične anatomske strukture slični u svom embrionalnom razvoju. Međutim, ponekad se čak i značajno različite vrste, kao što su kornjače i ptice, gotovo ne razlikuju u ranim fazama individualnog razvoja. Embriologija i anatomija organizama su tako usko povezane jedna s drugom da taksonomisti (specijalisti u oblasti klasifikacije) podjednako koriste podatke obje ove znanosti u razvoju shema za distribuciju vrsta u redove i porodice. Takva korelacija nije iznenađujuća, jer anatomska struktura - konačni rezultat embrionalni razvoj.
Pravac evolucije svake sistematske grupe određen je odnosom između karakteristika sredine u kojoj se odvija evolucija datog taksona i njegove genetske organizacije, koja se razvila tokom njene prethodne evolucije.
Divergencija. Najčešće u toku evolucije uočavamo divergenciju ili divergenciju karaktera kod vrsta koje potiču od zajedničkog pretka. Divergencija počinje na populacijskom nivou zbog razlika u uslovima životne sredine u kojima žive ćerke vrste i kojima se ćerke vrste različito prilagođavaju pod uticajem prirodne selekcije. Genetski drift također igra određenu ulogu u divergenciji. Divergencija uzrokuje povećanje broja vrsta i nastavlja se na nivou supraspecifičnih svojti. Divergentna evolucija objašnjava nevjerovatnu raznolikost živih bića.
Upečatljiv primjer divergencije je promjena udova sisara u toku njihove adaptacije na različite uvjete okoline.
Konvergencija (konvergencija karaktera) se opaža kada se nepovezani taksoni prilagode istim uslovima. O konvergenciji se govori u onim slučajevima kada se nađe vanjska sličnost u građi i funkcioniranju organa koji ima potpuno različito porijeklo u upoređenim skupinama živih organizama. Na primjer, krilo vretenca i šišmiša imaju zajedničke karakteristike u strukturi i funkciji, ali se formiraju tijekom embrionalnog razvoja od potpuno različitih ćelijskih elemenata i kontroliraju ih različite grupe gena. Takva tijela se nazivaju slična. Spolja su slični, ali različiti po porijeklu, nemaju filogenetsku zajedništvo. Sličnost u strukturi oka između sisara i glavonožaca je još jedan primjer konvergencije. Nastali su samostalno u toku evolucije i formirani su u ontogenezi iz različitih rudimenata.
Opća i privatna oprema. Pitanja o mogućim putevima evolucijskog procesa razvio je A. N. Severtsov. Jedan od glavnih takvih načina, prema Severtsovu, je aromorfoza (arogeneza), odnosno pojava u toku evolucije adaptacija koje značajno povećavaju nivo organizacije živih organizama i otvaraju im potpuno nove evolucijske mogućnosti. Takve adaptacije bile su, na primjer, pojava fotosinteze, spolne reprodukcije, višećeličnosti, plućnog disanja kod predaka vodozemaca, amnionskih membrana kod predaka gmizavaca, toplokrvnosti kod predaka ptica i sisara itd. Aromorfoze su prirodne prirode. rezultat evolutivnih procesa. Oni otvaraju mogućnosti vrstama da istraže nova, ranije nepristupačna staništa.
Aromorfoze se ne javljaju odmah; kada se pojave, praktički se ne razlikuju od običnih adaptacija. Tek u procesu njihovog evolucijskog "poliranja" prirodnom selekcijom, koordinacijom sa brojnim znakovima organizma i rasprostranjena kod mnogih vrsta postaju aromorfoze. Na primjer, pojava plućnog disanja kod drevnih stanovnika slatke vode nije iz temelja promijenila njihov način života, nivo organizacije itd. Međutim, kao rezultat ove adaptacije, postalo je moguće razviti zemljište - ogromno stanište. Ova prilika je aktivno korištena u kasnijoj evoluciji, pojavile su se mnoge tisuće vrsta vodozemaca, gmazova, ptica i sisara, ispunjavajući različite niše staništa. Stoga je stjecanje pluća od strane kralježnjaka velika aromorfoza, koja je dovela do povećanja nivoa organizacije mnogih vrsta.
Postoje i manje aromorfoze. Bilo ih je nekoliko u evoluciji sisara: pojava dlake, živorođenje, hranjenje mladih mlijekom, nabavka konstantna temperatura tijelo, progresivni razvoj mozga itd. Visoki nivo Organizacija sisara, postignuta zahvaljujući navedenim aromorfozama, omogućila im je da ovladaju novim staništima.
Pored tako velike transformacije kao što je aromorfoza, u toku evolucije pojedinih grupa nastaje veliki broj malih adaptacija na određene uslove okoline. A. N. Severtsov je takve adaptacije nazvao idioadaptacijom.
Idioadaptacije su adaptacije organizama na okruženje bez temeljnog restrukturiranja biološke organizacije. Primjer idioadaptacije je raznolikost oblika kod kukojeda sisara, čije su različite vrste, imajući zajednički početni nivo organizacije, mogle steći svojstva koja su im omogućila da zauzmu različita staništa u prirodi.
Putevi evolucije organskog svijeta ili se međusobno spajaju ili zamjenjuju, a aromorfoze se javljaju mnogo rjeđe od idioadaptacije. Ali upravo aromorfoze određuju nove faze u razvoju organskog svijeta. Nastali aromorfozom, nove, više organizacione grupe organizama zauzimaju drugačije stanište. Dalje, evolucija ide putem idioadaptacije, a ponekad i degeneracije, koji organizmima omogućavaju razvoj novog staništa za njih.
2. PROMJENE U OSNOVNIM INDUSTRIJAMA
S početkom tranzicije u postindustrijsko društvo, udio industrije u svjetskom BDP-u i zaposlenosti ekonomski aktivnog stanovništva opada. industrija i dalje ostaje najvažnija grana materijalne proizvodnje. Velika ulaganja se usmjeravaju u industrijsku proizvodnju, s tim su povezani i veliki izdaci za istraživačko-razvojni rad. Industrijska roba zadržava bezuslovni primat u svjetskoj trgovini. Industrija nastavlja da ima veliki uticaj ne samo na privredu, već i na druge aspekte javnog života. A teritorijalna struktura industrije u najvećoj mjeri određuje teritorijalnu strukturu cjelokupne svjetske ekonomije, formirajući, takoreći, njen okvir. Stoga se ponekad ne bez razloga i dalje naziva motorom ekonomskog razvoja.
Veliki pomaci se dešavaju u sektorskoj strukturi svjetske industrije. Na nivou mezostrukture izražene su prvenstveno u promjeni omjera između ekstraktivne i prerađivačke industrije. Tokom druge polovine dvadesetog veka. postojao je stalni trend smanjenja udjela ekstraktivnih industrija u ukupnom iznosu industrijska proizvodnja; sada je oko 1/10. Ali promjene su uticale i na unutrašnje proporcije u rudarskoj i proizvodnoj industriji.
Ekstraktna industrija je čitav kompleks industrija i podsektora, koji uključuje ne samo rudarstvo, već i industriju sječe. Uključuje i objekte za morski ribolov, vodosnabdijevanje, lov i ribolov. Otprilike 3/4 ukupne proizvodnje ove industrije otpada na njen glavni podsektor – rudarsku industriju. S druge strane, u strukturi rudarske industrije 3/5 proizvoda (vrednosno) obezbjeđuje industrija nafte i plina, a ostatak, u približno jednakim udjelima, vađenje uglja i rude.
Prerađivačka industrija je strukturno mnogo složeniji kompleks, koji obuhvata više od 300 različitih industrija i podsektora, koji se obično dele u četiri bloka: 1) proizvodnja konstrukcijskih materijala i hemijskih proizvoda; 2) mašinstvo i obrada metala; 3) laka industrija; 4) prehrambena industrija. U strukturi proizvodnih industrija razlikuju se i teška i laka industrija: ako je 60-ih omjer između njih bio 60:40, onda je sredinom 90-ih već bio 70:30. Prvo mjesto u strukturi svjetske prerađivačke industrije zauzima mašinstvo (40% svih proizvoda), drugo mjesto zauzima hemijska industrija (više od 15%). Slijede prehrambena (14%), laka industrija (9%), metalurgija (7%) i druge industrije. Odnos između njih se donekle mijenja s vremenom, ali općenito ostaje relativno stabilan. S druge strane, promjene koje se dešavaju u strukturi svake od ovih industrija su obično uočljivije. Prije svega, to se odnosi na mašinstvo, kao najraznovrsniju granu industrijske proizvodnje.
Najbrže rastuća grana svjetskog mašinstva bila je i ostala elektronska i elektroindustrija, čiji je udio u svim proizvodnim proizvodima već narastao na 1/10. Opću mašinsku industriju u cjelini karakteriše umjeren rast, a promjene se dešavaju i u njenoj strukturi: smanjuje se proizvodnja poljoprivrednih, tekstilnih mašina i opreme, a povećava se proizvodnja mašina za drumski transport, a posebno robota, kancelarijskih oprema i dr. Udio transportnog inženjeringa u strukturi prerađivačke industrije u cjelini ostaje relativno stabilan, ali to krije i unutrašnje razlike: udio brodogradnje i željezničkih vozila opada, ali se udio automobilske industrije generalno zadržava. .
Uporedo sa promjenama u sektorskoj strukturi svjetske industrije, dolazi i do promjena u njenim teritorijalnim proporcijama. Obično se ove promjene razmatraju na različitim hijerarhijskim nivoima, u rasponu od poređenja sjevera i juga do pojedinačnih zemalja.
Vježbajte
Reliktno zračenje otkriveno 1970-ih, odnosno mikrovalno pozadinsko zračenje, počelo se smatrati eksperimentalnom potvrdom modela: ...?
i istorijski razvoj živih sistema.Antropogeneza
Teorije Ch. Darwina, E. Bauer, L. Berg, moderno razumijevanje mehanizama evolucije organski svijet.
Faze antropogeneze. Reprezentacija noosfere: naučnici VI Vernadsky, P. Teilhard de Chardin.
Poreklo života na zemlji.Teorija Ch. Darwina.
Savremeno shvatanje
mehanizama evolucijeorganski svijet
Evolucija je istorijska promjena oblika organizacije i ponašanja živih bića u nizu generacija. Teorija evolucije daje objašnjenje za ukupnost karakteristika koje karakterišu sav život na Zemlji.
U različitim oblastima prirodnih nauka (geologija, paleontologija, biogeografija, embriologija, komparativna anatomija, proučavanje ćelijske strukture organizama), materijali koje su prikupili naučnici bili su u suprotnosti sa idejama o božanskom poreklu i nepromenljivosti prirode. Veliki engleski naučnik C. Darwin uspio je ispravno objasniti sve ove činjenice, generalizirati ih i stvoriti teoriju evolucije.
Osnovni principi evolucijske teorije Ch. Darwina
Unutar svake vrste živih organizama postoji ogroman raspon individualne nasljednosti varijabilnosti (prema morfološkim, fiziološkim, bihevioralnim i bilo kojim drugim karakteristikama). Nemoguće je pronaći dvije individue koje su potpuno identične u smislu ukupnosti znakova.
Svi živi organizmi imaju sposobnost povećanja broja.
Životni resursi za bilo koju vrstu živih organizama su ograničeni, pa stoga, uz veliku proizvodnju jedinki, mora nastati borba za egzistenciju ili između jedinki iste vrste ili jedinki različitih vrsta, ili sa prirodnim uvjetima.
Opstaju samo prilagođene jedinke koje imaju ona odstupanja koja su se pokazala kao prilagodljiva datim uslovima sredine. Prirodna selekcija pojedinih izolovanih sorti u različitim uslovima postojanja postepeno dovodi do divergencije (divergencije) karakteristika ovih sorti.
Podaci geologije, paleontologije, embriologije i drugih nauka također su ukazivali na promjenjivost organskog svijeta. Međutim, većina naučnika nije prepoznala evoluciju: niko nije posmatrao transformaciju jedne vrste u drugu. Intenzivno se radilo na selekciji novih rasa životinja i sorti gajenih biljaka.
Pobornici trajnosti vrsta tvrdili su da svaka sorta, svaka pasmina ima posebnog divljeg pretka. Darwin je dokazao da to nije slučaj. Sve rase pilića potiču od divljih bankinarskih pilića, domaće patke od divljih pataka pataka, rase zečeva od divljih evropskih zečeva. Preci goveda su bile dvije vrste divljih tura, i pasa - vuk i, za neke rase, možda šakal. U isto vrijeme, životinjske pasmine i biljne sorte mogu se vrlo oštro razlikovati.
Proces stvaranja novih rasa životinja i sorti kultiviranih biljaka kroz sistematsko očuvanje i reprodukciju jedinki sa određenim osobinama i svojstvima vrijednim za čovjeka u nizu generacija naziva se veštačka selekcija.
Darwin je identificirao dva oblika umjetne selekcije: svjesnu ili metodičku (uzgajivač sebi postavlja određeni zadatak i odabire za jednu ili dvije karakteristike) i nesvjesnu (primitivni oblik umjetne selekcije). Svaki par organizama proizvodi mnogo više potomaka nego što prežive do odrasle dobi. Većina organizama koji se rađaju umiru prije puberteta. Uzroci smrti su različiti (napad neprijatelja, nedostatak hrane, itd.). U prirodi postoji neprekidna borba za postojanje. Ovaj pojam treba shvatiti u širem smislu, kao svaku zavisnost organizama od čitavog kompleksa uslova žive i nežive prirode koji ga okružuju. Drugim riječima, borba za postojanje je skup raznolikih i složenih odnosa koji postoje između organizama i uslova okoline.
Ch. Darwin je izdvojio tri glavna oblika borbe egzistencije: interspecifičnu, intraspecifičnu i borbu sa nepovoljnim uslovima.
Nakon stvaranja Darwinove teorije evolucije, godine su prošle, istorijska era se promijenila, ali rasprava o problemima evolucije ne prestaje.
Sada se takve ideje aktivno promoviraju i naširoko raspravljaju, što bi prije nekoliko godina bilo prepoznato kao apsurdno. To je nesumnjiva zasluga "naučnih" kreacionista. Postavlja se pitanje da li je sve to povezano s objektivnom lažnošću ili nenaučnom prirodom teorije evolucije? Nije li to beskorisna slijepa ulica u razvoju nauke? Očigledno je da to nije slučaj. U to se dijelom uvjeravaju uspjesi koje su posljednjih decenija postigli mnogi biolozi koji se bave empirijskim proučavanjem evolucije, a dijelom i proučavanje onih kritičkih primjedbi koje najčešće iznose protivnici evolucionizma.
Razmotrimo najraširenije pozicije moderne evolucije koje su kritizirali njeni protivnici. Često se tvrdi da možemo promatrati mikroevolucijsku promjenu, ali nikada ne vidimo specijaciju i makroevoluciju. Zaista, obično se ti procesi odvijaju tako sporo da ne mogu biti predmet direktnog posmatranja. Ipak, specijacija se može utvrditi empirijski iz direktnih ili indirektnih podataka. Dosta takvih podataka dato je u općim izvještajima o specijaciji. Postoji i više privatnih radova na pojedinačnim grupama životinja ili biljaka. Ponekad se specijacija može eksperimentalno ponoviti. Na primjer, studije V. A. Rybina pokazale su da je predak obične šljive, po svoj prilici, bio prirodni hibrid trešnje šljive i trna. Kao rezultat eksperimentalnog križanja ovih biljaka s naknadnim udvostručavanjem kromosoma, dobiveni su hibridi - prilično održivi, vrlo slični pravim šljivama, koji se dobro križaju i s njima i međusobno. Pronađene su i neke razlike između sintetizovanih šljiva i pravih. Može se pretpostaviti da su ove potonje od svog pojavljivanja imale vremena da se donekle promijene u toku dalje evolucije.
Čini se da su umjetne vrste većina naših domaćih životinja i poljoprivrednih biljaka. Ponekad nam paleontološki podaci omogućavaju da pratimo kako se, kroz postepene transformacije, jedna vrsta pretvorila u drugu. Na primjer, čini se da je polarni medvjed evoluirao u kasnom pleistocenu od smeđeg medvjeda. Cijeli proces je dokumentiran paleontološkim podacima; poznate su prelazne faze procesa.
Mogli bi se navesti i drugi primjeri specijacije. Zapravo, oni su poznati kreacionistima. Međutim, moderni kreacionisti tvrde da se specijacija uvijek odvija gubitkom ili preraspodjelom određenih već postojećih nasljednih faktora i to samo u okviru nekog primarnog tipa strukture, takozvanog "baramin". Pojava novih nasljednih informacija, a time i novih fenotipskih struktura, prema kreacionistima, nemoguća je. Pojava novih "baramina" je takođe nemoguća. Ove poslednje je kreirao direktno kreator.
Što se tiče ovih koncepata, treba napomenuti sljedeće. U evoluciji se stare strukture koriste češće nego što nastaju nove. Procesi redukcije su veoma česti. Stoga neće biti problem pronaći primjere koji nisu u suprotnosti sa stavovima kreacionista. Na primjer, šljiva je nastala od trna i trešnje hibridizacijom praćenom poliploidijom, odnosno bez pojave novih genetskih informacija. Do nekih promjena u ovim informacijama moglo bi doći tokom daljnjih transformacija. Međutim, fundamentalno nove strukture se također često pojavljuju u evoluciji.
U evoluciji polarnog medvjeda pojavile su se nove osobine (kompleks sveobuhvatnih morfoloških, fizioloških i bihevioralnih adaptacija povezanih s prelaskom na život u ekstremnim uvjetima krajnjeg sjevera i na poluvodeni način života), koje su definitivno izostale. u mrkom medvjedu. Genetski, ove dvije vrste su ostale vrlo slične (u uslovima zoološkog vrta mogu formirati plodne hibride), ali su njihove morfološke i ekološke razlike toliko velike da su neki znanstvenici čak preporučili da se polarni medvjed izdvoji u poseban rod. U isto vrijeme, polarni medvjed je na istom visokom nivou organizacije kao i smeđi medvjed. Ima jednako, ako ne i složeniji način života i ponašanja. Rezultati redukcije (u kreacionističkom shvaćanju) bili su među njegovim znacima, osim što je prelazak sa svejeda na jedenje čisto životinjske hrane, određeno pojednostavljivanje zubnog sistema povezano s tim, pa čak i depigmentacija dlake.
Pređimo sa redukcione evolucije na progresivnu. Kreacionisti i neki evolucionisti tvrde da trenutna teorija evolucije ne može objasniti rane faze formiranja organa, kao ni pojavu struktura visokog nivoa savršenstva, kao što su ljudi. Zapravo, problemi koji se ovdje javljaju povezani su samo s nedovoljnim poznavanjem strukture i funkcioniranja ovih organa, kao i faktologa i evolucijskog procesa. Za dobro proučene organe težimo da predstavimo u uopšteno govoreći kako su se mogle formirati u procesu evolucije.
Nasljednu informaciju živih organizama, prema kreacionistima, stvorio je Bog u toku stvaranja, a kasnije se može samo izgubiti. Kreacionisti sasvim jasno povlače analogiju između kreativne aktivnosti Boga i ljudske kreativnosti, videći u ljudskom umu, iako nesavršen, ali ipak privid Božjeg uma. Međutim, dostupni podaci prije sugeriraju da se stvaralačka aktivnost ljudskog uma temelji na potpuno prirodnim procesima.
Po njihovom mišljenju, činjenica da se postojeći zakoni univerzuma mogu otkriti uz pomoć ljudskog uma, sama po sebi ukazuje na prisustvo razumnog zakonodavca. Zaista, možemo se složiti da postoji određena korespondencija između logike našeg razmišljanja i logike procesa koji se dešavaju u prirodi. Ova korespondencija nije apsolutna, stoga je proces spoznaje uvijek praćen greškama, a informacije dobijene kao rezultat spoznaje nikada nisu iscrpne. Ipak, postojanje ove korespondencije u principu omogućava upoznavanje svijeta koji ga okružuje. Međutim, nema logične potrebe da se ova korespondencija objašnjava činjenicom da je um bića koja spoznaju svijet sličan umu tvorca koji je stvorio ovaj svijet.
Mnogo lakše i uvjerljivije, to se može objasniti činjenicom da su u ljudskoj evoluciji nosioci takvih mentalnih struktura koje su bolje odgovarale stvarnosti našeg svijeta dobili adaptivnu prednost. Tako se naša sposobnost upoznavanja svijeta postepeno poboljšavala. Bio je zasnovan na istom procesu prirodne selekcije.
7.2.1. Dokazi za evoluciju organskog svijeta
Dokazi evolucije - dokazi zajedničkog porijekla svih organizama od zajedničkih predaka, varijabilnosti vrsta i nastanka nekih vrsta od drugih
Dokazi o evoluciji podijeljeni su u grupe.
1. Citološki. Svi organizmi (osim virusa) se sastoje od ćelija koje imaju opšta struktura i funkcije.
2. Biohemijski. Svi organizmi se sastoje od istih hemikalija: proteina, nukleinskih kiselina i tako dalje.
3. Komparativna anatomija:
jedinstvo strukture organizama unutar tipa, klase, roda itd. Na primjer, sve predstavnike klase sisara karakterizira visoko razvijen korteks moždanih hemisfera, intrauterini razvoj, hranjenje mladih mlijekom, dlakavost, četverokomorno srce i potpuno odvajanje arterijske i venske krvi, toplokrvnost, pluća alveolarne strukture:
homologni organi - organi koji imaju zajedničko porijeklo, bez obzira na funkcije koje se obavljaju. Na primjer, udovi kralježnjaka, modifikacije korijena, stabljike i listova biljaka;
rudimenti - ostaci organa (znakova) koji su bili dostupni precima. Na primjer, osoba ima rudimente kao što su trtica, slijepo crijevo, treći kapak, umnjaci, mišići koji pomiču ušnu školjku itd.;
atavizmi - iznenadna pojava organa (znakova) njihovih predaka kod pojedinih pojedinaca. Na primjer, rođenje ljudi s repom, gustom dlakom na tijelu, dodatnim bradavicama, visoko razvijenim očnjacima itd.
4. Embriološki dokazi. To uključuje: sličnost gametogeneze, prisustvo u razvoju jednoćelijske faze - zigote; sličnost embrija u ranim fazama razvoja; odnos ontogenije i filogenije.
Embrioni organizama mnogih sistematskih grupa slični su jedni drugima, i što su organizmi bliži, ta sličnost ostaje sve više do kasnije faze u razvoju embriona (slika 7.8). Na osnovu ovih zapažanja, E. Haeckel i F. Müller formulisali su biogenetski zakon – svaki pojedinac ponavlja neke od glavnih strukturnih karakteristika svojih predaka u ranim fazama ontogeneze. Dakle, ontogeneza (individualni razvoj) je kratko ponavljanje filogeneze (evolucijski razvoj).
6. Reliktni dokazi. Trenutno postoje potomci prijelaznih oblika (slika 7.11), na primjer, riba s režnjevim perajima je potomak prijelaznog oblika između riba i vodozemaca, tuatara je potomak prijelaznog oblika između vodozemaca i gmazova; platipus - potomak prijelaznog oblika između gmizavaca i sisara
7. Biogeografski dokazi. Sličnosti i razlike između organizama koji žive u različitim biogeografskim zonama. Na primjer, torbari su preživjeli samo u Australiji.
7.2.2. Poreklo života
Razvoj pogleda na nastanak života. Od davnina do danas, čovječanstvo je tražilo odgovor na pitanje porijekla života na Zemlji. Ranije se vjerovalo da je moguće spontano stvaranje života iz nežive materije. Prema naučnicima iz srednjeg veka, ribe su se mogle roditi iz mulja, crvi iz zemlje, miševi iz prljavih krpa, muhe iz trule
meso. U 17. veku italijanski naučnik F. Redi izveo je originalan eksperiment: komade mesa je stavio u staklene posude, neke je ostavio otvorene, a neke prekrio muslinom. Ličinke muva pojavile su se samo u otvorenim sudovima (slika 7.12). Sredinom XIX veka. francuski mikrobiolog L. Pasteur stavio je sterilizovanu juhu u tikvicu sa dugim uskim vratom u obliku slova B. Bakterije i drugi organizmi u vazduhu su se gravitacijom naselili u donjoj krivini vrata i nisu dospeli u bujon, dok je vazduh ušao u samu tikvicu (slika 7.13).
 |
Ovi i drugi slični eksperimenti uvjerljivo su dokazali da živi organizmi u modernoj eri potječu samo od drugih živih organizama. Nemogućnost spontanog stvaranja života iz neživih bića nazvana je Redijevim principom. Kao rezultat toga, pitanje porijekla prvih živih organizama je prirodno.
Različiti pristupi pitanju porijekla života. O pitanju porekla života, kao i o pitanju suštine života, među naučnicima nema konsenzusa. Postoji nekoliko pristupa rješavanju problema porijekla života koji su usko isprepleteni. Mogu se klasifikovati na sledeći način.
1) po principu da su ideja, um primarni, a materija sekundarni (idealističke hipoteze) ili je materija primarna, a ideja, um su sekundarni (materijalističke hipoteze);
2) po principu da je život oduvek postojao i postojaće zauvek (hipoteze stacionarnog stanja) ili život nastaje u određenoj fazi razvoja sveta;
3) po principu da je živo samo od živog (hipoteza biogeneze) ili je moguće spontano nastajanje živog iz neživog (hipoteza abiogeneze)",
4) na principu da je život nastao na Zemlji ili je donesen iz svemira (hipoteze panspermije).
Razmotrite najznačajniju hipotezu.
Kreacionizam. Prema ovoj hipotezi, život je stvorio Stvoritelj. Kreator je Bog, Ideja, Viši um ili drugi.
Stacionarno stanje foteze. Život, kao i sam Univerzum, oduvijek je postojao i postojaće zauvijek, jer ono što nema početak nema ni kraja. Istovremeno, postojanje pojedinačnih tijela i formacija (zvijezda, planeta, organizama) vremenski je ograničeno: nastaju, rađaju se i umiru. Trenutno je ova hipoteza uglavnom od istorijskog značaja, jer je opštepriznata „teorija Velikog praska“, prema kojoj Univerzum postoji ograničeno vreme; formirao se iz jedne tačke pre oko 15 milijardi godina.
Foteza panspermije. Život je na Zemlju donesen iz svemira i ovdje se ukorijenio nakon što su se na Zemlji razvili povoljni uslovi za to. Ovu pretpostavku iznio je njemački naučnik G. Rikhur 1865., a konačno je formulirao švedski naučnik S. Arrhenius 1895. Sa meteoritima i kosmičkom prašinom spore bakterija, koje su u velikoj mjeri otporne na zračenje, vakuum i niske temperature, mogle bi Dolazak na Zemlju o tome kako je život nastao u svemiru zbog objektivnih poteškoća se odgađa na neodređeno vrijeme. Mogao je biti stvoren od strane Stvoritelja, postojati oduvijek ili proizaći iz nežive materije. Nedavno se među naučnicima pojavljuje sve više pristalica hipoteze o panspermiji.
Foteza abiogeneze (spontano nastajanje živih bića iz neživih bića i kasnija biohemijska evolucija). Godine 1924. ruski biohemičar A. I. Oparin, a kasnije 1929. engleski naučnik J. Haldane sugerisali su da je život na Zemlji nastao iz nežive materije kao rezultat hemijske evolucije - složenih hemijskih transformacija molekula. Ovom događaju su pogodovali uslovi koji su tada vladali na Zemlji.
Prema ovoj hipotezi, mogu se razlikovati četiri faze u procesu formiranja života na Zemlji -
1) sinteza niskomolekularnih organskih jedinjenja iz gasova primarne atmosfere;
2) polimerizacija monomera sa stvaranjem lanaca proteina i nukleinskih kiselina;
3) formiranje fazno razdvojenih sistema organskih materija, odvojenih od spoljašnje sredine membranama;
4) pojava najjednostavnijih ćelija koje imaju svojstva žive, uključujući reproduktivni aparat, izvođenje
dajući ćelijama kćeri sva hemijska i metabolička svojstva matičnih ćelija.
Prve tri etape pripisuju se periodu hemijske evolucije, od četvrtog - počinje biološka evolucija.
 |
Ideje o mogućoj hemijskoj evoluciji materije potvrđene su brojnim modelskim eksperimentima. Godine 1953. američki hemičar S. Miller i fizičar G. Urey simulirali su u laboratorijskim uslovima sastav Zemljine primarne atmosfere, koja se sastojala od metana, amonijaka i vodene pare, i, djelujući na nju iskričnim pražnjenjem, dobili jednostavne organske tvari - aminokiseline glicin, alanin i druge (slika 7.14). Time je dokazana temeljna mogućnost abiogene sinteze organskih spojeva (ali ne i živih organizama) iz neorganskih tvari.
Dakle, organska materija je mogla biti stvorena u prvobitnom okeanu od jednostavnih neorganskih jedinjenja. Kao rezultat nakupljanja organske tvari u okeanu, nastala je takozvana "primarna supa". Zatim su, kombinovanjem, proteini i drugi organski molekuli formirali kapi koacervata, koji su poslužili kao prototip
ćelije Kapljice koacervata bile su podvrgnute prirodnoj selekciji i evoluirale. Prvi organizmi su bili heterotrofni. Kako su se rezerve "primarne čorbe" potrošile, nastali su autotrofi.
Treba napomenuti da je sa stanovišta teorije vjerovatnoće vjerovatnoća sintetiziranja superkompleksnih biomolekula pod uvjetom slučajnih kombinacija njihovih sastavnih dijelova izuzetno niska.
IN AND. Vernadskog o poreklu i suštini života i biosfere. IN AND. Vernadsky je iznio svoje poglede na porijeklo života u sljedećim tezama.
1. Nije postojao početak života u kosmosu koji mi posmatramo, jer nije postojao početak ovog kosmosa. Život je vječan, jer je kosmos vječan i oduvijek se prenosio biogenezom.
2. Život, vječno svojstven Univerzumu, bio je nov na Zemlji, njegove klice su stalno donošene izvana, ali su na Zemlji jačale samo kada su za to bile povoljne prilike.
3. Na Zemlji je oduvijek postojao život. Životni vijek planete je samo životni vijek na njoj. Život je geološki (planetarni) vječan. Starost planete je neodređena.
4. Život nikada nije bio nešto nasumično, smješteno u nekim zasebnim oazama. Bila je svuda rasprostranjena i uvek je živa materija postojala u obliku biosfere.
5. Najstariji oblici života - peleti - mogu obavljati sve funkcije u biosferi. To znači da je moguća biosfera koja se sastoji samo od prokariota. Vjerovatno je tako bilo u prošlosti.
6. Živa materija nije mogla nastati iz inertnosti. Između ova dva stanja materije nema međukoraka. Naprotiv, kao rezultat uticaja života, došlo je do evolucije zemljine kore.
Stoga se mora priznati da do danas nijedna od postojećih hipoteza o nastanku života nema direktan dokaz, i moderna nauka Ne postoji jedinstven odgovor na pitanje porijekla života.
7.2.3. Pripovijetka razvoj organskog svijeta
Starost Zemlje je oko 4,6 milijardi godina. Život na Zemlji nastao je u okeanu prije više od 3,5 milijardi godina.
Kratka istorija razvoja organskog svijeta data je u tabeli. 7.2. Filogenija glavnih grupa organizama prikazana je na sl. 7.15. Organski svijet prošlih epoha rekreiran je na sl. 7.16-7.21.
Geohronološka skala i istorija razvoja živih organizama
|
| Era, starost, milion godina | Klima i geološki procesi | Životinjski svijet | biljni svijet | Najvažnije aromorfoze | |
| Mezozoik, 240 | arheopteriks; drevne hrskavične ribe izumiru | golosemenjača | |||
| Trijas | Slabljenje klimatske zonalnosti Početak kretanja kontinenata | Prevladavaju vodozemci, glavonošci, biljojedi i grabežljivi gmizavci; pojavljuju se koštane ribe, oviparni i tobolčarski sisari | Drevni golosemenci dominiraju; Pojavljuju se moderne golosjemenice, sjemenke paprati izumiru | Pojava srca sa četiri komore; potpuno razdvajanje arterijskog i venskog krvotoka, pojava toplokrvnosti, pojava mliječnih žlijezda | |
| Paleozoik | perm (perm), 50±10 | Oštro klimatsko zoniranje, završetak procesa izgradnje planina | Morski beskičmenjaci, dominiraju morski psi; gmizavci i insekti se brzo razvijaju; postoje životinjski zubi i biljojedi reptili; stegocefali i trilobiti izumiru | Bogata flora sjemena i zeljastih paprati; pojavljuju se drevni golosjemenci; preslice, mahovine i paprati izumiru | Polenova cijev i formiranje sjemena |
| Ugljik (ugljik), b5± 10 | Rasprostranjenost šumskih močvara. Ujednačeno vlažna | Dominiraju vodozemci, mekušci, morski psi, plućke i | Obilje dendrita | Pojava unutrašnje oplodnje 1 |
| Era, starost, milion godina | Period, trajanje, milioni godina | Klima i geološki procesi | Životinjski svijet | biljni svijet | Najvažnije aromorfoze |
| Blaga klima se na kraju perioda zamenjuje suvom. | brzo se razvijaju krilati oblici insekata, pauka, škorpiona, pojavljuju se prvi gmazovi; trilobiti i stegocefali su značajno smanjeni | paprati, formirajući "karbonske šume", pojavljuju se sjemenske paprati, nestaju lsilophytes | pojava gustih ljuski jaja; keratinizacija kože | ||
| Devonski (devonski). | Smjena sušnih i kišnih sezona, glacijacija na području moderne Južne Afrike i Amerike | Prevladavaju oklopnici, mekušci, trilobiti, koralji; Pojavljuju se kisteler, plućka i ražopera riba, stegocefali | Pojavljuju se bogate florne sile ofiti, mahovine, paprati, gljive | Rastavljanje tijela biljaka na organe; transformacija peraja u kopnene udove; pojava respiratornih organa | |
| Silurian | U početku suva, zatim vlažna klima, planinska građevina | Pojavljuje se bogata fauna trilobita, mekušaca, rakova, koralja, oklopnih riba, prvih kopnenih beskičmenjaka: stonoga, škorpiona, insekata bez krila | Obilje algi; biljke dolaze na zemlju - pojavljuju se PS ili ofiti | Diferencijacija biljnog tijela u tkiva, podjela životinjskog tijela na dijelove, formiranje čeljusti i pojaseva udova u kralježnjaka |
| Era, starost, milion godina | Period, trajanje, milioni godina | Klima i geološki procesi | Životinjski svijet | biljni svijet | Najvažnije aromorfoze |
| Paleozoik | Ordovicij (Ordovicij), \ 55± 10 | kambrij) (kambrij), I 80±20) | Glacijaciju zamjenjuje umjereno vlažna, zatim suva klima. Veći dio zemljišta zauzima more, planinski objekat | Prevladavaju spužve, koelenterati, crvi, bodljikaši, trilobiti; kičmenjaci bez čeljusti (scutes), pojavljuju se mekušci | Prosperitet svih odjela algi | |
| Prothero | Površina planete je gola pustinja. Česte glacijacije, aktivna formacija stijena | Protozoe su široko rasprostranjene; sve vrste beskičmenjaka pojavljuju se bodljikaši: primarni hordati - podtip kranijalni | Bakterije, plavo-zelene i zelene alge su široko rasprostranjene; pojavljuju se crvene alge | Pojava bilateralne simetrije | |
| Archeyskaya, 3 500 (3 800) | Aktivna vulkanska aktivnost Anaerobni uslovi života u plitkoj vodi | Pojava života, prokarioti (bakterije, plavo-zelene alge), eukarioti (zelene alge, protozoe), primitivni metazoa | Pojava fotosinteze, aerobno disanje, eukariotske ćelije, seksualni proces, multicellular™ | ||
Povijest razvoja života na Zemlji proučavaju fosilni ostaci organizama ili tragovi njihove vitalne aktivnosti. Nalaze se u stijenama različite starosti.
Geohronološka skala istorije razvoja organskog svijeta Zemlje uključuje ere i periode (vidi tabelu 7.2). Razlikuju se sljedeće ere: arhejska (arhejska) - doba drevnog života, proterozoik (proterozoik) - era primarnog života, paleozoik (paleozoik) - era drevnog života, mezozoik (mezozoik) - era prosečan život, kenozoik (kenozoik) - era novog života. Nazivi perioda formirani su ili od imena lokaliteta na kojima su odgovarajuća ležišta prvi put pronađena (grad Perm, okrug Devon), ili od procesa koji su se odvijali u to vrijeme (tokom ugljenog perioda - karbona - naslage polagao se ugalj, u kredi - kreda itd.).
Arhejsko doba (era drevnog života: 3500 (prije 3800-2600 miliona godina). Prema različitim izvorima, prvi živi organizmi na Zemlji pojavili su se prije 3,8-3,2 milijarde godina. To su bili prokariotski heterotrofni anaerobi (prednuklearni, hranili su se spremnim -napravljene organske supstance, a ne Živeli su u praokeanu i hranili se organskim supstancama rastvorenim u njegovoj vodi, stvorenim abiogenim putem od neorganskih supstanci pod dejstvom energije ultraljubičastih zraka Sunca i pražnjenja groma.
Zemljina atmosfera sastojala se uglavnom od CO 2 , CO, H 2 , N7, vodene pare, malih količina N113, H 2 5 , CH 4 i gotovo da nije sadržavala slobodni kiseonik 0 2 . Nedostatak slobodnog kiseonika omogućio je da se abiogeno stvorene organske supstance akumuliraju u okeanu, inače bi se odmah razgradile kiseonikom.
Prvi heterotrofi su vršili oksidaciju organskih tvari anaerobno - bez sudjelovanja kisika fermentacijom. Tokom fermentacije, organska materija se ne razgrađuje u potpunosti i stvara se malo energije. Zbog toga je evolucija u ranim fazama razvoja života bila vrlo spora.
Vremenom su se heterotrofi jako umnožili i počeli su da im nedostaju abiogeno stvorena organska materija. Tada su nastali prokariotski autotrofni anaerobi. Mogli su samostalno sintetizirati organske tvari iz anorganskih, prvo kemosintezom, a zatim fotosintezom.
Prva je bila anaerobna fotosinteza, koja nije bila praćena oslobađanjem kisika:
6S0 2 + 12N 2 5 -> S(,N 12 0 6 + 125 + 6 N,0
Zatim je uslijedila aerobna fotosinteza:
6S0 2 + 6N 2 0 -> SbN, 2 0 6 + 60,
Aerobna fotosinteza bila je karakteristična za stvorenja slična modernim cijanobakterijama.
Slobodni kiseonik oslobođen tokom fotosinteze počeo je da oksidira dvovalentno gvožđe, jedinjenja sumpora i mangan otopljen u vodi okeana. Ove supstance su se pretvorile u nerastvorljive oblike i taložile se na dnu okeana, gde su formirale naslage ruda gvožđa, sumpora i mangana, koje trenutno koristi čovek.
Oksidacija supstanci rastvorenih u okeanu odvijala se stotinama miliona godina, a tek kada su njihove zalihe u okeanu iscrpljene, kiseonik je počeo da se akumulira u vodi i difunduje u atmosferu.
Treba napomenuti da je obavezan uslov za akumulaciju kiseonika u okeanu i atmosferi bio zakopavanje nekog dela organske materije koju sintetiziraju organizmi na dnu okeana. U suprotnom, kada bi se sva organska materija cijepala uz učešće kiseonika, ne bi bilo njegovog viška i kiseonik se ne bi mogao akumulirati. Neraspadnuta tijela organizama naselila su se na dnu okeana, gdje su formirala naslage fosilnih goriva - nafte i plina.
Akumulacija slobodnog kiseonika u okeanu omogućila je pojavu autotrofnih i heterotrofnih aeroba.To se desilo kada je koncentracija 0 2 u atmosferi dostigla 1% sadašnjeg nivoa (i jednaka je 21 6C0 2 + 6H 2 0 + 38ATP.
Pošto se mnogo više energije počelo oslobađati tokom aerobnih procesa, evolucija organizama se značajno ubrzala.
Kao rezultat simbioze različitih prokariotskih stanica, pojavili su se prvi eukarioti (nuklearni).
Kao rezultat evolucije eukariota, nastao je seksualni proces - razmjena organizama s genetskim materijalom - DNK. Zahvaljujući seksualnom procesu, evolucija je išla još brže, jer je mutacijskoj varijabilnosti dodana kombinativna varijabilnost.
U početku su eukarioti bili jednoćelijski, a zatim su se pojavili prvi višećelijski organizmi. Prijelaz na višećelijnost kod biljaka, životinja i gljiva dogodio se nezavisno jedan od drugog.
Višećelijski organizmi su dobili niz prednosti u odnosu na jednoćelijske:
1) dugo trajanje ontogeneze, jer se u toku individualnog razvoja organizma neke ćelije zamenjuju drugim;
2) brojno potomstvo, jer organizam može proizvesti više ćelija za reprodukciju;
3) značajne veličine i raznovrsne građe tela, koja obezbeđuje veću otpornost na spoljašnje faktore sredine zbog stabilnosti unutrašnje sredine organizma.
Naučnici nemaju zajedničko mišljenje o pitanju kada je nastao seksualni proces i višećeličnost - u arhejskoj ili proterozojskoj eri.
Proterozojska era (era primarnog života: prije 2600-570 miliona godina). Pojava višećelijskih organizama još više je ubrzala evoluciju i, u relativno kratkom periodu (na geološkoj vremenskoj skali), različite vrsteživi organizmi prilagođeni različitim uslovima postojanja. Novi oblici života zauzimali su i formirali sve nove ekološke niše u različitim područjima i dubinama okeana. Stene stare 580 miliona godina već sadrže otiske stvorenja sa tvrdim skeletima, pa je mnogo lakše proučavati evoluciju iz ovog perioda. Čvrsti skeleti služe kao oslonac za tijela organizama i doprinose povećanju njihove veličine.
Do kraja proterozojske ere (prije 570 miliona godina) formiran je sistem proizvođač-potrošač i formiran je biogeokemijski ciklus supstanci kisik-ugljik.
Paleozojska era (era drevnog života: prije 570-240 miliona godina).
U prvom periodu paleozojske ere - kambriju (prije 570-505 miliona godina) - došlo je do takozvane "evolucijske eksplozije": za kratko vrijeme formirane su gotovo sve trenutno poznate vrste životinja. Svo evolucijsko vrijeme koje je prethodilo ovom periodu nazvano je pretkambrij, ili kriptozoik („era skriveni život”) je 7/jj istorije Zemlje. Vrijeme nakon kambrija nazvano je fanerozoik („era manifestnog života“).
Kako se sve više i više kisika stvaralo, atmosfera je postupno dobivala oksidirajuća svojstva. Kada je koncentracija 0 2 u atmosferi dostigla lOfS? od sadašnjeg nivoa (na granici silura i devona), na nadmorskoj visini od 20-25 km, počeo je da se formira ozonski omotač u atmosferi. Nastao je od 0 2 molekula pod uticajem energije ultraljubičastih zraka Sunca:
o 2 + o -> o,
Molekuli ozona (0 3) imaju sposobnost reflektiranja ultraljubičastih zraka. Kao rezultat toga, ozonski ekran je postao zaštita za žive organizme od štetnih za njih u velikim dozama ultraljubičastih zraka. Prije toga, vol je služio kao zašiven. Sada život ima priliku da se preseli iz okeana na kopno.
Pojava živih bića na kopnu počela je u periodu kambrija: u njega su prve ušle bakterije, a zatim gljive i niže biljke. Kao rezultat toga, na kopnu je formirano tlo, a u siluru (prije 435-400 miliona godina) na kopnu su se pojavile prve vaskularne biljke, psilofiti. Izlazak na kopno doprinio je pojavi u biljkama tkiva (pokrovnih, provodnih, mehaničkih itd.) i organa (korijen, stabljika, listovi). Kao rezultat toga, pojavile su se više biljke. Prve kopnene životinje bili su člankonošci, potekli od morskih rakova.
U to vrijeme, hordati su evoluirali u morskom okruženju: kičmenjaci potječu od beskičmenjaka hordata, a vodozemci potječu od riba s perajima u devonu. Oni su dominirali zemljom 75 miliona godina i bili su predstavljeni veoma velikim oblicima. U permskom periodu, kada je klima postala hladnija i suša, gmizavci su dobili prednost nad vodozemcima.
Mezozojska era (era srednjeg života: prije 240-66 miliona godina). U mezozojskoj eri, "eri dinosaurusa", gmazovi su dostigli svoj vrhunac (formirani su njihovi brojni oblici) i opadali. U trijasu su se pojavili krokodili i kornjače, a klasa sisara nastala je od životinjskih zuba reptila. Tokom mezozojske ere, sisari su bili mali i nisu bili široko rasprostranjeni. Krajem krede nastupilo je zahlađenje i masovno izumiranje reptila, čiji konačni uzroci nisu u potpunosti razjašnjeni. AT Kreda pojavile su se kritosjemenke (cvjetnice).
Kenozojska era (era novog života: prije 66 miliona godina - danas). U kenozojskoj eri bili su široko rasprostranjeni sisari, ptice, člankonošci i cvjetnice. Pojavio se čovjek.
Danas je ljudska aktivnost postala važan faktor razvoj biosfere.
“... morate se čvrsto sjetiti
te vidljive tjelesne stvari na Zemlji
a cijeli svijet nije u ovom stanju
bili od početka od stvaranja,
kao što sada nalazimo
ali veliki su se desili
ima promjena u njemu..."
M. V. LOMONOSOV
Masa Zemlje je oko 4´10 18 tona, a starost je oko 4,5-5 milijardi godina. Vjeruje se da je život na Zemlji nastao prije otprilike 3,5-3,8 milijardi godina.
Imao je značajan uticaj na atmosferu, koja je prešla iz oksidativne u neoksidirajuću.
Ogromna raznolikost živih oblika koji sada nastanjuju Zemlju rezultat je dugog procesa evolucije, koji se podrazumijeva kao razvoj organizama u vremenu ili proces povijesne transformacije na Zemlji, čiji je rezultat raznolikost modernih živi svijet. Termin "evolucija" (od latinskog evolutio - rasporediti) je u nauku uveo 1762. švicarski prirodnjak C. Bonn (1720-1793).
U početku je evolucija bila veoma spora. Mikroorganizmi su bili prvi i jedini živi stanovnici Zemlje 3 milijarde godina. Višećelijski organizmi pojavili su se nakon četiri petine vremena kada je Zemlja počela postojati. Ljudska evolucija trajala je posljednjih nekoliko miliona godina. Centralna tačka evolucije je filogenija (od grčkog phyle - pleme, genesis - razvoj), - proces nastanka i razvoja vrste, odnosno evolucija vrste.
Ideje o razvoju života ogledaju se u teoriji evolucije, koja se zasniva na podacima o općim zakonitostima i pokretačkim snagama razvoja žive prirode. To je sinteza dostignuća darvinizma, biologije, genetike, morfologije, fiziologije, ekologije, biogeocenologije i drugih nauka. U naše vrijeme, teorija evolucije, zasnovana na darvinizmu, je nauka o općim zakonima razvoja organske prirode, metodološka osnova svih posebnih bioloških disciplina.
U ovom dijelu ćemo razmotriti teoriju evolucije. Biće predstavljeni i podaci o nastanku života, mikroevoluciji i specijaciji, kao i toku, glavnim pravcima i dokazima evolucije. U posebnim poglavljima iznosimo informacije o evoluciji životinjskih organskih sistema i porijeklu čovjeka.
Poglavlje XIV
TEORIJA EVOLUCIJE
Ideje o evoluciji prije
Charles Darwin
Evolucija se odvija na svim nivoima organizacije žive materije i na svakom nivou karakteriše formiranje novih struktura i pojava novih funkcija. Objedinjavanje struktura i funkcija jednog nivoa je praćeno tranzicijom živih sistema na viši evolutivni nivo.
Problemi nastanka i evolucije života na Zemlji bili su i ostali među najvećim problemima prirodnih nauka. Ovi problemi privlače pažnju ljudskog uma od pamtiveka. Oni su bili predmet interesovanja svih filozofskih i religijskih sistema. Međutim, u različitim epohama i na različitim stupnjevima razvoja ljudske kulture, problemi nastanka i evolucije života rješavani su na različite načine.
Moderna teorija evolucije zasniva se na teoriji Ch. Darwina. Ali evolucionizam je postojao i prije Čarlsa Darvina. Stoga, da bismo bolje razumjeli modernu teoriju evolucije, važno je znati o pogledima na svijet prije Charlesa Darwina, o tome kako su se razvijale ideje evolucionizma.
Najstariji pogledi na prirodu bili su mistični, prema kojima je život bio povezan sa prirodnim silama. Ali već na samom početku kulture u antičke grčke mistične interpretacije prirode zamjenjuju počeci drugih ideja. U tom periodu nastaje i počinje da se razvija doktrina abiogeneze i spontanog spontanog nastajanja, u skladu sa kojom je priznato da živi organizmi nastaju spontano iz neživog materijala. Istovremeno su se pojavile evolucijske ideje. Na primjer, Empedokle (490-430 pne) je vjerovao da su prva živa bića nastala iz četiri elementa svjetske materije (vatre, zraka, vode i zemlje) i da je prirodan razvoj karakterističan za prirodu, opstanak onih organizama koji su najviše skladno (prikladno) uređeno. Ove misli su bile veoma važne za dalje širenje ideje o prirodnom poreklu živih bića.
Demokrit (460-370 pne) je vjerovao da se svijet sastoji od mnogo sitnih čestica koje su u pokretu, te da život nije rezultat stvaranja, već rezultat djelovanja. mehaničke sile sama priroda, što dovodi do spontanog nastajanja. Prema Demokritu, spontano nastajanje živih bića nastaje iz mulja i vode kao rezultat kombinacije atoma tokom njihovog mehaničkog kretanja, kada se najsitnije čestice vlažne zemlje susreću i spajaju sa atomima vatre. Činilo se da je spontana generacija slučajan proces.
Pretpostavljajući da crvi, grinje i drugi organizmi nastaju iz rose, mulja, stajnjaka, dlake, znoja, mesa, mekušci iz vlažne zemlje, a ribe iz morskog mulja, itd., Platon (427-347 pne.) je tvrdio da nastaju živa bića kao rezultat kombinacije pasivne materije sa aktivnim principom (formom), a to je duša, koja zatim pokreće tijelo.
Aristotel (384-322 pne) je tvrdio da biljke i životinje nastaju od neživog materijala. Konkretno, on je tvrdio da neke životinje nastaju iz razgrađenog mesa. Prepoznajući realnost materijalnog svijeta i postojanost njegovog kretanja, upoređujući organizme jedni s drugima, Aristotel je došao do zaključka o „ljestvici prirode“, odražavajući slijed organizama, počevši od neorganskih tijela i nastavljajući preko biljaka do spužvi i ascidijanima, a zatim i slobodnim morskim organizmima. Međutim, priznajući razvoj, Aristotel nije dopuštao ideju razvoja nižih organizama višim.
Aristotelovi pogledi utjecali su stoljećima, jer su kasnije grčke i rimske filozofske škole u potpunosti dijelile ideju spontanog nastajanja, koja je bila sve više ispunjena mističnim sadržajem. Opise različitih slučajeva spontanog nastajanja daju Ciceron, Ovidije, kasnije Seneka, Plinije, Plutarh i Apulej. Ideja varijabilnosti može se pratiti u pogledima drevnih filozofa Indije, Kine, Mesopotamije i Egipta. Rano kršćanstvo je potkrijepilo doktrinu abiogeneze primjerima iz Biblije. Naglašeno je da spontana generacija djeluje od stvaranja svijeta do danas.
U srednjem vijeku (5.-15. vijek) među naučnicima tog vremena dominiralo je vjerovanje u spontano spontano nastajanje, jer je filozofska misao tada mogla postojati samo kao teološka misao. Stoga spisi srednjovjekovnih naučnika sadrže brojne opise spontanog stvaranja insekata, crva i riba. Tada se često vjerovalo da su čak i lavovi nastali iz kamenja pustinje. Čuveni srednjovjekovni liječnik Paracelsus (1498-1541) dao je recept za "proizvodnju" homunkulusa (čovjeka) postavljanjem ljudske sperme u bundevu. Kao što znate, Mefistofel iz Geteove tragedije "Faust" sebe je nazivao gospodarem pacova, miševa, muva, žaba, stenica i vaški, čime je I. Gete isticao izuzetne mogućnosti spontanog generisanja.
Srednji vijek nije unio nove ideje u ideje o razvoju organskog svijeta. Naprotiv, u tom periodu vladala je kreacionistička ideja o nastanku živog kao rezultat čina stvaranja, o postojanosti i nepromjenjivosti postojećih živih formi. Vrhunac kreacionizma bilo je stvaranje ljestvice tijela prirode: bog - anđeo - čovjek - životinje, biljke, micele.
Harvey (1578-1667) je priznao da se crvi, insekti i druge životinje mogu roditi kao rezultat propadanja, ali pod djelovanjem specijalnih snaga. F. Bacon (1561-1626) je vjerovao da se muve, mravi i žabe mogu spontano pojaviti tokom propadanja, ali je tom pitanju pristupio materijalistički, poričući nepremostivu granicu između neorganskog i organskog. R. Descartes (1596-1650) je također prepoznao spontano nastajanje, ali je negirao učešće u njemu duhovnost. Prema R. Descartesu, spontano nastajanje je prirodni proces koji se odvija pod određenim (nerazumljivim) uslovima.
Ocjenjujući stavove istaknutih ličnosti iz prošlosti, možemo reći da doktrina spontanog nastajanja nije dovedena u pitanje sve do sredinom sedamnaestog in. Metafizički pogledi u XVII-XVIII vijeku. posebno se manifestira u idejama nepromjenjivosti vrsta i organske svrsishodnosti, koje su smatrane rezultatom stvaraočeve mudrosti i vitalnosti.
Međutim, uprkos dominaciji metafizičkih ideja u XVI-XVII vijeku. ipak, dogmatsko razmišljanje srednjeg veka se ruši, borba protiv duhovne diktature crkve se zaoštrava, nastaje i produbljuje se proces spoznaje koji je vodio u 18. veku. na značajne argumente protiv teorije abiogeneze i izazivanje interesa za evolucionizam.
Izvodeći niz eksperimenata s mesom i muhama 1665. godine, F. Redi (1626-1697) je došao do zaključka da su ličinke koje se pojavljuju u trulom mesu larve insekata i da se takve ličinke nikada neće pojaviti ako se meso stavi u zatvorenoj posudi, nepristupačnoj za insekte, odnosno za polaganje jaja. Ovim eksperimentima F. Redi je opovrgao doktrinu o spontanom nastanku viših organizama iz neživog materijala. Međutim, u materijalima i obrazloženjima F. Redija nije isključena ideja o spontanom spontanom stvaranju mikroorganizama i helminta u crijevima ljudi i životinja. Shodno tome, sama ideja o spontanoj generaciji je i dalje postojala.
Godine 1765. L. Spalanzani (1729-1799) je u mnogim eksperimentima pokazao da je razvoj mikroba u povrću i mesnim infuzijama isključen kuhanjem potonjeg. Takođe je otkrio važnost vremena ključanja i nepropusnosti posuda. Njegov zaključak se svodio na činjenicu da kada bi se zatvorene posude s infuzijama kuhale dovoljno vremena i isključio prodiranje zraka u njih, tada se u takvim infuzijama nikada ne bi pojavili mikroorganizmi. Međutim, L. Spalanzani nije uspeo da ubedi svoje savremenike u nemogućnost spontanog stvaranja mikroorganizama. Ideju o spontanom nastajanju života nastavili su braniti mnogi istaknuti filozofi i prirodoslovci tog vremena (I. Kant, G. Hegel, X. Gay-Lussac i drugi).
Godine 1861-1862. L. Pasteur je predstavio detaljne dokaze o nemogućnosti spontanog stvaranja u infuzijama i rastvorima organskih supstanci. Eksperimentalno je dokazao da su izvor kontaminacije svih otopina bakterije u zraku. Studije L. Pasteura ostavile su veliki utisak na njegove savremenike. Englez D. Tyndall (1820-1893) otkrio je da su neki oblici mikroba vrlo otporni, izdržavajući zagrijavanje i do 5 sati. Stoga je razvio metodu frakcijske sterilizacije, koja se danas zove tindalizacija.
Pobijanje doktrine abiogeneze bilo je praćeno formiranjem ideja o vječnosti života. Zaista, ako je spontano nastajanje života nemoguće, smatrali su mnogi filozofi i naučnici, onda je život vječan, autonoman, rasut u Univerzumu. Ali kako je stigla na Zemlju? Da bi odgovorio na ovo pitanje, švedski naučnik Arrhenius (1859-1927) je početkom našeg veka (1912) formulisao hipotezu panspermije, prema kojoj život postoji u univerzumu i prenosi se u najjednostavnijim oblicima iz jednog nebesko telo drugom, uključujući i Zemlju, pod pritiskom svetlosnih zraka. Zagovornici ove hipoteze vjerovali su da je prijenos života na Zemlju moguć uz pomoć meteorita. Međutim, hipoteza o panspermiji je prigovorena u smislu da faktori u svemiru djeluju štetno za mikroorganizme i da ti faktori isključuju cirkulaciju mikroorganizama izvan Zemljine atmosfere. Postajalo je sve jasnije da je život jedinstven, da porijeklo života treba tražiti na Zemlji.
Ništa manje važno u to vrijeme nije bilo pitanje "prirodnog odnosa" organizama. Radilo se o grupisanju organizama na osnovu njihovog prirodnog odnosa, o pretpostavci da pojedinačni organizmi mogu poticati od zajedničkih predaka. Na primjer, J. Buffon je vjerovao da mogu postojati "zajednički preci" za nekoliko porodica, posebno za sisare, dozvolio je 38 zajedničkih predaka. U Rusiji je ideju o porijeklu organizama niza vrsta od zajedničkih predaka razvio PS Pallas (1741-1811).
Nadalje, skrenuta je pažnja na pitanje vremenskog faktora u promjeni organizama. Posebno su značaj vremenskog faktora za postojanje Zemlje i formiranje organskih oblika na Zemlji prepoznali I. Kant (1724-1804), D. Diderot, J. Buffon, M. V. Lomonosov (1711-1765). ), A. N. Radiščov (1749-1802), A. A. Kaverznjev (1748-?). I. Kant je odredio starost Zemlje na nekoliko miliona godina, a M. V. Lomonosov je napisao da je vrijeme koje je bilo potrebno za stvaranje organizama veliko u crkvenom proračunu. Prepoznavanje vremenskog faktora bilo je od nesumnjivog značaja za istorijsko razumevanje razvoja organizama. Međutim, ideje o vremenu u tom periodu svele su se samo na ideju o neistovremenosti pojave organizama. različite vrste, ali ne i na prepoznavanje razvoja organizama u vremenu.
U to vrijeme, pitanje redoslijeda prirodnih tijela bilo je od velike važnosti. Značajan doprinos formiranju ideje o nizu prirodnih tijela pripada S. Bonnetu i G. Leibnizu. U Rusiji je ovu ideju podržao A. N. Radishchev. Ne posjedujući dovoljno znanja o organizmima, S. Bonnet, G. Leibniz i drugi prirodnjaci tog vremena oživjeli su aristotelovske "ljestve prirode". Raspoređujući organizme na njoj u stepenice (čovek je bio na glavnoj stepenici), stvorili su "merdevine bića" u kojima su postojali neprekidni prelazi od Zemlje i kamenja do Boga. Na stepenicama je bilo koliko i životinja. Odražavajući ideju o jedinstvu i povezanosti živih formi, o složenosti organizama, „ljestve bića“ u cjelini bile su proizvod metafizičkog mišljenja, jer su njeni koraci odražavali jednostavno susjedstvo, ali ne i rezultat. istorijski razvoj.
Značajnu pažnju tih dana privuklo je pitanje "prototipa" i jedinstva plana strukture organizama. Pretpostavljajući postojanje prvobitnog bića, mnogi su prepoznali jedan plan za strukturu organizama. Diskusije o ovom pitanju bile su važne za kasnije ideje o zajedničkom poreklu.
Za mnoge je veliko interesovanje izazvalo pitanje transformacije organizama. Na primjer, francuski prirodoslovac B. de Mais (1696-1738) vjerovao je da u moru žive vječne sjemenke života koje nastaju morskim živim oblicima, koji se potom pretvaraju u kopnene organizme. Konstatirajući pozitivnu ulogu transformizma u evolucionizmu, ipak treba napomenuti da je bio mehanički i da je isključio ideju razvoja, historicizma.
Konačno, u fokusu pažnje tada je bilo pitanje pojave organske svrsishodnosti. Mnogi filozofi i prirodoslovci su prepoznali da svrsishodnost nije iskonska, da je nastala prirodno kao rezultat odbacivanja disharmoničnih organizama. Rasprava o ovom pitanju promovirala je evolucionizam, ali nije postigla značajniji rezultat, jer se pojava jednog oblika smatrala nezavisno od pojave drugog.
Dakle, do kraja XVIII vijeka. pojavile su se ideje koje su bile u suprotnosti s idejama o nepromjenjivosti vrsta, ali se one nisu razvile u sistem pogleda, a metafizičko razmišljanje nas je spriječilo da potpuno odbacimo religiju i sagledamo prirodu na novi način. Prvi koji se posebno okrenuo proučavanju problema evolucije bio je francuski naučnik J.-B. Lamarck (1744-1829). Doktrina koju je stvorio bila je završetak prethodnih traganja mnogih prirodoslovaca i filozofa koji su pokušavali da shvate nastanak i razvoj organskog svijeta.
J.-B. Lamarck je bio deist, jer je vjerovao da je tvorac osnovni uzrok materije i kretanja, ali daljnji razvoj se događa zbog prirodnih uzroka. Prema Lamarku, tvorac je izvršio samo prvi čin, stvorivši najjednostavnije oblike, koji su se potom razvili, dajući povod za svu raznolikost zasnovanu na prirodnim zakonima. Lamark je takođe bio antivitalist. S obzirom da živo nastaje iz neživog, spontano nastajanje je smatrao prirodnim redovnim procesom, koji je polazna tačka evolucije. Prepoznajući razvoj od jednostavnog ka složenom i oslanjajući se na "ljestve bića", Lamarck je došao do zaključka o gradaciji, u kojoj je vidio odraz istorije života, razvoj jednih oblika od drugih. Lamarck je vjerovao da je razvoj od najjednostavnijih oblika do najsloženijih glavni sadržaj povijesti cijelog organskog svijeta, uključujući i povijest čovjeka. Međutim, dokazujući evoluciju vrsta, Lamarck je vjerovao da su one fluidne i da između njih nema granica, odnosno, zapravo je poricao postojanje vrsta.
Glavni razlozi za razvoj divljih životinja prema Lamarku je urođena želja organizama da se komplikuju kroz poboljšanje. Prema Lamarku, evolucija teče na osnovu unutrašnje želje za napretkom, a odredbe o vježbanju i nevježbanju organa i o prenošenju nasljeđivanja znakova stečenih pod uticajem okoline su zakoni. Kako je Lamarck mislio, faktori životne sredine utiču direktno na biljke i jednostavne organizme, "vajajući" ih, kao od gline, željene forme, tj. promjene u okolišu dovode do promjene vrste. Faktori životne sredine utiču na životinje indirektno.
Promjene u okolini dovode do promjene potreba životinja, promjena potreba dovodi do promjene navika, a promjena navika je praćena upotrebom ili nekorištenjem određenih organa. U prilog ovim stavovima Lamarck je naveo mnoge primjere. Na primjer, oblik tijela zmija, vjerovao je, rezultat je navike ovih životinja da puze po tlu, a dugačak vrat žirafe je zbog potrebe da se plodovi dobiju na drveću.
Upotreba (vježbanje) organa je praćena njegovim daljim razvojem, dok je neupotreba organa praćena degradacijom. Promjene izazvane vanjskim uvjetima (okolnostima) nasljeđuju se potomstvom, akumuliraju i dovode do prelaska jedne vrste u drugu.
Povijesne zasluge Lamarcka leže u tome što je uspio prikazati razvoj od jednostavnog do složenog i skrenuti pažnju na neraskidivu povezanost organizma sa okolinom. Međutim, Lamarck još uvijek nije uspio potkrijepiti evolucijsku doktrinu, jer nije uspio otkriti prave mehanizme evolucije. Kao što je primetio K. A. Timiryazev (1843-1920), Lamark nije uspeo da objasni najvažnije pitanje u vezi sa svrsishodnošću organizama. Lamarckovo učenje sadržavalo je elemente prirodne filozofije i idealizma, pa nije uspio uvjeriti svoje savremenike da se evolucija zaista odvija u prirodi.
Slične informacije.
