Геологическая эволюция

   Характеризуя стабилизирующий отбор, И. И. Шмальгаузен показал значение модификационных изменений в эволюционных преобразованиях вида, когда модификации могут стать нормой реакции, закрепленной наследственностью, и их развитие будет осуществляться под влиянием внутренних генетических факторов.

   Стабилизирующая форма отбора показывает пути и механизмы выработки относительной стойкости адаптации вида, его организации.

   Дизруптивный, или рассекающий, отбор можно рассматривать как противоположный стабилизирующему. Последний обеспечивает преимущественное выживание и количественное увеличение особей со средней нормой реакции при относительно постоянных условиях существования и элиминацию в первую очередь форм, которые отклоняются от этой нормы. Действие дизруптивного отбора происходит тогда, когда условия внешней среды настолько изменились, что основная масса вида утрачивает адаптивность, а преимущества приобретают особи с крайними отклонениями от средней нормы. Именно эти отклонения и играют адаптивную роль в новых условиях. Такие формы количественно быстро увеличиваются, и на базе одного вида вследствие дивергенции формируется несколько новых.

   Характеризуя разные формы естественного отбора, мы сознательно упрощали обстоятельства, при которых проявляется та или другая форма (постоянство условий. существования, изменение их в одном направлении и пр), для того чтобы на модели лучше выявить основную тенденцию отбора. В природе редко встречается определенная форма отбора в чистом виде. Наиболее часто видообразование начинается с преобладания одной формы отбора, а в конце его ведущее значение приобретает другая форма. Условия существования вида постоянно изменяются во времени и пространстве, а соответственно этому изменяются и типы отбора. В целом же естественный отбор постоянно совершенствует адаптации, приводит к определенной упорядоченности живых систем, образует многообразие форм жизни.

   Доказательства воздействия естественного отбора. Мы установили, что естественный отбор в более узком понимании -- это преимущественное выживание и размножение особей и групп индивидов, лучше приспособленных к изменчивым условиям существования, вследствие чего постепенно формируются адаптивные целесообразные особенности вида. Дарвин приводит большое количество примеров, которые иллюстрируют воздействие отбора. Значительное количество фактов получено позже; проведен также ряд наблюдений, прямых и косвенных экспериментов в этом плане. Например, на океанических островах, которые хорошо продуваются ветрами, найдено много видов насекомых с недоразвитыми крыльями или вовсе бескрылых. На островах Кергелен из восьми видов мух семь являются бескрылыми. Из 350 видов жуков, которые живут на острове Мадейра, 200 видов неспособны к полету вследствие недоразвития крыльев.      

   Известно, что защитная окраска животных обеспечивает лучшее их выживание. Сходство окраски некоторых животных и их формы с какими-нибудь предметами или другими живыми существами (мимикрия) делает имитантов менее заметными (паучок драссус в состоянии покоя напоминает почку дерева, лохматый морской конек мало заметен среди водорослей, гусеница пяденицы в случае опасности вытягивается и становится похожей на сучок, малайская бабочка каллима в сидячем положении напоминает листик растения, некоторые насекомые имитируют несъедобные формы, которые имеют надежную защиту: мухи -- шмеля, осу, бабочка белянка -- бабочку геликонид и пр.).

   Животные, которые имеют значительные отклонения от средней нормы, при быстром изменении условий существования гибнут в первую очередь (вследствие бури, загрязнения воды, сухости и т. п.).

   Отмечено потемнение окраски бабочек березовой пяденицы и других видов в промышленных районах (индустриальный меланизм). Опыты А. Р. Чезнола (1904) и М. М. Беляева (1927) показали избирательное уничтожение птицами богомолов разной окраски в зависимости от фона, на котором были насекомые.

   Под влиянием естественного отбора появились стойкие к ядам расы вредных насекомых и клешей. Растения приспосабливались 'к перекрестному опылению и распространению семян. Самого факта естественного отбора в природе теперь никто не отрицает.

  Условия, которые способствуют действию естественного отбора. Как и в случае искусственного отбора, можно выделить ряд обстоятельств, которые способствуют успеху естественного отбора в формообразовании и выработке адаптации. К ним принадлежат; численность особей и их разнообразие; степень и частота наследственных изменений; интенсивность размножения и быстрота смены поколений;

размеры ареала и разнообразие условий существования данной группы организмов; изоляция, препятствия к свободному скрещиванию. 

   Критерии вида. Существует ряд общих особенностей, признаков, -- критериев, по которым один вид отличают от других, определяют видовую принадлежность того или другого индивида. Комплекс этих критериев является свидетельством реальности видов.

   Морфологический критерий базируется на том, что все особи одного вида характеризуются рядом общих морфологических наследственных признаков. Можно сказать, что особи разных видов морфологически изолированы. Этот довольно простой и удобный критерий использовался систематиками раньше других и в свое время был основным. Морфологический критерий -- необходимый, но не достаточный для различения видов, которые имеют значительное сходство в строении (так называемые виды-двойники, например, у комаров, тлей, плоских червей).

   Физиолог о биохимический критерий исходит из того, что виды отличаются биохимическими структурами, иммунологическими реакциями, своеобразием обмена веществ, физиологических процессов, поведением. Особи разных видов, как правило, не скрещиваются между собой, не дают нормального потомства. Между разными видами существует физиологическая изоляция, хотя между некоторыми из них (зябликами, канарейками, зайцами, ивами, тополями) и возможна гибридизация.

   Эколог о географический (или биогеографический критерий характеризует географическую и экологическую определенность вида: каждый вид существует на определенной территории, имеет свой ареал с соответствующими экологическими условиями. Виды, как правило, пространственно изолированы. На территории, где вид распространен, он вступает, во взаимосвязи с другими видами и ему принадлежит определенная роль в биологическом круговороте веществ в природе.

   Основой генетического критерия является видовая специфичность кариотипа (греч. кариоу -- ядро). Каждый вид характеризуется своим набором хромосом, их индивидуальностью, различиями в нуклеотидном составе ДНК, то есть видовым генотипом.

   Критерии тесно связаны между собой и определяют качественную особенность вида. Необходимо добавить, что вид -- это большое количество особей, способных к самовоспроизведению и поддержанию своей численности, это дискретная биологическая единица, которая более или менее изолирована от других форм жизни. На определенном промежутке геологического времени вид отличается относительной стойкостью. Вместе с тем он способен к эволюционному развитию. Все особи вида -- это не просто сумма, а определенная общность особей, которая имеет свою внутривидовую структуру. Следовательно, вид -- это надындивидуальный уровень организации живой материи, одна из форм существования жизни, этап исторического развития живой природы.

   Подытоживая сказанное, можно дать краткое определение вида:

   вид -- это многочисленная группа сходных особей общего происхождения, которые распространены в определенном ареале и имеют общие наследственно закрепленные особенности обмена веществ, морфологические признаки и приспособления к существованию в этом ареале. Один вид обособлен от других и, как правило, не скрещивается с ними. С преодолением значительных трудностей на каждом из них. Эту титаническую работу проводили десять квалифицированных специалистов в течение трех лет. А в клетке синтез молекулы белка осуществляется всего за несколько секунд.

   Успехи в изучении биологической роли нуклеиновых кислот были основанием для формирования и несколько иных гипотез о начальных этапах возникновения жизни. Допускается, что возникновение жизни осуществлялось на основе РНК, а потом ДНК, способных к самовоспроизведению (за счет более простых соединений внешней среды) и контролю синтеза белка. Следующим важным этапом в усложнении системы было объединение нуклеиновых кислот и белков. В таком сочетании процессы самовоспроизведения, обмена веществ приобретали большую относительную стойкость, упорядоченность, надежность. Усовершенствование механизмов наследственности давало первичным организмам существенные преимущества.

   Первые живые существа были значительно более просты, чем современные низкоорганизованные растения и животные. Благодаря изменчивости под контролем естественного отбора повышался уровень организации ранних форм жизни, совершенствовались регуляторные механизмы и генетические системы организмов, системы синтеза белка, превращения энергии в клетках. Первые этапы эволюции протекали довольно медленно. Позже выработанные новые приспособления были базой для ускорения исторического развития органического мира и создания большого разнообразия растений и животных на. Земле.

   Первичные живые существа, которые возникли в водной среде, были гетеротрофами и питались готовыми органическими веществами, которые в достаточном количестве находились в растворах. Автотрофность (способность к хемосинтезу, а потом и фотосинтезу) развилась значительно позже как следствие приспособления к использованию новых источников энергии --.химических соединений и солнечного излучения. Приобретение способности к фотосинтезу -- это значительный ароморфоз в прогрессивном развитии, который наложил свой отпечаток на дальнейшую эволюцию органического мира. Основными усвоителями солнечной энергии, поставщиками органических веществ и кислорода, а также утилизаторами углекислого газа стали организмы-фотосинтетики. Их деятельность создавала благоприятные условия для жизни других организмов. Появление и развитие жизни вызвали существенные изменения на Земле. Современные условия на ней в значительной" мере созданы жизнедеятельностью организмов.

   Знание условий, которые способствовали возникновению жизни на Земле, приводит к выводу о невозможности появления в наше время живых существ абиогенным путем вследствие отсутствия условий для синтеза и усложнения органических веществ (простые соединения, которые могли бы где-то образоваться, сразу же были бы использованы гетеротрофами). Следовательно, теперь живые существа появляются только вследствие размножения. Посредством размножения осуществляется смена поколений и происходит эволюционное развитие.

РАЗВИТИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА

   В результате эволюции формы жизни усложнялись. Тело первичных доклеточных живых существ было мало дифференцированным. От них происходят, одноклеточные организмы, тело которых уже имеет оболочку, ядро и другие структуры. Самыми давними одноклеточными были жгутиковые.

   Следующим важным этапом развития жизни и усложнения ее форм было возникновение полового процесса, приобретение способности к фотосинтезу и развитие аэробных форм жизни, разделение первичных организмов на растения и животные и их дивергенция по способу питания. Значительным шагом в дальнейшем усложнении организации живых существ было появление многоклеточных организмов с дифференцированным телом, развитыми тканями, органами, которые выполняли определенные функции. Многоклеточные происходят от колониальных форм одноклеточных жгутиковых.

   Следующее большое событие в эволюции связано с выходом живых существ из воды (псилофиты и стегоцефалы) и образованием большого многообразия наземных растений и животных. Появились. такие высокоорганизованные формы жизни, как цветковые растения, плацентные млекопитающие.

   В земных напластованиях находят отпечатки или окаменевшие останки существ, которые жили в далекие геологические периоды истории планеты. Палеонтологические находки дают возможность восстановить основные направления эволюционного развития растений и животных, проследить пути усложнения их организации и увеличения разнообразия.

   Ученые разделяют историю Земли на довольно продолжительные промежутки времени -- эры: катархей -- ниже древнейшей, архей -- древнейшая, протерозой -- первичная жизнь, палеозой -- древняя жизнь, мезозой -- средняя жизнь и кайнозой -- новая жизнь. Эры в свою очередь разделяются на периоды, эпохи. Это разделение относительное, потому что резких разграничений между подразделениями не существует. Все же на рубеже соседних эр, периодов преимущественно происходили существенные геологические преобразования: горообразовательные процессы, перераспределение суши и моря, смена климата и пр. Кроме того, каждое подразделение характеризовалось качественным своеобразием флоры и фауны. 

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА

  В разные эпохи в зависимости от уровня общественно-экономического развития, культуры, науки происхождение человека объясняли по-разному. Длительное время довольно распространенными были догматы о божественном возникновении человека. Только с развитием науки человечество постепенно приближалось к правильному пониманию происхождения человека. Так, уже К. Линней в созданной им системе отнес вид Хомо Сапенес -- человека разумного к отряду приматов, который включает обезьян и полуобезьян. Французские философы-материалисты XVIII века, отстаивая позиции материализма в борьбе с религией, развивали идею движения, превращения, трансформации одних природных тел в другие. Ж. Ламетри (1709--1751), П. Гольбах (1723--1789) распространили эту идею и на проблему происхождения человека. Показав значительное сходство анатомического строения и физиологических функций млекопитающих, особенно обезьян, и человека, они активно развивали мысль о естественном происхождении человека от животных. Творец первой теории эволюции Ж. Б. Ламарк распространил принципы исторического развития природы и на объяснение происхождения человека от высших обезьян, которые перешли к наземному способу существования, приобрели вертикальное положение тела и более совершенную организацию. Уже Ламарк обратил внимание на значительную роль развития мозга, руки и членораздельной речи в становлении человека.