Эволюция живой природы

В теории эволюции Дарвина несколько научных  компонентов. Во-первых, это представление  об эволюции как реальности, что  означает определение жизни как  динамической структуры естественного  мира, а не статической системы. Виды не только изменяются во времени, но и  связаны друг с другом происхождением от общих предков. Считается, что  с течением времени в результате постепенных малых изменений  возникают новые формы, совершенно отличные от родительского вида. Положение  о том, что виды произошли путем  естественного отбора, Дарвин вывел, основываясь на пяти основных наблюдениях (фактах) и сделал три вывода:

1. Все виды обладают биологическим потенциалом к увеличению количества особей до больших популяций.
2. Однако популяции в природе демонстрируют относительное постоянство количества особей во времени.
3. Ресурсы, необходимые для существования видов, ограничены, поэтому количество особей в популяциях примерно постоянно во времени.

Вывод 1. Между представителями одного вида существует борьба за ресурсы, необходимые  для выживания и размножения. Только небольшая часть особей выживает и дает потомство.

4. Не существует двух особей одного вида, которые бы обладали одними свойствами. Представители одного вида демонстрируют большую изменчивость.
5. В основном изменчивость обусловлена генетически, поэтому наследуется.

Вывод 2. Конкуренция между представителями  одного вида зависит от уникальных наследственных свойств особей, обеспечивающих преимущества в борьбе за ресурсы  для выживания и размножения. Такая неодинаковая способность  к выживанию и есть естественный отбор.

Вывод 3. Накопление наиболее благоприятных  свойств в результате естественного  отбора приводит к постоянному изменению  видов. Так происходит эволюция.

Опираясь  на огромный фактический материал и  практику селекционной работы по выведению  новых сортов растений и пород  животных, Ч. Дарвин сформулировал основные принципы своей эволюционной теории:

- первый принцип постулирует, что изменчивость является неотъемлемым свойством живого;

- второй принцип раскрывает внутренние противоречия в развитии живой природы и утверждает, что, с одной стороны, все виды организмов имеют тенденцию к размножению в геометрической прогрессии, а с другой выживает и достигает зрелости лишь небольшая часть потомства;

- третий принцип обычно называют принципом естественного отбора, который играет фундаментальную роль в теории эволюции не только Дарвина, но и всех теорий, появившихся позднее.

4. Современная теория органической  эволюции

 

Современная теория органической эволюции отличается от дарвиновской по ряду важнейших  пунктов:

- в настоящее время элементарной структурой, с которой начинается эволюция, считается популяция, а не отдельная особь или вид, который включает в свой состав несколько популяций;

- в качестве элементарного явления или процесса эволюции современная теория рассматривает устойчивое изменение генотипа популяции;

-она шире и глубже истолковывает факторы и движущие силы эволюции, выделяя среди них факторы основные и неосновные.

В современной  теории процессы изменения и наследственности опираются на следующие три основных фактора:

 - важнейшим фактором является мутационный процесс, который исходит из признания того неоспоримого теперь положения, что основную массу эволюционного материала составляют различные формы мутаций, т. е. изменений наследственных свойств организмов, возникающих естественным путем или вызванных искусственными средствами;

 - вторым основным фактором эволюции служат популяционные волны, которые часто называют "волнами жизни". Они определяют количественные флуктуации, или отклонения от среднего значения численности организмов в популяции, а также области ее расположения (ареала).

- в качестве третьего основного фактора эволюции признается обособленность группы организмов. Обособление и изоляция определенной группы организмов необходимы для того, чтобы она не могла скрещиваться с другими видами и тем самым передавать им и получать от них генетическую информацию.

 

5. Синтетическая теория эволюции

 

Генетика  привела к новым представлениям об эволюции, получившим название неодарвинизма, который можно определить как  теорию органической эволюции путем  естественного отбора признаков, детерминированных  генетически. Другое общепринятое название — синтетическая, или общая, теория эволюции. Механизм эволюции стал рассматриваться  как состоящий из двух частей: случайные  мутации на генетическом уровне и  наследование наиболее удачных с  точки зрения приспособления к окружающей среде мутаций, так как их носители выживают и оставляют потомство (мутация — появление нового признака — борьба за существование —  естественный отбор).

Синтетическая теория эволюции представляет собой  синтез основных эволюционных идей Дарвина  и прежде всего идеи естественного  отбора с новыми результатами биологических  исследований в области наследственности и изменчивости. Если в теории Дарвина  эволюция происходит в рамках вида, то в синтетической теории элементарной единицей эволюции служит популяция, поскольку  именно в ее рамках происходят наследственные изменения генофонда. Другое существенное отличие синтетической эволюции от дарвиновской состоит в четком разграничении областей исследования микроэволюции и макроэволюции.

Микроэволюция - совокупность эволюционных изменений, происходящих в генофондах популяций за сравнительно небольшой период времени и приводящих к образованию новых видов. В отличие от этого макроэволюция связана с эволюционными преобразованиями за длительный исторический период времени, которые приводят к возникновению надвидовых форм организации живого. Изменения, которые изучаются в рамках микроэволюции, доступны непосредственному наблюдателю, тогда как макроэволюция происходит на протяжении длительного исторического периода времени. Макроэволюция, как и микроэволюция, происходит в конечном итоге под воздействием изменений в окружающей среде.

Согласно  эволюционной теории Дарвина целесообразность есть неизбежный результат естественного  отбора, в ходе которого устраняются  организмы, не приспособленные к  условиям своего существования, и получают право на жизнь и потомство  организмы, обладающие определенными  преимуществами перед ними. Чтобы  правильно объяснить целесообразность, необходимо иметь в виду, что любая  ее форма зависит от внешней среды, определяется ее условиями и состоянием. Целесообразность носит относительный  характер, так как ее мерой служит внешняясреда; то, что целесообразно в одних условиях, оказывается нецелесообразным и даже вредным в других.

Эволюционная  теория подтверждает существование  прогресса в живой природе. В  настоящее время не существует пока общепризнанных критериев прогресса, хотя в последние годы его связывают  со степенью упорядоченности и сложностью организации биологических систем и их адаптаций к условиям окружающей среды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Другие концепции эволюции живого

 

Критика дарвинизма велась со дня его возникновения. Дело в том, что общий ход эволюции в чем-то непредсказуем, хотя непредсказуемость  неабсолютная. Недостаточное осознание  этого факта подчас ориентирует  мысль на поиски радикальных решений. Одним не нравилось, что изменения, по Дарвину, могут идти во всех возможных  направлениях, случайным образом, беспорядочно. Другие выдвигали новые теории эволюции.

Наиболее  широко распространен и популярен  катастрофизм, тяга к сальтационистским объяснениям эволюционного процесса. Главными чертами таких трактовок является отрицание естественного отбора и утверждение о том, что наиболее существенное эволюционное изменение есть результат случайных изменений. Адаптации видов возникают сальтационно, т. е. скачкообразно (от итал. salto — прыжок). Новые уровни организмов возникают не в результате конкуренции их предков со старыми, а в условиях экологического вакуума, созданного массовым вымиранием. По уровню приспособленности новые группы организмов ничуть не совершеннее старых. Катастрофам — представление о том, что смена этапов органического мира на Земле обусловлена катастрофами, уничтожающими животный и растительный мир. Одни авторы связывают катастрофы с геологическими процессами — оживление вулканизма, приводящего к глобальному похолоданию и выбросу в атмосферу большого объема токсических веществ; геомагнитными процессами биосферы, сопряженными с повышением ионизирующей радиации; с процессами горообразования и изменения климата. Другие авторы — сторонники космических причин массовых вымираний — чаще всего говорят о повышении радиации в результате вспышки сверхновых звезд и колебаний солнечной активности, или о бомбардировке Земли кометами и гигантскими астероидами, что ведет к изменению положения Солнечной системы относительно плоскости Галактики, или о прохождении крупного небесного тела через Солнечную систему.

Русский ученый П. Н. Кропоткин в концепции  номогенеза придерживался точки  зрения, в соответствии с которой  взаимопомощь является более важным фактором эволюции, чем борьба. Наблюдая перемещения больших масс животных в Восточной Сибири, спасающихся  от стихийных бедствий, он выделил  взаимопомощь и кооперацию в животном мире как факторы эволюции.

В концепции  коэволюции биологическая эволюция рассматривается как результат взаимодействия организмов. Случайно образовавшиеся более сложные формы увеличивают разнообразие и, стало быть, устойчивость экосистем. Удивительная согласованность всех видов жизни есть следствие коэволюции.

На основе учения о биосфере, экологии и концепции  коэволюции возникла гипотеза Геи (в греч. мифологии — богиня Земли). Суть гипотезы Геи следующая: Земля является саморегулирующейся системой, созданной биотой и окружающей средой, способной сохранять химический состав атмосферы и тем самым поддерживать благоприятное для жизни постоянство климата.

Распространение животных и растений на земном шаре носит прерывистый характер. Тот  факт, что встречаются сходные  особи в удаленных частях суши, может быть объяснен тем, что когда-то распределение суши на Земле было иным. В 1912 г. А. Вегенер выдвинул гипотезу дрейфа континентов, которая благосклонно была принята биологами, поскольку объясняла странное распространение животных. Причинами дрейфа он считал конвекционные течения в верхней мантии Земли, что весьма правдоподобно. Такая гипотеза позволяет объяснить непрерывные перемещения массивов суши и современное распространение некоторых редких животных. Дрейф континентов и периодические оледенения влияли на эволюционный процесс, меняя условия жизни. Гипотеза суперконтинентального дрейфа открывает новый путь к пониманию не только геологической и климатической истории Земли, но и эволюции жизни на Земле. Это началось (по гипотезе) 200 млн лет назад. По сути, любая из биологических эволюционных теорий в явной или неявной форме затрагивает проблему того, что первично в эволюции. Важно при рассмотрении темы увидеть эволюционную теорию не как однозначный путь развития, предсказуемый и познанный наукой, а как спектр в различной степени обоснованных концепций.

Многие  биологи считают, что двигателем вариаций на видовом или популяционном  уровне являются изменения в геноме. С развитием молекулярной биологии на этот счет появилось немалое число  экстравагантных гипотез. При таком  подходе эволюция экосистемы и биосферы — следствие микроэволюционных  процессов. Есть и другая, сравнительно малочисленная группа исследователей, которые, считая себя последователями  В. И. Вернадского, соглашаются с  тем, что первопричиной эволюции являются экосистемные (биосферные) макропроцессы, влияющие на локальные условия среды. При этом создаются условия для отбора среди множества форм организмов, появляющихся в результате геномных коллизий. Отсюда вытекает, что экосистемы и биосфера управляют эволюционным процессом, порождая наиболее подходящие для себя популяции организмов.

Предметом острой моды в современной науке  является концепция глобального  эволюционизма. Глобальный эволюционизм есть попытка естественно-научными и математическими средствами описать развитие Вселенной как целостной многоуровневой системы, создать формализованные модели ряда ключевых моментов эволюции (бифуркаций и катастроф, эволюционного компромисса как способа разрешения системных противоречий). Основными тезисами глобального эволюционизма являются:

Наша  Вселенная в силу связи всех ее составляющих есть некая единая система.

 

Заключение

 

Под эволюцией, т. е. развитием, понимается процесс  длительных, постепенных, медленных  изменений, которые в конечном итоге  приводят к изменениям коренным, качественным, завершающимся возникновением новых  материальных систем, структур, форм и  видов.

 Изменчивость  является неотъемлемым свойством  живого. С одной стороны, все  виды организмов имеют тенденцию  к размножению в геометрической  прогрессии, а с другой — выживает  и достигает зрелости лишь  небольшая часть потомства. Естественный  отбор постоянно распространяет  по всему свету мельчайшие  изменения, отбрасывая неприспособленные,  сохраняя устойчивые, работая неслышно  и невидимо, где бы и когда  бы ни представился тому случай, над усовершенствованием каждого  живого существа в связи с  условиями его жизни, органическими  и неорганическими.

Новые виды могут возникать только в пределах одной популяции, поскольку вид  — это группа скрещивающихся между  собой организмов, которые не могут  скрещиваться с представителями  других таких групп. Изменение генных частот в каждой популяции составляет молекулярную основу эволюции, происходящей на основе естественного отбора.

 Естественный  отбор не является единственным  фактором эволюции, хотя он очень  важен. Основную массу эволюционного  материала составляют различные  формы мутаций, т. е. изменение  наследственных свойств организмов, возникающих естественным путем  или вызванных искусственными  средствами. Мутации вносят новые  гены в генофонд данной популяции,  но сами мутации достаточно  редки. Мутации как бы поставляют  сырье, на которое действует  естественный отбор.

Одним из основных факторов эволюции являются популяционные волны, которые часто называют "волнами жизни". Они определяют количественные флуктуации, или отклонения, от среднего значения численности организмов в популяции, а также области ее расположения (ареала). Другим основным фактором эволюции признается обособленность группы организмов, чтобы под влиянием локальных условий и давлений отбора эволюционировать своим путем.