Întrebările despre originea vieții și dezvoltarea ei i-au nedumerit pe oamenii de știință încă din cele mai vechi timpuri. Oamenii au căutat întotdeauna să se apropie de aceste mistere, făcând astfel lumea mai înțeleasă și mai previzibilă. Timp de multe secole a dominat punctul de vedere despre începutul divin al Universului și al vieții. Teoria evoluției a câștigat relativ recent locul de onoare ca versiunea principală și cea mai probabilă a dezvoltării întregii vieți de pe planeta noastră. Principalele sale prevederi au fost formulate de Charles Darwin la mijlocul secolului al XIX-lea. Secolul care a urmat a oferit lumii o mulțime de descoperiri în domeniul geneticii și al biologiei, care au făcut posibilă demonstrarea validității învățăturilor lui Darwin, extinderea acesteia, combinarea cu date noi. Așa a apărut teoria sintetică a evoluției. Ea a absorbit toate ideile celebrului cercetător și rezultatele cercetărilor științifice din diverse domenii, de la genetică la ecologie.
De la individ la clasă
Evoluția biologică este dezvoltarea istorică a organismelor bazată pe procesele unice de funcționare a informațiilor genetice înanumite condiții de mediu.
Etapa inițială a tuturor transformărilor, care duce în cele din urmă la apariția unei noi specii, este microevoluția. Astfel de schimbări se acumulează în timp și se termină cu formarea unui nou nivel superior de organizare a ființelor vii: gen, familie, clasă. Formarea structurilor supraspecifice se numește în mod obișnuit macroevoluție.
Procese similare
Ambele niveluri sunt practic aceleași. Forțele motrice ale schimbărilor micro și macro sunt selecția naturală, izolarea, ereditatea, variabilitatea. Diferența esențială dintre cele două procese este că încrucișarea între specii diferite este practic exclusă. Ca urmare, macroevoluția se bazează pe selecția interspecifică. O contribuție uriașă la microevoluție este adusă de schimbul liber de informații genetice între indivizii aceleiași specii.
Convergența și divergența semnelor
Principalele linii de evoluție pot lua mai multe forme. O sursă puternică de diversitate în viață este divergența trăsăturilor. Funcționează atât în cadrul unei anumite specii, cât și la niveluri superioare de organizare. Condițiile de mediu și selecția naturală duc la împărțirea unui grup în două sau mai multe, care diferă în anumite caracteristici. La nivel de specie, divergența poate fi reversibilă. În acest caz, populațiile rezultate fuzionează din nou într-una singură. La niveluri superioare, procesul este ireversibil.
O altă formă este evoluția filetică, care implică transformarea unei specii fără a separa individulpopulatiilor. Fiecare grup nou este un descendent al celui precedent și un strămoș al celui următor.
Convergența sau „convergența” semnelor aduce, de asemenea, o contribuție semnificativă la diversitatea vieții. În procesul de dezvoltare a unor grupuri neînrudite de organisme sub influența acelorași condiții de mediu, organele similare se formează la indivizi. Au o structură similară, dar origini diferite și îndeplinesc aproape aceleași funcții.
Paralelismul este foarte aproape de convergență - o formă de evoluție când grupurile inițial divergente se dezvoltă într-un mod similar sub influența acelorași condiții. Există o linie fină între convergență și paralelism și este adesea dificil să atribuiți evoluția unui anumit grup de organisme unei forme sau alteia.
Progres biologic
Principalele direcții de evoluție au fost descrise pentru prima dată în lucrările lui A. N. Severtsov. El a sugerat evidențierea conceptului de progres biologic. Lucrările omului de știință conturează modalitățile de realizare a acesteia, precum și principalele căi și direcții de evoluție. Ideile lui Severtsov au fost dezvoltate de I. I. Schmalhausen.
Principalele direcții ale evoluției lumii organice, identificate de oamenii de știință, sunt progresul biologic, regresia și stabilizarea. După nume, este ușor de înțeles cum diferă aceste procese unele de altele. Progresul duce la formarea de noi caracteristici care cresc gradul de adaptare a organismului la mediu. Regresia se exprimă printr-o reducere a mărimii grupului și a diversității acestuia, ducând în cele din urmă la dispariție. Stabilizarea presupune consolidarea caracteristicilor dobândite și transmiterea lor de la generație lagenerare în condiții relativ neschimbate.
În sens mai restrâns, denotând principalele direcții ale evoluției organice, ele înseamnă tocmai progresul biologic și formele acestuia.
Există trei moduri principale de a realiza progresul biologic:
- arogeneza;
- alogeneza;
- catogeneză.
Arogeneza
Acest proces face posibilă creșterea nivelului general de organizare ca urmare a formării aromorfozei. Ne propunem să clarificăm ce se înțelege prin acest concept. Așadar, aromorfoza este o direcție de evoluție, care duce la o schimbare calitativă a organismelor vii, însoțită de complicarea acestora și de o creștere a proprietăților adaptative. Ca urmare a modificării structurii, funcționarea indivizilor devine mai intensă, aceștia au posibilitatea de a folosi resurse noi, neutilizate anterior. În consecință, organismele devin, într-un fel, libere de condițiile de mediu. La un nivel superior de organizare, adaptările lor sunt în mare măsură universale în natură, oferind capacitatea de a se dezvolta indiferent de condițiile de mediu.
Un bun exemplu de aromorfoză este transformarea sistemului circulator al vertebratelor: apariția a patru camere în inimă și separarea a două cercuri de circulație a sângelui - mare și mic. Evoluția plantelor se caracterizează printr-un s alt semnificativ înainte ca urmare a formării tubului polenic și a semințelor. Aromorfozele duc la apariția unor noi unități taxonomice: clase, departamente, tipuri și regate.
Aromorfoza, conform lui Severtsov, este o evoluție relativ rară.fenomen. Ea marchează un progres morfofiziologic, care, la rândul său, inițiază un progres biologic general, însoțit de o extindere semnificativă a zonei adaptative.
Aromorfoză socială
Avand in vedere directia de evolutie a rasei umane, unii oameni de stiinta introduc conceptul de „aromorfoza sociala”. Ea denotă schimbări universale în dezvoltarea organismelor sociale și a sistemelor lor, ducând la complicații, o adaptabilitate mai mare și o creștere a influenței reciproce a societăților. Astfel de aromorfoze includ, de exemplu, apariția statului, tipărirea și tehnologia informatică.
Alogeneza
În cursul progresului biologic, se formează și schimbări de natură mai puțin globală. Ele sunt esența alogenezei. Această direcție de evoluție (tabelul de mai jos) are o diferență semnificativă față de aromorfoză. Nu duce la o creștere a nivelului de organizare. Principala consecință a alogenezei este idioadaptarea. De fapt, este o schimbare privată, datorită căreia organismul este capabil să se adapteze la anumite condiții. Această direcție de evoluție a lumii organice permite speciilor strâns înrudite să trăiască în zone geografice foarte diferite.
Un exemplu expresiv al unui astfel de proces este familia lupilor. Speciile sale se găsesc în diferite zone climatice. Fiecare are un anumit set de adaptări la mediul său, deși nu este semnificativ superior oricărei alte specii în ceea ce privește organizarea.
Oamenii de știință identifică mai multe tipuri de idioadaptări:
- în formă (de exemplu, un corp raționalizatpăsări de apă);
- după culoare (aceasta include imitația, avertismentul și colorarea de protecție);
- pentru reproducere;
- pentru locomoție (membrane de păsări de apă, sacul de aer al păsărilor);
- adaptare la condițiile de mediu.
Diferențe între aromorfoză și idioadaptare
Unii oameni de știință nu sunt de acord cu Severtsov și nu văd motive suficiente pentru a face distincția între idioadaptări și aromorfoze. Ei cred că amploarea progresului poate fi evaluată numai după ce a trecut o perioadă semnificativă de timp de la schimbarea. De fapt, este greu de realizat la ce procese evolutive va duce o nouă calitate sau o abilitate dezvoltată.
Adepții lui Severtsov tind să creadă că idioadaptarea ar trebui înțeleasă ca o transformare a formei corpului, dezvoltarea excesivă sau reducerea organelor. Aromorfozele sunt schimbări semnificative în dezvoltarea embrionară și formarea de noi structuri.
Catageneza
Evoluția biologică poate continua cu simplificarea structurii organismelor. Catageneza este o degenerare generală, un proces care duce la scăderea organizării ființelor vii. Principalul rezultat al acestei linii de evoluție (mai jos este dat un tabel care compară cele trei căi) este apariția așa-numitelor catamorfoze sau semne primitive care le înlocuiesc pe cele progresive pierdute. Un exemplu de organisme care au trecut de stadiul de degenerare generală poate fi orice parazit. În cea mai mare parte, își pierd capacitatea de a se mișca independent, sistemul lor nervos este mult simplificat.și sistemele circulatorii. Dar apar diverse adaptări pentru o mai bună pătrundere în corpul gazdei și fixarea pe organe adecvate.
| Arogeneza | Alogeneza | Catageneza | |
| Modificare majoră | aromorfoză | idioadaptare | catamorfoză |
| Esența direcției |
|
|
|
| Exemple |
|
|
|
Ratio
Principalele direcții de evoluție sunt interconectate și se înlocuiesc constant reciproc în cursul dezvoltării istorice. După transformări cardinale sub formă de aromorfoză sau degenerare, începe o perioadă în care un nou grup de organisme începe să se stratifice ca urmare a dezvoltării de către părțile sale individuale a diferitelor zone geografice. Evoluția începe prin idioadaptare. După un timp, schimbările acumulate duc la un nou s alt calitativ.
Direcția de evoluție a plantei
Flora modernă nu a apărut imediat. Ca toate organismele, a parcurs un drum lung de a deveni. Evoluția plantelor a inclus achiziția mai multor aromorfoze importante. Prima dintre acestea a fost apariția fotosintezei, care a permis organismelor primitive să folosească energia luminii solare. Treptat, ca urmare a transformărilor în morfologie și proprietăți fotosintetice, au apărut alge.
Următorul pas a fost dezvoltarea terenului. Pentru finalizarea cu succes a „misiunii”, a fost nevoie de încă o aromorfoză - diferențierea țesuturilor. Au apărut mușchi și plante cu spori. O complicație suplimentară a organizației este asociată cu transformarea procesului și a metodelor de reproducere. Aromorfoze precum ovulul, boabele de polen și, în cele din urmă, sămânța caracterizează gimnospermele, care sunt evolutiv mai dezvoltate decât sporii.
În continuare, căile și direcțiile de evoluție a plantelor s-au îndreptat către o adaptare și mai mare la condițiile de mediu, crescând rezistența la factorii adversi. Ca urmare a apariției pistilului și a stratului de germeni, înflorirea sauangiosperme care se află astăzi într-o stare de progres biologic.
Regatul animal
Evoluția eucariotelor (o celulă eucariotă conține un nucleu format) cu un tip de nutriție heterotrof (heterotrofei nu sunt capabili să creeze materie organică folosind chimio- sau fotosinteza) a fost, de asemenea, însoțită de diferențierea tisulară în primele etape. Celenteratele au una dintre primele aromorfoze semnificative în evoluția animalelor: în embrioni se formează două straturi, ecto- și endoderm. La viermi rotunzi și la viermi plati, structura devine deja mai complexă. Au un al treilea strat germinal, mezodermul. Această aromorfoză permite diferențierea în continuare a țesuturilor și apariția organelor.
Următoarea etapă este formarea unei cavități corporale secundare și împărțirea ei ulterioară în secțiuni. Anelidele au deja parapodi (un tip primitiv de membre), precum și sisteme circulator și respirator. Transformarea parapodiilor în membre articulate și alte câteva modificări au determinat apariția tipului de artropod. Deja după ce au aterizat, insectele au început să se dezvolte activ datorită apariției membranelor embrionare. Astăzi sunt cei mai adaptați la viața de pe pământ.
Aromorfoze majore precum formarea notocordului, tubului neural, aortei abdominale și inimii au făcut posibilă apariția tipului Chordata. Datorită unei serii de schimbări progresive, diversitatea organismelor vii a fost completată cu pești, amnioți și reptile. Acesta din urmă, din cauza prezenței membranelor embrionare, a încetat să mai depindă de apă și a ajuns pe uscat.
Următorulevoluţia urmează calea de transformare a sistemului circulator. Există animale cu sânge cald. Adaptările la zbor au făcut posibilă apariția păsărilor. Astfel de aromorfoze, cum ar fi o inimă cu patru camere și dispariția arcului aortic drept, o creștere a emisferelor creierului anterior și dezvoltarea cortexului, formarea unei haine și a glandelor mamare și o serie de alte modificări au dus la apariția mamifere. Printre acestea, în procesul de evoluție, s-au remarcat animalele placentare, iar astăzi se află într-o stare de progres biologic.
Directii ale evoluției rasei umane
Întrebarea originii și evoluției strămoșilor oamenilor moderni nu a fost încă studiată temeinic. Datorită descoperirilor paleontologiei și geneticii comparate, ideile deja stabilite despre „pedigree” nostru s-au schimbat. Chiar și în urmă cu 15 ani, a prevalat punctul de vedere conform căruia evoluția hominidelor a urmat un tip liniar, adică a constat în forme progresiv mai dezvoltate care se înlocuiesc succesiv: Australopithecus, om iscusit, arhantrop, om de Neanderthal (paleoantrop), neoantrop. (om modern). Principalele direcții ale evoluției umane, ca și în cazul altor organisme, au condus la formarea de noi adaptări, o creștere a nivelului de organizare.
Datele obținute în ultimii 10-15 ani au făcut însă ajustări serioase la imaginea deja stabilită. Noile descoperiri și datarea actualizată indică faptul că evoluția a fost mai complexă. Subfamilia Hominina (aparține familiei Hominide) s-a dovedit a fi formată din aproape de două ori mai multe specii decâta fost considerat mai devreme. Evoluția sa nu a fost liniară, ci a conținut mai multe linii sau ramuri în curs de dezvoltare simultan, progresive și fundături. În momente diferite, trei sau patru sau mai multe specii au coexistat împreună. Îngustarea acestei diversități s-a produs ca urmare a deplasării de către grupuri mai dezvoltate evolutiv a altora, mai puțin dezvoltate. De exemplu, acum este general acceptat că oamenii de Neanderthal și oamenii moderni au trăit în același timp. Primii nu au fost strămoșii noștri, ci au fost o ramură paralelă care a fost înlocuită de hominini mai avansați.
Modificări progresive
Principalele aromorfoze care au dus la prosperitatea subfamiliei rămân neîndoielnice. Acesta este bipedismul și o creștere a creierului. Oamenii de știință nu sunt de acord cu privire la motivele formării primului. Multă vreme s-a crezut că aceasta este o măsură forțată necesară pentru dezvoltarea spațiilor deschise. Cu toate acestea, date recente sugerează că strămoșii oamenilor au mers pe două picioare chiar și în perioada vieții pe copaci. Această abilitate a apărut la ei imediat după separarea de linia cimpanzeilor. Potrivit unei versiuni, homininii se mișcau inițial ca urangutanii moderni, stând cu ambele picioare pe o ramură și ținându-se de mână pe alta.
Creșterea creierului a avut loc în mai multe etape. A început mai întâi cu Homo habilis (om de mână), care a învățat să facă cele mai simple unelte. Creșterea volumului creierului a coincis cu creșterea proporției de carne în dieta homininilor. Familia Habilis par să fi fost groapăni. Următoarea creștere a creierului a fost însoțită și de o creștere a cantității de hrană din carne șirelocarea strămoșilor noștri în afara continentului african nativ. Oamenii de știință sugerează că creșterea proporției de carne din dietă este asociată cu nevoia de a reumple energia cheltuită pentru menținerea activității creierului mărit. Se presupune că următoarea etapă a acestui proces a coincis cu dezvoltarea focului: alimentele gătite diferă nu numai prin calitate, ci și prin conținutul de calorii, în plus, timpul necesar pentru mestecare este redus semnificativ.
Principalele direcții de evoluție a lumii organice, acționând de-a lungul multor secole, au format flora și fauna modernă. Mișcarea procesului spre adaptarea la condițiile de mediu în schimbare a dus la o mare varietate de forme de viață. Principalele direcții de evoluție funcționează în același mod la toate nivelurile de organizare, fapt dovedit de datele de biologie, ecologie și genetică.
