Об элементарных эволюционных факторах

Что такое эволюция — понятие

Определение

Эволюция является биологическим процессом, соотносящимся с временными изменениями, в ходе которых набор генов видоизменяется на уровне ДНК, в результате чего образуется множество потомков.

Понятия эволюции и естественного отбора часто пересекаются.

Определение

Процессом эволюционирования называют историческое формирование мутаций.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Естественный отбор — наиболее важный из механизмов, за счет которого возникают мутации. В современном мире область эволюционной биологии получила активное развитие, было изучено большое количество данных по теме эволюции.

Ученым удалось исследовать исторические эволюционные изменения, которые были выведены непосредственно при анализе окаменелостей, изучения филогении и процесса эволюционных изменений, в том числе, эффекта естественного отбора. Известно, что сильный отбор ускоряет эволюцию сильнее, чем было предположено Дарвином.

Результатом современных исследований является определение возможности для проведения эволюционных опытов в реальном времени. Последние события во многих научных областях, таких как молекулярная биология и биология развития, существенно увеличили спектр имеющихся знаний и послужили доказательством того, что эволюция занимает центральное место в понимании биологического разнообразия.

Кратко, эволюция представляет собой процесс последовательного естественного развития. Для него характерны следующие черты:

  • природа и социальные системы изменяются необратимо и постепенно;
  • живые организмы адаптированы к окружающей среде и внешним факторам, что выражается в борьбе за существование;
  • активная оболочка планеты в виде биосферы преобразуется;
  • старые генетические популяции отмирают, возникают новые, а также наблюдаются мутации в животном и растительном мире.
Примечание

Важной особенностью эволюционного процесса является то, что он протекает естественно, планомерно, исключаются бурные всплески и скачки. Данные факты отличают его от революционных преобразований.

Основателями теории биологической эволюции являются Мендель, Ламарк, Дарвин. Вместе с тем, современная философская наука все чаще оперирует понятием социальной эволюции, которая характеризует изменения в общественной жизни.

Синтетическая теория эволюции

В современной науке существует несколько эволюционных теорий, которые обладают рядом отличий. Ключевой из них является объяснение механизмов эволюционных процессов. Наибольшее признание завоевала синтетическая теория эволюции. В ее основе лежит дарвиновское учение, развивающееся с помощью актуальных научных достижений.

Начало синтетической теории отмечено 40-ми годами XX столетия. Данная теория является синтезом разных предметных областей научных знаний, таких как дарвинизм, генетика, молекулярная биология. Большой вклад в развитие синтетической теории внесла наука палеонтология.

Данный подход способствовал созданию более полной картины развития жизни на Земле. Согласно синтетической теории эволюции, дарвиновское учение не опровергнуто, а, наоборот, дополнено. Многие тезисы, которые выдвинул ученый, получили подтверждение в настоящее время, так как в тот период, когда они были сформулированы, отсутствовали необходимые ресурсы для их доказательства, что было связано с недостаточным уровнем развития научной мысли.

Понятие «синтетическая» было сформулировано и активно употреблялось, благодаря одному из создателей синтетической теории эволюции Дж. Хаксли. В 1942 году ученый опубликовал труд под названием «Эволюция – современный синтез». Стоит отметить его большую роль в формировании Всемирного фонда дикой природы. Дж. Хаксли привнес огромный вклад в развитие науки, за что был удостоен медалью Дарвина и рыцарского звания.

Благодаря синтетической теории эволюции, значительно расширяются представления Дарвина об эволюционных процессах за счет раскрытия разнообразных сил эволюции, которые являлись триггерами. В учениях Дарвина упоминается лишь внутривидовая и межвидовая борьба за выживание при воздействии неблагоприятных факторов. В современной науке к факторам эволюции относят мутацию, изоляцию, популяционные всплески численности и другие.

Синтетическая теория основана на двух теориях:

  • микроэволюция, изучающая изменения на генетическом уровне, за счет которых образуются новые популяции;
  • макроэволюция, исследующая закономерности и направления эволюции живых организмов, в том числе, происхождение человека.

Макроэволюция и микроэволюция являются процессами, которые протекают под влиянием природных изменений. События, которые происходят на микроэволюционном уровне, являются доступными для наблюдений. Процессы макроэволюции занимают тысячелетия и могут быть только реконструированы.

В таком случае, отсутствуют какие-либо возможности для постановки эксперимента, свидетельствующего о том, что макроэволюция существует. С другой стороны, ученым удалось найти косвенные доказательства в процессе изучения и развития наук:

  • палеонтологии;
  • морфологии;
  • археологии;
  • генетики.

Основные положения синтетической теории эволюции в упрощенном виде:

  • эволюция происходит за счет наследственных изменений, таких как генные мутации;
  • главным фактором эволюции является естественный отбор как итог борьбы за существование;
  • наименьшая единица эволюции представляет собой популяцию;
  • целость вида сохраняется с помощью миграций особей между популяциями;
  • новый вид образуется благодаря длительному эволюционному процессу;
  • эволюция обладает направленным характером, т. е. не имеет определенности ее конечной цели.

Элементарные эволюционные факторы

Ключевым фактором эволюции является мутация, а затем, естественный отбор. Кроме того, в качестве наиболее важных эволюционных факторов выделяют смешение генов, рекомбинацию ДНК, которые оказывают значительное влияние на эволюцию живых организмов. Мутация представляет собой источник возникновения новых генов. Каждая особь популяции отличается от других наличием разных генов.

Определенные гены необходимы для выживания человека. В том случае можно отметить более высокую вероятность того, что данные гены будут унаследованы следующими поколениями. Подобным образом природа определяет благоприятные изменения на поколенном уровне, что в результате способствует эволюции организма с хорошей адаптацией.

Определение

Элементарными факторами эволюции называют такие факторы, которые изменяют генетическую структуру популяции.

Основные элементарные факторы эволюции:

  • мутационный процесс;
  • комбинированная изменчивость;
  • популяционные волны и дрейф генов;
  • изоляция;
  • естественный отбор.
Определение

Мутации являются скачкообразными и устойчивыми изменениями признаков, которые передаются по наследству.

В результате мутационного процесса возникают новые гены. Он способствует переходу гена из одного состояние в другое, либо изменяет его. Для мутации не характерна направленность. При условии отсутствия других факторов эволюции эволюционный процесс не может управлять изменением природной популяции. Мутация лишь является поставщиком элементарного эволюционного материала, который необходим для естественного отбора.

Определение

Комбинативная изменчивость представляет собой формирование новых комбинаций генов, которые уже существуют.

Благодаря комбинативной изменчивости, обеспечивается фенотипическое разнообразие особей в популяции. Данный фактор также представляет собой источник материала, за счет которого осуществляется естественный отбор.

Определение

Волнами жизни называют колебания численности популяции периодического и непериодического типа.

Среди причин возникновения популяционных волн:

  • периодически меняющиеся экологические факторы в виде сезонных температурных колебаний, перепадов влажности и других;
  • непериодические изменения (в т. ч. природные катастрофы);
  • освоение видом новых мест обитания, что сопровождается резким увеличением численности.

Как эволюционный фактор, популяционные волны характерны для малочисленных популяций, где есть вероятность проявления дрейфа генов.

Определение

Дрейфом генов называют случайное ненаправленное изменение частот аллелей и генотипов, характерных для популяций.

В том случае, когда популяция характеризуется небольшими размерами, случайные события приводят к незначительным изменениям в частоте определенных аллелей. Если численность популяции резко снижается (например, при уменьшении кормовой базы, возникновении пожара и других событиях), жизнь могут сохранить особи, обладающими редкими генотипами.

При условии, что восстановление популяции будет обеспечено данными особями, частоты генотипов, которые сохранились, увеличатся в генофонде популяции. Таким образом, с помощью популяционных волн и дрейфа генов образуется материал для естественного отбора.

Определение

Изоляция представляет собой формирование факторов, которые служат барьером для свободного скрещивания.

Изолированные популяции прекращают обмениваться генетической информацией между собой, из-за чего возрастают и закрепляются отличия в генофондах. Каждая популяция характеризуется разными изменениями, что способствует постепенному формированию разных видов.

Типы изоляции:

  • пространственная или географическая, возникает из-за географических препятствий в виде водных преград, гор, пустынь, дорог, больших расстояний (в случае с малоподвижными популяциями);
  • биологическая, причиной которой являются биологические отличия между особями.

Биологическая изоляция классифицируется на несколько видов:

  • экологическая, определена сроками цветения, спаривания, нереста, которые смещены, либо связана с неодинаковыми местами размножения;
  • этологическая, возникает из-за разницы в поведении особей в брачный период;
  • морфофизиологическая, характеризуется разными габаритами особей и неодинаковым строением органов размножения, что служит барьером для спаривания и оплодотворения;
  • генетическая, возникает по причине хромосомных и геномных перестроек, что делает невозможным свободное скрещивание особей.

Изоляция имеет большое значение для эволюции. Данный фактор способствует закреплению и усилению генетических различий, которыми характеризуются популяции.

Частоты генов и генотипы изменяются благодаря эволюционным факторам случайно и не направленно. С их помощью появляются полезные, нейтральные или вредные признаки у определенных особей. Они являются основой для единственного фактора эволюции, который обладает направленным действием, – естественного отбора.

Определение

Естественный отбор представляет собой направляющую силу эволюционного процесса, обеспечивает приспособление живых организмов к регулярно изменяющимся условиям среды обитания.

В процессе естественного отбора особи, обладающие полезными признаками, способствующими их приспособлению к внешней среде и выживанию, не погибают и приносят потомство. В том случае, когда особи не имеют данных признаков, шансы на их выживание и продолжение рода существенно сокращаются.

Примечание

В качестве примера приспособления животных к выживанию в среде обитания можно привести приобретение покровительственного окраса (мимикрию), что позволяет оставаться им незаметными. Иногда встречаются виды, которые маскируются под опасных хищников. Например, муха из семейства журчалок имеет внешнее сходство с осой.

Действие естественного отбора обусловлено следующими факторами:

  • генетическое разнообразие особей, которое служит основой для формирования различных признаков;
  • способность неограниченно размножаться, избыточность потомства;
  • борьба за жизнь.

Борьба за существование проявляется в нескольких формах:

  • внутривидовая;
  • межвидовая;
  • борьба с неблагоприятными условиями окружающей среды.

В зависимости от формы, различают естественный отбор:

  • стабилизирующий – способствует сужению нормы реакции, исключая отклонения от нее, что в результате дает преимущество особям, характеризуемым средней степенью признака данного вида или популяции;
  • движущий, реализуемый при условиях изменяющейся среды, результатом которого является смещение нормы реакции, изменение среднего значения признака;
  • дизруптивный, за счет которого сохраняются крайние значения признаков в популяции – приводит к сохранению более одного значения признака в популяции.

Роль эволюционной теории в формировании современной естественнонаучной картины мира

Эволюционная теория представляет собой теоретическую базу биологии, объясняющую ключевые характеристики, специфику, взаимосвязи и направления развития органического мира. С помощью эволюционной теории ученые исследуют причину единства и разнообразия органического мира, выясняют исторические закономерности, возникающие между разными формами жизни, предсказывают их развитие в будущем.

В эволюционной теории обобщена информация из многих биологических дисциплин. Благодаря ей современная наука понимает механизмы и векторы изменчивости живой материи.

Эволюционная теория обладает огромным значением для развития таких сфер, как сельское хозяйство, селекция, охрана окружающей среды. С помощью теории эволюции исследователи определяют оптимальную стратегию взаимоотношения человека и окружающей живой природы, рассматривают вопросы разработки принципов управляемой эволюции.

Таким образом, эволюционная теория представляет собой фундамент, методологическую основу для развития биологической науки в целом. Эволюция жизни на нашей планете является неоспоримым фактом. Основное содержание современной теории эволюции определяют причины, триггеры и закономерности эволюции жизни.

Человек воздействует на эволюционный процесс разными методами. Используя искусственный отбор, как и гибридизацию, ученым удалось сформировать разнообразные формы культурных растений и животных, получить виды с высокой продуктивностью. Такой способ необходим для разработки штаммов микроорганизмов, представляющих практическую ценность.

Человек выбирает для размножения лучших особей, которые обладают полезными хозяйственными качествами. Он вносит изменения в определенную частоту встречаемости аллелей в размножаемой популяции, за счет чего ее структура меняется. Породы и сорта, которые создал человек, могут не иметь способности размножаться.

Темпы эволюции меняются в результате человеческой деятельности. Данный факт объясняется тем, что механизмы искусственного отбора оказываются эффективнее естественного. К примеру, породы домашних животных обладают более явными отличиями друг от друга, по сравнению с видами и даже родами диких животных.

Главной движущей силой эволюции является естественный отбор, оказывающий воздействие на многие поколения. В его силе человек смог убедиться на практике, когда начал влиять на условия окружающей среды. Например, были выведены насекомые и крысы, устойчивые к ядам, бактерии, защищенные от воздействия эффективных антибиотиков.

Естественный отбор основан на общей приспособленности организма. Искусственный отбор, наоборот, ведется по определенному признаку, который важен для хозяйственной деятельности человека. В результате общая приспособленность организма к условиям внешней среды снижается. Человек изменяет и сокращает биологическое разнообразие естественных биоценозов и экосистем, что приводит к изменениям в биосфере в целом.

Насколько полезной была для вас статья?

У этой статьи пока нет оценок.

Заметили ошибку?

Выделите текст и нажмите одновременно клавиши «Ctrl» и «Enter»