Основные законы эволюции

Дисциплина Биология

Студентам 1 курса направления Экология и природопользование

Лекция 5.

Тема:  «КОНЦЕПЦИЯ ЭВОЛЮЦИИ В БИОЛОГИИ»

Под эволюцией подразумевается процесс длительных, постепенных, медленных изменений, которые в конечном итоге приводят к коренным и качественным изменениям, завершающиеся образованием новых систем, структур и видов. Представления об эволюции в естествознании имеют ключевое значение. В науке существует понятие парадигмы – особого способа организации научного знания, задающего характер вùдения мира, системы предварительных условий, ориентиров и предпосылок в процессе построения и обоснования различных теорий, т.е. системы, которая определяет в целом тенденции развития научных исследований. Парадигма современного естествознания – это эволюционно-синергетическая парадигма, в основе которой лежат представления о самоорганизации и эволюции материи на всех её структурных уровнях.  

Эволюционная теория Ч. Дарвина – А.Р. Уоллеса

Представления об эволюции живого высказывались практически на протяжении всего периода развития естествознания. Тем не менее, основоположником эволюционной теории в биологии считается Ч. Дарвин. 

Наблюдение 1 Особи: входящие в состав популяции, обладают большим репродуктивным потенциалом	Наблюдение 2: Число особей в каждой популяции примерно постоянно
Вывод 1: Многим особям не удается выжить и оставить потомство. В популяции идет «борьба за существование»
Наблюдение 3: Во всех популяциях существует изменчивость
Вывод 2: В «борьбе за существование» те особи, признаки которых наилучшим образом приспособлены к условиям существования, обладают репродуктивным преимуществом и производят больше потомков, чем менее приспособленные особи

Схема 1. Теория Ч. Дарвина-А.Р. Уоллеса

В каком-то смысле толчком к развитию теории эволюции можно считать книгу Т. Мальтуса «Трактат о народонаселении» (1778 г.), в котором он показал, к чему бы привел рост народонаселения, если бы он ничем не сдерживался. Ч. Дарвин применил подход Т. Мальтуса на другие живые системы. Исследуя изменения численности популяций, он пришел к объяснению эволюции путем естественного отбора (1839 г). Таким образом, наибольший вклад Ч. Дарвина в науку заключается не в том, что он доказал существование эволюции, а в том, что он объяснил, как она может происходить. Согласно теории Ч. Дарвина – А.Р. Уоллеса, механизмом, с помощью которого возникают новые виды, служит естественный отбор. Эта теория основывается на трёх наблюдениях и двух выводах. В это же время другой естествоиспытатель А.Р. Уоллес, как и Ч. Дарвин, много путешествовавший и тоже читавший Т. Мальтуса, пришел к тем же выводам. В 1858 г. Ч. Дарвин и А.Р. Уоллес выступили с докладами о своих идеях на заседании Линнеевского общества в Лондоне. В 1859 г. Дарвин опубликовал свой труд «Происхождение видов» («Origin of species»).

Современная (синтетическая) теория эволюции

Теория Ч. Дарвина – А.Р. Уоллеса в 20-м веке была значительно расширена и разработана в свете современных данных генетики (которая во времена Ч. Дарвина ещё не существовала), палеонтологии, молекулярной биологии, экологии, этологии (науки о поведении животных) и получила название неодарвинизма или синтетической теории эволюции. Новая, синтетическая теория эволюции представляет собой синтез основных эволюционных идей Ч. Дарвина, прежде всего, его идей о роли естественного отбора, в сочетании с новыми результатами биологических исследований в области наследственности и изменчивости. Современная теория эволюции имеет следующие особенности: – она ясно выделяет элементарную структуру, с которой начинается эволюция – это популяция; – выделяет элементарное явление (процесс) эволюции – устойчивое изменение генотипа популяции; – шире и глубже истолковывает факторы и движущие силы эволюции; – четко разграничивает микроэволюцию и макроэволюцию (впервые эти термины были введены в 1927 г. Ю.А. Филипченко, а дальнейшее их уточнение и развитие получили в трудах выдающегося биолога-генетика Н.В. Тимофеева-Ресовского).

Микроэволюция – это совокупность эволюционных изменений, происходящих в генофондах популяций за сравнительно небольшой период времени и приводящих к образованию новых видов.

Макроэволюция связана с эволюционными преобразованиями за длительный исторический период, которые приводят к возникновению надвидовых форм организации живого. Изменения, изучаемые в рамках микроэволюции, доступны непосредственному наблюдению, тогда как макроэволюция происходит на протяжении длительного периода времени, и её процесс может быть только реконструирован и мысленно воссоздан. Как микро- так и макроэволюция происходят, в конечном итоге, под влиянием изменений в окружающей среде. Важнейшими аргументами в пользу эволюционной теории является так называемая палеонтологическая летопись, т.е. обнаруживаемые ископаемые формы живых организмов и биогенетический закон Геккеля («онтогенез повторяет филогенез»).

Основные законы эволюции

Многочисленные исследования, проведенные в рамках вышеупомянутых наук, позволили сформулировать следующие основные законы эволюции.

1. Скорость эволюции в разные периоды неодинакова и характеризуется тенденцией ускорения. В настоящее время она протекает быстро, и это отмечается появлением новых форм и вымиранием многих старых;

2. Эволюция различных организмов происходит с разной скоростью;

3. Новые виды образуются не из наиболее высокоразвитых и специализированных форм, а из относительно простых, неспециализированных форм; 

 Схема видообразования. Каждая веточка – популяция. А – уровень исходного единого вида. Б, В – образование двух новых видов

4. Эволюция не всегда идет от простого к сложному. Существуют примеры «регрессивной» эволюции, когда сложная форма давала начало более простым (некоторые группы организмов, например, бактерии, сохранились только благодаря упрощению своей организации); 5. Эволюция затрагивает популяции, а не отдельные особи и происходит в результате мутаций, естественного отбора и дрейфа генов. Последнее весьма важно для понимания различия между дарвиновской теории эволюции и современной теорией (неодарвинизмом).