Spørgsmål om livets oprindelse og dets udvikling har undret videnskabsmænd siden oldtiden. Folk har altid søgt at komme tættere på disse mysterier og dermed gøre verden mere forståelig og forudsigelig. I mange århundreder dominerede synspunktet om universets og livets guddommelige begyndelse. Evolutionsteorien har vundet ærespladsen som den vigtigste og mest sandsynlige version af udviklingen af alt liv på vores planet relativt nylig. Dens vigtigste bestemmelser blev formuleret af Charles Darwin i midten af det 19. århundrede. Det følgende århundrede gav verden en masse opdagelser inden for genetik og biologi, som gjorde det muligt at bevise gyldigheden af Darwins lære, at udvide den, at kombinere den med nye data. Sådan opstod den syntetiske evolutionsteori. Hun absorberede alle ideerne fra den berømte forsker og resultaterne af videnskabelig forskning inden for forskellige områder fra genetik til økologi.
Fra individuel til klasse
Biologisk evolution er den historiske udvikling af organismer baseret på de unikke processer for funktion af genetisk information ivisse miljøforhold.
Den indledende fase af alle transformationer, der i sidste ende fører til fremkomsten af en ny art, er mikroevolution. Sådanne ændringer akkumuleres over tid og ender med dannelsen af et nyt højere niveau af organisering af levende væsener: slægt, familie, klasse. Dannelsen af supraspecifikke strukturer kaldes almindeligvis makroevolution.
Lignende processer
Begge niveauer er grundlæggende de samme. Drivkræfterne for både mikro- og makroændringer er naturlig udvælgelse, isolation, arvelighed, variabilitet. Den væsentlige forskel mellem de to processer er, at krydsning mellem forskellige arter praktisk t alt er udelukket. Som et resultat er makroevolution baseret på interspecifik udvælgelse. Et enormt bidrag til mikroevolution ydes af den frie udveksling af genetisk information mellem individer af samme art.
Konvergens og divergens af tegn
Evolutionens hovedlinjer kan antage flere former. En stærk kilde til mangfoldighed i livet er divergensen af funktioner. Den opererer både inden for en bestemt art og på højere organisationsniveauer. Miljøforhold og naturlig udvælgelse fører til opdeling af en gruppe i to eller flere, der adskiller sig i visse egenskaber. På artsniveau kan divergens være reversibel. I dette tilfælde smelter de resulterende populationer igen sammen til én. På højere niveauer er processen irreversibel.
En anden form er phyletisk evolution, som involverer transformation af en art uden at adskille individbefolkninger. Hver ny gruppe er en efterkommer af den forrige og en forfader til den næste.
Konvergens eller "konvergens" af tegn yder også et væsentligt bidrag til livets mangfoldighed. I processen med udvikling af ubeslægtede grupper af organismer under påvirkning af de samme miljøforhold dannes lignende organer hos individer. De har en lignende struktur, men forskellig oprindelse og udfører næsten de samme funktioner.
Parallelisme er meget tæt på konvergens - en form for evolution, når indledningsvis divergerende grupper udvikler sig på en lignende måde under indflydelse af de samme forhold. Der er en fin linje mellem konvergens og parallelisme, og det er ofte svært at tilskrive udviklingen af en bestemt gruppe af organismer en eller anden form.
Biologiske fremskridt
Evolutionens hovedretninger blev først beskrevet i A. N. Severtsov. Han foreslog at fremhæve begrebet biologisk fremskridt. Videnskabsmandens værker skitserer måderne at opnå det på, såvel som de vigtigste måder og retninger for evolution. Severtsovs ideer blev udviklet af I. I. Schmalhausen.
De vigtigste retninger for udviklingen af den organiske verden, identificeret af videnskabsmænd, er biologiske fremskridt, regression og stabilisering. Ved navn er det let at forstå, hvordan disse processer adskiller sig fra hinanden. Fremskridt fører til dannelsen af nye funktioner, der øger graden af tilpasning af organismen til miljøet. Regression kommer til udtryk i en reduktion af gruppens størrelse og dens mangfoldighed, hvilket i sidste ende fører til udryddelse. Stabilisering indebærer konsolidering af erhvervede egenskaber og deres overførsel fra generation tilgeneration under relativt uændrede forhold.
I en snævrere forstand, der angiver hovedretningerne for organisk evolution, betyder de netop biologisk fremskridt og dets former.
Der er tre hovedveje til at opnå biologiske fremskridt:
- arogenese;
- allogenese;
- katagenese.
Arogenesis
Denne proces gør det muligt at øge det overordnede organisationsniveau som følge af dannelsen af aromorfose. Vi foreslår at præcisere, hvad der menes med dette begreb. Så aromorfose er en udviklingsretning, der fører til en kvalitativ ændring i levende organismer, ledsaget af deres komplikation og en stigning i adaptive egenskaber. Som et resultat af en ændring i strukturen bliver individers funktion mere intens, de får mulighed for at bruge nye, tidligere ubrugte ressourcer. Som en konsekvens bliver organismer på en måde fri for miljømæssige forhold. På et højere organisationsniveau er deres tilpasninger stort set universelle, hvilket giver mulighed for at udvikle sig uanset miljøforhold.
Et godt eksempel på aromorfose er transformationen af hvirveldyrs kredsløb: fremkomsten af fire kamre i hjertet og adskillelsen af to cirkulationscirkler - store og små. Planteevolution er karakteriseret ved et betydeligt spring fremad som følge af dannelsen af pollenrøret og frøet. Aromorfoser fører til fremkomsten af nye taksonomiske enheder: klasser, afdelinger, typer og kongeriger.
Aromorphosis er ifølge Severtsov en relativt sjælden evolutionærfænomen. Det markerer et morfofysiologisk fremskridt, som igen sætter gang i et generelt biologisk fremskridt, ledsaget af en betydelig udvidelse af den adaptive zone.
Social aromorfose
I betragtning af den menneskelige races udviklingsretning introducerer nogle videnskabsmænd begrebet "social aromorphosis". Det betegner universelle ændringer i udviklingen af sociale organismer og deres systemer, hvilket fører til komplikationer, større tilpasningsevne og en stigning i samfundets gensidige indflydelse. Sådanne aromorfoser omfatter f.eks. fremkomsten af staten, trykning og computerteknologi.
Allogenesis
I løbet af biologiske fremskridt dannes der også ændringer af mindre global karakter. De er essensen af allogenese. Denne udviklingsretning (tabel nedenfor) har en signifikant forskel fra aromorfose. Det fører ikke til en stigning i organisationsniveauet. Den vigtigste konsekvens af allogenese er idioadaptation. Faktisk er det en privat forandring, takket være hvilken kroppen er i stand til at tilpasse sig visse forhold. Denne udviklingsretning af den organiske verden gør det muligt for nært beslægtede arter at leve i meget forskellige geografiske områder.
Et udtryksfuldt eksempel på en sådan proces er ulvefamilien. Dens arter findes i forskellige klimazoner. Hver har et bestemt sæt tilpasninger til sit miljø, mens de ikke er væsentligt overlegne i forhold til nogen anden art med hensyn til organisation.
Forskere identificerer flere typer idiotilpasninger:
- i form (f.eks. en strømlinet kropvandfugle);
- efter farve (dette inkluderer mimik, advarsel og beskyttende farve);
- til reproduktion;
- til bevægelse (vandfuglemembraner, fugles luftsæk);
- tilpasning til miljøforhold.
Forskelle mellem aromorfose og idioadaptation
Nogle videnskabsmænd er ikke enige med Severtsov og ser ikke tilstrækkelige grunde til at skelne mellem idioadaptationer og aromorfoser. De mener, at omfanget af fremskridt først kan vurderes, når der er gået betydelig tid, siden ændringen er sket. Faktisk er det svært at indse, hvilke evolutionære processer en ny kvalitet eller udviklet evne vil føre til.
Severtsovs tilhængere har en tendens til at tro, at idioadaptation skal forstås som en transformation af kropsformen, overdreven udvikling eller reduktion af organer. Aromorfoser er væsentlige ændringer i embryonal udvikling og dannelsen af nye strukturer.
Catagenese
Biologisk evolution kan fortsætte med forenklingen af organismers struktur. Katagenese er en generel degeneration, en proces, der fører til et fald i organiseringen af levende væsener. Hovedresultatet af denne udviklingslinje (en tabel, der sammenligner de tre veje er givet nedenfor) er fremkomsten af såkaldte katamorfoser eller primitive tegn, der erstatter de tabte progressive. Et eksempel på organismer, der har passeret stadiet af generel degeneration, kan være enhver parasit. For det meste mister de evnen til at bevæge sig uafhængigt, deres nervesystem er meget forenklet.og kredsløbssystemer. Men forskellige tilpasninger vises for bedre indtrængning i værtens krop og fiksering på egnede organer.
| Arogenesis | Allogenesis | Catagenese | |
| Større ændring | aromorphosis | idioadaptation | katamorfose |
| Væsen af retning |
|
|
|
| Eksempler |
|
|
|
Ratio
Evolutionens hovedretninger er indbyrdes forbundne og erstatter konstant hinanden i løbet af den historiske udvikling. Efter kardin altransformationer i form af aromorfose eller degeneration begynder en periode, hvor en ny gruppe af organismer begynder at stratificere som følge af udviklingen af dens individuelle dele af forskellige geografiske zoner. Evolution begynder gennem idioadaptation. Efter et stykke tid fører de akkumulerede ændringer til et nyt kvalitativt spring.
Retning af planteudvikling
Moderne flora dukkede ikke op med det samme. Ligesom alle organismer er den nået en lang vej at blive. Planteevolutionen har inkluderet erhvervelsen af flere vigtige aromorfoser. Den første af disse var fremkomsten af fotosyntese, som gjorde det muligt for primitive organismer at bruge energien fra sollys. Gradvist, som et resultat af transformationer i morfologi og fotosyntetiske egenskaber, opstod der alger.
Det næste skridt var udviklingen af jord. For en vellykket gennemførelse af "missionen" var endnu en aromorfose nødvendig - differentiering af væv. Moser og sporeplanter dukkede op. Yderligere komplikation af organisationen er forbundet med transformationen af processen og metoder til reproduktion. Sådanne aromorfoser som ægløsningen, pollenkorn og endelig frøet karakteriserer gymnospermer, som evolutionært er mere udviklede end sporer.
Yderligere bevægede stierne og retningerne for planteudvikling sig i retning af endnu større tilpasning til miljøforhold, hvilket øgede modstanden mod ugunstige faktorer. Som et resultat af udseendet af pistil og kimlag, blomstring ellerangiospermer, der er i en tilstand af biologisk fremgang i dag.
Dyrernes Rige
Udviklingen af eukaryoter (en eukaryot celle indeholder en dannet kerne) med en heterotrof type ernæring (heterotrofer er ikke i stand til at skabe organisk stof ved hjælp af kemo- eller fotosyntese) blev også ledsaget af vævsdifferentiering i de første stadier. Coelenterater har en af de første signifikante aromorfoser i udviklingen af dyr: to lag dannes i embryonerne, ekto- og endoderm. Hos rundorme og fladorme bliver strukturen allerede mere kompleks. De har et tredje kimlag, mesodermen. Denne aromorfose tillader yderligere differentiering af væv og fremkomsten af organer.
Næste fase er dannelsen af et sekundært kropshulrum og dets yderligere opdeling i sektioner. Annelids har allerede parapodia (en primitiv type lemmer), såvel som kredsløbs- og åndedrætssystemer. Omdannelsen af parapodia til led-lemmer og nogle andre ændringer forårsagede udseendet af artropod-typen. Allerede efter at de var landet, begyndte insekter aktivt at udvikle sig på grund af udseendet af embryonale membraner. I dag er de bedst tilpasset livet på jorden.
Sådanne store aromorfoser som dannelsen af notokorden, neuralrøret, abdominal aorta og hjerte muliggjorde fremkomsten af Chordata-typen. Takket være en række progressive ændringer blev mangfoldigheden af levende organismer genopfyldt med fisk, fostervand og krybdyr. Sidstnævnte, på grund af tilstedeværelsen af embryonale membraner, ophørte med at være afhængig af vand og kom til land.
Næsteevolutionen følger vejen til transformation af kredsløbssystemet. Der er varmblodede dyr. Tilpasninger til flyvningen muliggjorde fremkomsten af fugle. Sådanne aromorfoser som et firekammerhjerte og forsvinden af den højre aortabue, en stigning i forhjernens halvkugler og udviklingen af cortex, dannelsen af en pels og mælkekirtler og en række andre ændringer førte til fremkomsten af pattedyr. Blandt dem, i udviklingsprocessen, skilte moderkagedyrene sig ud, og i dag er de i en tilstand af biologisk fremskridt.
Retning af menneskehedens udvikling
Spørgsmålet om oprindelsen og udviklingen af de moderne menneskers forfædre er endnu ikke blevet undersøgt grundigt. Takket være opdagelserne af palæontologi og komparativ genetik har de allerede etablerede ideer om vores "stamtavle" ændret sig. Selv for 15 år siden herskede det synspunkt, at udviklingen af hominider fulgte en lineær type, det vil sige, at den bestod af gradvist mere udviklede former, der successivt afløste hinanden: Australopithecus, en dygtig mand, arkantrop, neandertalermand (paleoantrop), neoantrop. (moderne mand). De vigtigste retninger for menneskelig evolution, som i tilfældet med andre organismer, førte til dannelsen af nye tilpasninger, en stigning i organisationsniveauet.
Data opnået i de sidste 10-15 år har dog foretaget seriøse justeringer af det allerede etablerede billede. Nye fund og opdaterede dateringer indikerer, at evolutionen var mere kompleks. Hominina-underfamilien (tilhører Hominid-familien) viste sig at bestå af næsten dobbelt så mange arter somblev overvejet tidligere. Dens udvikling var ikke lineær, men indeholdt flere samtidigt udviklende linjer eller grene, progressive og blindgyder. På forskellige tidspunkter eksisterede tre eller fire eller flere arter sammen. Indsnævringen af denne mangfoldighed skete på grund af forskydningen af evolutionært mere udviklede grupper af andre, mindre udviklede. For eksempel er det nu almindeligt accepteret, at neandertalere og moderne mennesker levede på samme tid. De førstnævnte var ikke vores forfædre, men var en parallel gren, der blev fortrængt af mere avancerede homininer.
Progressive ændringer
De vigtigste aromorfoser, der førte til underfamiliens velstand, er stadig utvivlsomt. Dette er bipedalisme og en stigning i hjernen. Forskere er uenige om årsagerne til dannelsen af den første. I lang tid troede man, at dette var en tvungen foranst altning, der var nødvendig for udviklingen af åbne områder. Nylige data tyder dog på, at forfædrene til mennesker gik på to ben selv i løbet af livet på træer. Denne evne viste sig i dem umiddelbart efter adskillelsen fra chimpanselinjen. Ifølge en version bevægede homininer sig oprindeligt som moderne orangutanger, idet de stod med begge fødder på en gren og holdt hånd på en anden.
Hjernens vækst fandt sted i flere faser. Det begyndte først med Homo habilis (handy mand), som lærte at lave de enkleste værktøjer. Stigningen i hjernevolumen faldt sammen med en stigning i andelen af kød i kosten af homininer. Habilis synes at have været ådselædere. Den næste stigning i hjernen blev også ledsaget af en stigning i mængden af kød mad oggenbosættelse af vores forfædre uden for det oprindelige afrikanske kontinent. Forskere foreslår, at stigningen i andelen af kød i kosten er forbundet med behovet for at genopbygge den energi, der bruges på at opretholde arbejdet i den forstørrede hjerne. Formentlig faldt det næste trin i denne proces sammen med udviklingen af ild: kogt mad adskiller sig ikke kun i kvalitet, men også i kalorieindhold, desuden er den tid, der kræves til at tygge, reduceret betydeligt.
De vigtigste retninger for udviklingen af den organiske verden, der virkede gennem mange århundreder, dannede den moderne flora og fauna. Processens bevægelse i retning af tilpasning til skiftende miljøforhold har ført til et stort udvalg af livsformer. Evolutionens hovedretninger fungerer på samme måde på alle organisationsniveauer, hvilket fremgår af dataene om biologi, økologi og genetik.
