Еволюційне вчення

Еволюція – це процес необоротніх змін у будові та функціях живих істот протягом їх історичного існування. Результатом еволюції є пристосування організмів до умов довкілля.

Характеристика біології в додарвінський період. В кінці XVII – початку XVIII ст. знання про різноманітність рослин і тварин збагатились. Виникла необхідність наукової класифікації, яку провів К. Лінней. За основу класифікації прийняв вид. Їх об’єднав у роди, подібні роди в ряди, ряди – у класи. Запропонував всі види називати латинською мовою двома словами – іменник (назва роду) і прикметник (назва виду). Рослинний світ поділив на 24 класи. Поклав в основу кількість тичинок в квітці і не врахував єдність історичного розвитку. Тварин систематизував, враховуючи будову кровоносної і дихальної системи, і виділив 6 класів. Система Ліннея була штучною, але мала велике значення.

У розвитку еволюційних уявлень у XVIII ст. та першій половині XIX ст. вагомий внесок зробили: М. Ломоносов, К. Вольф, А. Кавєрзнєв, І. Дядьковський, К. Бер, К. Рульє, М. Северцов. З першою теорією еволюції живої природи виступив французьський натураліст Ж.Б. Ламарк в праці “Філософія зоології” (1809 р.). Ламарк був деїстом і вважав, що творець створив матерію і закони її руху. Нижчі форми, на думку Ламарка, виникли з неорганічної матерії, і всі живі тіла в своєму історичному розвитку проходять шлях поступового ускладнення організації. Цю прогресію він назвав градацією. Велике значення надавав вправлянню органів. Нові види, на думку Ламарка, утворюються дуже повільно і тому непомітно. Створивши еволюційну теорію, Ламарк допустив ряд помилок: 1) вивів фактори еволюції з нібито властивого всьому живому прагнення досконалості;
2) причини виникнення пристосованості пов’язував з прямим впливом навколишнього середовища; 3) визнавав появу лише корисних змін в організмах та їх успадкування.

Дарвінізм. Виникненню вчення Дарвіна сприяли суспільно-економічні передумови, успіхи природничих наук, його кругосвітня подорож. Основні положення еволюційної теорії були викладені у праці “Походження видів шляхом природного добору” (1859 р.). Основне значення вчення Дарвіна в тому, що він розкрив рушійні сили еволюції і матеріалістично пояснив виникнення та відносний характер пристосованості. Найголовнішими положеннями цієї праці є докази того, що види рослин і тварин непостійні, а виникли природним шляхом від інших видів. Рушійними силами еволюції є природний добір та боротьба за існування. Рушійними силами еволюції порід і сортів є спадкова мінливість і добір, що його проводить людина.

Синтетична теорія еволюції виникла в 20-50-их роках ХХст. Це комплекс уявлень про еволюційний процес, що грунтується на поєднанні знань про мутації як єдиного джерела спадкової мінливості, популяцію як основну одиницю еволюції та дарвінівських уявлень про боротьбу за існування та природній добір. Основні положення цієї теорії:

1. Єдиним джерелом спадкової мінливості є мутації.

2. Усі еволюційні перетворення відбуваються в популяціях, які є елементарною одиницею еволюції.

3. Елементарними факторами еволюції є хвилі життя, ізоляція, дрейф генів.

4. Існує три види еволюційного процесу: мікроеволюція, видоутворення та макроеволюція.

5. Рушійною силою еволюції є природній добір, який діє на сукупність фенотипів популяції.

6. Природній добір буває стабілізуючим, рушійним та розриваючим (дизруптивним).

7. Будь-яка систематична група організмів може або процвітати (біологічний прогрес), або вимирати (біологічний регрес).

8. Біологічний прогрес досягається завдяки змінам у будові організмів: ароморфозам, ідіоадаптаціям чи загальній дегенерації.

Основоположниками синтетичної гіпотези еволюції були видатні вчені з різних країн світу С.С. Четвериков, Д. Холдейн, С. Райт, Ф.Г. Добржанський, І.І. Шмальгаузен, О.М. Северцов, Д. Сімпсон, Е. Майр та інші.

Мікроеволюція – сукупність еволюційних процесів, які відбуваються в популяціях одного виду.

Вид, його критерії і структура. Вид – сукупність особин, що характеризуються спадковою подібністю морфологічних, фізіологічних і біохімічних особливостей, вільно схрещуються і дають плодюче потомство, пристосовані до певних умов життя і займають у природі певну область – ареал. Основні критерії виду: морфологічний (зовнішня і внутрішня подібність); цитогенетичний (характерний набір хромосом); фізіологічний (спільність процесів життєдіяльності); географічний (природний ареал); екологічний (сукупність факторів зовнішнього середовища, в якому існує вид). Особини одного виду в межах ареалу розсіяні нерівномірно, а скупченнями, популяціями. Популяція – сукупність вільносхрещуваних особин одного виду, яка тривалий час існує на певній частині ареалу відносно відособлено від інших сукупностей того самого виду. Вид існує як сукупність популяцій. В середині популяції відбувається боротьба за існування і природний добір. Популяції становлять підвиди. Популяції і підвиди – генетично відкриті системи, вид – генетично закрита система.

Генетичні процеси в популяції. Процеси всередині виду, які приводять до формування внутрішньовидових угрупувань, названі мікроеволюцією. Сукупність генотипів особин популяцій складає її генофонд. В популяції одночасно є особини з домінантними і рецесивними ознаками. Чому рецесивний ген не витісняється домінантним? Відповідь на це запитання дає закон Харді–Вайберга (одночасно його відкрили в 1908 р.). Так, в популяції існує однакове співвідношення генотипів AA і aa. Частоту гена A позначають через р, а гена a – через q. Тоді частоти цих генів у самок і самців будуть становити по 0,5. На підставі схрещування гетерозигот Aa і Aa складемо решітку Пеннета.

Якщо виписати з цієї решітки утворені частоти генотипів, то в сумі вони дадуть 1, і ми отримаємо запис такого вигляду:

0,25p2(AA) + 0,5pq (Aa) + 0,25q2(aa) = 1,

що можна записати так: (p + q)2= 1.

♀ ♂	0,5 p (A)	0,5 q (a)
0,5 p (A)	0,25 p^2 (AA)	0,25 pq (Aa)
0,5 q (a)	0,25 pq (Aa)	0,25 q^2 (aa)

Проте така закономірність справедлива для ідеальних популяцій (велика чисельність, вільне схрещування, відсутність мутацій, відсутність добору за ознаками і міграцій із сусідніх популяцій). В природі такі мутації відсутні, тому генофонд змінюється. Більшість мутацій рецесивні і в популяції вони спочатку нагромаджуються в гетерозиготному стані. При великій концентрації гетерозигот з’являються рецесивні гомозиготи, які потрапляють під контроль природного добору. Якщо нові ознаки сприятливі, число таких організмів в популяції швидко зростає і є резервом спадкової мінливості.

Природний добір сприяє виживанню одних особин в популяції і зменшенню інших. В різних умовах середовища природний добір має різний характер. Виділяють дві основні його форми: рушійний і стабілізуючий. Рушійний добір спрямований на збереження особин з корисними спадковими відхиленнями. Стабілізуючий добір проявляється у відносно сталих умовах, коли помітні відхилення від середньої величини ознаки можуть виявитися несприятливими і вибраковуються добором. Обидві форми добору в природі тісно взаємопов’язані.

Природний добір – основна рушійна сила еволюції. Всі організми в природі мають тенденцію розмножуватися в геометричній прогресії, але виживає їх значно менше, тому що в природі існують перешкоди у формі боротьби за існування. Дарвін розрізнив три форми боротьби: а) взаємовідносини з неживою природою, або пристосування до абіотичних факторів зовнішнього середовища; б) міжвидову боротьбу; в) внутрішньовидову боротьбу. Найбільш гостра внутрішньовидова. В результаті боротьби за існування в організмів безперервно відбувається процес нагромадження ознак, які забезпечують кращу пристосованість до умов існування. Це приводить до появи нових різновидностей, видів, родин. Організми з менш корисними або шкідливими в даних умовах життя ознаками гинуть, не залишаючи після себе потомства. Отже, природний добір – це процес збереження і переважного розмноження в ряді поколінь організмів і груп організмів, що мають корисні для їхнього життя і розвитку ознаки і властивості, які виникли внаслідок різнонаправленої індивідуальної мінливості. В процесі природного добору виникає доцільність (відповідність всіх органів в організмі до існування в певних умовах середовища). Тому еволюційний процес завжди носить пристосувальний характер. Одночасно пристосування мають відносний характер. При зміні в навколишньому середовищі корисні ознаки можуть стати шкідливими. Наприклад, з настанням осені заєць-біляк линяє, але якщо випадання снігу затримується, то побілілий заєць на темному фоні оголеного поля стає добре помітним.

Утворення нових видів – найважливіший процес в еволюції органічного світу. Постійно в популяціях виникають різні мутації, це приводить до дивергенції (розходження ознак). В природі розрізняють географічний і екологічний способи видоутворення.

Географічне відбувається в результаті фрагментації ареалу материнського виду фізичними бар’єрами (гірські хребти, вода), що веде до ізоляції популяцій і видів, а значить і до зміни генофонду.

Екологічне видоутворення відбувається, коли невеликі групи однієї популяції потрапляють у різні екологічні умови (ніші) в межах ареалу свого виду. Під впливом нових умов з’являються нові мутації, формуються нові ознаки. Межі між способами умовні, і один може змінюватися іншим. Процес видоутворення носить пристосувальний характер. Кожний вид існує реально, але є історично сформованою тимчасовою ланкою в ланцюзі процесу еволюції. Результати еволюції проявляються в трьох пов’язаних між собою наслідках: органічної доцільності, поступового удосконалення організмів, різноманітності видів.

Макроеволюція – це процеси, які приводять до формування надвидових систематичних категорій (родів, родин, рядів). В основі макро- і мікроеволюції одні і ті ж закономірності. Макроеволюція – наслідок мікроеволюції.

Дарвін виділив дві форми мінливості: визначену (групову) і невизначену (індивідуальну). При визначеній мінливості значна кількість особин даної породи чи сорту під впливом певної причини змінюється однаковим чином. Наприклад, ріст організму залежить від кількості їжі і т.д. Невизначена мінливість проявляється у відповідь на зміни зовнішнього середовища лише в окремих особин породи чи сорту. Людина використовує її при штучному доборі.

Штучний добір. Дарвін виділив дві форми: несвідомий і методичний (свідомий). Несвідомий – найбільш рання форма селекційного процесу (намагання людини зберегти для розмноження краще насіння і кращих тварин). Методичний – селекціонер ставить мету вивести породу тварин чи сорт рослин з певними якостями. Отже, методичний добір завжди є творчим процесом.

Дата добавления: 2015-10-23