Виды эволюции: история развития и определение. Теория биологической эволюции и генетическое разнообразие

14 марта 2013

Есть два взгляда на то, как возник материальный мир. Религии приписывают Богу руководящую роль в мироустройстве. В частности, Библия говорит о нескольких днях, за которые Бог создал сначала свет, потом воду, потом твердь, следом живые существа - вплоть до человека. Сейчас Церкви утверждают, что «шесть дней» - термин метафорический, где день не равен суткам, а длится намного дольше. Другой, кардинально противоположный взгляд на происхождение видимого, материального мира - научный. Эволюция Вселенной, согласно исследованиям ученых, началась с Большого Взрыва (его еще обозначают термином Big Bang), который произошел 10-15 миллиардов лет тому назад.

Что было до того, как возникло всё существующее? Современная астрономия полагает, что это была сжавшаяся до минимальных размеров сфера, внутри которой под действием высочайших температур и давления двигались свободные элементарные частицы. Все материальное, которое сейчас заполняет собой безбрежный космос, было сжато в пределах стремящейся к нулю по величине точке, с которой и началось происхождение и эволюция Вселенной. До сих пор неясно, что послужило причиной Большого Взрыва. Однако сам этот взрыв привел к расширению Вселенной, и этот процесс продолжается и сейчас. Что это значит? Что одно и то же количество материальных частиц со временем занимает все больший объем.

Будет ли расширяться материальный мир вечно, или когда-нибудь его разрастание в объеме замедлится, прекратится вовсе, наподобие того, как мы наблюдаем при взрыве гранаты? Возможно, вслед за этим эволюция Вселенной прекратится, и заменится этапом «сворачивания», сужения к первоначальной точке. Мы пока не готовы ответить на этот вопрос с определенностью. Но картина мира, созданная учеными, уже может описать последовательные фазы в разрастании и преображении материи. Первая эра - адронная - длилась всего одну миллионную часть секунды, но за это время произошел процесс аннигиляции антибарионов и барионов, образовались протоны и нейроны.

Второй и третий этапы эволюции Вселенной - лептонный и фотонный - также длились всего несколько секунд. В конце второй эры образовалось нейтринное море, а эпоха фотонов завершилась отделением вещества от антивещества (что произошло вследствие аннигиляции позитронов и электронов). Вселенная все расширялась, что привело к понижению плотности энергии частиц и фотонов. Фотонная стадия сменилась звездной, которая продолжается и сейчас. Однако формирование звезд, галактик и групп галактик происходило (да и происходит) неравномерно.

Прошли миллионы лет после Большого Взрыва, пока простейшие частицы превратились в атомы - преимущественно водорода и гелия (эти атомы являются основной составляющей Вселенной), атомы соединились в молекулы, которые вошли в соединения и образовали кристаллы, вещества, минеральные породы. На протяжении звездной эры, которой на данном этапе заканчивается эволюция Вселенной, были сформированы галактики, звездные системы, планеты, зародилась жизнь на нашей Земле. Можно ли сказать, что «эпический фейерверк» закончился, и мы стоим на остывающих углях среди рассеивающегося дыма?

Ученые пришли к выводу, что эволюция Вселенной продолжается. Завихрения гигантского скопления водорода сплющивают вещество, преображают эти скопления в водовороты. Так рождаются сферические, эллиптические и сплющенные галактики (в зависимости от скорости вращения колоссального - в сто тысяч световых лет - круговорота). К последнему типу галактик принадлежит и наша - Млечный Путь. Внутри галактик под давлением сгустков водорода формируются звезды. Они также проходят длительные стадии эволюции: от раскаленных добела сверхновых до «красных гигантов», «белых карликов» и черных дыр. Те же процессы происходят и с нашим Солнцем, в то время, как Космос продолжает расширяться.

Ч А С Т Ь 3

К А К П Р О И С Х О Д И Т
Э В О Л Ю Ц И Я?

В основе теории эволюции лежит то утверждение, что все ныне существующие растения и животные миллиарды лет тому назад имели единого родона- чальника - живую клетку.

Развитие заключается, следовательно, в движении от простого к сложному. В нём, этом движении - сущность теории; и оно же используется как доказательство эволюции. Не будь усложнений, не было бы и эволюции. И если бы на заре жизни возникли одноклеточные животные, они такими бы и остались по сей день.

„Рабочим инструментом" эволюции был, по утверждению её сторонников, естественный отбор. Менялись случайным образом все организмы - но выживали только те, чьи изменения оказывались полезными в борьбе за существование. Мы ещё будем говорить об этом, а сейчас напомним только общеизвестное: доля правды есть в любой неправде; иначе кто бы в неё поверил! Это столь же верно и в отношении теории эволюции.

Естественный отбор действительно существует в природе - но отнюдь не как универсальный метод, посредством которого образовались все современные растения и животные. Утверждать подобное означало бы утверждать: грязь коричневая, следовательно, всё коричневое - грязь.

Разнообразие существующих типов растений и животных лучше всего объяснено в Библии.

Там сказано, что Бог создал разные типы животных и растений, которые затем размножились. Тогда только пришёл естественный отбор, принеся с собой появление разнообразных вариаций в пределах существующих пород.

Но утверждать, что посредством его все сложнейшим образом устроенные живые существа развились из одной-единственной клетки - нелогично, по меньшей мере.

Задумывались ли вы о том, что естественный отбор в принципе не может иметь никакого отношения к возникновению живых существ? Ведь чтобы началась борьба за существование, уже должны быть в наличии хотя бы два участника этой борьбы. Борьбу без участников (разгоревшуюся до их появления) трудновато себе представить.


МЕХАНИЗМЫ ЭВОЛЮЦИИ

Если эволюция действительно когда-то была, она должна была иметь в своём распоряжении разнообразные биологические средства. Естественно, учёные много думали об этом, ставили эксперименты.

Ламарк выдвинул идею, что организм приспосабливается к окружающей среде, а затем его потомки наследуют приобретённые свойства.

Ещё одна мысль заключалась в том, что живые существа развивают новые органы в тот момент, когда возникает в этом нужда. Чем она больше, тем шире идёт процесс.

Прекрасный метод!
Одна только неувязка: процессы в действительности идут совсем не так.

Когда наука обратилась к экспериментам, выяснилось, что приобретённые изменения потомкам не передаются. Иначе вы могли бы, не упражняясь, иметь сильные мускулы - от отца, который развил их тяжёлой работой. А если вы ещё владеете искусством игры на рояле, то вашим детям - прямая дорога в музыканты, хоть бы они часа не провели за инструментом. И так далее.

Но опыт учит, что каждое поколение все навыки, даже мелкие, должно приобретать само...

Хотя время от времени тот или иной учёный объявляет, что ему удалось добиться передачи по наследству некоторых приобретённых свойств - незначительных, пока что...

Во времена Дарвина был широко распространён взгляд, что приспосабливание к окружающей среде с передачей по наследству приобретённых свойств есть могучий движущий элемент эволюции.

Нынешняя наука от этого отказалась.
Основной упор в своей теории Дарвин сделал на борьбу за существование, с выживанием наиболе приспособленных. Благоприятные изменения помогут живому существу уцелеть и передадутся по наследству. Идея как будто бы неплохая - но вот беда: законы наследственности не позволяют ей реализоваться.

В самом начале нашего века широкое признание получили работы Грегора Менделя, отца генетики Изучение законов генетики, широко проводимое тех пор, показало, что они не подтверждают теории наследования приобретённых свойств. А почему - давайте посмотрим.


ЗАКОНЫ МЕНДЕЛЯ

1. Закон расщепления.
Гибриды первого поколения, унаследовавшие доминантные признаки (свойства), при дальнейшем размножении расщепляются; в их потомстве снова появляются особи с рецессивными признаками.

2. Закон независимого распределения генов.
Расщепление по каждой паре признаков идёт независимо от других пар признаков.

ПОЛИПЛОИДИЯ

На первый взгляд этот природный феномен как будто бы увеличивает шансы на то, что эволюция могла произойти.

Он заключается в том, что клетка получает при оплодотворении больше хромосом, чем обычно. В итоге при её делении образуется больше клеток.

Эксперименты с полиплоидией проводить нетрудно. Есть химическое вещество - колхицин - которое вызывает её.

В результате полиплоидии размеры растений становятся очень большими. Полиплоидные цветы и фрукты значительно превосходят по размерам обычные. Что и используется в садо- и цветоводстве. Скрещивая между собой полиплоидные растения, можно получать то, что называют иногда новыми видами. (Потому что будучи способными к размножению, они не дают потомства при скрещивании с растениями, от которых произошли.) Но в животноводстве случаи полиплоидии очень редки.

И, конечно же, она ничего не добавляет к пониманию механизма эволюции. Это просто удвоение, утроение (и так далее) тех же самых хромосом, что уже были.


МУТАЦИИ

Только тем, что у эволюционистов уже не осталось выбора, можно объяснить их обращение к мутациям как к инструменту эволюции.

Мутации взяты не потому, что в этом есть логика, а потому, что нет других средств. Все иные варианты оказались несостоятельными, поскольку они ничего не добавляют, а лишь перетасовывают уже имеющиеся характеристики, запрограммированные в механизме наследственности.

Ядро каждой клетки - от простейшей до сложнейшей - содержит в себе хромосомы, внутри которых имеются спиральные нити. (Они скручены наподобие винтовой лестницы.) Материал нитей - дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК, сокращённо). Здесь-то и содержатся гены - носители наследственных признаков и контролёры химических реакций в клетках.

В неизменяемом виде гены передаются из поколения в поколение.

Но иногда в структуре гена происходят изменения. Меняется его химический состав. Это и есть мутации.

Преобразования генной структуры ведут, в свою очередь, к физическим и физиологическим изменениям в организме.

Большинство мутаций - вредно. Многие - смертельны.

Мутации могут оставаться незамеченными до тех пор, пока в организме не будет двух повреждённых парных генов. С одним повреждённым геном организм выживает - но передаёт его по наследству. Это характерно и для растений, и для животных, и для человека.

Сравним ДНК с лентой компьютера, где пробита программа, по которой работает завод-автомат. Гены - это отдельные участки ленты. Информация на заводе передаётся отдельным станкам; в клетке - посредством ещё одного вещества - рибонуклеиновой кислоты (РНК) - в „машинную часть". И тогда здесь начинают вырабатываться тысячи сложнейших веществ, необходимых для жизни клетки. В организмах высшего порядка (человек, животные) вырабатываемые вещества поступают во все клетки тела.

Копии живой „компьютерной ленты" (ДНК) передаются от родителей ребёнку. И в новом организме немедленно начинают работать „новые заводы".

Вообразим, что наш завод-автомат делает игрушечные мотороллеры. В компьютерной ленте случилась ошибка. Из цеха стали выходить машинки с поломанными рулями, без передних фар - и тому подобное. Такое представить несложно...

Но гораздо труднее вообразить, что случайная ошибка привела к изготовлению превосходной шины, которая была помещена в очень удобное место...

А теперь попробуйте поверить, что такие вот случайные ошибки в ленте заставят завод перейти от выпуска игрушечных мотороллеров к выпуску настоящих. А затем - автомобилей. А затем - реактивных самолётов.

Легко ли поверить в такое?
Да ничуть не труднее, чем в то, что случайные мутации превратили клетку в рыбу; рыбу - в пресмыкающееся; пресмыкающееся - в птицу; птицу - в млекопитающее...

Вот ещё одно сравнение.
Машинистки перепечатывают книгу: „Конструкция моторной лодки". Атеист хочет, чтобы мы поверили: если они будут продолжать свою работу бесконечно, их ошибки постепенно изменят содержание книги, сделают его несравнимо более сложным. Скажем, превратят книгу в руководство по постройке атомных подводных лодок...

Вот где камень преткновения для материалиста!

Ведь каждый знает, что бесконечное число ошибок превратит книгу попросту в чепуху. А материалист верит, что вместо этого содержание книги станет таким, как если бы её писали самые умные люди в мире. Столь же возможно и превращение генетического кода морского ежа, после увеличения и усложнения, в генетический код человека.

КАК ВОЗНИКЛИ ОРГАНЫ

Дарвин сказал:
„Если можно было бы доказать, что любой из ныне существующих сложных органов сформировался не в результате многочисленных, благоприятных мелких изменений, моя теория рухнула бы полностью."

Для меня совершенно очевидно, что эту задачу решил никакой не терапсид, а Создатель. Он предвидел потребность и предусмотрел все детали. И какой бы орган ни взялись мы рассматривать, объяснить его развитие с позиций теории эволюции невозможно.


Эволюция – это процесс исторического развития органического мира. Сущность этого процесса состоит в непрерывном приспособлении живого к разнообразным и постоянно меняющимся условиям окружающей среды, в возрастающем со временем усложнении организации живых существ. В ходе эволюции осуществляется преобразование одних видов в другие.

Главные в эволюционной теории – идея исторического развития от сравнительно простых форм жизни к более высокоорганизованным. Основы научной материалистической теории эволюции заложил великий английский натуралист Чарльз Дарвин. До Дарвина в биологии в основном господствовало неправильное понятие об исторической неизменности видов, о том, что их столько, сколько создано богом. Однако и до Дарвина наиболее проницательные биологи понимали несостоятельность религиозных воззрений на природу и некоторые из них умозрительно пришли к эволюционным представлениям.

Наиболее крупным естествоиспытателем, предшественником Ч. Дарвина был известный французский ученый Жан Батист Ламарк. В своей знаменитой книге «Философия зоологии» он доказывал изменяемость видов. Ламарк подчеркивал, что постоянство видов – явление только кажущееся, оно связано с кратковременностью наблюдений за видами. Высшие формы жизни, по Ламарку, произошли от низших в процессе эволюции. Эволюционное учение Ламарка не было достаточно доказательным и не получило широкого признания среди его современников. Лишь после выдающихся трудов Ч. Дарвина эволюционная идея стала общепринятой.

Современная наука обладает очень многими фактами, доказывающими существование эволюционного процесса. Это данные биохимии, эмбриологии, анатомии, систематики, биографии, палеонтологии и многих других дисциплин.

Эмбриологические доказательства – сходство начальных стадий эмбрионального развития животных. Изучая эмбриональный период развития у различных групп , К. М. Бэр обнаружил сходство этих процессов у различных групп организмов, особенно на ранних стадиях развития. Позже, основываясь на этих выводах, Э. Геккель высказывает мысль о том, что это сходство имеет эволюционное значение и на его основе формулируется «биогенетический закон» – онтогенез есть краткое отображение филогенеза. Каждая особь в своем индивидуальном развитии (онтогенезе) проходит зародышевые стадии предковых форм. Изучение только ранних стадий развития зародыша любого позвоночного не позволяет определить с точностью, к какой группе они относятся. Различия формируются на более поздних стадиях развития. Чем ближе группы, к которым относятся исследуемые организмы, тем дольше в эмбриогенезе будут сохраняться общие черты.?

Морфологические – многие формы сочетают в себе признаки нескольких крупных систематических единиц. При изучении различных групп организмов становится очевидным, что по целому ряду особенностей они в основе сходны. Например, в основе строения конечности у всех четвероногих животных лежит пятипалая конечность. Эта основная структура у различных видов преобразована в связи с различными условиями существования: это и конечность непарнокопытного животного, которое при ходьбе опирается всего на один палец, и ласта морского млекопитающего, и роющая конечность крота, и крыло летучей мыши.

Органы, построенные по единому плану и развивающиеся из единичных зачатков, называются гомологичными. Гомологичные органы не могут сами по себе служить доказательствами эволюции, но их наличие свидетельствует о происхождении сходных групп организмов от общего предка. Ярким примером эволюции служит наличие рудиментарных органов и атавизмов. Рудиментарными называются органы, утратившие свою первоначальную функцию, но сохраняющиеся в организме. Примерами рудиментов могут служить: у человека, который у жвачных млекопитающих выполняет пищеварительную функцию; тазовые кости змей и китов, которые не выполняют у них никакой функции; копчиковые позвонки у человека, которые считаются рудиментами хвоста, имевшегося у наших далеких предков. называют проявление у организмов структур и органов, характерных для предковых форм. Классическими примерами атавизмов является многососковость и хвостатость у человека.

Палеонтологические – ископаемые останки многих животных можно сравнивать между собой и обнаружить сходство. Основаны на изучении ископаемых останков организмов и сравнении с ныне живущими формами. Имеют свои преимущества и недостатки. К преимуществам относится возможность воочию убедиться, каким образом шло изменение данной группы организмов в различные периоды. К недостаткам относится то, что палеонтологические данные являются очень неполными из-за множества причин. К ним относятся такие, как быстрое размножение мертвых организмов животными, питающимися падалью; мягкотелые организмы крайне плохо сохраняются; и, наконец, то, что обнаруживается только небольшая часть ископаемых останков. В виду этого, в палеонтологических данных существует множество пробелов, которые и являются основным объектом критики противников теории эволюции.

Биологическая эволюция определяется как любое генетическое изменение в популяции, которое происходило в течение нескольких поколений. Эти изменения могут быть небольшими или большими, сильно заметными или не значительными.

Для того чтобы событие считалось примером эволюции, изменения должны происходить на генетическом уровне вида и передаваться от одного поколения к другому. Это означает, что , или, более конкретно, аллели в популяции изменяются и передаются. Эти изменения отмечаются в (выраженных физических чертах, которые могут быть замечены) популяции.

Изменение генетического уровня популяции определяется как мелкомасштабное изменение и называется микроэволюцией. Биологическая эволюция также включает идею о том, что все живые организмы связаны и могут происходить от одного общего предка. Это называется макроэволюцией.

Что не относится к биологической эволюции?

Биологическая эволюция не определяет простое изменение организмов во времени. Многие живые существа испытывают изменения со временем, такие как потеря или увеличение размеров. Эти изменения не рассматриваются в качестве примеров эволюции, поскольку они не являются генетическими, и не могут быть переданы следующему поколению.

Теория эволюции

Как генетическое разнообразие происходит в популяции?

Половое размножение может создавать благоприятные комбинации генов в популяции или удалять неблагоприятные.

Популяция с более благоприятными генетическими комбинациями выживет в своей среде и воспроизведет больше потомства, чем особи с менее благоприятными генетическими комбинациями.

Биологическая эволюция и креационизм

Теория эволюции вызвала споры со времени ее возникновения, которые длятся по сегодняшний день. Биологическая эволюция противоречит религии в отношении потребности в божественном творце. Эволюционисты утверждают, что эволюция не затрагивает вопрос о том, существует ли Бог, но пытается объяснить, как происходят естественные процессы.

При этом, однако, не избежать того факта, что эволюция противоречит некоторым аспектам определенных религиозных убеждений. Например, эволюционный учет существования жизни и библейский рассказ о творениях совершенно разные.

Эволюция предполагает, что вся жизнь связана и может быть прослежена до одного общего предка. Буквальное толкование библейского творения предполагает, что жизнь была создана всемогущим сверхъестественным существом (Богом).

Тем не менее, другие пытались объединить эти два понятия, утверждая, что эволюция не исключает возможности существования Бога, а просто объясняет процесс, посредством которого Бог создал жизнь. Однако этот взгляд все еще противоречит буквальной интерпретации творчества, представленной в Библии.

По большей части эволюционисты и креационисты согласны с тем, что микроэволюция действительно существует и она заметна в природе.

Тем не менее макроэволюция относится к процессу эволюции, который находится на уровне видов, и где один вид эволюционирует от другого вида. Это резко контрастирует с библейским мнением о том, что Бог лично участвовал в формировании и создании живых организмов.

Пока что дискуссия по эволюции/креационизму продолжается, и кажется, что различия между этими двумя взглядами вряд ли будут урегулированы в ближайшее время.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Инструкция

Согласно абиогенным гипотезам о происхождении жизни на Земле, первым шагом на пути зарождения живого на стал синтез органических биополимеров. Путем химической эволюции биополимеры перешли к первым живым организмам, которые развивались далее уже по принципам биологической эволюции. В ходе этого исторического развития и усложнения появилось множество форм жизни.

История Земли подразделяется на длительные временные промежутки – эры: катархей, архей, протерозой, палеозой, мезозой и кайнозой. Получать данные о развитии живого на Земле ученым помогает палеонтология – наука о древних организмах прошлых геологических эпох. По ископаемым остаткам – раковинам моллюсков, зубам и чешуе рыб, скорлупе яиц, скелетам и другим твердым частям – изучаются организмы, жившие десятки, сотни миллионов лет назад.

Считается, что в архейскую («древнейшую») эру на планете господствовали бактерии, результатом жизнедеятельности которых стал мрамор, графит, известняк и др. В отложениях архея найдены также остатки цианобактерий, способных к бескислородному фотосинтезу. В конце древнейшей эры живые организмы, по предположениям, разделились на прокариотов и эукариотов.

В протерозое – эре ранней жизни – живые организмы продолжали усложняться, а их способы питания и репродукции – совершенствоваться. Вся жизнь была сосредоточена в водной среде и по берегам водоемов. Среди животных появилось большое разнообразие кишечнополостных и губок. Ближе к концу протерозойской эры возникли все типы беспозвоночных животных и первые хордовые – бесчерепные. В отложениях находят также остатки червей, моллюсков и членистоногих. Единственным потомком эры ранней жизни, сохранившимся до сих пор, считают ланцетника.

Палеозой – это эра «древней жизни». В ней выделяют кембрийский, ордовикский, силурийский, девонский, каменноугольный и пермский периоды. В начале палеозоя, кембрии, появились беспозвоночные животные, покрытые твердым скелетом, построенным из хитина, карбоната и фосфата кальция, кремнезема. Животный мир преимущественно был представлен донными организмами – коралловыми полипами, губками, червями, архециатами, иглокожими и членистоногими. Трилобиты – древнейшие членистоногие – достигли наибольшего расцвета.

Ордовик характеризуется сильнейшим затоплением Земли и появлением множества . Особое распространение в этот период получили членистоногие и моллюски, но появились также первые бесчелюстные позвоночные.

В силуре животные и растения вышли на сушу. Первыми стали и , произошедшие, судя по всему, от трилобитообразных. В девонском периоде возникли примитивные челюстноротые рыбы, имеющие хрящевой скелет и покрытые панцирем. От них произошли акулы и кистеперые рыбы, а от кистеперых рыб, способных уже дышать атмосферным воздухом, – первые амфибии (ихтиостеги, стегоцефалы).

В каменноугольном периоде, периоде болот и обширных болотных , достигли расцвета земноводные и появились первые насекомые – тараканы, стрекозы, жесткокрылые. Появились также примитивные рептилии, заселяющие более сухие места. В перми стал климат суше и прохладнее, что привело к вымиранию трилобитов, крупных моллюсков, крупных рыб, крупных насекомых и паукообразных. Самыми многочисленными в это время стали рептилии. Появились предки млекопитающих – терапсиды.

В мезозое различают триасовый, юрский и меловой периоды. В триасе возникло множество рептилий (черепах, ихтиозавров, динозавров, плезиозавров) и насекомых. В конце периода появились первые представители теплокровных. В юрском периоде достигли пика развития динозавры, появились первые птицы, сходные с рептилиями.

В меловом периоде возникли сумчатые и млекопитающие. В конце мела произошло массовое вымирание многих видов животных – динозавров, крупных пресмыскающихся и т.д. Ученые связывают это с изменением климата и общим похолоданием. Преимущества в борьбе за выживание получили теплокровные животные – птицы и млекопитающие, расцвет которых пришелся на кайнозой – эру новой жизни, состоящую из периодов палеогена, неогена и антропогена.