Принципы биологической эволюции

Под биологической эволюцией понимают процесс истори­ческого развития живого мира от древнейших форм жизни до современных и будущих форм. Сущность процесса эволюции проявляется в непрерывном приспособлении биологичес­ких видов к разнообразным условиям окружающей среды и в появлении все более сложно устроенных организмов.Можно коротко сказать, что биологическая эволюция направлена от простых биологических форм к сложным.

Решающий вклад в становление эволюционной концеп­ции в биологии сделан Ч. Дарвином. Из множества явлений живой природы он сумел выделить три принципиальных фактора эволюционного развития живого, объединяемых краткой формулой: изменчивость, наследственность, естественный отбор. Эти принципы базируются на следу­ющих выводах из наблюдений над миром живого.

1. В любой популяции всегда наблюдается изменчивость со­ставляющих ее особей. В природе невозможно обнаружить два тождественных организма. Изменчивость является неотъем­лемым свойством живого и проявляется постоянно.

2. Некоторые из этих изменений наследуются потом­ством.

3. Обычно рождается значительно большее число орга­низмов, чем доживает до размножения. Причем, выживают и дают большее потомство чаще те особи, которые обладают более благоприятным для борьбы за существование соче­танием индивидуальных унаследованных качеств. Таким образом, природа осуществляет отбор признаков, способствующих приспособлению вида к изменяющимся усло­виям существования.

Естественный отбор, являющийся результатом борьбы за существование, — основной фактор эволюции, направляю­щий эволюционные изменения. Эти изменения становятся заметными после смены многих поколений.

В ходе развития биологии классическое дарвинистское эволюционное учение было значительно дополнено и уточ­нено. Ключевые положения этого учения получили обоснование с молекулярно-генетической точки зрения. В резуль­тате возникла современная синтетическая теория эволю­ции (часто используется сокращение СТЭ).

Важное понятие эволюционного учения «борьба за суще­ствование» ввел Т. Мальтус, опубликовавший в 1788 г. «Трак­тат о народонаселении». В нем показана перспектива ничем не сдерживаемого увеличения населения при ограниченнос­ти ресурсов. Он показал экспоненциальный характер роста численности населения при свободной реализации репродук­тивного потенциала человека. И Мальтус, и Дарвин считали борьбу за существование результатом несоответствия между быстрым ростом популяций и ограниченностью ресурсов.

Современная молекулярная биология установила, что изменчивость проявляется на генетическом, молекулярном уровне в виде так называемых мутаций и происходит не­предсказуемо под воздействием внутренних и внешних слу­чайных факторов (генная инженерия привнесла в изменчи­вость плановое начало.) Мутационный процесс обусловли­вает разнообразие особей в популяции. Случайный по своей природе, он не может задавать направление эволюции. Фак­тором, определяющим направленность эволюции, служит естественный отбор. Без естественного отбора случайные мутации постепенно приводили бы к размытию совокупнос­ти признаков вида (фенотипа).

Эволюция — единый процесс. Но в СТЭ различают два ее уровня: микроэволюцию (на популяционно-видовом уров­не) и макроэволюцию (на надвидовом уровне). Микроэволюция происходит за относительно недолгое время на огра­ниченных территориях. Она протекает в популяциях и за­вершается видообразованием. В макроэволюции же проявляются самые общие закономерности и направление исто­рического развития как всей совокупности живого, так и отдельных надвидовых групп. В СТЭ признано, что элементарной единицей эволюции является популяция, а не вид (как считалось в классическом эволюционном учении). Мик­роэволюционные изменения доступны непосредственному наблюдению.

Образование видов происходит двумя путями. Первый — разделение исходного вида на два и более новых. Второй — гибридизация, то есть объединение двух разных наборов генов (генотипов) и образование гибрида. Процессы пер­вичного обмена генетической информацией протекают внутри популяций, поэтому в пределах популяции протекают и процессы микроэволюции. Важными факторами микроэво­люции являются популяционные волны и изоляция.

Популяционные волны (или волны жизни) представля­ют собой колебания численности особей в популяциях под воздействием множества меняющихся условий (климатичес­ких условий, урожайности кормов и т.д.). В периоды силь­ного уменьшения численности популяции резко изменяется концентрация редко встречающихся мутаций и генотипов, что повышает их роль в отборе и эволюции.

Изоляция проявляется в резком ограничении скрещива­ния особей разных популяций. Эволюционная суть изоля­ции состоит в разрыве единого генофонда вида на несколь­ких изолированных. Она усиливает генетические различия изолированных популяций, является обязательным услови­ем эволюционного процесса.

К макроэволюционным закономерностям относятся сле­дующие.

Прогрессивная направленность эволюции в целом, ко­торая проявляется в появлении организмов со все более вы­соким уровнем организации и большей способностью приспосабливаться. В ходе эволюции образовались организмы разного уровня сложности — от простейших одноклеточных до млекопитающих. Все эти уровни (не путать с видами!) представлены в живом мире и продолжают эволюциониро­вать. Высший уровень сложности связан с появлением и эволюцией мыслящего живого существа — человека.

Неравномерность темпов эволюционного процесса оп­ределяется сложным сочетанием внутренних факторов и из­меняющихся условий окружающей среды. Крупное, качествен­но новое изменение в строении и функциях (фенотипе) являет­ся мощным стимулятором эволюции, рождающим новые фор­мы отбора. Такие изменения могут дать подавляющее преиму­щество в борьбе за существование и быстро привести к появле­нию новой группы организмов. Затем темпы эволюции этой группы могут и не оставаться столь же высокими.

Неверно было бы думать, что все ранее существовавшие виды живого (а теперь это ископаемые формы) должны вме­сте составлять некую единую последовательность, протянувшуюся от прошлого к настоящему. Многие виды в про­цессе эволюции исчезают (представляя собой тупиковые ветви эволюционного дерева). Исчезнувшие виды впоследствии никогда не восстанавливаются в прежней форме. В этом существо принципа необратимости эволюции. С молекулярно-генетической точки зрения это объясняется невозможностью повторение состава генофонда исчезнувше­го вида. Вот почемуважно максимальное сохранение су­ществующих на Земле видов. Невыполнение этой задачи означает постепенную и уже невосполнимую утрату гено­фонда видов, возникших в ходе длительного эволюционно­го развития.

Эволюцию живой системы можно рассматривать как са­моорганизацию в ней. Самоорганизующаяся система нели­нейна: размножение само по себе обеспечило бы нелинейный рост численности. Ограниченный ресурс питания дает конку­ренцию, приводящую к естественному отбору — обратной связи между мутацией и ее целесообразностью. Отбор вместе с ме­ханизмом наследственности — репликацией (схема «все или ничего») — обусловливает возникновение новых эффектив­ных форм, то есть эволюционное совершенствование.

Эволюционная концепция в биологии успешно прошла испытание временем, воплотилась в теорию эволюции и яв­ляется фундаментом всех биологических наук.

4. Популяция — элементарная единица эволюции

Список используемой литературы

1. Вонсовский С.В. Современная естественнонаучная картина мира. –М.: НОРМА, 2008. -686с.

2. Горелов А.А. Концепция современного естествознания. –М.: Юнити, 2007. -632с.

3. Дж.Фейкберг. Из чего создан Мир. –М.: Мир, 1989. -299с.

4. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Учебник для ВУЗов. –М.: КноРус, 2007. -412с.

5. Концепции современного естествознания. – М.: Высшая школа, 2004. -455с.

6. Новации. Суждения в русле эволюционной парадигмы – Болдачев А.В.