8.2. Принципы биологической эволюции
Биологическая эволюция – это 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.
Решающий вклад в эволюционную концепцию внес Ч. Дарвин. Он выделил три принципиальных фактора эволюционного развития живого: изменчивость, наследственность и естественный отбор. Его принципы базируются на следующих выводах:
1. В популяции всегда наблюдается изменчивость составляющих ее особей. 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. 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 – основной фактор эволюции, направляющий эволюционные изменения, причем эти изменения становятся заметными после смены многих поколений.
В ходе развития биологии классическое эволюционное учение Дарвина было дополнено и уточнено с молекулярно-генетической точки зрения. В результате возникла современная синтетическая теория эволюции. Молекулярная биология установила, что изменчивость проявляется на молекулярно-генетическом уровне в виде мутаций и происходит непредсказуемо под воздействием внутренних и внешних случайных факторов. Мутационный процесс обусловливает разнообразие особей в популяции. Случайные 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 размыванию фенотипа (совокупности признаков вида).
В синтетической теории эволюции различают два уровня эволюции:
|
Микроэволюция (на популяционно-видовом уровне) |
Макроэволюция (на надвидовых уровнях) |
|
Происходит за относительно недолгое время на ограниченных территориях, протекает в популяциях и завершается видообразованием |
Здесь проявляются самые общие закономерности и направление исторического развития как всей совокупности живого, так и отдельных надвидовых групп |
В синтетической теории эволюции считается, что элементарной единицей эволюции является популяция (а не вид, как было принято в классическом дарвинистском эволюционном учении). Микроэволюционные изменения доступны непосредственному наблюдению. Образование видов происходит двумя путями:
1) разделение исходного вида на два и более новых;
2) гибридизация, т.е. 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, или волны жизни (колебания численности особей в популяциях под воздействием множества внешних условий, напр. урожай, климат);
изоляция (проявляется в резком ограничении скрещивания особей разных популяций). Эволюционная сущность изоляций состоит в разрыве единого генофонда вида на несколько изолированных, что усиливает генетические различия изолированных популяций.
Закономерности макроэволюции:
1. Прогрессивная направленность эволюции (выражается в проявлении организмов с все более высоким уровнем организации и большей способностью приспосабливаться).
2. Неравномерность темпов эволюционного процесса (определяется сложным сочетанием внутренних факторов и изменяющихся условий окружающей среды).
3. Принцип необратимости эволюции (невозможность повторения состава генофонда исчезнувшего вида, т.е. исчезнувшие виды впоследствии никогда не восстанавливаются в прежней форме).
Эволюцию живой системы можно рассматривать как самоорганизацию в ней. Самоорганизующаяся система нелинейная – 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.