Эволюция, единство эволюции и репликации

Понятия эволюции и репликации (в смысле воспроизведения) неразделимы. Эволюция осуществляется посредством репликации.

Сам механизм репликации не только возник в результате эволюции, но и продолжает эволюционировать.

Эволюция (лат. evolutio - развертывание) - процесс изменения, развития; одна из форм движения, развития в природе и обществе - непрерывное, постепенное количественное изменение, в отличие от революции - коренного и качественного изменения.

Эволюция и революция - две необходимые взаимосвязанные формы развития: эволюция подготавливает революцию и создает для нее условия, а революция увенчивает эволюцию и способствует дальнейшему развитию, открывая качественно новые возможности эволюции.

Репликация (лат. replicare - обращать назад, отражать) в биологическом смысле - авторепродукция - создание себе подобной структуры. В молекулярной генетике - синтез на каждой из "нитей" молекулы ДНК (иногда РНК) парной ей "нити".

Зарождение жизни - это порождение двух взаимосвязанных механизмов: А. Механизма воспроизводства клеток через репликацию генотипов - информационных матриц и

Б. Механизма развития организма из информационной матрицы (см. экспансия и формообразование).

Сущность жизни в постоянном воспроизводстве организмов:

1) организм содержит информационные матрицы,

2) возможность репликации информационных матриц в организме,

3) возможность развития организма из информационной матрицы.

Сущность эволюции жизни - в борьбе за выживание:

1) в условиях внутривидовой конкуренции организмов,

2) в условиях межвидовой конкуренции организмов,

3) в условиях адаптации к конкретным, стабильным условиям окружающей среды и, одновременно, в условиях адаптации к изменяющимся условиям окружающей среды - (см. гомеостаз).

Эволюция живых организмов - это типичный гомеостатический процесс, как и большинство процессов в живой природе. В борьбе за существование, одной стороны, организмы пытаются максимально адаптироваться к конкретным условиям окружающей среды. При этом, одновременно, они готовы к изменениям среды (потому что она постоянно изменяется), чтобы вновь адаптироваться к новым условиям. С другой стороны, сами организмы постоянно варьируют свою изменчивость (мутации), независимо от изменений среды. Поэтому, практически любому спонтанному изменению в окружающей среде среди спонтанно мутирующих организмов находятся такие, которые случайно вдруг оказываются приспособленными к новой ситуации.

При сохранении новых условий окружающей среды новые наиболее приспособленные организмы оказываются в более выгодных условиях существования и воспроизводства - неприспособленные организмы подавляются или даже вымирают.

В некоторых случаях условия окружающей среды могут измениться настолько сильно, что ни один из вариантов организмов вида не может адаптироваться к новым условиям. В такой ситуации весь вид может вымереть. Тогда на передний край выходит уже не внутривидовая конкуренция, а межвидовая. Побеждает тот вид, который быстрее и эффективнее может приспособиться к новым условиям. В реальности все типы конкуренции действуют одновременно.

Сущность эволюции жизни проявляется в определенной вариации содержания информационных матриц при их репликации с дальнейшей проверкой организмов, развившихся из таких информационных матриц, на выживаемость в условиях адаптации к изменяющимся условиям среды.

Вся совокупность данных биологии развития, палеонтологии, биогеографии, сравнительной анатомии, эмбриологии, молекулярной генетики убедительно свидетельствуют о том, что все разнообразие жизни на Земле сформировалось путем постепенной эволюции – наследственного изменения свойств живых организмов. Все многообразие форм современных организмов возникло под действием таких факторов эволюции как мутационный процесс, дрейф генов, миграции, изоляция и естественный отбор во всех его формах.

Все современные организмы происходят от общих предков. Родство всех существ одного класса иногда изображают в форме большого дерева.

Общий предок близких друг другу видов жил на Земле несколько миллионов лет назад. Общий предок организмов, принадлежащих к одному классу (рыб, земноводных, рептилий), жил сотни миллионов лет назад. Около миллиарда лет назад существовал общий предок основных типов животных (червей, моллюсков, членистоногих, хордовых). А в безумно далеком прошлом, почти 4 миллиарда лет назад, жил на Земле общий предок всех живых организмов. Не следует думать, что в то время на Земле больше никого не было. Было множество других организмов, но их потомки вымерли по тем или иным причинам. Все мы – бактерии, водоросли, растения, грибы, животные – являемся потомками единственного общего предка.

Можно представить всю бесконечно длинную цепь наших предков: от наших родителей, дедушек и бабушек и так далее в глубь времен, до самого первого живого организма. Эта цепь тянется на миллиарды лет и состоит из миллиардов особей. Эта цепь неразрывна.

Ни один из наших предков не пропал в конкурентной борьбе: не был убит на войне, не упал в пропасть, не умер от инфекции или переохлаждения, не был съеден хищником. Иными словами, не погиб ни от одной из множества напастей, от которых погибли десятки, сотни, тысячи его соплеменников до тех пор, пока не произвел хотя бы одного потомка, который следовал за ним в этой цепи именно наших предков.

Все мы – наследники победителей на предыдущем этапе борьбы за существование. Все наши предки прошли через очень жесткий, а порой и жестокий естественный отбор. Именно отбор сделал нас такими, какие мы есть сейчас.

Репликация живых клеток

Репликация повторяет генезис в ускоренном темпе. Клетки представляют собой структурно-функциональную основу всех живых существ. На рисунке показано изображение клетки в сканирующем электронном микроскопе (увеличение - 6000).

Клетка (лат. - сellula) - это живая система микроскопической величины, ограниченная биологической мембраной, состоящая из ядра и цитоплазмы, способная к саморегуляции и самовоспроизведению. Клетка является основой развития, строения и функций всех животных и растительных организмов. Клетку можно рассматривать как структурированный ансамбль биополимеров, обладающий всеми свойствами живого.

Размножение - важнейшее свойство живых организмов. Размножение на уровне молекул - репликация ДНК; размножение на уровне органоидов - деление митохондрий, хлоропластов; размножение на уровне клеток - деление клеток. ДНК лежит в основе передачи наследственной информации, размножения, роста, развития и регенерации.

Носителями наследственной информации являются хромосомы, состоящие из ДНК. Хромосомный набор, характерный для вида - кариотип, хромосомный набор, полученный от родителей - генотип, хромосомный набор гаметы - геном. Биохимический состав - 60% белки, 40% - ДНК.

Клеточное деление относится к числу основополагающих биологических явлений - обеспечивает репродукцию организмов, как важнейшее условие их существования. Различают прямое деление клеток - амитоз и непрямое - митоз (от греческого слова mitos - нить), что означает деление, при котором в ядре образуются нитевидные структуры - хромосомы.

При прямом делении, относительно редком и мало изученном, генетический материал распределяется между дочерними клетками, по-видимому, не всегда равномерно. Преимущественно распространено непрямое - митотическое деление, биологическое значение которого состоит в том, что дочерние клетки получают тождественные наборы хромосом, идентичные материнскому набору, обеспечивая тождество наследственных потенций в клеточных поколениях. Именно митотическое деление клеток является основным предметом исследований на протяжении последних двух столетий.

Митоз является самым распространенным способом деления клеток. Он обеспечивает равномерную передачу наследственной информации материнской клетки двум дочерним. Именно благодаря этому виду клеточного деления образуются практически все клетки многоклеточного организма. Кроме того, благодаря митотическому делению происходит моноцитогенное бесполое размножение организмов (а у высших растений и половые клетки, гаметы, образуются в результате митоза!).