Эволюционная теория Чарльза Дарвина и объяснение эволюционных процессов на основе генетики

     У некоторых животных существует характерная  яркая окраска, образованная чередованием светлых и темных полос или пятен (тигры, леопарды, пятнистые олени, детеныши кабана). Такая окраска имитирует чередования света и тени в окружающей природе и делает животных менее заметными в густых зарослях.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
     В зависимости от условий освещенности способны менять свою окраску хамелеоны, осьминоги и другие животные.

     Предостерегающая окраска. У ряда животных вместо покровительственной окраски развивается предостерегающая, или угрожающая. Как правило, такая окраска свойственна жалящим или имеющим ядовитые железы насекомым. Птица, отведавшая ядовитую божью коровку или ярко-полосатого шмеля, вряд ли будет пытаться сделать это снова.

     Маскировка. Хорошим средством защиты от врагов служит не только скрывающая окраска, но и маскировка — соответствие формы тела объектам неживой природы. Сходство с предметами окружающей среды позволяет многим животным избегать нападения хищников. Практически неразличима в зарослях морских водорослей рыба-игла. Форма тела некоторых насекомых напоминает листья, кору, веточки или колючки растений.

     Мимикрия. Многие безобидные животные в процессе эволюции приобрели сходство с ядовитыми видами. Это явление подражания беззащитного вида хорошо защищенным и имеющим предостерегающую окраску неродственным видам называют мимикрией (от греч. mimikos — подражательный). Непривлекательны для насекомоядных птиц пчелы и их подражатели — мухи-журчалки. Многие неядовитые змеи очень похожи на ядовитых, а узор на крыльях некоторых бабочек напоминает глаза хищников.

     Биохимические адаптации. Многие животные и растения способны образовывать различные вещества, которые служат им для защиты от врагов и для нападения на другие организмы. Пахучие вещества клопов, яды змей, пауков, скорпионов, токсины растений относятся к такого рода приспособлениям.

 
 
 
     Биохимическими адаптациями  также является появление особой структуры белков и липидов у организмов, обитающих при очень высоких или низких температурах. Подобные особенности позволяют этим организмам существовать в горячих источниках или, наоборот, в условиях вечной мерзлоты.

     Физиологические адаптации. Эти адаптации связаны с перестройкой обмена веществ. Без них невозможно поддержание гомеостаза в постоянно меняющихся условиях внешней среды.

Человек не может долго обходиться без  пресной воды из-за особенностей своего солевого обмена, но птицы и рептилии, проводящие большую часть жизни в морских просторах и пьющие морскую воду, приобрели специальные железы, которые позволяют им быстро избавляться от избытка солей.

     Многие  пустынные животные перед наступлением засушливого сезона накапливают  много жира: при его окислении  образуется большое количество воды.

     Поведенческие адаптации. Особый тип поведения в тех или иных условиях имеет очень большое значение для выживания в борьбе за существование.    Затаивание   или отпугивающее поведение при приближении врага, запасание корма на неблагоприятный период года, спячка животных и сезонные миграции, позволяющие пережить холодный или засушливый период, — это далеко не полный перечень разнообразных типов поведения, возникающих в ходе эволюции как приспособления к конкретным условиям существования).

     Следует отметить, что многие виды адаптации  формируются параллельно. Например, защитное действие покровительственной или предупреждающей окраски значительно повышается при сочетании еес соответствующим поведением. Животные, имеющие покровительственную окраску, в минуту опасности замирают. Предостерегающая окраска, наоборот, сочетается с демонстративным поведением, отпугивающим хищника.

     Особую  важность имеют поведенческие адаптации, связанные с продолжением рода. Брачное поведение, выбор партнера, образование семьи, забота о потомстве — эти типы поведения являются врожденными и видоспецифичными, т. е. у каждого вида существует своя программа полового и детско-родительского поведения.

     Относительный характер адаптаций. Все живые организмы оптимально приспособлены к условиям своего обитания, будь это пустыня или экваториальные леса, морские глубины или саванны. Каждый организм имеет множество адаптации, которые образовывались в результате действия естественного отбора во вполне определенных условиях среды. При изменении этих условий адаптации могут потерять свою приспособительную ценность и даже принести вред их обладателю, т. е. адаптации имеют относительную целесообразность. Белая зимняя окраска зайцев становится опасной в периоды оттепелей или в малоснежные зимы (рис. 123). Если внешние условия изменятся очень резко, новые адаптации не успеют сформироваться, что приведет к вымиранию больших групп организмов, как это случилось более 60 млн лет назад с динозаврами.

     Итак, в результате действия движущих сил эволюции у организмов возникают и совершенствуются адаптации к условиям окружающей среды. Закрепление в изолированных популяциях различных адаптаций может в итоге привести к образованию новых видов. 

     Видообразование как результат эволюции

     Видообразование — это процесс возникновения новых видов. В настоящее время на земном шаре обитает несколько миллионов разнообразных видов, а за все время существования Земли, как считают ученые, их было в 50—100 раз больше. Как же возникало все это гигантское многообразие?

     Способы видообразования. Большой вклад  в решение проблем видообразования внес известный американский зоолог и эволюционист Эрнст Майр. Он выделил три основных способа видообразования.

     Первый  способ — преобразование одного вида в другой (А в В). При этом общее количество видов не изменяется, потому что постепенно на смену одному виду приходит другой, новый вид.

     Второй  способ основан на гибридизации двух видов, в результате чего образуется третий, новый вид (межвидовое образование). Как правило, при этом исходные виды не исчезают, поэтому общее количество видов увеличивается (+1). Примером такого видообразования может служить возникновение культурной сливы (2п = 48) в результате гибридизации терна (2п = 32) и алычи (2п = 16).

     Третий  способ, который Майр назвал истинным видообразованием, связан с расхождением (дивергенцией) признаков. Этот способ был подробно изучен и описан Ч. Дарвином. Если исходный и вновь образующийся виды остаются жизнеспособными, количество видов увеличивается. Именно таким способом образовалось большинство видов.

     Пути  видообразования. Если особи, принадлежащие  к разным популяциям внутри одного вида, скрещиваются и образуют плодовитое потомство, вид является единым целым. Поток генов между внутривидовыми   популяциями  формирует единый видовой генофонд. Для образования нового вида необходимо, чтобы между популяциями возникла изоляция. В результате обмен генами между изолированными популяциями прекращается, накапливаются межпопуляционные различия, что в дальнейшем может привести к превращению таких популяций в самостоятельные генетические системы, сначала виды, а затем и более крупные таксоны (рис. 125).

     В зависимости от изолирующего механизма, можно выделить два основных пути видообразования: географическое и  экологическое.

     Географическое  видообразование. При пространственной изоляции популяций происходит географическое видообразование. Если некая популяция мигрировала за пределы ареала исходного вида, утратила связь с остальными видовыми популяциями и попала в иные условия, накопление адаптации к этим новым условиям обитания может привести к формированию нового вида.

     Также географическое видообразование может происходить при -разделении исходного целостного ареала родительского вида на несколько изолированных самостоятельных ареалов. Такая изоляция возникает в результате глобальных геологических процессов: дрейфа континентов, горообразования, образования водных преград и т. д. Классическим примером такого видообразования являются вьюрки, которых Дарвин изучал на различных Галапагосских островах.

     Примером  видообразования путем фрагментации (от лат. fragmen-tum — обломок, кусок) ареала материнского вида служит возникновение разных видов ландыша. Несколько миллионов лет назад исходный предковый вид ландыша был широко распространен в лесах Евразии, однако в связи с оледенением его ареал распался на несколько независимых территорий. Ландыш сохранился лишь на территориях, которые ледник не затронул: на юге Дальнего Востока, в Закавказье и на юге Европы. В дальнейшем эти три изолированные популяции развивались самостоятельно, что привело к образованию нескольких новых видов, отличающихся размером и окраской листьев и венчиков.

     Видообразование протекает очень медленно, в течение  сотен тысяч и миллионов лет  в результате смены сотен тысяч  поколений. Если мы проследим процесс  последовательного отделения фрагментов суши от единого древнего континента, то сможем выявить четкую корреляцию.

     Острова и континенты, имеющие более длительную историю самостоятельного существования, гораздо сильнее отличаются по флоре и фауне.

     Экологическое видообразование. В пределах ареала исходного вида осуществляется экологическое видообразование. Оно может происходить несколькими способами. Один из них — быстрое возникновение новых видов путем кратного увеличения числа хромосом (полиплоидизация). Например, у исходного вида табака 12 хромосом, но известны формы с 24, 48, 78 хромосомами.

     Другой  способ основан на экологической изоляции видов. В этом случае изолирующими барьерами служат различия в условиях обитания, в результате чего образуются экологические подвиды, предпочитающие те или иные экологические ниши. В дальнейшем такие подвиды могут дать начало новым самостоятельным видам.

     Подобный  способ видообразования встречается  и у животных. Например, у яблонной пестрокрылки существуют две экологические группы, которые предпочитают кормиться и размножаться на двух разных видах растений — боярышнике и яблоне. Как выяснилось, распознавание и предпочтение хозяина контролируется одним геном. Следовательно, мутация, возникшая в этом гене, может положить начало формированию экологических рас, затем подвидов и, в дальнейшем, видов. Доказательством того, что видообразование завершено, является возникновение репродуктивной изоляции (невозможности скрещивания) даже при исчезновении изолирующих барьеров.

     Образовавшийся  новый вид в дальнейшем вступает в сложные межвидовые взаимоотношения, которые и определяют его последующую судьбу: процветание, гибель или распад на новые виды 

     Антропогенез.

     Антропогенез – эволюционное развитие человека. Существуют две движущие силы антропогенеза: биологические факторы (наследственная изменчивость, естественный отбор, борьба за существование), которые я рассмотрела выше, и социальные факторы (труд, характер труда, речь, сознание, мышление).

     Вкратце докажу действие биологических факторов. Людям присуща наследственная изменчивость, т.е. люди перенимают некоторые признаки и строение у предков; в процессе всего развития человека идет естественный отбор – рождаются и умирают больные дети; имеет место быть и борьба за существование среди представителей вида homo sapience – история человечества есть история существования войн. Однако человек не убивает больных, слабых и чужих детей. В настоящее время  преобладают социальные факторы над биологическими.

     Роль  труда в формировании человека. Еще Ф. Энгельс сказал: «Рука – это не только орудие труда, но еще и продукт труда». Этим он хотел показать, что рука – это не только способ создания орудий труда, но также есть результат труда над ней самой. Например, новорожденный ребенок не умеет писать и рисовать. Если он не будет учиться этому, развивать навыки, то никогда не сможет все это делать. Именно регулярные занятия приведут к каллиграфическому почерку и умению создавать шедевры живописи.

     Труд  начался с изготовления орудий труда. Так предки человека палкой сбивали  фрукты с деревьев и с ее помощью  ловили рыбу. Животные, например обезьяны, тоже могут использовать орудия труда, но в отличие от человека не могут их создавать. Таким образом, обезьяна просто возьмет палку и начнет бить ею по рыбе, а человек выточит из камня наконечник и приделает его к палке, чтобы заострить ее и облегчить ловлю рыбы.