Введение

Жизнь заполняет все уголки нашей планеты.  Океаны,   моря, озера, реки, горы, равнины, пустыни, все: даже воздух, населены живыми существами. Миллиарды лет жизнь шествует по Земле как уникальная самоорганизующаяся система. Она знала периоды расцвета, исторических испытаний и тяжелых кризисов, прежде чем достигла в наши дни своего великолепного богатства. Сегодня науке известно около 4,5 млн. видов животных и растений. Предполагается, что за всю историю жизни на Земле существовало около 4,5 млрд. видов животных и растений.

Как же появились эти виды? Во все ли эпохи истории Земли растительный и животный мир был таким, как сейчас?

Для науки очевидно, что современный животный и растительный мир представляет собой лишь обложку той великой книги, которую изучает палеонтология. Окаменевшие останки живших некогда существ, которые содержатся в земных пластах, записали историю своей эволюции и ее связь с изменениями окружающей среды.

С незапамятных времен происхождение жизни было загадкой для человечества. С момента своего появления благодаря труду человек начинает выделяться среди остальных живых существ. Но способность задавать себе вопрос «откуда мы?» человек получает сравнительно недавно — 7-8 тыс. лет назад, в начале нового каменного века (неолита). Первые примитивные формы веры в нереальные, сверхъестественные или божественные силы, существовавшие уже 35-40 тыс. лет назад, расширяются и укрепляются. Человек понимает, что он смертен, что одни рождаются, а другие умирают, что он создает орудия труда, обрабатывает землю и получает ее плоды. А что же лежит в основе всего, кто первосоздатель, кто создал землю и небо, животных и растения, воздух и воду, день и ночь, и, наконец, самого человека?

 

                


1. Концепции возникновения жизни.

Природа жизни, ее происхождение, разнообразие живых существ, занимает одно из центральных мест в биологической проблематике.

         Существует множество теорий, касающиеся возникновения Земли, да и всей Вселенной. Согласно одним гипотезам Вселенная существовала извечно,  по другим Вселенная возникла из сгустка нейтронов в результате Большого взрыва, родилась в одной из черных дыр или была создана Творцом.

         Самыми распространенными теориями возникновения жизни на Земле являются следующие:

1.    Жизнь создана сверхъестественным существом (креационизм);

2.    Жизнь возникла неоднократно  из неживого вещества (самопроизвольное зарождение);

3.    Жизнь существовала всегда (теория стационарного состояния);

4.    Жизнь занесена на нашу планету извне (панспермия);

5.    Жизнь возникла в результате процессов, подчиняющихся химическим и физическим законам (биохимическая эволюция);

 

2.    Становление современных теорий зарождения жизни.

2.1.Креационизм.

Ашер, из г. Арма, сложив возраст всех людей от Адама до Христа («кто кого родил), вычислил, что Бог сотворил мир в 4004 г до н.э. и создал человека.

Согласно гипотезе Аристотеля о спонтанном зарождении, определенные «частицы» вещества содержат некое «активное начало», которое при подходящих условиях может создать живой организм.

С распространением христианства теория спонтанного зарождения жизни оказалась не в чести; ее признали лишь те, кто верил в колдовство и поклонялся нечистой силе.

 

2.2.Концепция биогенеза.

Итальянский биолог и врач Франческо Реди, проведя ряд экспериментов, получил данные, подтверждающие то, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни (концепция биогенеза). В 1661 г. Он опубликовал результаты своих опытов. В каждом из восьми стеклянных сосудов он вложил свежее мясо. Четыре сосуда оставил открытыми, а четыре плотно накрыл марлей. Через несколько дней в мясе, лежащем в открытых сосудах, появились черви (личинки мух). На мясе в сосудах, обвязанных марлей, червей не было. Следовательно, они зарождаются не из самого мяса (как было принято считать), а из яиц, отложенных мухами. Это был неотразимый удар по представлению о самопроизвольном зарождении. Взгляды о самопроизвольном зарождении, однако, держались ещё долго, особенно в области микробиологии.

Луи Пастер в результате ряда экспериментов доказал справедливость теории биогенеза и окончательно опроверг теорию спонтанного зарождения. Пастер поместил бульон в колбу с длинным узким горлышком S-образной формы. Воздух в колбу проходил свободно, но микробы проникнуть в неё не могли, так как они оседали в S-образном колене горлышка. Затем Пастер прокипятил бульон, чтобы убить находящихся там микробов. Проходили месяцы, а содержимое колбы оставалось стерильным. Стоило, однако, колбу повернуть так, чтобы содержащийся в ней бульон обмыл S-образное колено горлышка и стёк обратно в колбу, в ней вскоре начиналось гниение. Это происходило потому, что в бульон попадали микробы, находившиеся в S-образной части горлышка. Таким образом, невозможность самопроизвольного зарождения микроорганизмов была убедительно доказана. Работы Пастера получили широкую известность и всеобщее признание.  

2.3.Теория стационарного состояния.

Согласно теории стационарного состояния Земля никогда не возникала, а существовала вечно. Согласно этой теории, виды также никогда не возникали, они существовали всегда, и у каждого вида есть лишь две возможности – либо изменение численности, либо вымирание. Большая часть доводов в пользу этой теории связана с такими аспектами эволюции, как значение разрывов в палеонтологической летописи, и она наиболее подробно разработана именно в этом направлении.

2.4.Теория панспермии.

Теория панспермии выдвигает идею о внезапном происхождении жизни. Поэтому ее нельзя считать теорией возникновения жизни как таковой.

Теория панспермии утверждает, что жизнь могла возникнуть один или несколько раз в разное время и в разных частях Галактики и Вселенной. Советские и американские исследования в космосе позволяют считать, что вероятность обнаружить жизнь в пределах нашей Солнечной системы ничтожны, - однако они не дают никаких сведений о возможной жизни вне этой системы. При изучении материала метеоритов и комет в них были обнаружены такие вещества, как цианогены, синильная кислота и органические соединения, «предшественники живого» которые, возможно, сыграли роль  «семян», падавших на голую землю.

 

2.5.Концепция абиогенеза.

По мнению многих биологов, в далеком прошлом наша ещё очень молодая планета была мало похожа на современную: температура поверхности нашей планеты была очень высокой (4000-8000 градусов по Цельсию). По мере того как Земля остывала, углерод и более тугоплавкие металлы конденсировались и образовывали земную кору. В результате вулканической активности, непрерывных подвижек коры и сжатия, происходило образование складок и разрывов. Диаметр Земли был меньше, чем сейчас, и полный оборот вокруг своей оси она совершала за 18 часов, а не за 24, как сейчас. Поверхность планеты непрерывно бомбардировали  метеориты, в том числе и очень крупные (диаметром несколько сотен километров!). Чем крупнее они были, тем сильнее разогревалась земная кора.

Когда закончилась эпоха «великой бомбардировки», Земля постепенно начала остывать. Породы, слагавшие планету. Становились твёрдыми и образовывали неровную поверхность. Когда температура упала ниже 100С, вода, бывшая до того паром, пролилась на Землю дождями и заполнила впадины. Так возник первобытный океан.

Атмосфера была не такой, как теперь. Легкие газы - водород, гелий, азот, кислород и аргон – уходили из атмосферы. Другие соединения:   вода, аммиак, метан, должны были удерживаться. Такая атмосфера почти не задерживала солнечные лучи, особенно ультрафиолетовые, губительные  для живых организмов. Отсутствие в атмосфере кислорода было, вероятно условием для возникновения жизни; органические вещества (основа живых организмов) гораздо легче создаются  в восстановительной среде, чем в атмосфере, богатой кислородом. В подобной обстановке и зародилась жизнь.

Современные учёные не могут с уверенностью сказать, как именно это случилось: все породы, слагавшие поверхность Земли более 3,5 млрд. лет назад, оказались погребены под более молодыми наслоениями и так сильно преобразованы мощным давлением верхних геологических пород и высокой температурой, что найти в них следы древней жизни не представлялось возможным. Однако учёным повезло. В кусочке горной породы, найденном на одном из крошечных островов у берегов Гренландии, они увидели мельчайшие зёрнышки органического вещества. Вероятно, это остатки древнейших организмов. Возраст, которых составляет около 3,9 млрд. лет. Немного моложе обнаруженные в горах северо-запада Австралии то ли миниатюрные нити водорослей, то ли цепочки бактерий.

Многочисленные эксперименты, проведённые в разных научных лаборатория, подтвердили, что сложные органические соединения могут возникать из простых неорганических веществ. Учёным давно удалось синтезировать углеводы, жиры и белки. Гораздо сложнее с нуклеиновыми кислотами. Нужно доказать не только то, что  они появились абиотическим путём (без участия живых организмов), но и то, что нуклеиновые кислоты воспроизводили подобные себе молекулы вне клетки. Пока опыты исследователей не дали результатов. Однако в истории Земли это однажды случилось: примитивные молекулы РНК или ДНК, окружённые оболочкой из белков и липидов, обрели способность к самовоспроизведению, тем самым,   заложив основу процесса размножения. 

 

3. Теория Опарина.

В 1923 году российский учённый А.И. Опарин предположил, что в условиях первобытной Земли органические вещества возникали из простейших соединений – аммиака, метана, водород и воды. Энергия, необходимая для подобных превращений, могла быть получена или от ультрафиолетового излучения, или от частых грозовых электрических разрядов – молний. Возможно,  эти органические вещества постепенно накапливались в древнем океане, образуя «первичный бульон», в котором и зародилась жизнь. По гипотезе Опарина, в «первичном бульоне» длинные нитеобразные молекулы белков могли сворачиваться в шарики, «склеиваться» друг с другом, укрупняясь. Благодаря этому они становились устойчивыми к разрушающему действию прибоя и ультрафиолетовому излучению. Происходило нечто подобное тому, что можно наблюдать, вылив на блюдце, ртуть из разбитого градусника: рассыпавшаяся на множество мелких капелек ртуть постепенно собирается в капли чуть больше, а потом -  в один крупный шарик. Белковые «шарики» в «первичном бульоне» притягивали к себе, связывали молекулы воды, а также жиров. Жиры оседали на поверхности белковых тел, обволакивая их слоем, структура которого отдалённо напоминала клеточную мембрану. Этот процесс Опарин назвал коацервацией, получившиеся тела - коацерватными каплями, или просто коацерватами. С течением времени коацерваты поглощали из окружавшего их раствора все новые порции вещества, их структура усложнялась до тех   пор, пока они не превратились в очень примитивные, но уже живые клетки.  

Теория А.И. Опарина завоевала широкое признание, но она оставляет нерешенными проблемы, связанные с переходом от сложных органических  веществ  к  простым живым организмам.

 

4.Роль новых биологических открытий в развитии современной теории происхождения жизни.

         Существенным недостатком старых гипотез о возникновении жизни на Земле, и в частности гипотезы академика А.И. Опарина, является то, что они не опираются на современную молекулярную биологию. Это естественно, так как механизм передачи наследственных признаков, и в частности роль ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), стал ясным сравнительно недавно.

Потребовалось почти сто лет, прежде чем была расшифрована роль нуклеиновых кислот в хранении и передаче наследственности, участие в синтезе белка и обмене веществ.

Роль ДНК в хранении и передаче наследственности была выяснена тогда, когда американским микробиологам удалось доказать, что выделенная из пневмококков свободная ДНК обладает свойством передавать генетическую информацию. До этого существовали либо косвенные, либо не совсем надежные свидетельства этого факта. В 1960-е годы французскими учеными Ф. Жакобом и Ж. Моно была решена одна из важнейших проблем генной активности, раскрывающая фундаментальную особенность функционирования живой природы на молекулярном уровне. Молекула ДНК во взаимодействии с другими субстанциями клетки определяет синтез белка и ферментов, регулирующих обмен веществ в организме. Белки и нуклеопротеиды  являются обязательной составной частью всех биологичес­ких организмов. Следовательно, с точки зрения химической эволю­ции они лежат в основе жизни всех известных на Земле биологи­ческих форм. Наличие в белке молибдена в количестве непропорционально большем, чем имеется его на Земле, что может свидетельствовать о космическом генезисе ДНК и жизни на нашей планете.

         Центральная проблема возникновения жизни на Земле – объяснения качественного скачка от «неживого» к «живому» - все еще далека от ясности. Профессор Крик сказал: «Мы не видим пути от первичного бульона до естественного отбора. Можно прийти к выводу, что происхождение жизни – чудо, но это свидетельствует только о нашем незнании».

         И.С. Шкловский пишет, «коль скоро не существует принципиального различия между жизнью естественной и жизнью искусственной, нельзя исключить возможность того, что жизнь на некоторых планетах может иметь искусственное происхождение. Можно так же высказать гипотезу, что  жизнь на некоторых планетах могла возникнуть как результат сознательного эксперимента высокоорганизованных космонавтов, некогда посетивших эти планеты, которые в те времена были безжизненны. Наконец, чтобы быть последовательными, нужно еще учитывать возможность заселения планет, на которых существуют подходящие условия разумными существами – искусственными или естественными».

         Многие научные дисциплины – космология, астрофизика, планетология, биофизика – дают основания для вывода о том, что жизнь представляет собой результат естественной эволюции Вселенной, что живые структуры многочисленными нитями связаны с ближайшим и дальним космосом, что нет необходимости прибегать к помощи сверхъестественного разума в объяснении происхождения жизни.

 

5. Три Великие Революции

Итак, в древней атмосфере не было кислорода. Поэтому первые одноклеточные организмы, подобно современным бактериям, использовали в качестве окислителя для процессов дыхания и источника энергии ионы железы и других химических элементов. Более того, кислород оказался бы губителен для этих древнейших существ, появившись, он немедленно разрушил бы их клетки. Однако около 3,5 млрд. лет назад произошла первая революция. Клетки некоторых примитивных существ приобрели способность использовать энергию солнечного света, создавая органическое вещество из   неорганического вещества. Вероятно, они напоминали современные сине-зелёные водоросли. Одновременно эти необычайные организмы стали выделять в атмосферу кислород. Первые живые существа. Спасаясь от ядовитого для них газа, исчезли с поверхности планеты и из верхних слоёв воды в озёрах и морях. Сохранившись лишь в глубине геологических пород, где были защищены слоём минеральных веществ. Древние сине-зелёные водоросли полностью изменили Землю: насыщенная кислородом атмосфера изгнала с поверхности примитивных бактерий, но сделала возможным дальнейшее совершенствование других форм, от которых произошли все современные организмы. Однако до этого было ещё далеко, ведь совершенствование живых существ шло крайне медленно. Вторая (после возникновения фотосинтеза) революция произошла около 2,5 млрд. лет назад, когда наряду с безъядерными клетками бактерий и сине-зелёных водорослей появились эукариотические одноклеточные организмы. Их клетки были устроены  гораздо сложнее, имели не только ядро, но и различные клеточные органеллы- митохондрии, хлоропласты и другие пластиды. Такие совершенствования позволили эффективнее использовать энергию, повысили жизнеспособность клеток. Третья революция случилась около 1,2 млрд. лет назад, когда появилось половое размножение. В результате резко увеличился обмен наследственным материалом между организмами и, как следствие возросло их разнообразие, создавшее предпосылки для дальнейшего совершенствования жизни.    

 

6.  Теория эволюции

Применительно к живым организмам эволюцию можно определить как развитие сложных организмов из предшествующих, более простых организмов с течением времени. Изменения среды, по мнению биолога Ламарка, могут вести к изменению форм поведения, что вызовет необходимость использовать некоторые органы или структуры по-новому или более интенсивно (или перестать ими пользоваться). В случае интенсивности использования эффективность или величина органа будет возрастать, а при не использовании может наступить его дегенерация и атрофия.

Эти признаки, приобретенные индивидуумом в течение всей жизни,  наследуются, т.е. передаются потомкам.

       Теория Ламарка была исторической предпосылкой для признания впоследствии наследования генетических особенностей при половом размножении.

       В 1831 году Чарльз Дарвин отправился в качестве натуралиста в путешествие на корабле, который уходил на пять лет в море для проведения типографических съемок у восточного побережья Южной Америки. Во время пятинедельного пребывания на Галапагосских остовах его внимание привлекло сходство между флорой и фауной этих островов и материков. Он собрал много данных об изменчивости организмов, которые убедили его в том, что виды нельзя считать неизменяемыми. При возвращении из Англии Ч.Дарвин занялся разведением голубей и других домашних животных, что привело его к концепции искусственного отбора. Но каким образом отбор мог действовать в природных условиях Ч.Дарвин еще не мог представить. После того, как священник Т. Мальтус опубликовал свой труд «Трактат о народонаселении», в котором показал, к чему бы привел рост населения, если бы он ничем не сдерживался, Дарвин начал понимать, что в условиях интенсивной конкуренции между членами популяции любые изменения, благоприятные для выживания в данных условиях, повышали бы способность особи размножаться и оставлять плодовитое потомство, а неблагоприятные изменения не выгодны, и у организмов, переживающих эти неблагоприятные изменения, шансы на успешное размножение понижались бы. Эти соображения послужили для создания теории эволюции путем естественного отбора. Дарвин не только доказал существование эволюции, но и объяснил, как она может происходить.

Согласно Дарвину механизмом, с помощью которого из предшествующих видов возникают новые виды, служит естественный отбор.                                                                          

 Теория эволюции, предложенная Дарвином, была расширена и разработана в сфере современных данных генетики, палеонтологии, молекулярной биологии, экологии и получила название «неодарвинизм».

Палеонтология занимается изучением ископаемых остатков,  предположительно принадлежавших каким – либо живым организмам. Это могут быть целые организмы, твердые скелетные структуры, отпечатки, следы и др. Во всей палеонтологической летописи многие виды, появляющиеся на каком – либо стратиграфическом уровне, на более позднем уровне исчезают. Это истолковывают как возникновение и вымирание видов в соответствующие эпохи.

Географические области и климатические условия изменялись на всем протяжении истории Земли. Каждый организм приспособлен к определенной среде, и изменяющиеся условия могли благоприятствовать возникновению некоего механизма эволюционного изменения.

Все организмы в большей или меньшей степени приспособлены к своей среде. Распространение растений и животных на земном шаре носит прерывистый характер. Это нередко обусловлено экологическими факторами, однако данные об успешной колонизации новых местообитаний растениями и животными, интродуцированными человеком, позволяют думать, что в этом участвуют и какие – то иные факторы. Рациональное объяснение прерывистого распространения организмов основано на концепции, согласно которой виды возникают в какой-то данной области, а затем расселяются из нее. Степень расселения зависит от того, насколько успешно может обосноваться данный организм в новых местах, от механизма их расселения или от наличия или отсутствия естественных преград, таких как океаны, горные хребты и пустыни. Для распространения через сушу и моря наиболее приспособлены споры, семена, которые переносятся ветром, и летающие насекомые. Разные группы видов возникали в разное время и в разных областях.

Можно представить, что все виды, как ныне живущие, так и вымершие, были сотворены каждый в отдельности в какой-то отдельный момент времени или существовали всегда, однако структурное сходство между организмами, составляющие основу естественной филогенетической классификации, наводит на мысль о существовании эволюционного процесса. Черты сходства и различия между организмами можно представить как результат прогрессивной адаптации организмов в пределах каждой группы к определенным условиям среды на протяжении некоторого периода.

Итак, исторические изменения наследственных признаков организмов называется эволюцией. Этот процесс имеет три очень важных следствия. Во-первых, в ходе эволюции возникают новые виды, т.е. увеличивается разнообразие форм организмов. Во-вторых, организмы адаптируются, т.е. приспосабливаются к изменениям условий внешней среды, поэтому говорят, что эволюция имеет приспособительный характер. В-третьих, в результате эволюции постепенно повышается общий уровень организации живых существ, они усложняются и совершенствуются.

Понятие эволюции употребляется в разных смыслах, но большей частью отождествляется с развитием. Во всех случаях под эволюцией подразумевается процесс длительных, медленных изменений, которые в конечном итоге приводят  к изменениям коренным, качественным, завершающимся возникновением новых материальных систем, структур, форм и видов. Именно такой смысл придаётся понятию эволюции в теории Дарвина и появившихся после него гипотезах и теориях. В основных идеях классической эволюционной теории Дарвина обобщены результаты новых открытий в области наследственности изменчивости и естественного отбора.  Идеи о постепенном и непрерывном изменении всех видов растений животных высказывались задолго до Ч.Дарвина многими учёными. Наиболее интересными представляются взгляды Ж.Б. Ламарка, который считал, что эволюция живых организмов происходит под направляющим влиянием условий окружающей среды. Именно под воздействием этой среды организмы приобретают благоприятные для жизни свойства, которые затем передаются по наследству. Таким образом, по мнению Ламарка, все приобретенные живыми организмами благоприятные признаки и свойства оказываются наследственными и поэтому определяют ход дальнейшей эволюции.

         Хотя Дарвинская концепция эволюции и признает существование такой групповой изменчивости, которую организмы приобретают под действием определенного фактора воздействия внешней среды, но считает что только случайные, индивидуальные изменения, оказавшиеся полезными, могут передаваться по наследству и тем самым влиять на процесс дальнейшей эволюции.

         Опираясь на огромный фактический материал и практику секционной работы по выведению новых сортов растений и пород животных, Ч.Дарвин сформулировал основные принципы своей эволюционной теории.

         Первый принцип постулирует, что изменчивость является неотъемлемым свойством живого.

         В природе нельзя обнаружить два совершенно одинаковых тождественных организма. Чем тщательнее и глубже мы изучаем природу, тем больше убеждаемся во всеобщем, универсальном характере принципа изменчивости. При поверхностном взгляде может, например показаться, что все деревья в сосновом бору одинаковые, но более внимательные изучения может выявить некоторые различия между ними. Одна сосна дает более крупные семена, другая в состоянии лучше переносить засуху, третья- обладает повышенным содержанием хлорофилла в иголках и т.д.

         При обычных условиях эти различия не оказывают заметного влияния на развитие деревьев. Но в крайних неблагоприятных условиях, указывает А.В. Яблоков, каждое такое мельчайшее отличие способно стать именно тем решающим изменением, которое и определит, останется ли этот организм в живых или будет уничтожен.

         Дарвин различает два типа изменчивости. К первому, которое называется «индивидуальной» или «неопределенной» изменчивостью, он относит ту, которая передается по наследству. Второй тип он характеризует как «определенную» или «групповую» изменчивость, поскольку ей подвержены те группы организмов, которые оказываются под воздействие определенного фактора внешней среды. В дальнейшем «неопределенные» изменения обычно стали называть мутациями, а «определенные» - модификациями.

         Второй принцип теории Дарвина заключается в раскрытии внутреннего противоречия в развитии живой природы. Оно состоит в том, что, с одной стороны, все виды организма имеют тенденцию к размножению в геометрической прогрессии, а с другой – выживает и достигает зрелости лишь небольшая часть потомства.

        

Достаточно отметить, что многие растения  дают десятки и сотни тысяч семян, а рыбы выметывают от нескольких сот до миллионов икринок. В этих условиях  как раз и развёртывается борьба за выживание, которую чаще всего называют борьбой за существование. Однако, как подчеркивает Ч. Дарвин, « борьба за существование» представляет собой метафорическое выражение, с помощью которого характеризуются различные отношения между организмами, начиная от сотрудничества внутри вида против неблагоприятных условий окружающей среды и кончая конкуренцией между организмами в добывании пищи, занятии лучшего места обитания, лидерстве в группе и т.п.

         В связи с этим часто различают внутривидовую межвидовую борьбу.

         Третий принцип обычно называют принципом естественного отбора, который играет фундаментальную роль в теории эволюции не только Дарвина, но и всех теорий, появившихся позднее.

         С его помощью удалось удовлетворительно объяснить, почему из громадного потомства живых организмов выживают и достигают зрелости лишь небольшое количество особей. Дарвин выдвинул гипотезу весьма общего характера, согласно которой в природе существует особый механизм отбора, который приводит к избирательному уничтожению организмов, оказавшихся не приспособленными к существующим или изменившимся условиям окружающей среды. Эти результаты, указывает Дарвин, есть « следствия одного общего закона, обусловливающего прогресс всех органических существ, именно – размножения, изменения, выживания наиболее сильных и гибель наиболее слабых».

         Разрабатывая учение о естественном отборе, он обращает внимание на такие его характерные особенности, как постепенность и медленность процесса изменений и способность суммировать эти изменения в крупные, решающие, которые в конечном итоге приводят к формированию новых видов.

         Самым слабым местом в учении Дарвина были представления о наследственности, которые подверглись серьезной критике его противниками. Вот почему в последние годы жизни он стал все больше подчеркивать воздействие на процесс эволюции направленных изменений, происходящих под влиянием определенных факторов внешней среды. Такое изменение взглядов означает,  переход на позиции Ламарка, согласно которой эволюция происходит под управляющим воздействием внешней среды, которая заставляет организмы изменяться в определенном направлении.

Современная теория органической эволюции отличается от дарвиновской теории по ряду важнейших пунктов:

         - популяция, а не отдельная особь или вид, который включает в свой состав несколько популяций;

         - устойчивое изменение генотипа популяции;

         - теория эволюции выделяет факторы основные и неосновные;

         К основным факторам относятся изменчивость, наследственность и борьба за существование. В настоящее время к ним добавляют множество других дополнительных «неосновных» факторов, которые оказывают влияние на эволюционный процесс. Сами основные факторы теперь понимаются по-

новому и к ведущим факторам относят мутационные процессы, популяционные волны численности и изоляции.

          Важнейшим из них является мутационный процесс, который исходит из признания того неоспоримого теперь факта, что основную массу эволюционного материала составляют различные формы мутаций, т.е. изменений наследственных свойств организмов, возникающих естественным путем или вызванных искусственными средствами.

        Мутации являются теми наследственными изменениями, которые либо отдельно, либо совместно определяют изменения свойств, признаков, особенностей или норм реакции организмов.

         Вторым основным фактором эволюции служат популяционные волны, которые часто называют «волнами жизни». Они определяют количественные флуктуации, или отклонения, от среднего значения численности организмов популяции, а также области её расположения  (ареала).                              

  

         Установлено, что малочисленные и многочисленные популяции не являются благоприятными для эволюции и возникновения новых форм живых организмов. В больших популяциях новым наследственным изменениям гораздо труднее проявиться, а в малочисленных такие изменения  подвержены воздействию случайных процессов. Поэтому наиболее подходящими для эволюции и возникновения новых видов оказываются популяции средних размеров, в которых постоянно происходит изменения численности особей.

         В качестве третьего основного фактора эволюции признаётся обособленность группы организмов.

 

          Обособление и изоляция определенной группы организмов необходимы для того, чтобы она не могла скрещиваться с другими видами, передавать им и получать от них генетическую информацию.

         К указанным основным факторам эволюции часто добавляют частоту смены поколений в популяциях, темпы и характер мутационных процессов и др. Перечисленные основные и неосновные факторы выступают не изолированно, а во взаимосвязи и взаимодействии друг с другом. Самое главное заключается в том, что хотя все факторы эволюции  и являются необходимыми её предпосылками, сами по себе ни в отдельности ни в совокупности они не могут объяснить механизм эволюционного процесса и его движущую силу. Эта сила заключается в действии естественного отбора, который является результатом взаимодействия популяций и окружающей их среды. Нередко естественный отбор характеризуют как процесс выживания наиболее приспособленных организмов. 

         Современная теория эволюции раскрывает также конкретные типы механизмов естественного отбора:

         - при стабилизующем отборе устраняются все заметные отклонения от некоторой средней нормы, вследствии чего не происходит возникновения новых видов. Такой отбор играет незначительную роль в эволюции.

         - движущая форма отбора такая, при которой подхватываются мельчайшие изменения, способствующие прогрессивным преобразованиям живых систем и возникновению новых, более совершенных видов;

         - при дезруптивном отборе многочисленная группа особей среднего типа при резком изменении условий существования организмов попадает в неблагоприятные условия и погибает;

         - более сложный характер имеет сбалансированный отбор, когда речь идет о существовании и смене адаптивных, или приспособительных форм;

         - при отборе с повышенной изменчивостью преимущество получают те популяции, которые отличаются наибольшем разнообразием по тем или иным признакам.

         Следует отметить, что перечисленные типы отбора очень редко встречаются в « чистом» виде. Как правило, в живой природе наблюдаются сложные, комплексные типы отбора, и необходимы особые усилия, чтобы выделить из них более простые типы.

 

         Обсуждая основные факторы эволюции, мы убедились, что первоначальная теория Дарвина подверглась значительным уточнениям, дополнениям и исправлениям, которые привели, в конце концов к возникновению новой синтетической теории революции.

         Эта теория действительно представляет собой синтез основных эволюционных идей Дарвина и, прежде всего идеи естественного отбора с новыми результатами биологических исследований в области наследственности и изменчивости.

Важным новым результатом синтетической теории было ясное установление тех исходных объектов, которые служат предметом исследования эволюционной теории. Ч. Дарвин в своей теории говорит об эволюции в рамках вида, о чем свидетельствует уже заголовок его книги « Происхождение видов». В синтетической теории элементарной единицей эволюции служит популяция, поскольку именно в её рамках происходят наследственные изменения генофонда.

Другое существенное отличие синтетической эволюции от дарвиновской состоит в четком разграничении областей исследования микроэволюции и макроэволюции. Эти термины впервые были введены в 1927 г. Отечественным генетиком Ю.А.Филипченко для характеристики разных масштабов эволюции. Дальнейшее уточнение они получили в работах известного российского генетика Н. В. Тимофеева-Ресовского, который определяет, что  микроэволюция - совокупность эволюционных изменений, происходящих в генофондах популяций за сравнительно небольшой период времени и приводящих к образованию новых видов. В отличие от этого макроэволюция связана с эволюционными преобразованиями за длительный исторический период времени,  которые приводят к возникновению надвидовых форм организации живого.

                   Следует учитывать, что макроэволюция, как и микроэволюция происходит в конечном итоге  под воздействием изменений в окружающей среде.  К настоящему времени накоплен немалый обобщающий материал, формулируемый в виде определенных закономерностей или правил макроэволюции крупных групп организмов. Вот некоторые из них;

         -Любая новая крупная группа организмов, выше уровня вида, как правило, возникает потому, что приобретает в ходе эволюции качественно новые особенности, которые дают ей коренное преимущество в борьбе за существование;

         - Каждая группа организмов характеризуется определенным средним темпом эволюции. Чем быстрее совершается процесс приспособления к конкретным условиям среды, тем скорее она достигает расцвета или гибели;

         - уничтожение целых групп живых организмов в ходе эволюции обусловлено естественным отбором других групп, более приспособленных к изменившимся условиям окружающей среды. Исчезнувшие в процессе эволюции отдельные организмы, виды и группы потом никогда не восстанавливаются в прежней форме.

         - эволюция не всегда идет от простого к сложному. Некоторые группы организмов сохранились с древнейших эпох только благодаря упрощению своей организации.                                                                                                   Решение многих проблем развития органического мира предполагает не противопоставление, а дополнение макроэволюционного подхода микроэволюционным. Особенно важен такой подход при рассмотрении мировоззренческих вопросов эволюции.

Важнейшая мировоззренческая проблема, вокруг которой происходили ожесточённые споры между материализмом и идеализмом, наукой и религией, состоит в объяснении явлений целесообразности в живой природе. Наблюдая удивительную приспособляемость живых организмов к условиям своего существования, целесообразное устройство их тел и органов, люди уже давно задумались над причиной такой целесообразности. Совершенство и приспособленность организмов к условиям среды есть результат заложенной в них цели, которая раскрывается в ходе индивидуального развития организмов.

Теория Дарвина впервые дала научное объяснение явлениям целесообразности живой природы. Из всего, что говорилось выше об этой теории, становится ясным, что целесообразность есть неизбежный результат естественного отбора, в ходе которого устраняются организмы, не приспособленные к условиям своего существования, и получают право на жизнь и потомство организмы, обладающие определёнными  преимуществами перед ними. Чтобы правильно объяснить целесообразность, необходимо иметь в виду, что любая её форма зависит от внешней среды, определяется её условиями и состоянием. Поэтому ни о какой «чистой» целесообразности, не зависимой от условий существования живых организмов, речи быть не может.

Вторая важная проблема, связанная с теорией эволюции, касается соотношения случайности и необходимости в развитии органического мира. При взаимодействии между живой системой и условиями её существования в окружающей среде, мы не раз отмечали, что хотя под воздействием внешних факторов в ней возникают определённые изменения, но последние не передаются по наследству и, следовательно, непосредственно не определяют характер эволюции. Повторяясь и закрепляясь в потомстве, такие случайные изменения становятся постепенно всё более целесообразными и потому необходимыми для существования организма или вида. Напротив, с изменением условий внешней среды, ранее приобретённые изменения и свойства утрачивают свою необходимость и становятся сначала случайными, а потом и совсем исчезают. Отсюда очевидно, что мерой целесообразности и совершенства живых систем всегда служит внешняя среда. То, что целесообразно в одних условиях, оказывается нецелесообразным и даже вредным в других. Поэтому целесообразность всегда имеет относительный характер.

Третья проблема мировоззренческого характера связана с характеристикой направленности развития в органическом мире. Существует ли в нем прогресс и каковы его критерии? Очевидность прогресса на первый взгляд не вызывает особых возражений, и эволюционная теория даёт многочисленные тому подтверждения. Сам Ч. Дарвин признавал прогресс в живой природе, но никакого точного определения этому понятию не дал. Его последователи попытались более точно проанализировать это понятие. Значительный интерес в этом отношении представляют взгляды А. Н. Северцова, который различал прогресс морфофизиологический и биологический. Решающее значение он придавал биологическому прогрессу, поскольку связывал с ним успех в борьбе за существование. В настоящее время не существует пока общепризнанных критериев прогресса, хотя в последние годы его связывает со степенью упорядоченности и сложностью организации биологических систем.

 

6. Заключение

Следствие главных факторов эволюции можно представить себе следующим образом. Мутации заботятся о будущем, производя новые признаки, но они «слепы» и «дорог не разбирают». Генотип и фенотип влияют друг на друга, определяя генеральную линию, основной маршрут. Естественный отбор осуществляет тонкую корректировку движения. Посмотрев вокруг, легко убедиться, что, действуя вместе, они достигли неплохих результатов.

         Раз, ступив на тропу эволюционного развития, с неё уже невозможно сойти.  С тех пор как возникли позвоночные животные, ни одному  из них не удалось утратить позвоночник.

         Тем не менее, сушу с ещё большим успехом освоили беспозвоночные, которые шли по другому, параллельному каналу развития.

         Рубеж 1-3 тысячелетия – время горьких разочарований учёных, работающих в нескольких больших разделах биологии. Особенно это касается теории эволюции. Однако наука осознала, сама она не способна объяснить это явление природы, но, в конце концов, это обернулось благом и вывело на новый уровень осознания. История развития других научных дисциплин вселяет уверенность в том, что эволюционная теория преодолеет кризис и настанет, наконец, и её звёздный час.

Hosted by uCoz