Краткий конспект "Современная теория эволюции"

СОВРЕМЕННАЯ (СИНТЕТИЧЕСКАЯ) ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ

Современное эволюционное учение является синтезом генетики, дарвинизма и др. наук, поэтому получило название «синтетической» теории эволюции (СТЭ).

Связь генетики с эволюцией в 1926 г. установил советский генетик Сергей Сергеевич Четвериков.

Он показал, что первые элементарные эволюционные процессы начинаются в популяциях.

В СТЭ принципы Ч. Дарвина приняты за основу, но значительно углублены и дополнены. Если по Дарвину процесс эволюции – это эволюция особей, то согласно СТЭ: основная элементарная единица эволюции – популяция;

Фактор, способный влиять на генофонд популяции – элементарный эволюционный фактор.

СТЭ изучает микро- и макроэволюционные процессы

Микроэволюция – эволюционные Макроэволюция – эволюционный

процессы, протекающие на уровне процесс, ведущий к образованию

популяции и приводящие к надвидовых таксонов (роды,

образованию новых видов. отряды, классы и даже типы).

Микроэволюционный процесс носит Результат макроэволюции –

приспособительный характер. постепенное усложнение

и повышение организации

живых существ.

Микроэволюция. Популяция – элементарная единица эволюции и вида

Элементарной эволюционирующей единицей является популяция.

Совокупность генов в популяции называют генофондом.

Отбор начинается внутри популяции, т.к. особи ее имеют различные генотипы и, следовательно, различные признаки и свойства.

Согласно Г. Харди и В. Вайнбергу, в больших популяциях, где нет мутаций, отбора и смешения с другими популяциями, наблюдается постоянство частот аллелей, гомо- и гетерозигот, что выражается формулой:

p² (AA) + 2pq(Aa) + q² (aa) = 1

Популяции, которые этим условиям удовлетворяют, стабильны и не эволюционируют.

Все факты, вызывающие отклонения от закона Харди-Вайнберга, приводят к изменению частот аллелей в популяции, что влечет за собой эволюционный процесс.

Изменение частот генов в популяции – элементарное эволюционное явление.

Принято выделять следующие элементарные факторы эволюции, приводящие к изменению частот аллелей в популяции:

- Мутационный процесс; Элементарные факторы,

- Рекомбинация генетического материала; поставляющие материал для

- Популяционные волны; действия естественного отбора –

- Дрейф генов; главного направляющего

- Изоляция; фактора эволюции

- Естественный отбор.

Мутационный процесс – приводит к переходу гена из одного аллельного состояния в другое (А → а) или к изменению гена (А → С), является непосредственной причиной изменения частоты данного гена в популяции. Несмотря на относительную редкость мутаций, они являются основным поставщиком «материала» для эволюции. Если данная мутация повышает приспособленность организма к среде обитания, она будет поддерживаться естественным отбором и распространяется в генофонде популяции, а если снижает – устраняется естественным отбором.

Большинство мутаций – рецессивные; Более 90% мутаций снижают выживаемость гомозигот или летальны;

Некоторые мутации повышают выживаемость гомозигот или гетерозигот в определённых условиях. Например, устойчивые к антибиотикам микроорганизмы (госпитальные штаммы).

Выводы:

- Совокупность аллелей, возникающих в результате мутаций, составляет исходный элементарный эволюционный материал.

- В процессе видообразования он используется как основа действия других элементарных эволюционных факторов.

- Мутационный процесс происходит постоянно на протяжении всего периода существования жизни.

-Генофонды популяций испытывают непрерывное давление мутационного процесса.

Популяционные волны (волны жизни) – называют периодические колебания численности организмов в природных популяциях, как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения, связанные с изменением факторов внешней среды (засуха, наводнения, заморозки, количество пищи)).

Резко уменьшившаяся по численности популяция затем восстанавливается за счет выживших особей, а т. к. эти отдельно выжившие особи не могут быть хранителем генофонда популяции, то восстановившаяся в численном составе популяция будет иметь другой генофонд, в результате облик популяции изменяется.

Дрейф генов – изменение частоты генов популяций в результате любых случайных причин:

- миграций;

- природных катастроф;

- волн жизни.

Дрейф генов приводит к тому, что в длинном ряду поколений популяция становится гомозиготной, так происходит 100% фиксация одного из аллелей гена и

утрата остальных.

Изоляция – ограничение свободы скрещиваний (панмиксии) организмов.

Формы изоляции

Географическая Репродуктивная

(пространственная) (биологическая)

Экологическая Сезонная Генетическая

Этологическая Морфологическая

Географическая (пространственная) изоляция.

Географическое – пространственное разобщении популяций, ведущее к невозможности или затруднению скрещивания между ними, в результате разрыва единого ареала обитания вида на не сообщающиеся между собой части горами, водными преградами и др.

В каждой изолированной популяции могут случайно возникать мутации вследствие действия естественного отбора генотипический состав изолированных популяций различается все больше и больше.

Например, различные виды вьюрков, населяющие галапагосские острова.

Репродуктивная (биологическая) изоляция – разновидность изоляции отдельных популяций друг от друга, заключающаяся в том, что они не могут скрещиваться и давать плодовитое потомство. Имеет несколько форм:

- Экологическая – изоляция вследствие экологического разобщения. Популяции живут на общей территории, но в различных местах обитания и поэтому друг с другом не встречаются. В горах обычны два вида традесканции: один на скалистых вершинах, другой — в тенистых лесах;

- Генетическая – к ней относятся все те случаи, когда в результате скрещивания форм с разными хромосомными наборами появляются гибриды с пониженной жизнеспособностью, плодовитостью или полной стерильностью;

- Сезонная – размножаются в разные сроки;

- Морфофизиологическая – различное строение копулятивных органов.

-Этологическая изоляция – поведенческие различия партнеров в период размножения.

Естественный отбор – главный направляющий фактор эволюции.

Вышеописанные элементарные факторы эволюции характеризуются

не направленностью, т.к. они вносят случайные изменения в соотношения частот аллелей в популяциях. Т.е. элементарные факторы создают материал для действия естественного отбора. Отбор подхватывает случайно возникшие полезные для данных условий среды мутации и насыщает ими генофонд, вредные мутации при этом устраняются.

В этом заключается направляющая роль отбора в эволюции.

Естественный отбор – единственный творческий фактор эволюции, направляющим случайные наследственные изменения по пути формирования адаптаций (приспособлений).

Таким образом, совокупность эволюционных процессов, протекающих внутри вида, изменяющих генетический состав популяции и приводящих к образованию новых видов, называется микроэволюцией.

Видообразование – это процесс возникновения новых видов на базе наследственной изменчивости под действием естественного отбора. В процессе видообразования происходит превращение генетически открытых внутривидовых систем (популяций) в генетически закрытые системы (новые виды).

Макроэволюция – это процесс эволюционных преобразований надвидового маштаба, приводящий к образованию из видов – новых родов, из родов – новых семейств и т.д. Макроэволюция осуществляется на основе процессов микроэволюционных процессов, происходящих в течении длительного времени на больших пространствах. Результатом макроэволюции является постепенное усложнение и повышение организации живых существ, и приспособленность организмов к различным условиям обитания.

Макроэволюция – эволюционный процесс, ведущий к образованию таксонов надвидового ранга (родов, отрядов, классов и т. д.).

Осуществляется на основе процессов микроэволюции, происходящих в течении длительного времени на больших пространствах. Результатом макроэволюции является постепенное усложнение и повышение организации живых существ и приспособленность органихмов к различным условиям обитания.

Главные закономерности эволюции

Дивергенция – процесс Конвергенция – Параллельное развитие –

расхождения признаков у процесс развития в при попадании в сходные

родственных организмов, сходном направлении условия

наблюдаемый при изменении неродственных групп, близкородственных

условий существования. обитающих в сходных организмов у них

экологических происходит независимое

условиях развитие сходных

признаков.

А.Н. Северцов и И.И. Шмальгаузен разработали учение о главных направлениях эволюции – биологическом прогрессе и регрессе, и путях их осуществления – ароморфозе, идиоадаптации, дегенерации.

Направления эволюционного процесса

Биологический прогресс - характеризуется возрастанием приспособленности организмов к окружающей среде, вследствие чего:

- увеличивается численность особей вида;

- расширяется его ареал;

- образуются новые популяции и виды.

Биологический регресс - характеризуется снижением уровня приспособленности к условиям обитания, в результате чего:

- уменьшается численность особей вида;

- сокращается его ареал;

-уменьшается число и разнообразие его популяций.

Биологический регресс ведет к вымиранию вида

Пути достижения биологического прогресса

Арогенез – характеризуется возникновением ароморфозов- усложнением строения и функций организма, повышающие общий уровень организации и расширяющие среду обитания данной группы организмов. Ароморфозы. повышая жизнедеятельность организмов, обусловливают их относительную независимость от условий среды обитания.

Аллогенез – путь развития без повышения общего уровня организации. связанный с появлением идиоадаптаций – частных приспособлений к определенным условиям среды обитания.

Катагенез – связан с упрощением строения и понижением уровня их организации – явление дегенерации. Дегенерация наблюдается при переходе организмов к паразитическому образу существования.