Среда как эволюционное понятие. Решение вопроса биологической целесообразности. Проблема наследования благоприобретенных признаков в истории эволюционного учения. Модификационная изменчивость. Стр 1 из 13Следующая ⇒ Уровнях организации всего живого. Значение теории эволюции для развития медицины. Большинство организмов имеют клеточное строение. Клетка — это основной «кирпичик» жизни. Ее строение и функционирование очень сходны у разных организмов. Деление клеток — митоз, а в половых клетках — мейоз — осуществляется принципиально одинаково у всех эукариот. Крайне маловероятно, чтобы такое удивительное сходство в строении и функционировании живых организмов было следствием случайного совпадения. Оно результат общности их происхождения. Важнейшим научным доказательством единства всего живого послужила клеточная теория Т. Шваннаи М. Шлейдена (1839). Открытие клеточного строения растительных и животных организмов, уяснение того, что все клетки (несмотря на имеющиеся различия в форме, размерах, некоторых деталях химической организации) построены и функционируют в целом одинаковым образом, дали толчок исключительно плодотворному изучению закономерностей, лежащих в основе морфологии, физиологии, индивидуального развития живых существ. Открытием фундаментальных законов наследственности биология обязана Г. Менделю (1865), Г. де Фризу, К. Корренсу и К. Чермаку (1900), Т. Моргану (1910—1916), Дж. Уотсону и Ф. Крику (1953). Названные законы раскрывают всеобщий механизм передачи наследственной информации от клетки к клетке, а через клетки — от особи к особи и перераспределения ее в пределах биологического вида. Законы наследственности важны в обосновании идеи единства органического мира; благодаря им становится понятной роль таких важнейших биологических явлений, как половое размножение, онтогенез, смена поколений. Органический мир как результат процесса эволюции. Возникновение и развитие жизни на земле. Этапы формирования жизни в теории А.И.Опарина. Химический, предбиологический и социальный этапы. Фотопериодизм и суточные биоритмы. Проблема возникновения жизни на Земле является одной из основных проблем естествознания. Одновременно это важная философская, мировоззренческая проблема, которая тесно связана с пониманием самой сути жизни. Своей актуальностью она привлекает ученых разных специальностей и вызывает интерес у многих людей независимо от рода их деятельности. Существуют различные гипотезы возникновение жизни на Земле, и все они так или иной степени носят дискуссионный характер, так как воспроизвести все процессы, которые привели к возникновению жизни, невозможно. Среди этих гипотез можно назвать такие: а) жизнь была создана в определенное время актом божественного творения (креационизм), б) жизнь никогда не возникало, оно существует вечно, в) жизни возникала неоднократно с неживой природы (самовольное зарождение); г) жизнь занесена на Землю из космоса (панспермия); д) жизнь возникла из неживой природы в результате закономерных процессов (химическая эволюция). Основу большинства современных гипотез происхождения жизнь на Земле составляет гипотеза биохимика академика А. И. Опарина (1894-1980), с которой он впервые выступил в книге " Происхождение жизни" (1924). А. Опарин исходил из того, что на ранней стадии своего развития Земля была лишена жизни, но на ней осуществлялись абиотические (неорганические) синтезы соединений углерода (Органических веществ) и их последующая химическая эволюция. Возникновение жизни А. И. Опарин связывал с образованием белка. Основные этапы возникновение жизни на Земле, по А. И. Опариным, такие: а) первый этап - абиогенный (небиологических, неорганический) синтез простых органических соединений, б) второй этап - абиогенный синтез сложных органических соединений (полимеров): в) третий этап - образование индивидуальных фазоотдельных предбиологической систем - предшественников жизни (пробионты) г) появление первых живых организмов. Фотопериодизм — реакция живых организмов (растений и животных) на суточный ритм освещённости, продолжительность светового дня и соотношение между темным и светлым временем суток (фотопериодами). Термин «фотопериодизм» предложили в 1920 году американские учёные селекционеры У. Гарнер и Г. Аллард, которые открыли данную реакцию у растений. Оказалось, что многие растения очень чувствительны к изменению длины дня. Биологи́ ческие ри́ тмы — (биоритмы) периодически повторяющиеся изменения характера и интенсивности биологических процессов и явлений. Они свойственны живой материи на всех уровнях ее организации — от молекулярных и субклеточных до биосферы. Являются фундаментальным процессом в живой природе. Одни биологические ритмы относительно самостоятельны (например, частота сокращений сердца, дыхания), другие связаны с приспособлением организмов к геофизическим циклам — суточным (например, колебания интенсивности деления клеток, обмена веществ, двигательной активности животных), приливным (например, открывание и закрывание раковин у морских моллюсков, связанные с уровнем морских приливов), годичным (изменение численности и активности животных, роста и развития растений и др.) 154. Основные принципы эволюционной теории Ч. Дарвина. Сущность дарвиновской концепции эволюции сводится к ряду логичных, проверяемых в эксперименте и подтвержденных огромным количеством фактических данных положений: 1 В пределах каждого вида живых организмов существует огромный размах индивидуальной наследственной изменчивости по морфологическим, физиологическим, поведенческим и любым другим признакам. Эта изменчивость может иметь непрерывный, количественный, или прерывистый качественный характер, но она существует всегда. 2. Все живые организмы размножаются в геометрической прогрессии. 3. Жизненные ресурсы для любого вида живых организмов ограничены, и поэтому должна возникать борьба за существование либо между особями одного вида, либо между особями разных видов, либо с природными условиями. В понятие «борьба за существование» Дарвин включил не только собственно борьбу особи за жизнь, но и борьбу за успех в размножении. 4. В условиях борьбы за существование выживают и дают потомство наиболее приспособленные особи, имеющие те отклонения, которые случайно оказались адаптивными к данным условиям среды. Это принципиально важный момент в аргументации Дарвина. Отклонения возникают не направленно — в ответ на действие среды, а случайно. Немногие из них оказываются полезными в конкретных условиях. Потомки выжившей особи, которые наследуют полезное отклонение, позволившее выжить их предку, оказываются более приспособленными к данной среде, чем другие представители популяции. 5. Выживание и преимущественное размножение приспособленных особей Дарвин назвал естественным отбором. 6. Естественный отбор отдельных изолированных разновидностей в разных условиях существования постепенно ведет к дивергенции (расхождению) признаков этих разновидностей и, в конечном счете, к видообразованию. Естественный отбор — основной эволюционный процесс, в результате действия которого в популяции увеличивается число особей, обладающих максимальной приспособленностью (наиболее благоприятными признаками), в то время, как количество особей с неблагоприятными признаками уменьшается. В свете современной синтетической теории эволюции естественный отбор рассматривается как главная причина развития адаптаций, видообразования и происхождения надвидовых таксонов. Естественный отбор — единственная известная причина адаптаций, но не единственная причина эволюции. К числу неадаптивных причин относятся генетический дрейф, поток генов и мутации. Термин «Естественный отбор» популяризовал Чарльз Дарвин, сравнивая данный процесс с искусственным отбором, современной формой которого является селекция. Идея сравнения искусственного и естественного отбора состоит в том, что в природе так же происходит отбор наиболее «удачных», «лучших» организмов, но в роли «оценщика» полезности свойств в данном случае выступает не человек, а среда обитания. К тому же, материалом как для естественного, так и для искусственного отбора являются небольшие наследственные изменения, которые накапливаются из поколения в поколение. Формы естественного отбора Существуют разные классификации форм отбора. Широко используется классификация, основанная на характере влияния форм отбора на изменчивость признака в популяции. Движущий отбор Движущий отбор — форма естественного отбора, которая действует при направленном изменении условий внешней среды. Описали Дарвин и Уоллес. В этом случае особи с признаками, которые отклоняются в определённую сторону от среднего значения, получают преимущества. При этом иные вариации признака (его отклонения в противоположную сторону от среднего значения) подвергаются отрицательному отбору. В результате в популяции из поколения к поколению происходит сдвиг средней величины признака в определённом направлении. При этом давление движущего отбора должно отвечать приспособительным возможностям популяции и скорости мутационных изменений (в ином случае давление среды может привести к вымиранию). Примером действия движущего отбора является «индустриальный меланизм» у насекомых. «Индустриальный меланизм» представляет собой резкое повышение доли меланистических (имеющих тёмную окраску) особей в тех популяциях насекомых (например, бабочек), которые обитают в промышленных районах. Из-за промышленного воздействия стволы деревьев значительно потемнели, а также погибли светлые лишайники, из-за чего светлые бабочки стали лучше видны для птиц, а тёмные — хуже. В XX веке в ряде районов доля тёмноокрашенных бабочек в некоторых хорошо изученных популяциях березовой пяденицы в Англии достигла 95 %, в то время как впервые тёмная бабочка (morfa carbonaria) была отловлена в 1848 году. Движущий отбор осуществляется при изменении окружающей среды или приспособлении к новым условиям при расширении ареала. Он сохраняет наследственные изменения в определённом направлении, перемещая соответственно и норму реакции. Например, при освоении почвы как среды обитания у различных неродственных групп животных конечности превратились в роющие. Стабилизирующий отбор Стабилизирующий отбор — форма естественного отбора, при которой его действие направлено против особей, имеющих крайние отклонения от средней нормы, в пользу особей со средней выраженностью признака. Понятие стабилизирующего отбора ввел в науку и проанализировал И. И. Шмальгаузен. Описано множество примеров действия стабилизующего отбора в природе. Например, на первый взгляд кажется, что наибольший вклад в генофонд следующего поколения должны вносить особи с максимальной плодовитостью. Однако наблюдения над природными популяциями птиц и млекопитающих показывают, что это не так. Чем больше птенцов или детёнышей в гнезде, тем труднее их выкормить, тем каждый из них меньше и слабее. В результате наиболее приспособленными оказываются особи со средней плодовитостью. Отбор в пользу средних значений был обнаружен по множеству признаков. У млекопитающих новорождённые с очень низким и очень высоким весом чаще погибают при рождении или в первые недели жизни, чем новорождённые со средним весом. Учёт размера крыльев у воробьёв, погибших после бури в 50-х годах под Ленинградом, показал, что большинство из них имели слишком маленькие или слишком большие крылья. И в этом случае наиболее приспособленными оказались средние особи. Дизруптивный отбор Дизруптивный (разрывающий) отбор — форма естественного отбора, при которой условия благоприятствуют двум или нескольким крайним вариантам (направлениям) изменчивости, но не благоприятствуют промежуточному, среднему состоянию признака. В результате может появиться несколько новых форм из одной исходной. Дарвин описывал действие дизруптивного отбора, считая, что он лежит в основе дивергенции, хотя и не мог привести доказательств его существования в природе. Дизруптивный отбор способствует возникновению и поддержанию полиморфизма популяций, а в некоторых случаях может служить причиной видообразования. Одна из возможных в природе ситуаций, в которой вступает в действие дизруптивный отбор, — когда полиморфная популяция занимает неоднородное местообитание. При этом разные формы приспосабливаются к различным экологическим нишам или субнишам. Примером дизруптивного отбора является образование двух рас у погремка большого на сенокосных лугах. В нормальных условиях сроки цветения и созревания семян у этого растения покрывают всё лето. Но на сенокосных лугах семена дают преимущественно те растения, которые успевают отцвести и созреть либо до периода покоса, либо цветут в конце лета, после покоса. В результате образуются две расы погремка — ранне- и позднецветущая. Дизруптивный отбор осуществлялся искусственно в экспериментах с дрозофилами. Отбор проводился по числу щетинок, оставлялись только особи с малым и большим количеством щетинок. В результате примерно с 30-го поколения две линии разошлись очень сильно, несмотря на то, что мухи продолжали скрещиваться между собой, осуществляя обмен генами. В ряде других экспериментов (с растениями) интенсивное скрещивание препятствовало эффективному действию дизруптивного отбора. Половой отбор Половой отбор — это естественный отбор на успех в размножении. Выживание организмов является важным, но не единственным компонентом естественного отбора. Другим важным компонентом является привлекательность для особей противоположного пола. Дарвин назвал это явление половым отбором. «Эта форма отбора определяется не борьбой за существование в отношениях органических существ между собой или с внешними условиями, но соперничеством между особями одного пола, обычно самцами, за обладание особями другого пола». Признаки, которые снижают жизнеспособность их носителей, могут возникать и распространяться, если преимущества, которые они дают в успехе размножения, значительно выше, чем их недостатки для выживания. Распространены две гипотезы о механизмах полового отбора. · Согласно гипотезе «хороших генов» самка «рассуждает» следующим образом: «Если данный самец, несмотря на яркое оперение и длинный хвост, сумел не погибнуть в лапах хищника и дожить до половой зрелости, значит он обладает хорошими генами, которые позволили ему это сделать. Следовательно, его стоит выбрать в качестве отца своих детей: он передаст им свои хорошие гены». Выбирая ярких самцов, самки выбирают хорошие гены для своих потомков. · Согласно гипотезе «привлекательных сыновей», логика выбора самок несколько иная. Если яркие самцы, по каким бы то ни было причинам, являются привлекательными для самок, стоит выбирать яркого отца для своих будущих сыновей, потому что его сыновья унаследуют гены яркой окраски и будут привлекательными для самок в следующем поколении. Таким образом, возникаетположительная обратная связь, которая приводит к тому, что из поколения в поколение яркость оперения самцов все более усиливается. Процесс идет по нарастающей, пока не достигнет предела жизнеспособности. При выборе самцов самки не задумываются о причинах своего поведения. Когда животное чувствует жажду, оно не рассуждает, что ему следует попить воды, для того чтобы восстановить водно-солевой баланс в организме — оно идет на водопой, потому что чувствует жажду. Точно так же и самки, выбирая ярких самцов, следуют своим инстинктами — им нравятся яркие хвосты. Те, кому инстинкт подсказывал иное поведение, не оставили потомства. Логика борьбы за существование и естественного отбора — логика слепого и автоматического процесса, который, действуя постоянно из поколения в поколение, сформировал то удивительное разнообразие форм, окрасок и инстинктов, которое мы наблюдаем в мире живой природы. творческая роль естественного отбора, состоит в том, что, изменяя признаки в соответствии с изменениями условий среды — усиливая полезные и ослабляя признаки, утратившие приспособительное значение, естественный отбор преобразует организацию потомков по сравнению с предками, создавая новые виды.   Взаимосвязь филогенеза и онтогенеза. Учение А.Н. Северцова о биологическом прогрессе. Три критерия и три пути достижения биологического прогресса. Примеры. Признаки различия
Исходнаязапрограммированностьпроцессов	Наличие уникальной неизменной генетической программы развития, сформированной вследствие мейоза и оплодотворения	Генофонд эволюционирующей группы непрерывно изменяется, ряд изменений генофонда связан с адаптациогенезом
Продолжительность и периодизация	Протекает в сжатые сроки (часы, месяцы, годы), существует начало и окончание	Протекает в исторически длительные сроки (многие тысячи и миллионы лет); принципиально не ограничен
Признаки сходства
Обратимость или необратимость	Необратим: невозможен возврат к предыдущим стадиям	Необратим: исчезнувший признак не может вновь появиться в прежнем виде
Углубление специализации	Специализация углубляется: по мере развития уменьшается вероятность смены траектории онтогенеза	Прогрессирующая специализация: группа, вступившая на путь специализации, в дальнейшем развитии будет идти по пути все более глубокой специализации
Наличие адаптивной радиации	Поливариантность онтогенеза обеспечивает возможность приспособления к различным условиям	Существует правило адаптивной радиации: группа, у которой появляетсябезусловно прогрессивный признак или совокупность таких признаков, дает начало множеству новых групп, формирующих множество новых экологических ниш и даже выходящих в иные среды обитания
Равномерность или неравномерность процессов	Скорость процессов роста и развития изменяется	Темпы эволюционных преобразований различны: типа эволюции: брадителлическая (медленные темпы), горотеллическая(средние темпы) итахителлическая (быстрые темпы)
Целостность и преемственность отдельных этапов	Признаки, появляющиеся на более поздних стадиях, базируются на признаках, проявляющихся на ранних стадиях	Существует правило интеграции биологических систем: новые, эволюционно молодые группы организмов вбирают в себя все эволюционные достижения предковых групп.
Наличие цикличности	Существует цикличность старения и омоложения	Существует цикличность, отраженная в виде правила смены фаз: различные механизмы эволюции закономерно сменяют друг друга

 

Впервые взаимосвязь онтогенеза и филогенеза была выявлена в начале XIX века (К. Кильмейер, И. Меккель, К. Бэр). Ч. Дарвин сформулировал закон зародышевого сходства: на ранних стадиях эмбриогенеза зародыши разных видов сходны между собой.

В настоящее время принята следующая формулировка биогенетического закона: в онтогенезе возможна частичная репетиция отдельных признаков и процессов, существовавших в онтогенезе предковых форм.

Учение о биологическом прогрессе и его главных направлениях разработано А. Н. Северцовым. В соответствии со взглядами этого ученого биологический прогресс характеризуется: 1) возрастанием приспособленности организмов к среде обитания, 2) увеличением численности особей данной группы, 3).появлением многообразия форм, 4) более широким распространением (расширением ареала). В настоящее время биологический прогресс переживают насекомые, птицы, млекопитающие, круглые черви – нематоды. Последние заселяют почву, моря и океаны, а также паразитируют у растений, животных и человека.
Главными направлениями биологического прогресса являются

1) арогенез (морфологический прогресс)- эволюционное направление, сопровождающееся прообретением крупныхизменений строения – ароморфозов.

2) аллогенез- эволюционное направление, сопровождающееся прообретением идиоадаптаций

 3) катагенез (общая деградация)- эволюционное направление, сопровождающееся упрощением организации (дегенерацией)

 

Человек и биосфера. Ноосфера - высший этап эволюции биосферы. Реакции организма на изменение экологической ситуации. Примеры. Правило Либиха-Тинемана. Бочка Либиха. Принцип Ле-Шателье-Брауна.

Человек не может жить вне природы и независимо от нее. Люди — живые существа, и человеческий организм живет и развивается по биологическим законам. В древнейшие времена люди всецело зависели от биосферы, собирая растения, охотясь на животных. Но и в современном мире, несмотря на гигантские достижения человека, эта зависимость остается очень высокой. Растения и животные, так же как и в древности, — основной источник человеческой пищи. Они служат также материалом для постройки жилищ, изготовления бумаги, одежды и многого другого. Кроме того, живая природа благотворно влияет на самочувствие людей, является источником их творческого вдохновения. Но биосфера не всегда «дружественна» по отношению к человеку. Многие растения и животные ядовиты, некоторые микроорганизмы вызывают опасные заболевания.

Ноосфера — предположительно новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы. Информационная оболочка Земли. Сфера разума.

Оптимальное воздействие на разные организмы один и тот же фактор может оказывать при различных значениях. Так, одни растения предпочитают очень влажную почву, а дру­гие — относительно сухую. Некоторые животные любят сильную жару, иные лучше переносят умеренную температуру среды и т. д.

Кроме того, живые организмы делят на способных сущест­вовать в широком или узком диапазонах изменения какого-либо фактора среды. К каждому экологическому фактору орга­низмы приспосабливаются относительно независимым путем. Организм может иметь приспособленность к узкому диапазону одного фактора и к широкому диапазону — другого. Для орга­низма имеет значение не только амплитуда, но и скорость ко­лебаний того или иного фактора.

Если влияние условий среды не достигает предельных значе­ний, живые организмы реагируют на него определенными дейст­виями или изменениями своего состояния, что в конечном итоге ведет к выживанию вида. Преодоление неблагоприятных воз­действий животными возможно двумя способами:

 1) путем их избегания,

2) путем приобретения выносливости.

Правило минимума ( Либиха-Тинемана).

Еще в 19 веке ученый Либих сформулировал правило минимума в соответствие, с которым возможность существования данного организма в определенном районе и степень его процветания зависит от факторов представленных в наименьшем количестве (лимитирующие факторы). Это правило дополнил Тинеман (1939). «Тот из необходимых факторов среды определяет плотность популяции данного вида живых существ…который действует на стадию развития, имеющую наименьшую экологическую валентность, при том действует в количестве или интенсивности наиболее далеких от оптимума».

Закон ограничивающего (лимитирующего) фактора (бочка либиха)— один из фундаментальных законов в экологии, гласящий, что наиболее значим для организма тот фактор, который более всего отклоняется от оптимального его значения. Поэтому во время прогнозирования экологических условий или выполнения экспертиз очень важно определить слабое звено в жизни организмов.

Принцип ЛеШателье — Брауна (1884 г.) — если на систему, находящуюся в равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-нибудь из условий (температура, давление, концентрация), то равновесие смещается таким образом, чтобы компенсировать изменение.

 

160. Эволюция биосферы. Функции биосферы в развитии природы Земли и поддержания в ней динамических равновесий (окислительно-восстановительная, газообмен, концентрирование рассеянных в геосфере элементов, синтез и разложение органического вещества).

Эволюция биосферы на протяжении большей части ее истории осуществлялась под влиянием двух главных факторов: естественных геологических и климатических изменений на планете и изменений видового состава и количества живых существ в процессе биологической эволюции. На современном этапе в третичном периоде к ним присоединился третий фактор — развивающееся человеческое общество.

Жизнь зародилась на Земле свыше 3 млрд. лет назад. Первыми живыми существами были анаэробы, которые получали энергию путем брожения. Питание таких примитивных организмов зависело от опускавшихся на дно водоемов органических веществ, синтезируемых в поверхностных слоях воды абиогенным способом.

Недостаток органических веществ создал давление отбора, приведшее к возникновению фотосинтеза. Прогрессивное увеличение кислорода в воде за счет жизнедеятельности фотосинтезирующих организмов и его диффузии в атмосферу вызнало изменения в химическом составе оболочек Земли, прежде всего атмосферы, что в свою очередь сделало возможным и развитие более сложно орган    физованных живых форм и быстрое распространение Жизни по планете. Развитие механизма аэробного дыхания сделало возможным появление многоклеточных организмов.

В течение палеозойской эры живые существа не только заселили все моря, но и вышли на сушу. Развитие зеленых растений обеспечило образование больших количеств кислорода и органических веществ, что создавало благоприятные условия для последующей прогрессивной эволюции.

В середине палеозоя темпы потребления кислорода живыми организмами и расход его в абиотических процессах, а также темпы его образования сравнялись.

С появлением человеческого общества в развитии биосферы намечается переход от биогенеза, обусловленного факторами биологической эволюции, к ноогенезу — развитию под влиянием ра-зумной созидательной деятельности человечества. Вернадский развивал материалистическое представление о ноосфере, представляя ее как нечто внешнее по отношению к биосфере, а как новый этап в развитии биосферы, заключающийся в разумном регулировании отношений человека и природы.

Основные функции биосферы Земли следующие:

1. ОВР заключается в химическом превращении веществ в процессе жизнедеятельности организма.

2. Газообмен - поддержание постоянного обмена организмов с окружающей средой в процессе дыхания и фотосинтеза.

3. Концентр. Фун-ия – заключается в биогенной миграции атомов, которые вначале концентрируются в живых организмах в процессе синтеза органических веществ, а после отмирания переходят в неживую среду.

Тип Прстейшие

Тип Кишечнополостные

Тип Плоские черви

Тип Круглые черви

Тип Кольчатые черви

Тип Моллюски

Тип Членистоногие

Тип Хордовые

Доказательства монофилии.

Монофили́ я (др.-греч. μ ό ν ο ς — «один», и φ υ λ ή — «семейный клан») — происхождение таксона от одного общего предка^[1]. Согласно современным представлениям, монофилетической в биологической систематике называют группу, включающую всех известных потомков гипотетического ближайшего предка, общего только для членов этой группы и ни для кого другого.

     До недавнего времени для доказательства монофилии использовались, в основном, гомологии. В настоящее время массу доказательств одного источника происхождения всего живого дают биохимия и молекулярная биология. Выяснилось, что основные - " заглавные" - процессы жизни унифицированы:

· Основа наследственности всего живого - нуклеиновые кислоты.

· Репликация осуществляется с помощью одних и тех же ферментов.

· Генетический код универсален: он един и для человека, и для вирусов.

· Для живых существ характерна транскрипция.

· Репликация ДНК конвариантна: как правило, при достаточной длине нуклеотидной последовательности дочерние последовательности оказываются мутантными.

· В состав белков входят одни и те же 20-26 аминокислот.

· Все аминокислоты левовращающие, а сахара - правоврашающие.

· Транспортные РНК одни и те же.

· ДНК разных существ можно гибридизировать, денатурировать, ренатурировать.

o Денатурация - это процесс разъединения комплементарных цепей ДНК. Двойную цепь в спирали ДНК, образованную водородными связями, можно разрушить нагреванием. Этот процесс называют плавлением.

o Ренатурация ДНК - это соединение одиночных цепей ДНК, восстановление двойной спирали.

o Гибридизация ДНК - это ренатурация ДНК, взятых из различных организмов. ДНК гибридизируется путем спаривания азотистых оснований. Способность к гибридизации двух нитей ДНК различных организмов служит строгим тестом на комплементарность их последовательностей.

· Родопсин есть в зрительных клетках млекопитающих и в клеточной оболочке бактерий.

· Тироксин и трийодтиронин (гормоны щитовидной железы человека) обнаружены у цианобактерий.

· Гликолиз есть в клетках бактерий и в клетках человека.

· АТФ синтезируется у всех живых организмов.

· Трипсин и пепсин есть у животных и у росянки.

· Гемоглобин есть у немертин, пиявок, дождевых червей, катушки (моллюск), мотыля (личинка насекомого), бактерии ризобиум, инфузорий.

· В последовательности цитохрома С у бактерий и эукариот имеются гомологии. Цитохром С - небольшой белок. В нем насчитывается 112 аминокислот. Между молекулами цитохрома С человека и собаки 11 несовпадений, человека и курицы - 13, человека и бабочки - 31, человека и нейроспоры - 51 несовпадение по аминокислотным остаткам.

· Инсулин обнаружен у кишечной палочки, у инфузорий и у насекомых.

Академик А. Л. Тахтаджян считает, что сравнительные исследования первичной структуры белков дают объективные критерии истинной степени родства, ценную информацию для эволюционной классификации.

Имеются и цитологические доказательства монофилии.

· Синтез полипептидов происходит в рибосомах. У эукариот рибосомы одинаковые.

· Микротрубочки обнаружены в жгутах, ресничках, центриолях всех эукариот.

· Реснички и жгутики эукариот имеют структуру 9 + 2.

· Мейоз сходен у диплоидных эукариот.

· У эукариот сходен механизм митоза.

· Процесс оплодотворения сходен у диплоидных эукариот.

· Эукариоты имеют сходное строение хромосом. Хромосомы имеют хромосомные белки гистоны. Молекулы гистона IV крупного рогатого скота и гороха имеют одинаковое число аминокислотных остатков и различаются только двумя заменами.

Эмбриологические доказательства монофилии:

· Сходство в дроблении яйца (зиготы) многоклеточных.

· Сходство гистогенеза многоклеточных.

· Сходство органогенеза многоклеточных.

· Сходство ранних стадий эмбрионов у позвоночных животных.

Человека.

Человек имеет сложную биосоциальную природу. С одной стороны, человек - это общественное существо, отличительной чертой которого является сознание, сформировавшееся на основе общественно-трудовой деятельности. С другой стороны, человек появился на Земле в результате длительного эволюционного процесса, произошёл из ствола животного мира, генетически связан с этим миром. Человек разумный (Homosapiens) является представителем типа Хордовые (Chordata), класса Млекопитающие (Mammalia), отряда Приматы (Primates), подотряда Человекообразные, или высшие приматы (Anthropoidea), надсемейства Гоминои-дов, или высших узконосых обезьян (Hominoidea, или Cercopilhecoidea), семейства Гоминид (Hominidae).

Представители приматов (включая человека) характеризуются следующими отличительными признаками:

- хорошо развита ключица;

- большой палец по крайней мере на одной паре конечностей противопоставляется всем остальным;

- первый палец стопы имеет плоский ноготь или лишён ногтя;

- кисть способна к пронации и супинации благодаря вращению локтевой кости вокруг лучевой;

- глазницы окружены костным кольцом, и глаза направлены вперёд;

- зубная система неспециализированная, присутствуют по крайней мере 3 типа зубов;

- отчётливо выражена слепая кишка;

- у самок развивается 1 пара молочных желёз;

- мозг всегда имеет затылочную долю и шпорную борозду;

- высоко развиты отделы нервной системы, обеспечивающие ловкие и тонкие действия мышц;

- хорошо развито цветовое стереоскопическое зрение, обеспечивающее точную оценку расстояния, что особенно важно при прыжках в кронах деревьев;

- обычно рождается один детёныш.

Однако ни один из перечисленных признаков в отдельности нельзя считать определяющим, так как порознь они достаточно часто встречаются в основном стволе млекопитающих, в примитивной форме - у древесных сумчатых и насекомоядных.

У человека и шимпанзе описано более 90% общих генов и около 350 сходных морфофизиологических признаков. Однако в морфофизиологиче-ском отношении человек весьма отличается от высших приматов. Многие анатомические особенности современного человека сформировались как результат общественно-трудовой деятельности его предков и отчётливо прослеживаются при сопоставлении с таковыми приматов.

Так, прямохождение, без которого был бы невозможен переход к трудовой деятельности, обусловило развитие характерных изгибов позвоночника (лордозы и кифозы). Шейный лордоз обеспечивает поддержание равновесия головы на позвоночнике. Следствием прямохождения является относительное удлинение бедра и голени и многочисленные изменения в скелете стопы, связанные с переносом на стопу всей тяжести тела: развитие «пятки», продольного и поперечного сводов пред-плюсно-плюсневой области, а также большого пальца ноги, который имеет со всеми пальцами ноги общую подошвенную поверхность и достаточно массивен. S-образный изгиб позвоночника и куполообразная форма стопы смягчают толчки и сотрясения при ходьбе. У человека сильно развиты также мышцы нижних конечностей. Существенно расширившийся в связи с вертикальным положением тела таз принял на себя давление всех органов. Кисть более подвижна, значительно увеличены размеры I пальца, мускулатура которого стала к тому же более дифференцированной. У человека отсутствуют надглазничные валики, амортизирующие удары, а также костные черепные гребни, к которым прикрепляются сильные челюстные мышцы. Ряды зубов человека расположены в форме параболы, а у обезьян - в виде латинской буквы V. Клыки обезьян значительно крупнее, а коронки коренных зубов выше, чем у человека. Человеку характерна некоторая асимметрия передних конечностей (у 75% людей правая рука несколько длиннее левой и лишь у 7% левая длиннее правой, у 15% людей они равны). У животных такой резко выраженной асимметрии не наблюдается.

Мозговой череп у человека значительно превосходит по размерам лицевой, большого объема достигает головной мозг (1350-1500 г), масса которого в 3-4 раза превосходит массу мозга шимпанзе и горилл. Мозг человека составляет 1/40 веса тела, а у обезьян - 1/60-1/200 веса их тела. Кроме того, у человека редуцирован волосяной покров, удлинён период детства, составляя 1/5 продолжительности жизни (у приматов -1/6-1/13). У человека развита вторая сигнальная система (т.е. звуковой и письменный язык и связанное с ним отвлечённое мышление), чего нет ни у одного животного и чему не удалось обучить ни один животный организм.

Описанные признаки указывают на коренное отличие человека от животных, в том числе и от приматов. Современные приматы - достаточно специализированные животные, и человек не мог произойти от них, а мог иметь лишь общих с ними предков.

Среда как эволюционное понятие. Решение вопроса биологической целесообразности. Проблема наследования благоприобретенных признаков в истории эволюционного учения. Модификационная изменчивость.

Среда – среда, окружающая особей, обусловленная совокупностью факторов, способная оказывать воздействие на эволюционный процесс. Биологическая целесообразность – приспособленность организмов к определенным условиям жизни. Является результатом исторического развития этих форм. Впервые научно обоснована Ч. Дарвином.в дарвинизме в единую форму слились объяснения эволюции адаптаций и видообразования, что и определило собой принципиальное решение проблемы органической целесообразности. Проблема о наследовании благоприобретенных признаков

Вопрос о наследовании или ненаследовании приобретенных признаков связан с альтернативой в объяснении причин эволюционного процесса – признания эволюции на основе ламаркистского принципа прямого приспособления или на основе дарвиновского принципа естественного отбора.

Взгляды самого Дарвина на эту проблему менялись и нельзя сказать, что он пришел к какому - то однозначному ответу на вопрос о наследования благоприобретенных признаков. Он допускал наследование благоприобретенных признаков в тех случаях, когда полезность нового признака и тем самым его подвластность его действию естественного отбора установить не удалось. Следует помнить, что Дарвин пользовался аргументацией примерами, а для решения этой проблемы экспериментальным путем время еще не пришло.

Первые попытки такого рода относятся к сер. XIXв. Однако наибольшее количество работ по этой проблеме было проведено в 20-30гг XXв

Исследовались возможности наследования механических температурных, пищевых воздействий, приобретенного иммунитета, а также форм поведения

Механические повреждения

Во второй пол. XIXв была сделана попытка обнаружить наследования изменений вызванных мех.воздействием на ЦНС и периферическую НС – опыты Броун-Секара. Он перерезал у морских свинок седалищный нерв или рассекал спиной мозг, после чего наблюдал эпилептоформные припадки и по его данным у потомков наблюдались точно такие же припадки, а также морфологические нарушения ушей и глаз. И хотя опыты Б-С повторялись, но таких данных получено не было (можно привести пример Мечникова)

Температурные воздействия

1894-1902гг Штанфус воздействовал пониженной температурой на гусениц крапивницы и из них вывелись более темные бабочки. В результате их скрещивания в потомстве получил 1 б. Темную бабочку. (но т. к. генетически материал не был изучен, то не понятно возможно это мутация) Кроме того, такие же опыты проводили Фишер. Тауер.

Поведение

Возможность наследования приобретенных форм поведения высказывали многие физиологи. Бехтерев писал, что привычные действия, выработанные путем долгого упражнения могут наследоваться.

Павлов был1 из немногих физ-гов, сделавший попытку выянить экспериментом и в 1923г он доложил ссылаясь на работу своего сотрудника Студенцова, что условные рефлексы наследуются. Хотя в дальнейшем он никогда не упоминал об этом докладе. (после разговора с Кольцовым)

В истории попыток экспериментально подтвердить наследование благоприобретенных признаков следует выделить работы Пауля Камерера.

Эти опыты многообразны, касались наследования признаков под влиянием света, тепла температуры, изменения окраски под воздействием цвета почвы. Опыт с жабой повитухой появление у 3 поколения, воспитывающегося при повышенной t-ре брачных мозолей, в норме отсутсвующих. в результате было выяснено, что под кожу быловведено в-во сходное с тушью.

Все эксперименты были выполнены без учета генетики подопытных, не приведена статистика. Т. е нарушены правила выполнения опытов и поэтому они не служат доказательством наследования благоприобретенных признаков.

Модификационная изменчивость-Изменчивость, не связанная с изменением генотипа, возникающая у организмов под влиянием условий среды и приводящая к разнообразию фенотипов, называется модификационной. При этом возникшее конкретное модифицированное изменение признака не наследуется, но диапазон такой изменчивости, или норма реакции, генетически детерминирована и наследуется. Модификации сохраняются лишь на протяжении жизни данного организма. Изменения фенотипа являются реакцией на изменяющиеся факторы среды и не выходят за пределы нормы реакции.Модификационной изменчивости подвержены как количественные, так и качественные признаки. Возникновение модификаций связано с тем, что такие важнейшие факторы среды, как свет, тепло, влага, химический состав и структура почвы, воздух, воздействуют на активность ферментов и в известной мере изменяют ход биохимических реакций, протекающих в развивающемся организме. Этим, в частности, объясняется появление различной окраски цветков у примулы и шерсти у гималайских кроликов.Модификационная изменчивость в естественных условиях носит приспособительный характер и в этом смысле имеет важное значение в эволюции. Обусловленные нормой реакции адаптивные модификации дают возможность организму выжить и оставить потомство в изменившихся условиях среды.

№152.Доказательства единства органического мира на молекулярном, клеточном и других

12345678910Следующая ⇒

Поделиться: