Понятие об эволюции. Что такое эволюция в биологии? Движущие силы, законы, примеры

Биологическая эволюция - это историческое развитие органического мира. Слово «эволюция» латинское и в переводе означает - «развертывание», а в широком смысле - всякое изменение, развитие, преобразование. В биологии слово «эволюция» было впервые использовано в 1762 г. швейцарским естествоиспытателем и философом Ш. Бонне.

Жизнь возникла на Земле около 3,5 млрд. лет назад. Предшественниками первых организмов были сложные органические белковые соединения, образовывавшие студенистые комочки, так называемые коацерватные капельки. Эти капельки, плававшие в первичном океане, были способны расти, усваивая из окружающей среды различные питательные вещества. Они распадались на дочерние капельки, из которых дольше существовали более совершенные. Строение коацерватов постепенно усложнялось, у них образовалось ядро и другие элементы живой клетки. Так появились простейшие одноклеточные организмы.

Проходили тысячелетия, и строение живых существ в результате естественного отбора все более совершенствовалось. У некоторых из этих простейших организмов появилась способность поглощать энергию солнечного луча и строить в своем теле из углекислого газа и воды органические вещества. Так возникли первые одноклеточные растения- синезеленые водоросли.

Другие живые существа сохранили прежний способ питания, но пищей им стали служить первичные растения. Это были первые животные.

В дальнейшем в результате эволюции из одноклеточных простейших возникли первые многоклеточные организмы-губки, археоциаты (вымершие беспозвоночные животные), кишечнополостные. Постепенно мир растений и животных становился сложнее и разнообразнее, они заселили и сушу.

По их ископаемым остаткам - отпечаткам, окаменелым скелетам-ученые установили, что чем древнее организмы, тем они проще устроены. Чем ближе к нашему времени, тем организмы становятся сложнее и все более похожими на современных.

В результате развития органического мира на Земле появились высшие растения и высокоорганизованные животные. От млекопитающих - ископаемых человекообразных обезьян - произошел человек.

Такова краткая схема эволюции жизни на нашей планете.

Эволюция-одна из форм движения в природе. Оно непрерывно и постепенно приводит к качественным и количественным изменениям живых организмов, которые подвержены воздействию как неживой природы, так и других организмов.

Изучением причин и закономерностей эволюции в биологии занимается эволюционное учение-комплекс знаний об историческом развитии живой природы. Основой этого учения является эволюционная теория.

Еще философы античного мира-Эмпедокл, Демокрит, Лукреций Кар и другие - высказывали гениальные догадки о развитии жизни. Но прошло еще много веков, прежде чем в науке накопилось достаточно фактов, позволивших ученым открыть изменяемость видов, а затем создать теорию, объясняющую происходящий в природе эволюционный процесс.

Во второй половине XVIII-первой половине XIX в. Ж. Бюффон и Э. Ж. Сент-Илер во Франции, Э. Дарвин в Англии, И. В. Гёте в Германии, М. В. Ломоносов, А. И. Радищев, А. А. Каверзнев, К. Ф. Рулье в России и другие создали учение об изменяемости видов животных и растений, противоречившее учению церкви об их сотворении богом и неизменности. Однако они не рассматривали причин, которые приводят к этим изменениям.

Первая попытка создать эволюционную теорию была сделана французским естествоиспытателем Ж. Б. Ламарком (1744-1829). В своем труде «Философия зоологии» (1809) он изложил целостную теорию происхождения видов, но и он не смог правильно объяснить, каковы движущие силы развития органического мира.

Подлинно научную эволюционную теорию создал английский естествоиспытатель Чарлз Дарвин. Она была изложена в книге «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь», 1859). Дарвину удалось определить движущие силы - факторы эволюционного процесса. Это неопределенная изменчивость, борьба за существование, естественный отбор.

В результате борьбы за существование выживают наиболее приспособленные к условиям жизни организмы, а менее приспособленные, слабые устраняются от размножения или гибнут. Благодаря естественному отбору у растений и животных накапливаются и суммируются полезные наследственные изменения, а также возникают новые приспособления (адаптации).

Борьба за существование и естественный отбор - важнейшие движущие факторы эволюции, они взаимосвязаны между собой. Именно они определяют дальнейшее существование организма. В процессе биологической эволюции возрастает и число видов живых организмов. Образование новых видов в природе - важнейший этап в процессе эволюции.

В результате эволюционного процесса изменяется генетический состав популяций, преобразуются биоценозы и биосфера в целом.

Эволюционное учение и его ядро - биологическая эволюционная теория - основа современной прогрессивной биологии.

направленное изменение любого процесса, системы, предмета, имеющего необратимый характер. Это изменение всегда происходит в реальном (динамическом или историческом) времени. Эволюция бывает различных видов: 1) от простого к сложному и обратно, 2) прогрессивная и регрессивная, 3) линейная и нелинейная, 4) стихийная и сознательная и т. д. Как правило, происходит постепенно, путем накопления большого количества микроизменений явления. Большую роль направленные изменения играют не только в биологической, а тем более - социальной сфере, но и в физических и химических процессах, а также - в познавательной сфере. (См. изменение, прогресс, революция).

Отличное определение

Неполное определение ↓

Эволюция

(Evolution). Книга Ч. Дар вина "Происхождение видов" (1859) вызвала бурные споры между теологами и учеными. Защитники Дарвина подняли ее на щит как новое слово в науке, с помощью крого можно заново истолковать весь опыт существования человечества. Другие называли теорию эволюции порождением дьявола, не имеющим никакой научной ценности. Но большинство людей занимает промежуточную позицию. В данной статье мы попытаемся проанализировать разные теории, объясняющие происхождение человека, и связать их с библейским рассказом о сотворении человека, а также изложить критику этих теорий.

Либеральные воззрения. Современник Дарвина О. Конт выдвинул эволюционную теорию трех стадий развития религии: (1)фетишизм отдельная воля, края воздействует на материальные предметы; (2) политеизм множество богов, действующих через неодушевленные предметы; (3) монотеизм единая, абстрактная воля, управляющая всей вселенной. Либеральные теологи применили эту теорию для толкования Библии (концепция " постепенного откровения"). Согласно этой теории, Бог открывался людям постепенно сначала как жестокий, безжалостный тиран ВЗ, Который относился к ним как к временным членам общины, не имеющим никакой личностной ценности. Но представления о Боге менялись через страдальческий опыт Вавилонского пленения Израиль приходит к напряженному ожиданию личностного Бога, выраженному в псалмах, и, наконец, к вере в Иисуса Христа личностного Спасителя и Господа каждого христианина.

Рост критики высокого уровня способствовал развитию либеральной экзегезы. Комментируя Пятикнижие, либералы поставили под сомнение не только авторство Моисея, но и подлинность библейского рассказа о сотворении мира и о потопе изза их мнимого сходства с вавилонским эпосом " Энума элиш ". Отныне либеральные теологи считают Библию великим литературным памятником и наряду с необходимыми, жизненно важными истинами находят в ней множество чисто человеческих ошибок и устаревших учений.

Католический теолог и антрополог П. Тейяр де Шарден (18811955) рассматривал теорию эволюции в библейском контексте. Он пытался истолковать христианское благовестив с точки зрения эволюции. Согласно его концепции, первородный грех не следствие непослушания первых людей, но, скорее, действие отрицательных сил контрэволюции, т.е. зла. Это зло механизм творения незавершенной вселенной. Бог творит мире начала времен, постоянно преобразуя вселенную и человека. Кровь и крест Христовы символы нового возрождения, посредством крых развивается мироздание. Соответственно, Христос уже не Спаситель мира, а вершина эволюции, определяющая его движение и смысл. Тогда христианство это прежде всего вера в постепенное объединение мира в Боге. Миссия Церкви облегчение человеческих страданий, а не духовное искупление мира. Эта миссия непосредственно связана с неизбежным прогрессом, порожденным эволюцией.

Взгляды евангельских христиан. Евангельские христиане считают Библию Словом Божьим и единственным безошибочным ориентиром веры и поведения. Тем не менее среди евангельских христиан широко распространены, по крайней мере, четыре теории, соотносящие библейскую экзегезу с открытиями в современной науке: (1) теории о людях до Адама, (2) "фундаменталистский креационизм ", (3) теистический эволюционизм и (4) теория постепенного сотворения мира.

Теории о людях до Адама. Эти теории распадаются на две группы. "Теория интервала" говорит о том, что после сотворения неба и земли и перед ситуацией, описанной в Быт 1:2, имел место хронологический разрыв, во время крого великий катаклизм опустошил землю. В подтверждение обычно цитируют Иер 4:2326; Ис 24:1; 45:18. Согласно этой теории, ранние человеческие останки свидетельствуют о людях до Адама, чье сотворение описано в Быт 1:1. Теория двух Адамов утверждает, что первый Адам из Быт 1 был Адамом давно минувшего каменного века, а второй Адам из Быт 2 Адамом нового каменного века и пращуром современного человека. Т.о., вся Библия повествует о падении и спасении Адама нового каменного века и его потомков.

"Фундаменталистский креационизм". Он включает все теории, согласно крым сотворение мира, описанное в Быт 1, буквально продолжалось двадцать четыре часа. Эти представления предполагают,что возраст Земли насчитывает 10 тыс. лет, а большая часть современных (если не все) органических ископаемых образовалась в результате Всемирного потопа. Они принимают хронологию, разработанную архиепископом Дж. Ашером (15811656) и Дж. Лайтфутом, края строится на предположении, что библейская генеалогия должна была служить основой хронологии. Сторонники "фундаменталистского креационизма" отвергают всякое эволюционное развитие организмов и объясняют современные видовые различия различиями среди первоначальных организмов, созданных Богом. С их точки зрения, теория эволюции это кульминация атеистического мировоззрения, к-рое подрывает авторитет Библии и ставит под сомнение рассказ о сотворении мира. Тем самым всякий эволюционный подход к рассказу из Быт 1 означает удар по христианской вере.

Теистический эволюционизм. Сторонники этой теории видят в Быт аллегорию и поэтическое изложение духовных истин о зависимости человека от Творца и отпадении от Божьей благодати. Теистические эволюционисты не сомневаются в достоверности Библии. Они также признают, что Бог сотворил человека в процессе органической эволюции. Они верят, что Библия лишь говорит нам о том, что Бог сотворил мир, но не открывает, как Он его творил. Наука предложила механистическое объяснение происхождения жизни в терминах эволюционной теории. Но два уровня объяснения должны дополнять друг друга, а не противоречить один другому. Несмотря на необходимость отказаться от историчности грехопадения, теистические эволюционисты понимают, что теория органической эволюции, встроенная в христианское понимание происхождения жизни, не может поколебать фундаментального христианского учения о первородном грехе и необходимости искупления.

Теория постепенного сотворения мира. Эта теория стремится соединить науку и Св. Писание. Сторонники этого взгляда пытаются поновому интерпретировать Св. Писание, ориентируясь на новые научные открытия. Не отметая неопровержимых научных данных, свидетельствующих о древнем возрасте Земли, они видят в традиционной теории "днейэпох" изображение долгого периода времени, а не сутки, состоящие из 24 часов. Они считают это толкование здравой экзегезой, соответствующей древнему возрасту Земли.

Представители этого направления осторожны в своих оценках научной теории эволюции. Они принимают лишь микроэволюционную теорию, согласно крой мутации, образовавшиеся в результате естественного отбора, способствовали видовому разнообразию. Они скептически относятся к макроэволюции (от обезьяны к человеку) и к органической эволюции (от молекулы к человеку), поскольку эти теории не согласуются с хорошо изученным механизмом естественного отбора. Поэтому для сторонников постепенного сотворения мира современные различия организмов суть результат видовой дивергенции и следствие микроэволюции, начавшейся с прототипов, изначально созданных Богом. Существует по меньшей мере три варианта теории "днейэпох": (1)теория, согласно крой "день" это геологический период, и каждому дню творения из Быт 1 соответствует определенная геологическая эра; (2)теория "прерывистого дня" каждой стадии творения предшествовал день, состоявший из 24 часов; (3) теория перекрывающихся "днейэпох" каждая эра творения начинается фразой: "И был вечер, и было утро ", но отчасти совпадает с другими эрами.

Критика. Либеральный эволюционизм. Влияние гуманизма с его преувеличенной аналитической критикой, стремившейся устранить из Библии все иррациональное и сверхъестественное, привело к тому, что в Св. Писании стали видеть просто великую религиозную книгу, а не Слово Божье. Единственной истиной Св. Писания с его отжившими преданиями стали считать человеческий опыт, нашедший выражение в еврейских чаяниях личного освобождения, а завершение в личности Иисуса Христа. Однако попытка свести смысл Библии к поиску личного спасения оказалась неудачной. Слишком часто она оборачивалась многословной чувствительностью, не имеющей отношения к истине и историчности библейского повествования.

Либеральный эволюционизм поместил человека в замкнутое пространство относительной этики, где отсутствовали моральные критерии, с помощью крых он мог бы оценивать противоречащие друг другу моральные ценности, утверждаемые им самим и другими людьми.

Теории о людях до Адама. По мнению некрых ученых, "теория интервала" несостоятельна по двум причинам: (1) она не подтверждается библейскими свидетельствами; (2) ее придумали верующие геологи, стремившиеся примирить явные противоречия создание света и растений прежде появления Солнца и древность человеческих останков. Ссылки на Иер 4:23; Ис 24:1 и 45:18, якобы свидетельствующие о Божьем суде над Его творением прежде событий, описанных в Быт 1:2, большая натяжка. Из контекста видно, что эти отрывки возвещают грядущие события. Слово "был" в Быт 1:2, к-рое сторонники этой теории толковали как "становился", нужно понимать именно как "был", поскольку никакое иное толкование из контекста не вытекает. Слово "наполняйте" в Быт 1:28 следует понимать буквально, а не "наполняйте вновь ", как предлагает эта теория, пытаясь изобразить некогда заселенную Землю, края подверглась опустошению. Теорию двух Адамов нельзя признать экзегетически правомерной; к тому же она противоречит идее единства рода человеческого, крую разделяют все антропологи и ортодоксальные теологи.

"Фундаменталистский креационизм" . Основная трудность, встающая перед сторонниками этого взгляда, как объяснить древний возраст Земли. Поскольку атеистические теории эволюции рассматривают огромные периоды времени, представители данного направления мысли утверждают, что концепция древнего возраста Земли это компромисс с атеизмом, подрывающий христианскую веру. Поэтому они отвергают принцип униформизма (" настоящее ключ к прошлому") и все методы датировки, крые подтверждают древнее происхождение Земли в пользу всемирного катаклизма. Однако изза отсутствия явных свидетельств о Всемирном потопе и объяснения удивительного распределении различных животных на разных континентах теория Всемирного потопа остается попрежнему недоказанной. К-ром е того, ее сторонники пренебрегают множеством данных, подтверждающих микроэволюционные процессы, крые можно наблюдать в природе и в лабораторных условиях. Многие увидели в этом предвзятом подходе к научным открытиям, опирающемся на специфическую библейскую экзегезу, продолжение средневекового мракобесия, охватившего Церковь во времена коперниковской революции.

Теистический эволюционизм. Если человек продукт случайных событий естественного отбора, то теистические эволюционисты должны убедить секулярный мир в сверхъестественном происхождении человека,сотворенного по образу и подобию Божьему, и в справедливости учения о первородном грехе. Аллегорическое толкование рассказа о сотворении мира наносит удар по этим двум важнейшим христианским учениям. Отрицая историчность первого Адама, эта точка зрения ставит под сомнение смысл распятия Христа Второго Адама (Рим 5:1221) и тем самым все христианское благовестив.

Тексты Быт 1:12:4 соотнесены друг с другом и вводятся повторяющимися фразами. Поэтому некрые теистические эволюционисты говорят о " поэтике" этих структур. Однако такая интерпретация неубедительна по двум причинам. Вопервых, рассказ о сотворении мира в Быт 1:12:4 не похож ни на одно известное поэтическое произведение.

Рассказ из Быт не имеет параллелей в обширной библейской поэзии и внебиблейской семитской литературе. Заповедь соблюдать субботу объясняется событиями первой недели сотворения мира (Исх 20:811). Аллегорическое толкование не может стать фактической основой этой заповеди, и потому оно неубедительно.

Одиннадцать стихов, оканчивающихся словами: "Вот родословие [житие]..." из первых тридцати шести глав Быт воспроизводят историческую картину первобытной и патриархальной жизни(1:12:4; 2:55:1; 5:26:9а; 6:9610:1;10:211:10а; 11:10б27а;11:27625:12; 25:1319а; 25:19636:1; 36:29; 36:1037:2). НЗ рассматривает события, описанные в Быт, как реально существовавшие^ 10:6; 1 Кор 11:89).

Создание Евы (Быт 2:2122) тоже представляет собой загадку для теистических эволюционистов, принимающих натуралистическое объяснение происхождения человека от животного. Больше того, в Быт 2:7 сказано: "И создал Господь Бог человека из праха земного, и вдунул в лице его дыхание жизни, и стал человек душею живою". Хотя процесс сотворения подробно не описан, в первых главах Быт передана мысль о создании человека из неорганического вещества, а не из прежде существовавшей живой формы.

Евр. слово, означающее "душа живая" (Быт 2:7), тождественно выражению из Быт 1:2021,24: "...да произведет вода пресмыкающихся, душу живую..." В оригинале во всех этих стихах стоит слово nepes (" душа"). Разница между человеком и животными в том, что человек сотворен по образу Божьему, а животные нет. Поэтому в Быт 2:7 подразумевается, что люди стали живыми душами, как все остальные животные. Поэтому эти стихи нельзя толковать так, будто люди возникли из предшествующего им животного существа.

Религиозные эволюционисты слишком доверяют теории органической эволюции, до сих пор обоснованно не сформулированной. В своем стремлении примирить натуралистический и религиозный подходы к вопросу о происхождении жизни они невольно проявляют непоследовательность, отрицая чудо сотворения мира, но принимая сверхъестественный характер христианского благовестия. Эта непоследовательность отчасти связана с представлением о том, что реальность можно анализировать на многих уровнях, каждый из крых в той или иной степени завершен. Так возникает другая трудность (с целостной христианской точки зрения) реальность распадается на духовную и физическую. Подобный дуализм таится в теистическом эволюционном подходе к человеку как продукту естественной эволюции и духу, крый Бог "вдунул" в него посредством сверхъестественного акта.

Постепенное сотворение мира. Сторонники этой позиции утверждают, что, к-ром е научных данных, свидетельствующих о древнем возрасте Земли, есть и библейские свидетельства, доказывающие, что "день" в Быт можно понимать как неопределенно долгий период времени и что библейские родословия не могут служить основой для точной хронологии и не предназначались для этого.

Чтобы доказать, что день творения это долгий период времени, приводят следующие доводы. (1)Бог создал Солнце с функцией определения дней и лет лишь на четвертый день. Следовательно, первые дни состояли не из двадцати четырех часов. (2) Возражая против теории "днейэпох", обычно приводят четвертую заповедь, что не всегда оправданно, поскольку этот довод основан на аналогии, а не на тождестве. Установление субботнего года (Исх 23:10; Лев 25:37) как будто бы подтверждает, что суббота день отдыха. Люди должны отдыхать один день после шести дней работы, а земля должна отдыхать один год после шести лет жатвы, поскольку Бог трудился шесть "дней", а на седьмой почил. (3)Слова: "И был вечер, и было утро..." завершающие каждый "день творения ", не могут быть доводом в пользу теории обычного дня, состоящего из двадцати четырех часов. Слово "день" может означать отрезок времени неопределенной длины (Быт 2:4; Пс 89:14) и вместе с тем дневной свет, противостоящий ночи (Быт 1:5); поэтому составные части "дня" тоже можно понимать аллегорически (Пс 89:56). Более того, если буквально понимать эти выражения, то вечер и утро вместе составляют ночь, а не день. (4) События шестого дня творения, описанные в Быт 2, повидимому, продолжались чрезвычайно долго. Эта временная протяженность выражена евр. словом happaam (Быт 2:23) "вот", к-рое произносит Адам. Это слово указывает на то, что Адам долго ждал подругу, и наконец его желание исполнилось. Данная интерпретация подтверждается тем, что это слово встречается в ВЗ в контексте истекшего времени (Быт 29:3435; 30:20; 46:30; Исх 9:27; Суд 15:3; 16:18).

Что касается библейских родословий, известный библеист У. Грин проанализировал их и пришел к выводу, что они не могут служить основой для точной хронологии. Другие библеисты подтвердили этот вывод. Грин установил, что в библейских родословиях приводятся лишь важнейшие имена, а остальные опущены, а слова "отец" "родил" "сына" употребляются в широком значении.

Традиционное толкование "дняэпохи" относит дни к различным геологическим периодам. Однако дни творения трудно соотнести с реальными ископаемыми остатками. К-ром е того, создание земной зелени, сеющей семя, и деревьев, приносящих плод, прежде создания животных представляет известную трудность, т.к. многие растения, приносящие семя и плоды, нуждаются в насекомых для опыления и оплодотворения. Теория прерывистых и перекрывающихся "днейэпох" решает эту проблему, предлагая следующую гипотезу: деревья, приносящие плод, и животные были созданы одновременно. Современная модель происхождения Земли и Солнечной системы хорошо согласуется с рассказом из Быт. Согласно теории Большого взрыва, Вселенная расширялась из сверхплотного состояния. Тринадцать миллиардов лет назад произошел взрыв, и в процессе постепенного охлаждения Вселенной образовалось межзвездное вещество, из крого возникли галактики, звезды, Земля и другие планеты. События первых трех эпох сотворения мира соответствуют современной теории происхождения Земли и планет из темной газовопылевой туманности. В ней содержался водяной пар, из крого высвободился кислород, необходимый для фотосинтеза растений.

Все эти три модели предполагают процесс изменения после сотворения каждого прототипа живых организмов. Интерпретируя седьмой день творения, когда Господь почил, модель перекрывающихся "днейэпох" предлагает следующую гипотезу: сотворение мира было окончено в конце шестого дня (Быт 1:31), а в седьмой день Бог отдыхал. Эта концепция согласуется с традиционными представлениями. Однако, согласно модели "прерывистого дня", сотворение мира продолжается, и мы живем в эпоху, края началась в шестой солнечный день и пролегла между шестым и седьмым днем творения. Бог продолжает творить, преобразуя неорганическую и органическую природу. Седьмой день безусловный день покоя (Евр 4:1) начнется лишь после рождения нового неба и новой земли (Откр 21:18). Это позднейшее воззрение создает определенные трудности в истолковании Быт 2:1: "Так совершены небо и земля и все воинство их ".

Проблемы, с крыми сталкивается " постепенный креационизм ", не столь непреодолимы, как те, что встают перед другими моделями, потому что он сознательно пытается связать науку со Св. Писанием. Но есть две более сложные проблемы. (1) Как соотносится древнее происхождение человека с высокоразвитой цивилизацией, описанной в Быт 4? Несмотря на отсутствие древних остатков материальной культуры, физическая антропология предполагает, что человек, вероятно, существует на Земле миллионы лет. Поэтому первая важная проблема как объяснить огромный интервал времени между возникновением человека и человеческой цивилизацией, возникшей за 9тыс. лет до н.э.? Попытки сгладить трудности включают ссылки на цивилизацию Каина и Авеля, описанную в Библии крайне скупо, и на предположительно исчезнувшую цивилизацию (Быт 4:12), погибшую вследствие греха. Человеческая культура могла появиться заново с наступлением неолита, около 11 тыс. лет назад. (2) Каковы масштабы потопа? Изза отсутствия явных свидетельств о Всемирном потопе многие сторонники " постепенного креационизма " принимают теорию местного потопа, крый захлестнул лишь Месопотамию. Главный довод этой теории состоит в том, что имела место своеобразная метонимия древние восточные памятники письменности называют значительную часть вместо целого (см. Быт 41:57; Втор 2:25; 1 Цар 18:10; Пс 22:17; Мф 3:5; Ин 4:39; Деян 2:5). Т.о., " всемирность " потопа может означать универсальность опыта тех, кто о нем рассказывал. Да Моисей и не мог представить себе Всемирный потоп, не зная истинных размеров Земли.

Заключение. Либеральные эволюционисты поставили под сомнение надежность моральных суждений человека. Сторонники "фундаменталистского креационизма" придерживаются определенных теологических традиций, крые умаляют объективность науки. Теистические эволюционисты сдают важные теологические позиции атеистам и либералам,предлагая аллегорическое толкование сотворения мира и грехопадения. Сторонники "постепенного креационизма" в состоянии, как представляется, сохранить целостность и Св. Писания, и науки.

Р. Р. Т. Pun (пер. А. К.) Библиография: R. J. Berry, Adam and Аре: А Christian Approach to the Theory of Evolution; R. Bube, The Human Quest; J. О. Busweli, Jr., Systematic Theology of the Christian Religion; H.M. Morris, Biblical Cosmology and Modern Science; R.C.Newman and H.J. Eckelmann, Jr., Genesis One and the Origin of the Universe; E. К. V. Pearce, Who Was Adam? P.P.T. Pun, Evolution: Nature and Scripture in Conflict? B. Ramm, The Christian View of Science and Scripture; J.C.Whitcomb and H.M. Morris, The Genesis Flood; E.J. Young, Studies in Genesis One.

См. также: Творение, учение о нем; Человек (его происхождение); Возраст Земли.

Отличное определение

Неполное определение ↓

Естественное явление изменения популяций, видов, высших таксонов, биоценозов, флора и фауна, генов и признаков во времени в ходе истории Земли.

Научные теории эволюции объясняют, как происходит эволюция, которые ее механизмы.

Общая характеристика

Строго говоря, биологическая эволюция — процесс изменения с течением времени в наследственных характеристиках, или поведении популяции живых организмов. Наследственные вехи есть закодированные в генетическом материале организма (обычно ДНК). Эволюция согласно синтетической теории эволюции, прежде всего, является следствием трех процессов: случайных мутаций генетического материала, случайного генетического отклонения (англ. Genetic drift) и не случайного естественного отбора в пределах групп и видов.

Естественный отбор, один из процессов, который управляет эволюцией, является результатом различий в шансах на воспроизведение между особями популяции. Это обязательно следует из следующих фактов:

• Естественная, наследственная вариация существует в пределах групп и среди видов
• Организмы надродючи (количество потомков превышает предел гарантированного выживания)
• Организмы в отличные по способности выжить и возродиться
• В любом поколении, те, что воспроизводятся успешно обязательно передают свои наследственные цихи к следующему поколению, когда же неудачные воспроизводители этого не делают.

Если свойства увеличивают эволюционную пригодность индивидуумов, которые несут их, то те индивидуумы вероятнее выживают и воспроизводятся, чем другие организмы популяции. Так они передают больше копий удачных наследственных черт к следующему поколению. Соответствующее уменьшение пригодности из-за вредных цихи приводит к их зридшення. Со временем, это может приводить к приспособлению: постепенное накопление новых этих (и сохранение существующих, которые в целом приспосабливают популяцию живых организмов к их окружения и экологической ниши.

Хотя естественный отбор не случаен по своей форме действия, другие капризны силы имеют сильное влияние на процесс эволюции. В поло воспроизводимых организмах, случайное генетическое отклонение приводит к наследственным этих, которые становятся достаточно общими просто благодаря стечению обстоятельств и случайном спариванию. Этот бесцельный процесс может быть влиятельными от естественного отбора в определенных ситуациях (особенно в маленьких группах).

В разных окружениях, естественный отбор, случайные генетические отклонения и крошка случайности в мутациях, которые появляются и хранятся, могут заставить различные группы (или части группы) эволюционировать в разных направлениях. При достаточном разногласия, две группы поло воспроизводимых организмов могут стать достаточно отличными, чтобы образовать отдельные вид, особенно, если способность к межвидового скрещивания между двумя группами потеряно.

Опыты показывают, что все живые организмы на Земле имеют общего предка. Этот вывод был сделан, основываясь на общей наличии Л-аминовых кислот в белках, наличия общего генетического кода во всех живых существ, возможности классификации по наследству по категориям, вкладываемые, гомологии последовательностей ДНК и общности найпидставовиших биологических процессов.

Хотя первые упоминания об идее эволюции достигают давности, новейшей, современной формы она приобрела в трудах Альфреда Уоллеса и Чарльза Дарвина в их совместной статье в Линнеевського общества в Лондоне (Linnean Society of London) и позже в книге Дарвина «Происхождение видов» (1859). В 1930-х гг. Синтетическая теория эволюции объединила эволюционную теорию с генетикой Грегора Менделя.

Эволюция организмов происходит из-за изменений в наследственных признаках. Например, цвет глаз у человека есть наследственным признаком, которую индивид получает от своих родителей. Наследственные признаки контролируются генами. Совокупность генов одного организма является его генотипом.

Совокупность всех признаков, формирующих структуру и поведение организма называется фенотипом. Эти признаки возникают в результате взаимодействия генотипа этого организма с условиями внешней среды. То есть не каждый фенотипической признак организма наследуется. Например, загар обусловлена ​​взаимодействием генотипа человека с солнечным светом, таким образом загар не успадкуеться. В общем, люди загорают по-разному, что следует из их генотипа. Например, у некоторых людей присутствует такая наследственный признак как альбинзим. Альбиносы не загорают и очень чувствительны к солнечному излучению — они легко получают солнечные ожоги.

Причины эволюции

Матричное копирование с ошибками

В основе жизни на Земле лежит процесс копирования молекул нуклеиновых кислот — ДНК и РНК. Процесс копирования осуществляется матричным принципом комплементарности: одна молекулы нуклеиновой кислоты может образовать парную для себя, а с этой парной молекулы считывается молекула, идентична исходной. Таким образом, молекулы ДНК и РНК способны к неограниченному размножению.

При копировании непременно возникают ошибки из-за несовершенства системы репликации. Через эти ошибки копии ДНК и РНК содержат небольшие различия, которые, однако, нарастают с течением времени. Такой процесс самовитворення с изменениями называют конвариантною редупикациею.

К неограниченного воспроизведения с ошибками способны некоторые неодушевленные системы, например, кристаллы или некоторые химические циклы. Но живое отличается тем, что может передавать эти ошибки в неизменном виде следующим поколениям. Эти ошибки, или мутации, практически не меняют физико-химические свойства молекул нуклеиновых кислот, но влияют на информацию, считывается из них живыми организмами. Таким образом, живые организмы проявляют наследственность и изменчивость своих признаков, к которым приводят соответственно копирования и мутации в молекулах нуклеиновых кислот.

Гомеостаз и стабильность онтогенеза

Постоянное воспроизводство ДНК с ошибками приводит к тому, что имеется в каждой молекуле генетическая информация со временем сильно меняется. Современные живые организмы имеют системы защиты от избыточного изменения последовательности нуклеотидов молекулы ДНК. К ним относятся ферменты репарации, подавители мобильных элементов генома, противовирусные защитные механизмы и т.

Тем не менее, гены все равно передаются в следующее поколение с некоторыми изменениями, в результате чего популяция живых организмов одного вида обычно не содержит особей, в которых вся последовательность ДНК одинакова. При этом фенотипическая изменчивость зачастую меньше генетическую, поскольку взаимодействия между различными генами в онтогенезе подавляют влияние изменений в отдельных генах. Таким образом, многоклеточные организмы достигают стабильности индивидуального развития, приводит к сохранению видового нормы.

Выборочное выживания и размножения

Молекулы РНК и ДНК, а также живые организмы размножаются с разной эффективностью в зависимости от собственных свойств и условий окружающей среды. Организмы могут погибнуть, не дожив до времени размножения, а те, что выжили, оставляют разное количество потомков. Те организмы, выживших и эффективно размножились, смогли это сделать через две группы причин: соответствие их вариантов генов условиям среды или стечения обстоятельств, не связанные с «качеством» аллелей. Согласно влияние первой группы на распространение аллелей в популяции описывается понятием естественный отбор, а второй группы — понятием генетический дрейф.

Естественный отбор

Естественный отбор — это выборочное переживания (длительное выживание) и размножения наиболее приспособленных к условиям окружающей среды особей в популяции. Чем больше приспособлена растение или животное, тем больше вероятность ее дожития до репродуктивного периода, а также тем больше потомков она оставит. Приспособленность зависит от наличия в генотипе особи аллелей генов, способствующих переживанию и размножению. Поскольку все организмы в популяции имеют различные генотипы, то при стабильных условиях количество носителей более выгодных в этих условиях аллелей генов будет расти в поколениях.

Кроме того, условия среды создают конкуренцию за выживание и размножение между организмами. В связи с этим, организмы, обладающие аллелями, которые предоставляют им преимущество перед их конкурентами, передают эти аллели потомкам. Аллели, которые не предоставляют такого преимущества, не передаются следующим поколениям.

Генетический дрейф

Дрейф генов — это процесс изменений частоты аллелей, который вызывается причинами, которые не связаны с влиянием аллелей на приспособленность особей. Поэтому генетический дрейф относят к нейтральным механизмов эволюции генов и популяций. Соотношение между влиянием естественного отбора и дрейфа генов в популяции меняется в зависимости в силу отбора и эффективного размера популяции (число особей, способных к размножению). Естественный отбор обычно играет большую роль в больших популяциях, а дрейф генов преобладает в малых. Преобладание дрейфа генов в малых популяциях может даже приводить к фиксации вредных мутаций. Как результат, изменение численности популяции может значительно изменять ход эволюции. Эффект бутылочного горлышка, когда численность популяции резко снижается и в результате теряется генетическое разнообразие, приводит к большей однородности популяций.

Общий ход эволюции

Первые следы жизни на Земле датированы 3,5-3,8 млрд лет назад. Это остатки прокариотических жизни — строматолиты. Около 3 млрд лет назад появляются первые фотосинтетики, которыми были цианобактерии. Первые эукариот появились около 1,6-1,8 млрд лет назад. Это приводит к «кислородной катастрофы» — резкое повышение концентрации кислорода в атмосфере Земли. Многоклеточные эукариот возникали многократно в разных группах, однако первые надежные окаменелости имеют возраст около 750 млн лет назад (криогеновий период), а появление разнообразной океанической биоты связана с Вендский периодом (едиакарська биота, около 600 млн лет назад). Появление скелетных животных и их богатых остатков произошла в кембрийском периоде около 550-520 млн лет назад. Тогда появилось большинство современных типов животных.

В силурийском периоде растения впервые вышли на сушу. В девоне на суше поселились первые земноводные и членистоногие животные. В пермском периоде появились рептилии, которые доминировали на Земле на протяжении мезозойской эры. Несколько групп терапсидних рептилий дальше начало млекопитающим. В меловом периоде появились птицы и начался расцвет цветковых растений. В кайнозойскую эру доминировали млекопитающие, а также достигли расцвета насекомые. В антропогене одна из групп приматов, гоминиды дала начало эволюции человека. В плейстоцене-голоцении человек становится геологической силой, влияющей на эволюцию всей биосферы.

Свойства эволюции

Ход эволюции жизни обнаруживает несколько сквозных закономерностей, которые являются объективными и часто описаны математически. Эволюционная биология изучает дополнительные механизмы эволюции или новые возможности реализации исходных принципов, которые позволят коренным образом понять сущность этих закономерностей. Основные свойства эволюции таковы: появление адаптированных к среде организмов, морфо-функциональный прогресс, появление новых органов и структур (эмерджентность), переход к половому размножению, вымирание видов, рост биоразнообразия.

Адаптация

Современные виды выглядят хорошо приспособленными к условиям среды, в которой они существуют. При этом адаптации ограничены той средой, где они обычно используются: при перемещении организма в новую среду он часто становится полностью неприспособленным или по крайней мере менее приспособленным, чем «коренные» жители других условий. До появления эволюционной картины мира достаточно четкое соответствие свойств организма условиям его «родного» среды настолько поражала исследователей, они считали ее следствием действия сверхъестественных сил. Тем не менее, адаптация является почти обязательным следствием эволюции, поскольку менее адаптированы к условиям среды организмы делают все меньший вклад в генетическое разнообразие популяции благодаря естественному отбору. Вместе с тем, происхождение самых адаптаций необязательно зависит от отбора, а может быть побочным следствием других адаптаций или вообще стечению обстоятельств (следствием генетического дрейфа).

Прогресс и автономизация

В ходе эволюции безъядерные бактериальные клетки дают начало сложным клеткам эукариот. Эукариот в дальнейшем приобретают многоклеточности, образуют ткани и органы. Животные развивают нервную систему, имеют сложное поведение, которая позволяет им выживать во многих средах. Человек как верхушка эволюции животных достигла возможности жить в любых средах, в том числе и внеземных.

Эмерджентность

По ходу эволюции часто происходит перекомбинация частей организмов и генов, изменение функции старых структур. Однако некоторые процессы и части организмов возникали впервые. Фотосинтез у цианобактерий, белки репликации ДНК, аппарата трансляции, чешуя рыб и тому подобное.

Раздельнополость

Первые животные были гермафродитами, а среди высших гермафродитов почти нет.

Пол и рекомбинация

В бесполых организмов гены наследуются вместе (они привитыми) и не смешиваются с генами других индивидов во время размножения. Потомки же половых организмов содержат случайную смесь хромосом их родителей за счет независимого сортировки. В течение родственного процесса гомологичной рекомбинации половые организмы обмениваются ДНК между двумя гомологичными хромосомами. Рекомбинация и независимое сортировки не меняют частот аллелей, но меняют их ассоциативность друг с другом, производя потомков с новыми комбинациями аллелей. Пол обычно увеличивает генетическую изменчивость и может увеличить скорость эволюции. Однако, бесполость может иметь преимущества в определенных условиях, поскольку в некоторых организмов она эволюционировала повторно. Бесполость может позволить двум наборам аллелей генома дивергуваты и, как следствие, привести к возникновению новых функций. Рекомбинация позволяет равноправным аллелям, которые находятся вместе наследоваться независимо. Однако частота рекомбинаций низкая (примерно два случая в одну хромосому за одно поколение). Как результат, гены, размещаются рядом на одной хромосоме не всегда розтасовуються друг от друга в процессе генетической рекомбинации и имеют тенденцию наследоваться вместе. Этот феномен носит название сцепления генов. Сцепление генов оценивается путем измерения частоты появления двух аллелей на одной хромосоме (измерение неравновесного сцепления генов). Набор аллелей, которые обычно успадковуютсья вместе называется гаплотипом. Это имеет важное значение когда один из аллелей определенного гаплотипа предоставляет большое преимущество в борьбе за существование: положительный естественный отбор приведет селективное чистки (англ. Selective sweep), которое приведет к тому, что частота других аллелей этого гаплотипа тоже возрастет. Этот эффект называется генетическим автостопом (генетический хитчхайкинг). Когда аллели не могут быть разделены за счет рекомбинации (например в Y-хромосоме млекопитающих), тогда происходит аккумуляция вредных мутаций (см. Храповик Мюллера). Изменяя комбинации аллелей, половое размножение приводит изъятие вредных и распространение полезных мутаций в популяции. Кроме того рекомбинация и сортировки генов могут обеспечивать организмы новыми выгодными комобинациямы генов. Но этот положительный эффект балансуетсья тем, что пол снижает скорость размножения (см. Эволюция полового размножения) и может вызывать разрушение выгодных комбинаций генов. Причины эволюционирования полового размножения до сих пор остаются не совсем понятными и этот вопрос пока активной областью исследований в области эволюционной биологии. Оно стимулировало новые идеи о механизмах эволюции, например гипотезу Красной Королевы.

Вымирание

В истории Земли неоднократно происходили массовые вымирания живых организмов. Такими были вымирания на границе вендского и кембрийского периода, когда погибла едиакарська биота, пермского и триасового периодов, мелового и эоценового периодов. После массовой гибели старых групп организмов начинался расцвет тех групп, которые пережили вымирание. Вымирание меньших масштабов, такие как пост-ледниковое вымирания крупных млекопитающих после последнего ледникового периода, тоже приводят к изменению групп организмов. Человек привела к вымиранию видов, наиболее уязвимых к ее техногенной деятельности.

Рост биоразнообразия

Палеонтологические находки, несмотря на свою неполноту и ограниченность, демонстрируют наличие роста биоразнообразия как в океане, так и на суше.

Уровни эволюции

На разных уровнях организации живого свойства эволюции и ее механизмы играют разную роль.

• генный
• геномный
• популяционный
• видовой
• таксонний
• экосистемный
• биосферный

Мутации

Генетическая вариация возникает за счет случайных мутаций, возникающих в геномах организмов. Мутации — это изменения в последовательности нуклеотидов ДНК, вызываемых радиоактивным излучением, вирусами, транспозонами, химическими мутагенами, а также ошибками копирования, которые возникают во время мейоза или репликации ДНК. Эти мутагены производят несколько различных типов изменений в последовательности нуклеотидов ДНК: они могут не вызвать никакого эффекта, изменять продукт гена, или вообще прекратить функционирование гена. Исследования на дрозофилах показали, что если мутации вызывают изменения белка, который кодируется определенным геном, то последствия скорее всего будут губительными. Примерно 70% таких мутаций приводят к определенным нарушениям, остальные являются нейтральными или полезными. Поскольку мутации часто вредно влияют на клетки, то в процессе эволюции у организмов возникли механизмы репарации ДНК, которые устраняют мутации. Таким образом, оптимальная частота мутаций это компромисс между платой за высокую частоту вредных мутаций и платой за метаболические затраты (например, синтез ферментов репарации) для уменьшения этой частоты. Некоторые организмы, например ретровирусы, имеют такую ​​высокую частоту мутаций, почти каждый их потомок будет владеть мутированным геном. Такая высокая частота мутаций может быть преимуществом, поскольку эти вирусы эволюционируют очень быстро, таким образом избегая ответов иммунной системы.

Мутации могут включать значительные участки ДНК, например дупликации генов, является сырым материалом для эволюции новых генов. У животных в среднем за каждый миллион лет происходят дупликации от десятков до сотней генов. Большинство генов, которые имеют общий предковый ген, принадлежат к одной генетической семьи. Новые гены образуются несколькими способами, в целом за счет дупликации предковых генов, либо за счет рекомбинации частей различных генов, в результате чего формируются новые комбинации нуклеотидов с новыми функциями. Новые гены формируют новые белки с новыми функциями. Например, для формирования структур глаза человека, которые ответственны за восприятие света используются четыре гена: трех для цветного зрения (колбочки) и один для ночного (палочки) все эти гены произошли от одного предкового гена. Другое преимущество дупликации гена, или даже целого генома состоит в том, что увеличивается избыточность (избыточность) генома; это позволяет одному гену приобретать новых функций, в то время как копия этого гена выполняет начальную функцию. Изменения в хромосомах могут проходить в результате крупных мутаций, когда сегменты ДНК внутри хромосомы отделяются, а затем снова встраиваются в другом месте хромосомы. Нариклад, две хромосомы рода Homo слились с образованием хромосомы 2 человека. Это слияние не состоялось в филогенетических рядах других обезьян, то есть они имеют эти хромосомы разделенными. Важнейшей ролью таких хромосомных перестроек в эволюции является ускорение дивергенции популяций с формированием новых видов за счет того, что происходит меньше межпопуляционных скрещиваний.

Последовательности ДНК, которые могут перемещаться по геному (Мобильные генетические элементы), такие как транспозонов, формируют большую часть генетического материала генетического материала растений и животных и имеют важное значение в эволюции геномов. Например, более миллиона последовательностей Alu представлены в геноме человека и сейчас эти последовательности служат для выполнения регуляции экспрессии генов. Другой эффект этих мобильных ДНК состоит в том, что они могут вызывать мутации существующих генов, или даже удалять их, увеличивая таким образом генетическое разнообразие.

Проблема происхождения жизни

Признание эволюции Католической церковью

Католическая церковь признала в энциклике папы Пия XII лат. Humani Generis, что теория эволюции может объяснять происхождение тела человека (но не его души), призвав, однако, к осторожности в суждениях и назвав теорию эволюции гипотезой. 1996 Папа Иоанн Павел II в послании к Папской академии наук подтвердил признание теистического эволюционизма как допустимой для католицизма позиции, заявив, что теория эволюции — это более чем гипотеза. Поэтому среди католиков буквальный, младоземельный, креационизм жидкий (в качестве одного из немногочисленных примеров можно привести Дж. Кина). Склоняясь к теистического эволюционизма и теории «разумного замысла», католицизм в лице своих высших иерархов, в том числе и выбранного 2005 папы Бенедикта XVI, тем не менее, безусловно отвергает эволюционизм материалистический.

Эволюция — процесс развития, состоящий из постепенных изменений, без резких скачков (в противовес революции). Чаще всего, говоря об эволюции, имеют ввиду биологическую эволюцию.

Биологическая эволюция — необратимое и направленное историческое развитие живой природы, сопровождающееся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, образованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом. Биологическая эволюция изучается эволюционной биологией.

Существует несколько эволюционных теорий, общим для которых является утверждение, что ныне живущие формы жизни являются потомками других форм жизни, существовавших ранее. Эволюционные теории отличаются объяснением механизмов эволюции. В данный момент наиболее распространённой является т.н. синтетическая теория эволюции, являющаяся развитием теории Дарвина.

Гены, которые передаются потомству, в результате выражения образуют сумму признаков организма (фенотип). При воспроизведении организмов у их потомков появляются новые или изменённые признаки, которые возникают в результате мутации или при переносе генов между популяциями или даже видами. У видов, которые размножаются половым путём, новые комбинации генов возникают при генетической рекомбинации. Эволюция происходит, когда наследственные различия становятся более частыми или редкими в популяции.

Эволюционная биология изучает эволюционные процессы и выдвигает теории для объяснения их причин. Изучение окаменелостей и разнообразия видов живых организмов к середине XIX века убедило большинство учёных, что виды изменяются с течением времени. Однако механизм этих изменений оставался неясен до публикации в 1859 году книги Происхождение видов английского учёного Чарльза Дарвина о естественном отборе как движущей силе эволюции. Теория Дарвина и Уоллеса, в конечном итоге, была принята научным сообществом. В 30-х годах прошлого века идея дарвиновского естественного отбора была объединена с законами Менделя, которые сформировали основу синтетической теории эволюции (СТЭ). СТЭ позволила объяснить связь субстрата эволюции (гены) и механизма эволюции (естественный отбор).

Наследственность

Наследственность, присущее всем организмам свойство повторять в ряду поколений одинаковые признаки и особенности развития; обусловлено передачей в процессе размножения от одного поколения к другому материальных структур клетки, содержащих программы развития из них новых особей. Тем самым наследственность обеспечивает преемственность морфологической, физиологической и биохимической организации живых существ, характера их индивидуального развития, или онтогенеза. Как общебиологическое явление наследственность — важнейшее условие существования дифференцированных форм жизни, невозможных без относительного постоянства признаков организмов, хотя оно нарушается изменчивостью — возникновением различий между организмами. Затрагивая самые разнообразные признаки на всех этапах онтогенеза организмов, наследственность проявляется в закономерностях наследования признаков, т. е. передачи их от родителей потомкам.

Иногда термин «Наследственность» относят к передаче от одного поколения другому инфекционных начал (так называемая инфекционная наследственность) или навыков обучения, образования, традиций (так называемая социальная, или сигнальная, наследственность). Подобное расширение понятия наследственность за пределы его биологической и эволюционной сущности спорно. Лишь в случаях, когда инфекционные агенты способны взаимодействовать с клетками хозяина вплоть до включения в их генетический аппарат, отделить инфекционную наследственность от нормальной затруднительно. Условные рефлексы не наследуются, а заново вырабатываются каждым поколением, однако роль наследственность в скорости закрепления условных рефлексов и особенностей поведения бесспорна. Поэтому в сигнальную наследственность входит компонент биологической наследственности.

Изменчивость

Изменчивость — это разнообразие признаков и свойств у особей и групп особей любой степени родства. Присуща всем живым организмам. Различают изменчивость наследственную и не наследственную, индивидуальную и групповую, качественную и количественную, направленную и ненаправленную. Наследственная изменчивость обусловлена возникновением мутаций, не наследственная — воздействием факторов внешней среды. Явления наследственности и изменчивости лежат в основе эволюции.

Мутация

Мутация — случайно возникшие, стойкие изменения генотипа,затрагивающие целые хромосомы, их части или отдельные гены. Мутации могут быть крупными, хорошо заметными, например отсутствие пигмента (альбинизм), отсутствие оперения у кур, короткопалость и др. Однако чаще всего мутационные изменения — это мелкие, едва заметные уклонения от нормы.

Мутации событие достаточно редкое. Частота возникновения отдельных спонтанных мутаций выражается числом гамет одного поколения, несущих определенную мутацию, по отношению к общему числу гамет.

Мутации возникают, в основном, в результате действия двух причин: спонтанных ошибок репликации последовательности нуклеотидов и действия различных мутагенных факторов, вызывающих ошибки репликации.

Мутации, вызванные действием мутагенов (облучение, химические вещества, температура и др.) , называют индуцированными, в отличие от спонтанных мутаций, происходящих при случайных ошибках действия ферментов, обеспечивающих репликацию, или (и) в результате тепловых колебаний атомов в нуклеотидах.

Типы мутаций. По характеру изменения генетического аппарата мутации делят на геномные, хромосомные и генные, или точковые. Геномные мутации заключаются в изменении числа хромосом в клетках организма. К ним относятся: полиплоидия — увеличение числа наборов хромосом, когда вместо обычных для диплоидных организмов 2 наборов хромосом их может быть 3, 4 и т. д.; гаплоидия — вместо 2 наборов хромосом имеется лишь один; анеуплоидия — одна или несколько пар гомологических хромосом отсутствуют (нуллисомия) или представлены не парой, а лишь одной хромосомой (моносомия) либо, напротив, 3 или более гомологичными партнёрами (трисомия, тетрасомия и т. д.). К хромосомным мутации, или хромосомным перестройкам, относятся: инверсии — участок хромосомы перевёрнут на 180°, так что содержащиеся в нём гены расположены в обратном порядке по сравнению с нормальным; транслокации — обмен участками двух или более негомологичных хромосом; делеции — выпадение значительного участка хромосомы; нехватки (малые делеции) — выпадение небольшого участка хромосомы; дупликации — удвоение участка хромосомы; фрагментации — разрыв хромосомы на 2 части или более. Генные мутации представляют собой стойкие изменения химического строения отдельных генов и, как правило, не отражаются на наблюдаемой в микроскоп морфологии хромосом. Известны также мутации генов, локализованных не только в хромосомах, но и в некоторых самовоспроизводящихся органеллах цитоплазмы (например, в митохондриях, пластидах).

Причины мутаций и их искусственное вызывание. Полиплоидия чаще возникает, когда хромосомы в начале клеточного деления — митоза — разделились, но деления клетки почему-либо не произошло. Искусственно полиплоидию удаётся вызвать, воздействуя на вступившую в митоз клетку веществами, нарушающими цитотомию. Реже полиплоидия бывает следствием слияния 2 соматических клеток или участия в оплодотворении яйцеклетки 2 спермиев. Гаплоидия — большей частью следствие развития зародыша без оплодотворения. Искусственно её вызывают, опыляя растения убитой пыльцой или пыльцой др. вида (отдалённого). Основная причина анеуплоидии — случайное нерасхождение пары гомологичных хромосом при мейозе, в результате чего обе хромосомы этой пары попадают в одну половую клетку или в неё не попадает ни одна из них. Реже возникают анеуплоиды из немногих оказавшихся жизнеспособными половых клеток, образуемых несбалансированными полиплоидами.

Причины хромосомных перестроек и наиболее важной категории мутации — генных — долгое время оставались неизвестными. Это давало повод для ошибочных автогенетических концепций, согласно которым спонтанные генные Мутации возникают в природе якобы без участия воздействий окружающей среды. Лишь после разработки методов количественного учёта генных мутации выяснилась возможность вызывать их различными физическими и химическими факторами — мутагенами.

Рекомбинация

Рекомбинация - перераспределение генетического материала родителей в потомстве, приводящее к наследственной комбинативной изменчивости живых организмов. В случае несцепленных генов (лежащих в разных хромосомах) это перераспределение может осуществляться при свободном комбинировании хромосом в мейозе, а в случае сцепленных генов — обычно путём перекреста хромосом — кроссинговера. Рекомбинация — универсальный биологический механизм, свойственный всем живым системам — от вирусов до высших растений, животных и человека. Вместе с тем в зависимости от уровня организации живой системы процесс Рекомбинация (генетич.) имеет ряд особенностей. Проще всего рекомбинация происходит у вирусов: при совместном заражении клетки родственными вирусами, различающимися одним или несколькими признаками, после лизиса клетки обнаруживаются не только исходные вирусные частицы, но и возникающие с определённой средней частотой частицы-рекомбинанты с новыми сочетаниями генов. У бактерий существует несколько процессов, заканчивающихся рекомбинация: конъюгация, т. е. объединение двух бактериальных клеток протоплазменным мостиком и передача хромосомы из донорской клетки в реципиентную, после чего происходит замена отдельных участков хромосомы реципиента на соответствующие фрагменты донора; трансформация — передача признаков молекулами ДНК, проникающими из среды сквозь клеточную оболочку; трансдукция — передача генетического вещества от бактерии-донора к бактерии-реципиенту, осуществляемая бактериофагом. У высших организмов рекомбинация происходит в мейозе при образовании гамет: гомологичные хромосомы сближаются и устанавливаются бок о бок с большой точностью (т. н. синапсис), затем происходит разрыв хромосом в строго гомологичных точках и перевоссоединение фрагментов крест-накрест (кроссинговер). Результат рекомбинация обнаруживается по новым сочетаниям признаков у потомства. Вероятность кроссинговера между двумя точками хромосом приблизительно пропорциональна физическому расстоянию между этими точками. Это даёт возможность на основании экспериментальных данных по рекомбинация строить генетические карты хромосом, т. е. графически располагать гены в линейном порядке в соответствии с их расположением в хромосомах, и притом в определённом масштабе. Молекулярный механизм рекомбинация детально не изучен, однако установлено, что ферментативные системы, обеспечивающие рекомбинация, принимают участие и в таком важнейшем процессе, как исправление повреждений, возникающих в генетическом материале. После синапсиса вступает в действие эндонуклеаза — фермент, осуществляющий первичные разрывы в цепях ДНК. По-видимому, эти разрывы у многих организмов происходят в структурно детерминированных участках — рекомбинаторах. Далее происходит обмен двойными или одинарными цепями ДНК и в заключение специальные синтетические ферменты — ДНК-полимеразы — заполняют бреши в цепях, а фермент лигаза замыкает последние ковалентные связи. Ферменты эти выделены и изучены лишь у некоторых бактерий, что позволило приблизиться к созданию модели рекомбинация in vitro (в пробирке). Одно из важнейших следствий рекомбинация — образование реципрокного потомства (т. е. при наличии двух аллельных форм генов АВ и ав должны получиться два продукта рекомбинации — Ав и aB в равных количествах). Принцип реципрокности соблюдается, когда рекомбинация происходит между достаточно удалёнными точками хромосомы. При внутригенной рекомбинации это правило часто нарушается. Последнее явление, изученное главным образом на низших грибах, называется генной конверсией. Эволюционное значение рекомбинация заключается в том, что благоприятными для организма часто оказываются не отдельные мутации, а их комбинации. Однако одновременное возникновение в одной клетке благоприятного сочетания из двух мутаций маловероятно. В результате рекомбинации осуществляется сочетание мутаций, принадлежащих двум независимым организмам, и тем самым ускоряется эволюционный процесс.

Механизмы эволюции

Естественный отбор

Существуют два основных эволюционных механизма. Первый — это естественный отбор, то есть процесс, в результате которого наследственные признаки, благоприятные для выживания и размножения, распространяются в популяции, а неблагоприятные становятся более редкими. Это происходит потому, что особи с благоприятными признаками размножаются с большей вероятностью, поэтому больше особей следующего поколения имеют те же признаки. Адаптации к окружающей среде возникают в результате накопления последовательных, мелких, случайных изменений и естественного отбора варианта, наиболее приспособленного к окружающей среде.

Генетический дрейф

Второй основной механизм — это генетический дрейф, независимый процесс случайного изменения в частоте признаков. Генетический дрейф происходит в результате вероятностных процессов, которые обуславливают случайные изменения в частоте признаков в популяции. Хотя изменения в результате дрейфа и селекции в течение одного поколения довольно малы, различие в частотах накапливаются в каждом последующем поколении и со временем приводят к значительным изменениям в живых организмах. Этот процесс может завершиться образованием нового вида. Более того, биохимическое единство жизни указывает на происхождение всех известных видов от общего предка (или пула генов) в результате процесса постепенной дивергенции.

Эволюция – это процесс исторического развития органического мира. Сущность этого процесса состоит в непрерывном приспособлении живого к разнообразным и постоянно меняющимся условиям окружающей среды, в возрастающем со временем усложнении организации живых существ. В ходе эволюции осуществляется преобразование одних видов в другие.

Главные в эволюционной теории – идея исторического развития от сравнительно простых форм жизни к более высокоорганизованным. Основы научной материалистической теории эволюции заложил великий английский натуралист Чарльз Дарвин. До Дарвина в биологии в основном господствовало неправильное понятие об исторической неизменности видов, о том, что их столько, сколько создано богом. Однако и до Дарвина наиболее проницательные биологи понимали несостоятельность религиозных воззрений на природу и некоторые из них умозрительно пришли к эволюционным представлениям.

Наиболее крупным естествоиспытателем, предшественником Ч. Дарвина был известный французский ученый Жан Батист Ламарк. В своей знаменитой книге «Философия зоологии» он доказывал изменяемость видов. Ламарк подчеркивал, что постоянство видов – явление только кажущееся, оно связано с кратковременностью наблюдений за видами. Высшие формы жизни, по Ламарку, произошли от низших в процессе эволюции. Эволюционное учение Ламарка не было достаточно доказательным и не получило широкого признания среди его современников. Лишь после выдающихся трудов Ч. Дарвина эволюционная идея стала общепринятой.

Современная наука обладает очень многими фактами, доказывающими существование эволюционного процесса. Это данные биохимии, эмбриологии, анатомии, систематики, биографии, палеонтологии и многих других дисциплин.

Эмбриологические доказательства – сходство начальных стадий эмбрионального развития животных. Изучая эмбриональный период развития у различных групп , К. М. Бэр обнаружил сходство этих процессов у различных групп организмов, особенно на ранних стадиях развития. Позже, основываясь на этих выводах, Э. Геккель высказывает мысль о том, что это сходство имеет эволюционное значение и на его основе формулируется «биогенетический закон» – онтогенез есть краткое отображение филогенеза. Каждая особь в своем индивидуальном развитии (онтогенезе) проходит зародышевые стадии предковых форм. Изучение только ранних стадий развития зародыша любого позвоночного не позволяет определить с точностью, к какой группе они относятся. Различия формируются на более поздних стадиях развития. Чем ближе группы, к которым относятся исследуемые организмы, тем дольше в эмбриогенезе будут сохраняться общие черты.?

Морфологические – многие формы сочетают в себе признаки нескольких крупных систематических единиц. При изучении различных групп организмов становится очевидным, что по целому ряду особенностей они в основе сходны. Например, в основе строения конечности у всех четвероногих животных лежит пятипалая конечность. Эта основная структура у различных видов преобразована в связи с различными условиями существования: это и конечность непарнокопытного животного, которое при ходьбе опирается всего на один палец, и ласта морского млекопитающего, и роющая конечность крота, и крыло летучей мыши.

Органы, построенные по единому плану и развивающиеся из единичных зачатков, называются гомологичными. Гомологичные органы не могут сами по себе служить доказательствами эволюции, но их наличие свидетельствует о происхождении сходных групп организмов от общего предка. Ярким примером эволюции служит наличие рудиментарных органов и атавизмов. Рудиментарными называются органы, утратившие свою первоначальную функцию, но сохраняющиеся в организме. Примерами рудиментов могут служить: у человека, который у жвачных млекопитающих выполняет пищеварительную функцию; тазовые кости змей и китов, которые не выполняют у них никакой функции; копчиковые позвонки у человека, которые считаются рудиментами хвоста, имевшегося у наших далеких предков. называют проявление у организмов структур и органов, характерных для предковых форм. Классическими примерами атавизмов является многососковость и хвостатость у человека.

Палеонтологические – ископаемые останки многих животных можно сравнивать между собой и обнаружить сходство. Основаны на изучении ископаемых останков организмов и сравнении с ныне живущими формами. Имеют свои преимущества и недостатки. К преимуществам относится возможность воочию убедиться, каким образом шло изменение данной группы организмов в различные периоды. К недостаткам относится то, что палеонтологические данные являются очень неполными из-за множества причин. К ним относятся такие, как быстрое размножение мертвых организмов животными, питающимися падалью; мягкотелые организмы крайне плохо сохраняются; и, наконец, то, что обнаруживается только небольшая часть ископаемых останков. В виду этого, в палеонтологических данных существует множество пробелов, которые и являются основным объектом критики противников теории эволюции.