Історія еволюційних ідей

ОСНОВИ ЕВОЛЮЦІЙНОГО ВЧЕННЯ

Еволюційне вчення – наука про чинники, механізми, закономірності та наслідки еволюції.

Еволюція – процес необоротних змін у будові та функціях живих істот протягом їхнього історичного існування.

Давній Китай
Конфуцій	Сформулював ідею: «Життя виникло з одного джерела шляхом поступового розгортання і розгалуження».
Антична епоха
Діоген	Сформулював ідею: «Всі речі – результат диференціації однієї речі і подібні до неї».
Фалес (640-546 до н.е.)	Сформулював ідею: «Все живе походить з води».
Аристотель (384-322 до н.е.)	Сформулював теорію безперервного і поступового розвитку живого з неживої матерії, створив уявлення про «сходинки природи» стосовно тваринного світу.
Середньовіччя
Визнання креаціонізму або створення теорій, що базувались на концепціях античної епохи.
ХV-ХVІІІ ст.
Дж. Рей (1627-1705)	Створив концепцію виду.
К. Лінней (1707-1778)	Ввів біноміальну систему номенклатури. Зробив спробу створити систему органічного світу (його система була штучною).
Ж. Бюффон (1707-1788)	Сформулював ідею: «Різні типи тварин мають різне походження і виникли в різний час».
ХVІІІ-ХІХ ст.
Е. Дарвін (1731-1802)	Сформулював ідею: «Життя виникло з однієї «нитки», створеної Богом; «нитка» розвивалась шляхом еволюції».
Ж.-Б. Ламарк (1744-1829)	Висунув першу еволюційну гіпотезу у праці «Філософія зоології» (1809 рік). Основні положення праці: - організми під впливом умов довкілля набувають корисних пристосувань (концепція вправляння і невправляння органів); - корисні пристосування успадковуються потомством; - організми мають внутрішнє прагнення до прогресу (ускладнення організації); - еволюція – процес безперервних змін, в результаті чого організми переходять від нижчого щабля організації до вищого (принцип градації); - людиноподібні мавпи є безпосередніми предками людини (згодом мають перетворитись на людину); - життя безперервно самозароджується (чим пізніше виникли організми, тим вони примітивніші). Визнаючи факт еволюції, не зумів визначити її чинники.
Ж. Кюв’є (1769-1832)	Висунув гіпотезу катастроф: внаслідок різких геологічних змін певні види зникали, після чого створювались і розвивались нові (був засновником палеонтології); довів єдність плану будови у кожного типу тварин (був засновником порівняльної анатомії тварин).
М. Шлейден (1804-1881), Т. Шванн (1810-1882)	Довели спільність походження всіх живих організмів, з’ясувавши подібність у будові їхніх клітин (були основоположниками клітинної теорії).
К. Бер (1792-1876)	Довів єдність походження хребетних тварин, досліджуючи основні етапи ембріогенезу (був засновником порівняльної ембріології).
А. Гумбольт (1769-1859)	Дійшов висновку, що чим більше континенти чи острови ізольовані один від одного, тим більші відмінності між їхньою флорою і фауною (був засновником біогеографії).
Й. Лібіх (1803-1873)	Сформував поняття про обмін речовин у природі за участю живих істот, довів хімічну єдність живої і неживої природи.
Ч. Дарвін (1809-1882)	Є автором еволюційної гіпотези («дарвінізму»), яка стала фундаментом теоретичної біології. Основні положення еволюційної гіпотези викладені в праці «Походження видів шляхом природного добору, або збереження сприятливих порід у боротьбі за життя», що вийшла в 1859 році як результат понад 20-річної роботи над матеріалом, зібраним під час навколосвітньої подорожі на кораблі «Бігль» у 1831-1836 роках: - всі сучасні види є нащадками вимерлих предкових форм; - еволюція полягає у безперервних пристосувальних змінах видів; - еволюція відбувається на основі спадкової мінливості; - еволюція відбувається під дією боротьби за існування; - результатом боротьби за існування є природний добір. Боротьба за існування – сукупність взаємозв’язків між організмами і різними факторами довкілля: - внутрішньовидова – між особинами одного виду; - міжвидова – між особинами різних видів; - з несприятливими факторами неживої природи. Природний добір проявляється у переважному виживанні і розмноженні найпристосованіших до умов існування організмів певного виду (як при штучному доборі, який проводиться людиною, при виведенні нових порід і сортів залишаються та допускаються до розмноження нащадки найпродуктивніших особин). Вчений зумів правильно визначити основні чинники еволюції.
А. Уоллес (1823-1913)	Сформулював теорію, подібну до дарвінівської, але не включав туди людину.
Г. де Фріз (1848-1935)	Відкрив існування спадкових мутацій; вважав, що види виникають в результаті мутацій.
Г. Мендель (1822-1884)	У 1865 році опублікував генетичні дослідження, які отримали визнання після 1900 року (відкрив закони спадковості).
ХХ ст.
Е. Геккель (1834-1919)	Для вивчення філогенезу (історичного розвитку певної групи організмів) запропонував метод потрійного паралелізму (зіставлення даних палеонтології, порівняльної анатомії і порівняльної ембріології) для встановлення послідовності історичних змін (був засновником філогенетики); запропонував принципи побудови природної (філогенетичної) класифікації, яка ґрунтується на спільності походження.
Ф. Мюллер (1821-1897), Е. Геккель	Відкрили біогенетичний закон: онтогенез будь-якого організму – вкорочене і стисле повторення філогенезу даного виду.
Г. Бейтс, Ф. Мюллер	Відкрили явище мімікрії у тварин (здатність до наслідування забарвлення і форми добре захищених організмів погано захищеними); вивчали явище маскування (подібність організмів забарвленням чи формою до об’єктів довкілля), явище демонстрації (наявність дуже помітних на фоні довкілля забарвлення і поведінки, які бувають попереджувальними, погрозливими, приваблюючими).
Т. Гекслі (1825-1895), К. Гегенбаур (1826-1903), О. Ковалевський (1840-1901)	Проводили дослідження у галузі порівняльної анатомії і розробили такі еволюційні поняття: - гомологія – відповідність загального плану будови органів різних видів, зумовлена їхнім спільним походженням (гомологічні органи: передня кінцівка коня, крило птаха, риюча кінцівка крота, плавець кита, рука людини); - аналогія – зовнішня подібність за будовою органів, які мають різне походження, але виконують однакові функції (аналогічні органи: вусики гороху і вусики винограду; колючки кактуса і колючки глоду, крило кажана і крило метелика; зябра молюсків і зябра риб); - рудименти – органи недорозвинені чи спрощені у певних видів порівняно з подібними утворами у предкових форм, оскільки втратили своє значення в процесі еволюції (таз у кита, очі у протея, апендикс у людини, листки-лусочки у хвоща, верблюжої колючки); - атавізми – прояв у окремих представників виду рис, притаманних предкам (волосатість тіла, багатососковість, наявність хвоста у людини).
С. Четвериков (1880-1959)	У 1926 році розробив вчення про популяцію як елементарну одиницю еволюції; ввів термін «хвилі життя».
Д. Холдейн (1892-1982)	Розробив генетико-математичні методи оцінки стану популяції; довів, що окремі генотипи зберігаються та поширюються під дією еволюційних факторів.
О. Опарін (1894-1980)	Є автором гіпотези (теорії) біохімічної еволюції.
С. Райт (1889-1982)	Розробив вчення про дрейф генів як фактор еволюції.
Ф. Добржанський (1900-1981)	Вивчав мутації та мутагенез; ввів термін «мікроеволюція».
І. Шмальгаузен (1884-1963)	Розробив учення про форми природного добору.
О. Сєвєрцов (1866-1936)	Розробив концепцію про біологічний прогрес і біологічний регрес та шляхи їхнього досягнення (ароморфоз, дегенерацію, ідіоадаптацію); удосконалив біогенетичний закон: показав, що в онтогенезі повторюється філогенез не дорослих форм, а зародкових або личинкових фаз розвитку.
Д. Сімпсон (1902-1984)	Встановив, що темпи еволюції різних систематичних груп різні і залежать від швидкості зміни умов довкілля.
Дж. Уотсон (1928), Ф. Крик (1916)	У 1953 році запропонували модель просторової структури ДНК і механізму її реплікації.
Ф. Жакоб (1920), Ж. Моно (1910-1976)	У 1961 році відкрили механізм регуляції генної активності.

Синтетична гіпотеза еволюції – комплекс уявлень про еволюційний процес, що ґрунтується на поєднанні знань про мутації як джерело спадкової мінливості, популяцію як одиницю еволюції та дарвінівських уявлень про боротьбу за існування і природний добір (виникла у 20х-50х роках ХХ століття).

Основні положення синтетичної гіпотези еволюції:

1. Єдиним джерелом спадкової мінливості є мутації:

- рецесивні мутації в гетерозиготному стані є резервом спадкової мінливості;

- напівдомінантні або домінантні мутації, проявляючись у фенотипі, або зникають, призводячи до елімінації (загибелі, що виключає залишення нащадків) особини-носія (якщо вони шкідливі), або широко розповсюджуються в популяції разом з потомством особини-носія (якщо вони корисні); при цьому відбувається перерозподіл частот зустрічальностей алелей.

1. Популяція є елементарною одиницею еволюції (усі еволюційні перетворення відбуваються в популяціях).
2. Факторами еволюції є всі чинники, які призводять до адаптивних змін організмів, популяцій і видів. На кожному рівні організації життя є свої фактори еволюції.
3. Елементарними факторами еволюції є:

- популяційні хвилі або хвилі життя (коливання чисельності особин у популяції) – призводять до зміни співвідношення мутантних алелей у генофонді (випадкова і неспрямована зміна частот зустрічальностей певний алелей у генофонді популяції називається дрейфом генів);

- ізоляція – неможливість схрещування між особинами одного виду:

o географічна ізоляція – роз’єднання популяцій географічними бар’єрами (річкою, гірським хребтом);

o екологічна ізоляція – виникнення всередині популяції певних форм (рас) з різними вимогами до умов довкілля (розрізняють: трофічну – в період розмноження раси не контактують, оскільки джерела їхнього живлення просторово відокремлені; часову (сезонну) – розмноження різних рас відбувається у різні терміни; етологічну (поведінкову) – раси на період розмноження мігрують у різні місця);

o генетична ізоляція – несумісність статевих клітин (неможливість злиття ядер) представників різних популяцій або особин різних груп однієї популяції;

ізоляція є необхідною умовою дивергенції (виникнення в різних умовах у нащадків одного предківського виду різних пристосувань).

1. Існує три види еволюційного процесу:

- мікроеволюція – сукупність еволюційних процесів, які відбуваються в популяціях одного виду (призводить до утворення нових підвидів, а згодом – нових видів);

- видоутворення – процес виникнення нових видів (має необоротний характер); розрізняють:

o видоутворення шляхом дивергенції (географічне – є наслідком географічної ізоляції в межах ареалу вихідного виду або розширення ареалу вихідного виду; екологічне – є наслідком екологічної ізоляції);

o бездивергентне видоутворення (вид-предок протягом певного часу перетворюється у новий вид-нащадок);

o видоутворення шляхом поліплоїдії (у рослин та деяких тварин виникають поліплоїдні особини, які схрещуються між собою і не схрещуються з вихідними формами; такі особини становлять новий вид);

o видоутворення шляхом схрещування між особинами споріднених видів (іноді гібридні нащадки можуть схрещуватись і давати плідне потомство; такі особини становлять новий вид).

- макроеволюція – еволюційні процеси, що призводять до утворення надвидових таксонів (реально в природі існують лише види, надвидові категорії введено людиною – належність виду до роду, роду до родини тощо встановлюється на підставі історичної спорідненості).

1. Рушійною силою еволюції є природний добір, який діє на сукупність фенотипів популяції; розрізняють:

- стабілізуючий природний добір – проявляється у відносно постійних умовах довкілля; підтримує сталість фенотипу, найвідповіднішого до зовнішнього середовища, й унеможливлює будь-які зміни;

- рушійний природний добір – відбувається внаслідок повільних змін довкілля у певному напрямку або під час пристосування до нових умов при розширенні ареалу; сприяє змінам мінливості в певному напрямку, зсуваючи норму реакції в певний бік;

- дизруптивний природний добір – спрямовує мінливість у двох, рідше у кількох різних напрямках, але не сприяє прояву проміжних станів ознак.

1. Будь-яка систематична група організмів може процвітати (біологічний прогрес) або вимирати (біологічний регрес):

- біологічний прогрес – збільшення чисельності популяцій, розширення ареалу, утворення нових підвидів і видів; шляхи досягнення біологічного прогресу:

o ароморфоз – еволюційне перетворення, яке підвищує рівень організації організму і відкриває нові можливості для пристосування до різноманітних умов існування (наприклад: виникнення багатоклітинності у еукаріот, виникнення мезодерми у тварин, утворення квітки у рослин);

o дегенерація – явище спрощення організації у процесі еволюції, властиве для паразитів і організмів, що ведуть малорухомий спосіб життя (наприклад: втрата клітинної будови вірусами; зникнення травної системи у стьожкових червів, зникнення хлоропластів у паразитичних рослин);

o ідіоадаптація – зміна будови організму, яка має характер пристосування до певних умов і не змінює загальний рівень його організації (наприклад: різноманітність квіток у покритонасінних, різноманітність ротових апаратів у комах, різноманітність кінцівок у ссавців);

- біологічний регрес – зменшення чисельності популяцій, звуження ареалу, вимирання певних груп організмів.

На основі синтетичної гіпотези еволюції розроблено біологічну концепцію виду.

Вид – сукупність популяцій особин, що характеризуються подібністю будови та життєдіяльності, вільно схрещуються і дають плідне потомство, пристосовані до певних умов навколишнього середовища і займають в природі певну територію – ареал.

Критерії виду:

- морфологічний – подібність особин за будовою;

- фізіологічний – подібність особин за процесами життєдіяльності;

- цитогенетичний – наявність у особин характерного для виду набору хромосом;

- біохімічний – подібність особин за структурою і складом макромолекул та особливостями проходження біохімічних реакцій;

- географічний – поширення популяцій виду в межах певного ареалу;

- екологічний – наявність у популяцій виду певної екологічної ніші в біогеоценозах.

Середовищем еволюційних процесів є біогеоценоз. Залежно від типу біогеоценозу відбувається еволюція популяцій, що входять до його складу:

- у стабільних (клімаксних) біогеоценозах відбувається спряжена еволюція – комплексна поступова зміна популяцій (наприклад взаємопристосування комах і покритонасінних до запилення); види, що входять до складу стабільних біогеоценозів, називаються ценофілами (еволюційно та екологічно непластичні);

- у нестабільних біогеоценозах, що характеризуються постійною зміною умов довкілля (перебувають у стані сукцесії), відбувається неспряжена еволюція – різні популяції еволюціонують незалежно; види, що входять до складу нестабільних біогеоценозів, називаються ценофобами (мають високу еволюційну та екологічну пластичність).

Міграції між популяціями одного виду, що входять до складу різних біогеоценозів, змінюють частоту зустрічальностей певних алельних генів (змінюють генофонди популяцій) і зв’язують різні біогеоценози в одну систему.

Біом – сукупність подібних біогеоценозів у межах певної ландшафтно-географічної зони (наприклад: біом тропічних вологих лісів, біом степів, біом пустель).

Біота – сукупність різних біомів у певній частині біосфери (наприклад: біота Австралії, біота Антарктиди).

Неокатастрофізм – система поглядів, яка, базуючись на етапності історичного розвитку життя на Землі, стверджує, що внаслідок чергування довгих періодів стабільності умов довкілля з їхніми короткочасними різкими змінами (біогеоценотичними кризами) темпи еволюції змінюються від повільних до дуже швидких (еволюція має стрибкоподібний характер – гіпотеза сальтаціонізму).

Дата добавления: 2015-06-27