Είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς ότι κάποτε ο πλανήτης μας φαινόταν πολύ διαφορετικός. Όλα ήταν διαφορετικά: φυτά, ζώα, ατμόσφαιρα, νερό. Για πολλά εκατομμύρια χρόνια, η Γη έχει υποστεί αλλαγές που την οδήγησαν στην τρέχουσα κατάσταση πραγμάτων. Αυτές οι αλλαγές έχουν περιοδικό χαρακτήρα και έχουν τη δική τους επιστημονική ονομασία - εξέλιξη. Ας προσπαθήσουμε να καταλάβουμε τι είναι και πώς προχώρησαν οι διαδικασίες του.
Η έννοια της εξέλιξης
Αν το ορίσετε με όρους βιολογικής επιστήμης, τότε μπορείτε να το πείτε. Η εξέλιξη είναι μια μη αναστρέψιμη αλλαγή στο χρόνο που συμβαίνει στους ζωντανούς οργανισμούς και οδηγεί στη στερέωση στο γενετικό επίπεδο νεοαποκτηθέντων χαρακτηριστικών που τους επιτρέπουν να προσαρμοστούν σε οποιεσδήποτε περιβαλλοντικές συνθήκες.
Ταυτόχρονα, δεν είναι κάθε άτομο μονάδα της εξελικτικής διαδικασίας, επειδή υπάρχουν ολόκληρες ομάδες που αποτελούνται από πανομοιότυπους οργανισμούς. Ως εκ τούτου, η ιδέα ενός στοιχειώδους συνδέσμου σε αυτή τη μεγάλης κλίμακας διαδικασία ήταν διφορούμενη για μεγάλο χρονικό διάστημα. Οι σύγχρονοι επιστήμονες δηλώνουν ομόφωνα ότι η μονάδα της εξελικτικήςη διαδικασία είναι πληθυσμός.
Η ίδια η διαδικασία μπορεί να εντοπιστεί από οποιοδήποτε άτομο σε ένα συγκεκριμένο παράδειγμα από τη φύση, εάν τεθεί ένας τέτοιος στόχος. Άρα, η εμφάνιση προσαρμογών για τον αντίστοιχο τρόπο ζωής σε κρεατοελιές, που σχετίζονται με πλήρη απώλεια όρασης, είναι πολύ ξεκάθαρη. Εξάλλου, δεν υπάρχει φως κάτω από το έδαφος, επομένως η όραση δεν είναι σημαντική. Αλλά η όσφρηση αυτών των πλασμάτων μπορεί να ζηλέψει. Μυρίζουν τον γαιοσκώληκα από μερικές δεκάδες μέτρα μακριά!
Ταυτόχρονα, είναι προφανές ότι οι προγονικές μορφές αυτών των ζώων ακολουθούσαν έναν επίγειο τρόπο ζωής και δεν στερήθηκαν ούτε την όραση ούτε τα μπροστινά άκρα μιας κανονικής δομής. Φυσικά, αυτή η μεταμόρφωση δεν έγινε αμέσως. Η μητέρα φύση χρειάστηκε πολλούς αιώνες, χιλιετίες, ακόμη και εκατομμύρια χρόνια για να φέρει τους τυφλοπόντικες στη μορφή με την οποία είναι γνωστοί σε εμάς τώρα. Και έτσι συμβαίνει με όλους τους οργανισμούς. Ταυτόχρονα, δεν πρέπει να πιστεύει κανείς ότι ζούμε σε έναν ακίνητο κόσμο, όπου η βιομάζα είναι απολύτως σταθερή και σχηματισμένη.
Η εξέλιξη εξακολουθεί να λαμβάνει χώρα, εκθέτοντας όλα τα ζώα, τα φυτά, τους μικροοργανισμούς, ακόμη και τους ανθρώπους σε αλλαγές. Συμβαίνει απλώς σε γενετικό επίπεδο και δεν μπορεί να το δει οι σύγχρονοι.
Εξελικτική ορολογία
Υπάρχει μια σειρά από έννοιες που πρέπει να μάθουμε να λειτουργούμε για να έχουμε μια ιδέα για την εξέλιξη και τις διαδικασίες που τη συνοδεύουν. Με την πάροδο του χρόνου, η συσσώρευση μιας βάσης θεωρητικής γνώσης και η γενίκευση όλου του υλικού που ελήφθη, υπήρχαν επίσης όροι που υποδήλωναν ορισμένους οργανισμούς και αλλαγές στην κατάστασή τους,δράσεις, φυσικά φαινόμενα. Η εξέλιξη περιλαμβάνει πολλές μεταμορφώσεις και διαδικασίες, αλλά ας ορίσουμε τις κυριότερες.
- Κληρονομικότητα είναι η ικανότητα των οργανισμών να μεταδίδουν στους απογόνους τους τα χαρακτηριστικά που είναι σταθερά στον γονότυπο. Χάρη σε αυτήν, υπάρχουν πανομοιότυπα άτομα που σχηματίζουν ολόκληρους πληθυσμούς.
- Η μεταβλητότητα είναι ένα τέτοιο χαρακτηριστικό στους οργανισμούς που εμφανίζεται από τη γέννηση και παραμένει σε όλη τη ζωή, το οποίο σας επιτρέπει να αποκτήσετε νέα χαρακτηριστικά συνδυάζοντας τους γονότυπους του πατέρα και της μητέρας.
- Οι μεταλλάξεις αποτελούν σημαντικό μέρος του υπό εξέταση φαινομένου. Η μονάδα της εξελικτικής διαδικασίας δεν είναι φυσικά η μετάλλαξη. Ωστόσο, αυτή είναι η κινητήρια δύναμη πίσω από την αλλαγή με την πάροδο του χρόνου.
- Ο αγώνας για ύπαρξη είναι ο φυσικός ανταγωνισμός των ατόμων για έδαφος, φαγητό, ένα κερδοφόρο μέρος για να ζήσουν, νερό, μια γυναίκα κ.λπ. Αυτός ο αγώνας είναι που καθορίζει τον αριθμό των ζώων και των φυτών, τη δύναμη και την αντοχή τους. Εκείνοι που επιβιώνουν γίνονται πιο δυνατοί και αφήνουν πίσω τους πιο ανθεκτικούς και προσαρμοστικούς απογόνους.
- Η φυσική επιλογή είναι μια διαδικασία που πραγματοποιείται από την ίδια τη φύση, η οποία καθορίζει τη θέση του κάθε ατόμου στη ζωή, περιορίζοντας τον αριθμό του, περιορίζοντας την πρόοδο στην αναπαραγωγή και την επιβίωση.
- Η μονάδα της εξελικτικής διαδικασίας είναι ο πληθυσμός. Είναι μια ομάδα παρόμοιων οργανισμών που μεταδίδουν μέσα τους ένα συγκεκριμένο σύνολο χαρακτηριστικών στους απογόνους και έχουν το ίδιο σύνολο μορφολογικών, φυσιολογικών και ανατομικών χαρακτηριστικών που καθορίζει τη μικρότερη δομική μονάδα της αναπτυξιακής διαδικασίας.
Για να κατανοήσουμε πλήρως το υπό εξέταση φαινόμενο, θα πρέπει να κατανοήσουμε ξεκάθαρακαι οικολογικές έννοιες όπως είδη, γένος, πληθυσμός, βιοκένωση, βιομάζα, βιόσφαιρα και άλλες.
Ιστορία του εξελικτικού δόγματος
Η έννοια της εξέλιξης ως διαδικασίας ανάπτυξης δεν ήρθε αμέσως στους ανθρώπους. Αρχικά, αλλαγές σε φυτά και ζώα αναφέρθηκαν στην αρχαιότητα. Στη συνέχεια, οι σοφοί, οι φιλόσοφοι και οι ερευνητές παρατήρησαν ότι με την πάροδο του χρόνου, τα άτομα αλλάζουν, πολλά έχουν παρόμοια χαρακτηριστικά. Μεταξύ των πιο διάσημων μυαλών ήταν:
- Thales.
- Ξενοφάνης.
- Ηράκλειτος.
- Alcmaeon.
- Empedocl.
- Plato.
- Αριστοτέλης.
- Ιπποκράτης και άλλοι.
Μεσαιωνικός και σύγχρονος χρόνος
Στο Μεσαίωνα, η πιο κοινή θεωρία για την προέλευση και την ανάπτυξη της ζωής ήταν η Κρεοτσιονιστική. Ο Θεός θεωρούνταν ο μόνος δημιουργός που δημιούργησε τη Γη όπως είναι, και οποιεσδήποτε άλλες απόψεις δεν θεωρήθηκαν πιθανές. Αυτό επιβράδυνε την ανάπτυξη αληθινών εννοιών για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Αργότερα, όταν πέρασε η εποχή των γεωγραφικών ανακαλύψεων και έγινε γνωστό για την τεράστια ποικιλομορφία της ζωής στη Γη, ήρθε η ώρα για μια θεωρητική εξήγηση αυτής της ποικιλομορφίας. Τότε εμφανίστηκε η θεωρία των εξελικτικών μετασχηματισμών. Ο πατέρας της θεωρείται ο παγκοσμίου φήμης Άγγλος Κάρολος Δαρβίνος. Ωστόσο, στο ίδιο επίπεδο με αυτόν, σχεδόν οι ίδιες ανακαλύψεις έγιναν από έναν άλλο επιστήμονα - τον Alfred Wallace. Οι κρεοκινιστικές απόψεις αντικαταστάθηκαν από μετασχηματιστικές.
Η ουσία τουςσυνίστατο στην πεποίθηση ότι η Γη ήταν διαφορετική και μόνο με το πέρασμα του χρόνου έγιναν πολλοί μετασχηματισμοί και σχηματίστηκαν αυτοί οι οργανισμοί που υπάρχουν τώρα. Επιπλέον, η διαδικασία της μεταμόρφωσης δεν έχει σταματήσει, αλλά συνεχίζεται μέχρι σήμερα και θα συνεχίζεται για πάντα, όσο υπάρχει ζωή.
Το δόγμα της εξέλιξης σύμφωνα με τον Δαρβίνο
Τι λέει η θεωρία που δημιούργησε ο Άγγλος; Ποια είναι η μονάδα της εξελικτικής διαδικασίας και γιατί συμβαίνει; Ας ορίσουμε αρκετές βασικές διατάξεις αυτής της διδασκαλίας.
- Όλη η ποικιλομορφία της ζωής που υπάρχει στον πλανήτη είναι το αποτέλεσμα χιλιάδων ετών μετασχηματισμού και δεν δημιουργήθηκε σε μια νύχτα από έναν Δημιουργό.
- Η εξέλιξη βασίζεται σε διαδικασίες όπως η φυσική επιλογή, η κληρονομική μετάδοση πληροφοριών σε γενιές, οι μεταλλάξεις που συμβαίνουν σε πληθυσμούς, η μεταβλητότητα των ειδών.
- Νέα ζώδια προκύπτουν και σταθεροποιούνται ως αποτέλεσμα του αγώνα για ύπαρξη, που είναι το μέσο της φυσικής επιλογής.
- Το αποτέλεσμα της εξέλιξης είναι ο σχηματισμός ενός οργανισμού που είναι στο μέγιστο δυνατό βαθμό προσαρμοσμένος στις συνθήκες της ύπαρξής του.
Ο Κάρολος Δαρβίνος έδωσε όχι μόνο μια θεωρητική εξήγηση για την ανάπτυξη της ζωής, αλλά υποστήριξε όλα αυτά με συνεχή πειράματα. Το μόνο πράγμα που δεν μπορούσε να καταλάβει και να εξηγήσει με κανέναν τρόπο ήταν η διακριτικότητα των κληρονομικών χαρακτηριστικών. Σύμφωνα με τις απόψεις του, εκείνα τα σημάδια που περνούσαν από γενιά σε γενιά θα έπρεπε να είχαν μεταμορφωθεί και ξεθωριάσει με την πάροδο του χρόνου. Ωστόσο, τα πειράματα του Μέντελ απέδειξαν ότι επανεμφανίζονται μετά από αρκετές γενιές.
Εξελικτική μονάδα Δαρβινικής διαδικασίας
Για να εξηγηθεί οποιαδήποτε διαδικασία, είναι απαραίτητο να επιλέξετε το στοιχειώδες κελί της. Έτσι είναι και με την εξέλιξη. Ο Κάρολος Δαρβίνος πίστευε ότι ένα είδος είναι μια μονάδα της εξελικτικής διαδικασίας. Ισχύει αυτό σήμερα; Όχι, άλλωστε, από τη σκοπιά της τρέχουσας συνθετικής θεωρίας για την ανάπτυξη της ζωής, το είδος δεν μπορεί να θεωρηθεί ως το μικρότερο σωματίδιο της παγκόσμιας αλλαγής στο χρόνο.
Σύμφωνα με τις απόψεις των συγχρόνων, η στοιχειώδης μονάδα της εξελικτικής διαδικασίας είναι ο πληθυσμός. Θα συζητήσουμε τους λόγους αργότερα.
Ο Δαρβίνος πίστευε επίσης ότι το μικρότερο κελί είναι μια όψη. Περιέγραψε και κατέγραψε τις αλλαγές που συνέβησαν σε ένα είδος ατόμων, λαμβάνοντας υπόψη ολόκληρο το σύνολο των παραγόντων που επηρεάζουν αυτές τις αλλαγές.
Τι είναι η προβολή;
Γιατί δεν μπορούμε να υποθέσουμε ότι η μονάδα της εξελικτικής διαδικασίας είναι το είδος; Διότι έχουμε ήδη επισημάνει ότι το αποτέλεσμα της διαδικασίας ανάπτυξης της ζωής είναι η προσαρμογή σε τοπικούς παράγοντες. Η απόκτηση και η εδραίωση εκείνων των χαρακτηριστικών που θα βοηθήσουν στην ελεύθερη ύπαρξη σε συγκεκριμένους τομείς.
Ωστόσο, ας θυμηθούμε, για παράδειγμα, την πολική περιοχή. Το μέρος όπου οι χιονοθύελλες πάντα σαρώνουν και το λευκό χιόνι τυφλά, όπου το κρύο και το κρύο σε κάνουν να τρέμεις. Περισσότερα από ένα συγκεκριμένα είδη ζώων ζουν σε αυτά τα μέρη, αλλά οι προσαρμογές τους σε τέτοιες σκληρές συνθήκες είναι εξαιρετικά παρόμοιες. Πρόκειται για χοντρή γούνα με υπόστρωμα, λευκό χρώμα, παχύ στρώμα υποδόριου λίπους, μεγάλα μεγέθη κ.λπ.
Έτσι, αποδεικνύεται ότι τα είδη είναι διαφορετικά, αλλά τα σημάδια προσαρμογής είναι παρόμοια. Γι' αυτό η μονάδα της εξελικτικής διαδικασίας δεν είναι ένα είδος, είναι απλώς ένα στοιχειώδες κύτταρο της οικολογίας ως επιστήμης. Πρόκειται για μια συλλογή ατόμων που έχουν παρόμοια μορφολογικά, φυσιολογικά χαρακτηριστικά, τρόπο ζωής και επίσης καταλαμβάνουν μια συγκεκριμένη περιοχή και διασταυρώνονται ελεύθερα μεταξύ τους, σχηματίζοντας γόνιμους απογόνους.
Ο πληθυσμός ως στοιχειώδης μονάδα της εξελικτικής διαδικασίας
Η σύγχρονη θεωρία της εξέλιξης είναι συνθετική. Είναι το αποτέλεσμα της συρροής όλων των απόψεων του Καρόλου Δαρβίνου, της σύγχρονης έρευνας και συλλογισμού. Δεν έχει συγκεκριμένο συγγραφέα, είναι προϊόν της δουλειάς πολλών επιστημόνων από διαφορετικές χώρες.
Λοιπόν, αυτή η θεωρία είναι που καθορίζει ότι η μονάδα της εξελικτικής διαδικασίας είναι ο πληθυσμός. Είναι αυτή που είναι το μικρότερο στοιχειώδες κύτταρο αυτής της παγκόσμιας διαδικασίας μετασχηματισμού.
Από την άποψη της οικολογίας, ένας πληθυσμός είναι μια μορφή ύπαρξης ορισμένων τύπων οργανισμών, στους οποίους προσαρμόζονται καλύτερα στις περιβαλλοντικές συνθήκες. Ένας πληθυσμός μπορεί να περιλαμβάνει και τα δύο άτομα του ίδιου ή διαφορετικού είδους. Τα χαρακτηριστικά που διαθέτουν μπορεί επίσης να διαφέρουν. Μερικοί οργανισμοί μπορεί να είναι μικροί, άλλοι μεγάλοι και ούτω καθεξής.
Σε κάθε πληθυσμό υπάρχει αγώνας για ύπαρξη, φυσική επιλογή, σχηματίζονται μεταλλάξεις και διορθώνονται ορισμένα σημάδια. Και αυτό είναι η εξέλιξη.
Οδηγοί της εξέλιξης
ΕμείςΈχουμε ήδη αναφέρει τις κύριες διεργασίες που είναι οι κινητήρες αυτού του μακροφαινομένου - εξέλιξης. Ας τους βάλουμε ξανά ετικέτα.
- Φυσική επιλογή μέσω του αγώνα για ύπαρξη εντός και μεταξύ των πληθυσμών.
- Κληρονομικότητα και μεταβλητότητα που οδηγούν στην καθήλωση σημαντικών νέων χαρακτηριστικών στον γονότυπο.
- Μεταλλάξεις, τόσο ευεργετικές όσο και επιβλαβείς. Τυχαία ή κατευθυνόμενα, τείνουν να ενισχύουν νέα χαρακτηριστικά.
- Τεχνητή επιλογή - κατευθυνόμενη εξέλιξη που πραγματοποιείται από τον άνθρωπο για την απόκτηση των επιθυμητών ειδών ζώων και φυτών (αυτό γίνεται με την εκτροφή φυτών και την κτηνοτροφία).
Η σημασία της κληρονομικότητας στη διαδικασία της εξέλιξης
Η ικανότητα μετάδοσης χαρακτηριστικών με κληρονομικότητα είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό όλων των ζωντανών όντων. Παρέχει τη δυνατότητα αναπαραγωγής των ίδιων ατόμων, αλλά ταυτόχρονα απόκτησης νέων. Η κληρονομικότητα είναι η βάση της ζωής.
Ο βιολογικός του ρόλος είναι να διατηρεί τον αριθμό των ατόμων διαφορετικών ειδών και να τα διατηρεί στη φύση. Επιπλέον, είναι μια από τις κύριες κατευθυντήριες δυνάμεις της εξέλιξης.
Η μεταβλητότητα και ο ρόλος της
Δεν μπορεί να ειπωθεί ότι η μεταβλητότητα είναι μονάδα της εξελικτικής διαδικασίας. Είναι τόσο σημαντική για εκείνον; Φυσικά. Άλλωστε, σε αυτή τη διαδικασία βρίσκεται η βάση για την απόκτηση νέων χαρακτηριστικών και χαρακτηριστικών. Η ικανότητα ενός οργανισμού να ανασυνδυάζεται, να σχηματίζει νέα χαρακτηριστικά και να τα διορθώνει - όλα αυτά συμβαίνουν λόγω μεταβλητότητας.
