Ο σύγχρονος άνθρωπος, γενικά, είναι εξοικειωμένος με την έννοια της εξέλιξης ως διαδικασίας συνεχούς ανάπτυξης της ζωής στον πλανήτη. Συνήθως πιστεύεται ότι η εξέλιξη είναι μια διαδικασία προσαρμοστικότητας και μεταβλητότητας όλων των μορφών ζωντανών οργανισμών σε όλη τη μακρόχρονη ύπαρξή τους. Μπορείτε να διαφωνήσετε πολύ για τις θεωρίες της προέλευσης της ζωής στον πλανήτη, για το πώς ξεκίνησαν όλα. Αλλά η γενικά αποδεκτή ιδέα είναι ότι είναι αυτό που μαθαίνουν όλοι στο σχολείο. Ταυτόχρονα, δεν γνωρίζουν και δεν κατανοούν όλοι τι είναι μια στοιχειώδης μονάδα εξέλιξης – ένα άτομο, μια ομάδα οργανισμών, ένα είδος.
Ανάπτυξη της θεωρίας
Όταν ακούμε τη λέξη εξέλιξη, αμέσως σκεφτόμαστε τον Κάρολο Δαρβίνο (1809-1882). Αλλά πολύ πριν από αυτόν, η ιδέα της σταδιακής ανάπτυξης της ζωής και μια τέτοια έννοια ως στοιχειώδης μονάδα εξέλιξης εμφανίστηκε στη φιλοσοφική σκέψη της ανθρωπότητας. Αλλά ήταν ο Κάρολος Δαρβίνος που εισήγαγε την επιστημονική κοινότητα … όχι, όχι την έννοια της εξέλιξης, αλλάεκείνες οι κινητήριες δυνάμεις που θα οδηγήσουν σε σημαντικές, μερικές φορές σημαντικές αλλαγές στους οργανισμούς που καταλήγουν στο σχηματισμό νέων ειδών. Είδος ως βιολογική κοινότητα οργανισμών, παρόμοια σε μια ολόκληρη σειρά χαρακτηριστικών, ικανά να διασταυρωθούν ελεύθερα με την εμφάνιση αναπαραγωγικών απογόνων. Έτσι, το θέμα αυτού του άρθρου είναι ο ορισμός της μικρότερης μονάδας στην οποία μπορεί να συμβεί μια διαρκής και ποιοτική αλλαγή, που οδηγεί στην εμφάνιση κάτι νέο και διαφορετικό από τις μητρικές μορφές.
Πριν από τον Δαρβίνο
Η άποψη για την ανάπτυξη του οργανικού κόσμου, που υπήρχε πριν από την εμφάνιση της θεωρίας του Δαρβίνου για την προέλευση των ειδών, ονομάζεται προ-Δαρβινική. Χωρίς να μπαίνουμε στα άγρια της εξελικτικής διδασκαλίας, η κυρίαρχη θεωρία ήταν θεολογική (όλα είναι από τον Θεό) και θεολογική-φυσιοκρατική (οι οργανισμοί αγωνίζονται για την τελειότητα, που πάλι είναι από τον Θεό). Αυτές οι θεωρίες θεωρούν το άτομο ως τη στοιχειώδη μονάδα της εξέλιξης. Για παράδειγμα, ο Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) εξήγησε τον μακρύ λαιμό των καμηλοπαρδάλεων με την επιθυμία τους να φτάσουν στα κορυφαία κλαδιά και τη μετάδοση αυτής της επιθυμίας στους απογόνους.
Επανάσταση του Δαρβίνου
Η αξία του Κάρολου Δαρβίνου είναι ότι στο έργο του «Η καταγωγή των ειδών» εξήγησε όλη την αδιανόητη ποικιλία των ζωντανών μορφών στον πλανήτη ως αποτέλεσμα του αγώνα για ύπαρξη, της φυσικής επιλογής. Και το αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας ήταν η νίκη των ισχυρότερων και ικανότερων ατόμων. Ο Δαρβίνος τόνισε ότι η στοιχειώδης μονάδα της εξέλιξης είναι μια ομάδα ατόμων, και όχι μόνο μεμονωμένα άτομα. Η φυσική επιλογή λειτουργεί ακριβώς όταν τόσο τα μεμονωμένα άτομα όσο και οι φυσικές τους ομάδες υπάγονται στη δράση της. Στην ομάδα, σύμφωνα με τον Δαρβίνο, μπορούν να διατηρηθούν σημάδια που είναι περιττά σήμερα, αλλά αύριο γίνονται καθοριστικά στην προσαρμοστικότητα των οργανισμών στις συνεχώς μεταβαλλόμενες συνθήκες ζωής. Για τον Δαρβίνο, μια τέτοια ομάδα είναι το είδος ως στοιχειώδη μονάδα εξέλιξης.
Δαρβινισμός συν γενετική
Αυτό που ο Κάρολος Δαρβίνος απέτυχε να εξηγήσει στην "Προέλευση" του είναι πώς μεταδίδονται και διορθώνονται οι τυχαίες αλλαγές στους απογόνους. Εξάλλου, τα ειδικά σημάδια θα πρέπει να είναι θολά στη διαδικασία της διαδοχικής αλλαγής γενεών. Και ήταν εκείνη τη στιγμή που εμφανίστηκε η επιστήμη της γενετικής με τους δικούς της νόμους κληρονομικότητας και υπολειπόμενα και κυρίαρχα αλληλόμορφα συσσωρευμένα σε μια ομάδα οργανισμών. Τρεις νόμοι γενικότητας της πρώτης γενιάς υβριδίων του G. Mendel, η διπλή έλικα των κληρονομικών πληροφοριών DNA από τους J. Watson και F. Crick, μοριακή βιολογία και δομή γονιδίων, ανάπτυξη εμβρυολογίας και κυτταρολογίας, ηθολογία και παλαιοντολογία, βιοχημεία και οικολογία - και γεννιέται μια συνθετική θεωρία της εξέλιξης, κυρίαρχη στο σημερινό επιστημονικό περιβάλλον.
Συμβίωση Δαρβινισμού και Νεωτερικότητας
Η συνθετική θεωρία της εξέλιξης διαμορφώθηκε στα μέσα του εικοστού αιώνα. Το να απαριθμήσουμε τη συμβολή όλων των εξελικτικών βιολόγων στη διαμόρφωσή του δεν αρκεί για τρεις σελίδες. Ας σημειώσουμε τους βιολόγους S. S. Chetverikov (1880-1959), F. G. Dobrozhansky (1900-1975) και I. I. Shmalgauzen (1884-1963). Το κύριο αξίωμα της θεωρίας - η στοιχειώδης μονάδα της εξέλιξης είναιένας πληθυσμός ως ξεχωριστή ομάδα ενός είδους που ζει σε μια περιοχή και με έναν ορισμένο τρόπο απομονώνεται από άλλους πληθυσμούς ενός δεδομένου είδους. Είναι η απομόνωση πληθυσμών (οικολογικών, γεωγραφικών, αναπαραγωγικών) που οδηγεί στον σχηματισμό νέων ειδών. Η συνθετική θεωρία της εξέλιξης οδηγεί στην εξήγηση των μηχανισμών αυτής της ειδογένειας με ορισμένες διατάξεις, οι οποίες εξηγούν επίσης γιατί ο πληθυσμός θεωρείται η στοιχειώδης μονάδα εξέλιξης.
Βασικές αρχές της συνθετικής θεωρίας της εξέλιξης
Τα δεδομένα που παρουσιάζονται παρακάτω δεν ισχυρίζονται ότι είναι πλήρεις και εξαντλητικές πληροφορίες σχετικά με τις διατάξεις της σύγχρονης θεωρίας, αλλά θεωρούνται στο πλαίσιο του αξιώματος ότι ο πληθυσμός είναι μια στοιχειώδης μονάδα εξέλιξης.
Ο Ρώσος βιολόγος και γενετιστής N. V. Timofeev-Resovsky (1900-1981) διατύπωσε τις κύριες διατάξεις του STE για τις στοιχειώδεις μονάδες, τα φαινόμενα και τους παράγοντες της βιολογικής εξέλιξης.
- Η στοιχειώδης μονάδα εξέλιξης είναι ο πληθυσμός.
- Το φαινόμενο της εξέλιξης σε δράση είναι η αλλαγή στη γονιδιακή δεξαμενή (το συνολικό σύνολο γονιδίων όλων των ατόμων) ενός πληθυσμού.
- Η γονιδιακή δεξαμενή ενός πληθυσμού είναι το κληρονομικό υλικό της εξέλιξης.
- Παράγοντες εξέλιξης είναι οι διαδικασίες μετάλλαξης, η απομόνωση, τα πληθυσμιακά κύματα (διακυμάνσεις πληθυσμού) και η επιλογή.
Γιατί πληθυσμός
Μόνο ένας πληθυσμός ως ομάδα ατόμων του ίδιου είδους αντιπροσωπεύει έναν ενιαίο σχηματισμό που μπορεί να υπάρχει επ' αόριστον ως ακεραιότητα στο χώρο και στο χρόνο. Καιμόνο μέσα σε αυτήν την κοινότητα η πιθανότητα ελεύθερης διασταύρωσης ατόμων είναι πάντα μεγαλύτερη από την πιθανότητα διασταύρωσης ατόμων από διαφορετικούς πληθυσμούς. Μόνο ο πληθυσμός πληροί τις απαιτήσεις της εξελικτικής διαδικασίας, και ως εκ τούτου είναι ακριβώς αυτός ο πληθυσμός που είναι η στοιχειώδης μονάδα της εξέλιξης. Μόνο μέσα σε αυτήν την ομάδα με διαφορετικό σύνολο γονότυπων, τα άτομα επιλέγονται σύμφωνα με φαινοτυπικά χαρακτηριστικά. Μόνο σε ένα τέτοιο κλειστό σύστημα μπορεί οι φαινοτυπικά επιτυχημένες για τις δεδομένες συνθήκες ύπαρξης χαρακτηριστικών να ενοποιηθούν στον γονότυπο ολόκληρης της ομάδας, στη γονιδιακή δεξαμενή του πληθυσμού. Και, συσσωρεύοντας στη γονιδιακή δεξαμενή, αλλάξτε τους μεμονωμένους γονότυπους των ατόμων, οδηγώντας σε φαινοτυπικές (εξωτερικές) διαφορές.
Γιατί ένα είδος δεν είναι η στοιχειώδης μονάδα εξέλιξης;
Η
Προβολή μπορεί επίσης να θεωρηθεί ως ένα ολοκληρωμένο κλειστό σύστημα που υπάρχει εδώ και πολύ καιρό. Αλλά κάθε είδος, που κατοικεί σε μια συγκεκριμένη περιοχή, κατανέμεται άνισα στην επικράτεια. Και κάθε τμήμα του είναι ένας πληθυσμός, που θεωρητικά μπορεί να προκαλέσει τη διαδικασία της ειδογένεσης. Ή μήπως όχι. Ορισμένα είδη, όπως τα ενδημικά, γενικά κατοικούν σε σχετικά περιορισμένες περιοχές και αντιπροσωπεύονται από έναν πληθυσμό (πολική αρκούδα της Αρκτικής ή φώκια Βαϊκάλης). Και υπάρχουν είδη, όπως η κοινή κίσσα, που αντιπροσωπεύονται από εκατοντάδες πληθυσμούς σε διάφορα μέρη του κόσμου.
Γιατί ένα άτομο δεν είναι στοιχειώδης μονάδα εξέλιξης;
Η εξελικτική διαδικασία συνεπάγεται την ανάπτυξη και την εμφάνιση νέων χαρακτηριστικών και ιδιοτήτωντου οργανισμού, οδηγώντας σε μεγαλύτερη προσαρμοστικότητά του. Και εδώ χρειάζεται μια αλυσίδα γενεών - εξελικτική ιστορία ή εξελικτική μοίρα. Ένας οργανισμός δεν υπάρχει για μεγάλο χρονικό διάστημα για να αναπτύξει και να εδραιώσει ένα χαρακτηριστικό σε όλη τη ζωή. Επομένως, ένα κοπάδι ή ένα κοπάδι δεν μπορεί να είναι μια στοιχειώδης μονάδα - αυτή η ομάδα δεν είναι επαρκώς απομονωμένη και, κατά κανόνα, δεν υπάρχει για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα στο πλαίσιο του αριθμού των γενεών. Αξίζει να σημειωθεί ότι αυτή η δήλωση δεν είναι απολύτως κατάλληλη για προκαρυωτικά (μη πυρηνικά) ως τα πιο απλά με υψηλό ρυθμό αναπαραγωγής.
