Idei moderne despre mecanisme și modele. Apariția și dezvoltarea STE

Instituție de învățământ bugetară de stat

in medie învăţământul profesional

Colegiul de minerit Mezhdurechensky

REZUMAT PE TEMA:

Înțelegerea modernă a mecanismelor și modelelor de evoluție

Disciplina: Biologie

Introducere

Condiții preliminare pentru apariția teoriei

Apariția și dezvoltarea STE

Prevederi de bază ale STE, formarea și dezvoltarea lor istorică

Concluzie

Introducere

Teoria modernă a evoluției este STE - Synthetic Theory of Evolution.

Ce este asta? Aceasta este o teorie creată artificial de oameni de știință, care combină multe poziții corecte. Cu alte cuvinte, aceasta este o teorie evoluționistă modernă, care este o sinteză a diferitelor discipline, în primul rând genetica și darwinismul. Teoria sintetică în forma sa actuală s-a format ca urmare a regândirii unui număr de prevederi ale darwinismului clasic din punctul de vedere al geneticii de la începutul secolului al XX-lea. După redescoperirea legilor lui Mendel (în 1901), dovezi ale naturii discrete a eredității și mai ales după crearea geneticii teoretice a populației prin lucrările lui R. Fisher (1918-1930), J.B.S. Haldane Jr. (1924), S. Wright (1931; 1932), învățăturile lui Darwin au dobândit o bază genetică solidă.

genetica evolutiei darwinism

1. Precondiții pentru apariția teoriei

1 Probleme în teoria darwiniană originală care au dus la pierderea popularității acesteia

La scurt timp după apariția sa, teoria selecției naturale a fost supusă criticilor constructive din partea oponenților săi de principiu și a unora dintre elementele sale - din partea susținătorilor săi. Cele mai multe dintre contraargumentele împotriva darwinismului în timpul primului sfert de secol al existenței sale au fost adunate în monografia în două volume „Darwinism: A Critical Study” a filozoful și publicistul rus N.Ya. Danilevski. laureat al premiului Nobel 1908 I.I. Mechnikov, deși a fost de acord cu Darwin cu privire la rolul principal al selecției naturale, nu a împărtășit evaluarea lui Darwin cu privire la importanța suprapopulării pentru evoluție. Însuși fondatorul teoriei a acordat cea mai mare importanță contraargumentului inginerului englez F. Jenkin, care mana usoara Darwin a fost numit „Coșmarul lui Jenkin”.

Ca urmare, în sfârşitul XIX-lea- la începutul secolului al XX-lea, majoritatea biologilor au acceptat conceptul de evoluție, dar puțini credeau că selecția naturală este principala sa forta motrice. Stalin-Lamarckismul, teoria ortogenezei și combinarea geneticii mendeleeviene cu teoria mutației lui Korzhinsky - De Vries a dominat. Biologul englez Julian Huxley a numit această situație „eclipsa darwinismului”.

2 Controverse între genetică și darwinism

În ciuda faptului că descoperirea eredității discrete de către Mendel a eliminat dificultățile semnificative asociate coșmarului lui Jenkin, mulți geneticieni au respins teoria evoluției a lui Darwin.

2. Apariția și dezvoltarea STE

Teoria sintetică în forma sa actuală s-a format ca urmare a regândirii unui număr de prevederi ale darwinismului clasic din punctul de vedere al geneticii de la începutul secolului al XX-lea. După redescoperirea legilor lui Mendel (în 1901), dovezi ale naturii discrete a eredității și mai ales după crearea geneticii teoretice a populației prin lucrările lui Ronald Fisher, John B.S. Haldane Jr. și Sewell Wright, învățăturile lui Darwin au dobândit o bază genetică puternică.

Articol de S.S. Chetverikov „Cu privire la unele aspecte ale procesului evolutiv din punctul de vedere al geneticii moderne” (1926) a devenit în esență nucleul viitoarei teorii sintetice a evoluției și baza pentru sinteza ulterioară a darwinismului și a geneticii. În acest articol, Chetverikov a arătat compatibilitatea principiilor geneticii cu teoria selecției naturale și a pus bazele geneticii evolutive. Principala publicație evolutivă a S.S. Chetverikova a fost tradusă în engleză în laboratorul lui J. Haldane, dar nu a fost niciodată publicată în străinătate. În lucrările lui J. Haldane, N.V. Timofeev-Resovsky și F.G. Ideile Dobzhansky exprimate de S.S. Chetverikov, răspândit în Occident, unde aproape simultan R. Fischer și-a exprimat opinii foarte asemănătoare cu privire la evoluția dominației.

Impulsul dezvoltării teoriei sintetice a fost dat de ipoteza recesivității noilor gene. În limbajul geneticii din a doua jumătate a secolului al XX-lea, această ipoteză presupunea că în fiecare grup de organisme care se reproduce, în timpul maturării gameților, mutații - noi variante de gene - apar în mod constant ca urmare a erorilor în timpul replicării ADN-ului.

Influența genelor asupra structurii și funcțiilor organismului este pleiotropă: fiecare genă este implicată în determinarea mai multor trăsături. Pe de altă parte, fiecare trăsătură depinde de multe gene; geneticienii numesc acest fenomen polimerizare genetică a trăsăturilor. Fisher spune că pleiotropia și polimerul reflectă interacțiunea genelor, datorită căreia manifestarea externă a fiecărei gene depinde de mediul ei genetic. Prin urmare, recombinarea, generând din ce în ce mai multe combinații de gene noi, creează în cele din urmă pentru o anumită mutație un astfel de mediu genic care permite mutației să se manifeste în fenotipul individului purtător. Astfel, mutația cade sub influența selecției naturale, selecția distruge combinațiile de gene care îngreunează viața și reproducerea organismelor într-un mediu dat și păstrează combinațiile neutre și benefice care sunt supuse reproducerii, recombinării și testării ulterioare prin selecție. . Mai mult decât atât, în primul rând, sunt selectate astfel de combinații de gene care contribuie la exprimarea fenotipică favorabilă și în același timp stabilă a mutațiilor inițial puțin vizibile, datorită cărora aceste gene mutante devin treptat dominante. Această idee a fost exprimată în lucrarea 4

R. Fisher „Teoria genetică a selecției naturale” (1930). Astfel, esența teoriei sintetice este reproducerea preferențială a anumitor genotipuri și transmiterea lor către descendenți. În problema sursei diversității genetice, teoria sintetică recunoaște rolul principal al recombinării genelor.

Se crede că un act evolutiv a avut loc atunci când selecția a păstrat o combinație de gene care era atipică pentru istoria anterioară a speciei. Ca urmare, evoluția necesită prezența a trei procese:

1.mutațional, generând noi variante de gene cu expresie fenotipică scăzută;

2.recombinare, creând noi fenotipuri de indivizi;

.selecție, determinând corespondența acestor fenotipuri cu condițiile de viață sau de creștere date.

Toți susținătorii teoriei sintetice recunosc participarea celor trei factori enumerați în evoluție.

O condiție prealabilă importantă pentru apariția unei noi teorii a evoluției a fost cartea geneticianului, matematicianului și biochimistului englez J. B. S. Haldane Jr., care a publicat-o în 1932 sub titlul „The Causes of Evolution”. Haldane, creând genetica dezvoltarea individuală, a inclus imediat o nouă știință în rezolvarea problemelor macroevoluției.

Inovațiile evolutive majore apar foarte adesea pe baza neoteniei (conservarea caracteristicilor juvenile într-un organism adult). Neoteny Haldane a explicat originea omului („maimuță goală”), evoluția unor taxoni atât de mari precum graptoliții și foraminiferele. În 1933, profesorul lui Chetverikov, N.K. Koltsov, a arătat că neotenia este răspândită în regnul animal și joacă un rol important în evoluția progresivă. Conduce la simplificarea morfologică, dar în același timp se păstrează bogăția genotipului.

În aproape toate modelele istorice și științifice, 1937 a fost numit anul apariției STE - anul acesta a apărut cartea geneticianului și entomolog-sistematist ruso-american F. G. Dobzhansky „Genetica și originea speciilor”. Succesul cărții lui Dobzhansky a fost determinat de faptul că era atât naturalist, cât și genetician experimental. „Dubla specializare a lui Dobzhansky i-a permis să fie primul care a construit o punte solidă de la tabăra biologilor experimentali la tabăra naturaliștilor” (E. Mayr). Pentru prima dată, a fost formulat cel mai important concept de „mecanisme de izolare ale evoluției” - acele bariere de reproducere care separă fondul genetic al unei specii de fondul genetic al altor specii. Dobzhansky a introdus în circulație științifică largă ecuația Hardy-Weinberg, pe jumătate uitată. El a introdus, de asemenea, „efectul S. Wright” în materialul naturalist, crezând că rasele microgeografice apar sub influența modificărilor aleatorii ale frecvenței genelor în izolate mici, adică într-un mod neutru adaptativ.

În literatura de limbă engleză, printre creatorii STE sunt cel mai des menționate numele lui F. Dobzhansky, J. Huxley, E. Mayr, B. Rensch, J. Stebbins. Acest lucru este, desigur, departe de lista plina. Numai printre oamenii de știință ruși, cel puțin, ar trebui numiți I. I. Shmalhausen, N. V. Timofeev-Resovsky, G. F. Gause, N. P. Dubinin, A. L. Takhtadzhyan. Dintre oamenii de știință britanici, marele rol jucat de J. B. S. Haldane Jr., D. Lack, K. Waddington și G. de Beer. Istoricii germani numesc printre creatorii activi ai STE numele lui E. Baur, W. Zimmermann, W. Ludwig, G. Heberer și alții.

3. Prevederi de bază ale STE, formarea și dezvoltarea lor istorică

Anii 1930 și 1940 au văzut o sinteză rapidă și largă a geneticii și darwinismului. Ideile genetice au pătruns în taxonomie, paleontologie, embriologie și biogeografie. Termenul „modern” sau „sinteză evolutivă” provine din titlul cărții lui J. Huxley „Evolution: The Modern synthesis” (1942). Expresia „teoria sintetică a evoluției” în aplicare precisă la această teorie a fost folosită pentru prima dată de J. Simpson în 1949.

Populația locală este considerată unitatea elementară a evoluției;

materialul pentru evoluție este mutația și variabilitatea recombinării;

selecția naturală este considerată drept principalul motiv al dezvoltării adaptărilor, speciației și originii taxonilor supraspecifici;

deriva genetică și principiul fondator sunt motivele formării trăsăturilor neutre;

o specie este un sistem de populații izolat din punct de vedere reproductiv de populațiile altor specii și fiecare specie este distinctă din punct de vedere ecologic;

Speciația constă în apariția unor mecanisme de izolare genetică și are loc în primul rând în condiții de izolare geografică.

Astfel, teoria sintetică a evoluției poate fi caracterizată ca o teorie a evoluției organice prin selecția naturală a trăsăturilor determinate genetic.

Activitatea creatorilor americani ai STE a fost atât de mare încât au creat rapid Societatea Internațională pentru Studiul Evoluției, care în 1946 a devenit fondatoarea revistei Evolution. Revista American Naturalist a revenit la publicarea de lucrări pe teme evolutive, punând accent pe o sinteză de genetică, biologie experimentală și de câmp. Ca urmare a numeroaselor și variate studii, principalele prevederi ale STE au fost nu numai testate cu succes, ci și modificate și completate cu idei noi.

În 1942, ornitologul și zoogeograful germano-american E. Mayr a publicat cartea „Systematics and the Origin of Species”, în care au fost dezvoltate în mod constant conceptul de specie politipică și un model genetico-geografic de speciație. Mayr a propus principiul fondatorului, care a fost formulat în forma sa finală în 1954. Dacă deriva genetică, de regulă, oferă o explicație cauzală pentru formarea trăsăturilor neutre în dimensiunea temporală, atunci principiul fondatorului în dimensiunea spațială.

După publicarea lucrărilor lui Dobzhansky și Mayr, taxonomiștii au primit o explicație genetică pentru ceea ce au fost de mult timp 7

Suntem siguri: subspeciile și speciile strâns înrudite diferă în mare măsură prin caractere adaptiv-neutre.

Niciuna dintre lucrările despre STE nu se poate compara cu cartea menționată a biologului experimental și naturalist englez J. Huxley „Evolution: The Modern synthesis” (1942). Opera lui Huxley depășește chiar și cartea lui Darwin în ceea ce privește volumul materialului analizat și amploarea problemelor. Timp de mulți ani, Huxley a ținut cont de toate direcțiile în dezvoltarea gândirii evoluționiste, a urmărit îndeaproape dezvoltarea științelor conexe și a avut experienta personala genetician experimental. Istoricul proeminent al biologiei Provine a evaluat munca lui Huxley astfel: „Evoluție. Sinteză modernă a fost cea mai cuprinzătoare pe tema și documente decât alte lucrări pe această temă. Cărțile lui Haldane și Dobzhansky au fost scrise în primul rând pentru geneticieni, Mayr pentru taxonomi și Simpson pentru paleontologi. Cartea lui Huxley a devenit forța dominantă în sinteza evolutivă.”

Din punct de vedere al volumului, cartea lui Huxley nu a avut egal (645 de pagini). Dar cel mai interesant lucru este că toate ideile principale prezentate în carte au fost scrise foarte clar de Huxley pe 20 de pagini încă din 1936, când a trimis un articol intitulat „Selecție naturală și progres evolutiv” Asociației Britanice pentru Avansarea Ştiinţă. Sub acest aspect, niciuna dintre publicațiile despre teoria evoluționistă publicate în anii 1930 și 40 nu se poate compara cu articolul lui Huxley. Conștient de spiritul vremurilor, Huxley a scris: „Biologia se află în prezent într-o fază de sinteză. Până în acest moment, noile discipline funcționaseră izolat. A existat acum o tendință spre unificare, care este mai fructuoasă decât vechile concepții unilaterale ale evoluției” (1936). Chiar și în lucrările anilor 1920, Huxley a arătat că moștenirea caracteristicilor dobândite este imposibilă; selectia naturala actioneaza ca factor de evolutie si ca factor de stabilizare a populatiilor si speciilor (staza evolutiva); selecția naturală acționează asupra mutațiilor mici și mari; Izolarea geografică este cea mai importantă condiție pentru speciație. Scopul aparent în evoluție este explicat prin mutații și selecție naturală.

Principalele puncte ale articolului lui Huxley din 1936 pot fi rezumate foarte pe scurt sub această formă:

Mutațiile și selecția naturală sunt procese complementare care, individual, nu sunt capabile să creeze schimbări evolutive direcționate.

Selecția în populațiile naturale acționează cel mai adesea nu asupra genelor individuale, ci asupra complexelor genice. Mutațiile pot să nu fie benefice sau dăunătoare, dar valoarea lor selectivă variază în diferite medii. Mecanismul de acțiune al selecției depinde de mediul extern și genotipic, iar vectorul de acțiune al acesteia depinde de manifestarea fenotipică a mutațiilor.

Izolarea reproductivă este principalul criteriu care indică finalizarea speciației. Speciația poate fi continuă și liniară, continuă și divergentă, bruscă și convergentă.

Gradualismul și pan-adaptarea nu sunt caracteristici universale ale procesului evolutiv. Majoritatea plantelor terestre sunt 8

Se caracterizează prin intermitență și formarea bruscă de noi specii. Speciile răspândite evoluează treptat, în timp ce izolatele mici evoluează discontinuu și nu întotdeauna adaptativ. Speciația discontinuă se bazează pe mecanisme genetice specifice (hibridare, poliploidie, aberații cromozomiale). Speciile și taxonii supraspecifici, de regulă, diferă prin caractere adaptiv-neutre. Principalele direcții ale procesului evolutiv (progres, specializare) sunt un compromis între adaptabilitate și neutralitate.

Mutațiile potențial preadaptative sunt larg răspândite în populațiile naturale. Acest tip de mutație joacă un rol critic în macroevoluție, mai ales în perioadele de schimbări bruște de mediu.

Conceptul de rate de acțiune a genelor explică rolul evolutiv al heterocroniei și al alometriei. Sintetizarea problemelor geneticii cu conceptul de recapitulare duce la o explicație a evoluției rapide a speciilor aflate în fundurile specializării. Prin neotenie, are loc o „întinerire” a taxonului, care capătă noi rate de evoluție. Analiza relației dintre onto- și filogenie face posibilă detectarea mecanismelor epigenetice ale direcției de evoluție.

În procesul de evoluție progresivă, selecția acționează în direcția îmbunătățirii organizării. Principalul rezultat al evoluției a fost apariția omului. Odată cu apariția omului, marea evoluție biologică se dezvoltă într-una psihosocială. Teoria evoluționistă este una dintre științele care studiază formarea și dezvoltarea societății umane. Ea creează fundamentul pentru înțelegerea naturii umane și a viitorului său.

În lucrările lui I.I. Schmalhausen (1939), A.L. Takhtadzhyan (1943), J. Simpson (1944), B. Rensch (1947). Din aceste studii a luat naștere teoria macroevoluției. Doar cartea lui Simpson a fost publicată pe Limba engleză iar în perioada de extindere pe scară largă a biologiei americane, ea este cel mai adesea menționată singura printre lucrările fundamentale.

I.I. Shmalhausen a fost elev al lui A.N. Severtsov, însă, deja în anii 20 calea sa independentă era determinată. El a studiat modelele cantitative de creștere, genetica manifestării trăsăturilor și genetica însăși. Schmalhausen a fost unul dintre primii care a realizat o sinteză a geneticii și darwinismului. Din imensa moștenire a lui I.I. Se remarcă monografia lui Schmalhausen „Căile și modelele procesului evolutiv” (1939). Pentru prima dată în istoria științei, el a formulat principiul unității mecanismelor de micro și macroevoluție. Această teză nu a fost pur și simplu postulată, ci a urmat direct din teoria sa de stabilizare a selecției, care include componente genetice și macroevolutive ale populației (autonomizarea ontogenezei) în cursul evoluției progresive.

A.L. Takhtadzhyan în articolul monografic: „Relațiile de ontogeneză și filogeneză la plantele superioare” (1943) nu numai că a inclus în mod activ botanica în orbita sintezei evolutive, dar a construit de fapt originalul 9.

modelul ontogenetic al macroevoluției („saltationism soft”). Modelul lui Takhtadzhyan bazat pe material botanic a dezvoltat multe dintre ideile remarcabile ale lui A.N. Severtsov, în special teoria arhalaxiei (o schimbare bruscă, bruscă a unui organ la primele etape morfogeneza sa, ducând la modificări în întregul curs al ontogenezei). Cea mai dificilă problemă a macroevoluției - decalajele dintre taxoni mari - a fost explicată de Takhtadzhyan prin rolul neoteniei în originea lor. Neotenia a jucat un rol important în originea multor grupuri taxonomice superioare, inclusiv a celor înflorite. Plantele erbacee au evoluat de la plantele lemnoase prin neotenie stratificată.

În 1931, S. Wright a propus conceptul de deriva genetică aleatorie, care vorbește despre formarea absolut aleatorie a fondului de gene al unui deme ca o mică probă din fondul genetic al întregii populații. Inițial, deriva genetică s-a dovedit a fi chiar argumentul care a lipsit de foarte mult timp pentru a explica originea diferențelor neadaptative dintre taxoni. Prin urmare, ideea de deriva a devenit imediat apropiată de o gamă largă de biologi. J. Huxley a numit deriva „efectul Wright” și l-a considerat „cea mai importantă descoperire taxonomică recentă”. George Simpson (1948) și-a bazat ipoteza evoluției cuantice pe deriva, conform căreia o populație nu se poate deplasa în mod independent din zona de atracție a unui vârf adaptiv. Prin urmare, pentru a ajunge într-o stare intermediară instabilă, este necesar un eveniment genetic aleatoriu independent de selecție - deriva genetică.

Cu toate acestea, entuziasmul pentru deriva genetică a scăzut curând. Motivul este intuitiv clar: orice eveniment complet aleatoriu este unic și neverificabil. Citarea pe scară largă a lucrărilor lui S. Wright în manualele evoluționiste moderne, care prezintă un concept exclusiv sintetic, nu poate fi explicată altfel decât prin dorința de a evidenția diversitatea opiniilor asupra evoluției, ignorând rudenia și diferențele dintre aceste concepții.

Ecologia populațiilor și comunităților a intrat în teoria evoluționistă prin sinteza legii lui Gause și a modelului genetico-geografic al speciației. Izolarea reproductivă a fost completată de nișa ecologică ca cel mai important criteriu pentru o specie. În același timp, abordarea de nișă a speciilor și a speciației s-a dovedit a fi mai generală decât una pur genetică, deoarece este aplicabilă și speciilor care nu au un proces sexual.

Intrarea ecologiei în sinteza evolutivă a reprezentat etapa finală în formarea teoriei. Din acel moment a început perioada de utilizare a STE în practica taxonomiei, geneticii și selecției, care a continuat până la dezvoltarea biologiei moleculare și a geneticii biochimice.

Odată cu dezvoltarea noilor științe, STE a început să se extindă și să se modifice din nou. Poate cea mai importantă contribuție a geneticii moleculare la teoria evoluției a fost împărțirea genelor în reglatoare și structurale (modelul lui R. Britten și E. Davidson, 1971). Genele reglatoare sunt cele care controlează apariția mecanismelor de izolare a reproducerii, care se modifică independent de genele enzimelor și provoacă schimbări rapide (pe o scară de timp geologică) la nivel morfologic și fiziologic.

Ideea modificărilor aleatorii ale frecvențelor genelor și-a găsit aplicație în teoria neutralității (Motoo Kimura, 1985), care depășește cu mult teoria sintetică tradițională, fiind creată nu pe baza geneticii clasice, ci a geneticii moleculare. Neutralitatea se bazează pe o poziție complet naturală: nu toate mutațiile (modificările secvenței de nucleotide a ADN-ului) duc la o modificare a secvenței de aminoacizi în molecula proteică corespunzătoare. Acele substituții de aminoacizi care au avut loc nu provoacă neapărat o schimbare a formei moleculei de proteină, iar atunci când o astfel de schimbare are loc, nu schimbă neapărat natura activității proteinei. În consecință, multe gene mutante îndeplinesc aceleași funcții ca genele normale, motiv pentru care selecția se comportă complet neutru față de acestea. Din acest motiv, dispariția și consolidarea mutațiilor din fondul genetic depinde doar de întâmplare: cele mai multe dintre ele dispar la scurt timp după apariție, o minoritate rămâne și poate exista o perioadă destul de lungă. Ca rezultat, selecția care evaluează fenotipurile este „esențial indiferentă față de mecanismele genetice care determină dezvoltarea unei forme date și a funcției corespunzătoare; natura evoluției moleculare este complet diferită de natura evoluției fenotipice” (Kimura, 1985).

Ultima afirmație, care reflectă esența neutralismului, nu este deloc în concordanță cu ideologia teoriei sintetice a evoluției, care se întoarce la conceptul de germoplasmă al lui A. Weisman, cu care a început dezvoltarea teoriei corpusculare a eredității. . Conform opiniilor lui Weisman, toți factorii de dezvoltare și creștere se găsesc în celulele germinale; În consecință, pentru a schimba organismul, este necesară și suficientă schimbarea plasmei germinale, adică a genelor. Ca urmare, teoria neutralității moștenește conceptul de deriva genetică, generat de neodarwinism, dar ulterior abandonat de acesta.

Au apărut noi dezvoltări teoretice care au făcut posibilă aducerea STE și mai aproape de fapte și fenomene din viața reală pe care versiunea sa originală nu le-a putut explica. Etapele atinse de biologia evoluționistă până în prezent diferă de postulatele STE prezentate anterior:

Rămâne valabil postulatul despre populație ca unitate cea mai mică în evoluție. Cu toate acestea, un număr mare de organisme fără proces sexual rămân în afara domeniului acestei definiții a populației, iar aceasta este văzută ca o incompletitudine semnificativă a teoriei sintetice a evoluției.

Selecția naturală nu este singurul motor al evoluției.

Evoluția nu este întotdeauna divergentă în natură.

Evoluția nu este neapărat treptată. Este posibil ca, în unele cazuri, evenimentele macroevolutive individuale să aibă și o natură bruscă.

Macroevoluția poate trece atât prin microevoluție, cât și pe propriile sale căi.

Recunoscând insuficiența criteriului reproductiv al unei specii, biologii sunt încă incapabili să ofere o definiție universală a speciilor atât pentru formele active sexual, cât și pentru formele agamice. unsprezece

Natura aleatorie a variabilității mutaționale nu contrazice posibilitatea existenței unei anumite canalizări a căilor evolutive care apare ca urmare a istoriei trecute a speciei. Teoria nomogenezei sau evoluției bazate pe modele, prezentată în 1922-1923, ar trebui să devină, de asemenea, cunoscută pe scară largă. L.S. Berg. Fiica sa R.L. Berg a examinat problema aleatoriei și regularității în evoluție și a ajuns la concluzia că „evoluția are loc pe căi permise” (R.L. Berg, „Genetică și evoluție”, lucrări selectate, Novosibirsk, Nauka, 1993, pp. .283) .

Alături de monofilie, parafilia este recunoscută ca fiind răspândită.

Realitatea este și un anumit grad de predictibilitate, capacitatea de a prezice direcțiile generale de evoluție (prevederile ultimei biologie sunt preluate din: Nikolai Nikolaevich Vorontsov, 1999, pp. 322 și 392-393).

Putem spune cu încredere că dezvoltarea STE va continua odată cu apariția noilor descoperiri în domeniul evoluției.

Concluzie

Teoria sintetică a evoluției nu este pusă la îndoială printre majoritatea biologilor: se crede că procesul de evoluție în ansamblu este explicat satisfăcător de această teorie.

Ca unul dintre cei criticați Dispoziții generale Teoria sintetică a evoluției poate fi folosită pentru a explica abordarea sa față de similaritatea secundară, adică caracteristici morfologice și funcționale similare care nu au fost moștenite, dar au apărut independent în ramuri îndepărtate filogenetic ale evoluției organismelor.

Conform neo-darwinismului, toate caracteristicile ființelor vii sunt complet determinate de genotip și de natura selecției. Prin urmare, paralelismul (asemănarea secundară a creaturilor înrudite) se explică prin faptul că organismele au moștenit un număr mare de gene identice de la strămoșul lor recent, iar originea caracterelor convergente este în întregime atribuită acțiunii de selecție. În același timp, este bine cunoscut faptul că asemănările care se dezvoltă în linii destul de îndepărtate sunt adesea neadaptative și, prin urmare, nu pot fi explicate în mod plauzibil nici prin selecția naturală, nici prin moștenirea comună. Apariția independentă a genelor identice și a combinațiilor lor este în mod evident exclusă, deoarece mutațiile și recombinarea sunt procese aleatorii.

Problema moștenirii schimbării a fost cheia pentru soarta teoriei lui Darwin. Pe vremea lui Darwin, conceptul de ereditate fuzionată era dominant. Ereditatea a fost explicată prin fuziunea „sângelor” formelor ancestrale. „Sângele” părinților se amestecă, producând urmași cu caracteristici intermediare. Din această poziție, matematicianul F. Jenkin s-a opus teoriei lui Darwin. El credea că acumularea de abateri favorabile este imposibilă, deoarece în timpul traversării acestea se dizolvă, se diluează, devin neglijabile și, în cele din urmă, dispar cu totul. Darwin, care găsise răspunsuri la majoritatea obiecțiilor la teoria sa ridicate de contemporanii săi, a fost uimit de această obiecție.

Teoria eredității corpusculare, discrete, creată de G. Mendel (1822-1884), a oferit o cale de ieșire din acest impas. Ereditatea este discretă. Fiecare părinte transmite același număr de gene descendenților lor. Genele pot suprima sau modifica expresia altor gene, dar nu sunt capabile să modifice informațiile înregistrate în ele. Cu alte cuvinte, genele nu se schimbă atunci când sunt fuzionate cu alte gene și sunt transmise generației următoare în aceeași formă în care au fost primite de la cea anterioară. În cazul dominanței incomplete, observăm de fapt la descendenții primei generații o manifestare intermediară a caracteristicilor părinților. Dar în a doua și în generația următoare, caracteristicile parentale pot reapărea neschimbate.

În anii 1920, a fost realizată o sinteză a darwinismului și a geneticii. Rolul decisiv în implementarea acestei sinteze l-a jucat remarcabilul genetician autohton S.S. Chetverikov. Pe baza lucrărilor sale privind analiza populațiilor naturale, a ajuns să înțeleagă mecanismele de acumulare și menținere a variabilității individuale. Concomitent cu S.S. Chetverikov a ajuns la sinteza ideilor de genetică corpusculară cu darwinismul clasic de R. Fisher, J. Haldane și S. Wright. O contribuție majoră la formarea teoriei sintetice moderne a evoluției au avut-o zoologul E. Mairi și paleontologul J. Simpson. Teoria selecției naturale a fost dezvoltată în lucrările remarcabilului om de știință rus I. I. Shmalhausen. Bazele ecologiei, biogeografiei, sistematicii filogenetice și etologiei (știința comportamentului animal), stabilite în lucrările lui Darwin, s-au dezvoltat în științe independente și, la rândul lor, au adus o contribuție majoră la formarea ideilor moderne despre căi, mecanisme și modele de evoluție. Cele mai importante realizări ale biologiei evoluționiste în anul trecut au fost realizate datorită utilizării active a ideilor și metodelor de genetică moleculară și biologiei dezvoltării în cercetarea evoluționistă. Drept urmare, modern teoria sintetică a evoluției(este folosită adesea abrevierea STE).

Teoria modernă a evoluției organice diferă de cea a lui Darwin prin aceea că în ea unitatea evolutivă elementară este o populație, nu o specie. Populația se numește colecții de indivizi din aceeași specie, care locuiesc o anumită parte a gamei de mult timp, se încrucișează liber între ei și produc descendenți fertili, relativ izolați de alte populații ale aceleiași specii (din latinescul populus - oameni, populație). O specie reprezintă o etapă calitativă de evoluție, care își consolidează rezultatul esențial. În timpul evoluției, setul de genotipuri din grupul genetic al populațiilor se modifică. Unele genotipuri se răspândesc, în timp ce altele devin rare și dispar treptat.

Conservarea fondului genetic al unei populații este descrisă de legea de bază a geneticii populației, formulată în 1908 de J. Hardy și G. Weinberg. Conform acestei legi, frecvențele originale ale genelor dintr-o populație sunt păstrate dacă populația este formată dintr-un număr infinit de indivizi care se încrucișează liber în absența mutațiilor, a migrației selective a organismelor și a presiunii selecției naturale. O astfel de populație idealizată, numită stabilă genetic, nu va evolua. În natura reală, condițiile legii Hardy-Weinberg sunt încălcate: numărul de organisme este finit, încrucișarea liberă este limitată de bariere de izolare care împiedică selecția aleatorie a perechilor de împerechere. Există mutații, selecție, aflux și ieșire dintr-o populație de indivizi cu genotipuri diferite. În conformitate cu acest fenomen evolutiv elementar, de la care începe formarea speciilor, se ia în considerare o modificare a compoziției genetice (grupul genetic) a unei populații. Toate evenimentele și procesele care ajută la depășirea inerției genetice a populațiilor și duc la modificări ale fondurilor lor genetice sunt numite factori evolutivi elementari. Cei mai importanți factori elementari ai evoluției sunt procesul de mutație, valurile populației, izolarea și selecția naturală.

Evoluția este un singur proces. Dar în STE există două niveluri: microevoluție(la nivel de populație-specie) și macroevoluție(la nivel supraspecific).

2. Apariția și dezvoltarea STE

1. mutațional, generând noi variante de gene cu expresie fenotipică scăzută;

2. recombinare, creând noi fenotipuri de indivizi;

3. selecție, determinând corespondența acestor fenotipuri cu condițiile de viață sau de creștere date.

Toți susținătorii teoriei sintetice recunosc participarea celor trei factori enumerați în evoluție.

O condiție prealabilă importantă pentru apariția unei noi teorii a evoluției a fost cartea geneticianului, matematicianului și biochimistului englez J. B. S. Haldane Jr., care a publicat-o în 1932 sub titlul „The Causes of Evolution”. Haldane, creând genetica dezvoltării individuale, a inclus imediat noua știință în rezolvarea problemelor macroevoluției.

În literatura de limbă engleză, printre creatorii STE sunt cel mai des menționate numele lui F. Dobzhansky, J. Huxley, E. Mayr, B. Rensch, J. Stebbins. Aceasta, desigur, nu este o listă completă. Numai printre oamenii de știință ruși, cel puțin, ar trebui numiți I. I. Shmalhausen, N. V. Timofeev-Resovsky, G. F. Gause, N. P. Dubinin, A. L. Takhtadzhyan. Dintre oamenii de știință britanici, marele rol jucat de J. B. S. Haldane Jr., D. Lack, K. Waddington și G. de Beer. Istoricii germani numesc printre creatorii activi ai STE numele lui E. Baur, W. Zimmermann, W. Ludwig, G. Heberer și alții.

Știința antică, apariția primelor programe științifice

Apariția scrisului a fost un eveniment grandios prin semnificația și consecințele sale istorice. Scrisul, în comparație cu vorbirea, este un mijloc de comunicare fundamental nou, care permite consolidarea...

Harta biologică a lumii

Biosferă. Etapele evoluției biosferei

pământ organism viu biosfera Apariția biosferei este considerată una dintre cele mai perioadele timpurii dezvoltarea planetei. Primele resturi fosilizate cunoscute de organisme vii (vârsta - 3,55 miliarde de ani) au fost descoperite în Australia de Vest de către William Schopf...

Apariția vieții pe planete

Viața în Univers este un fenomen natural: ar trebui să apară oriunde condițiile sunt favorabile originii și dezvoltării sale. Și deși nu avem încă dovezi ale existenței vieții pe alte planete (nici simple, nici inteligente)...

Inginerie genetică. Biotehnologie.

Biotehnologia este utilizarea industrială a agenților biologici sau a sistemelor acestora pentru a obține produse valoroase și a efectua transformări țintite. Agenții biologici în acest caz sunt microorganisme...

Ipoteza lumii ARN

Descoperirea ribozimelor ARN active catalitic a condus la crearea conceptului de „lumea ARN”. La scurt timp după descoperirea ribozimelor de către T. Check, într-una dintre lucrările sale, F. Crick a scris: „Aceste experimente (pe ARN catalitic) susțin ipoteza...

Date despre originile omului și căutarea căminului său ancestral

Conform datelor științifice moderne, cea mai adecvată realității este teoria evoluționistă a originii omului dintr-un strămoș animal - hominici. Evoluția creierului de hominid în Pleistocen ar trebui considerată un proces cu totul special...

Pământul - leagănul umanității (idei moderne despre originea și evoluția planetei)

Există și alte idei despre originea planetei noastre și viața de pe ea. Iată una dintre ele. Apariția materiei vii pe Pământ (și, după cum poate fi judecat prin analogie...

Idei despre originea și evoluția vieții

Din punctul de vedere al viziunii științifice moderne asupra lumii, viața a apărut din materia neînsuflețită, adică a apărut ca urmare a evoluției materiei și este rezultatul proceselor naturale care au avut loc în Univers. Viața este o proprietate a materiei...

Istoria dezvoltării meteorologiei ca știință

Rusia. Odată ce a fost realizată necesitatea organizării unei rețele internaționale de observații simultane și omogene în sfârşitul XVIII-lea secolul, în secolul al XIX-lea A apărut întrebarea despre crearea unei rețele meteorologice în diferite țări. ÎN începutul XIX V...

Ereditatea și creșterea. Dezvoltarea cortexului cerebral. Principiile evoluției

Noosfera - lumea spirituală a omului, problema minții și legile evoluției sale

În învățătura noosferică, Omul apare înrădăcinat în Natură, iar „artificialul” este considerat ca o parte organică și unul dintre factorii (în creștere în timp) în evoluția „naturalului”. Rezumând istoria omenirii din perspectiva unui naturalist...

Principalele etape ale evoluției primatelor

Apariția bipediei, o metodă complet necaracteristică de locomoție pentru alte animale, ar putea fi asociată cu particularitățile organizării morfologice și ale comportamentului primatelor antice și din mai multe motive. Pot fi...

Analiza comparativă a strategiilor clasice și neclasice ale gândirii științifice naturale

Știința clasică a apărut ca rezultat al revoluției științifice din secolul al XVII-lea. Este încă legat printr-un cordon ombilical cu filosofia, deoarece matematica și fizica continuă să fie considerate ramuri ale filozofiei, iar filosofia continuă să fie considerată știință...

Fotosinteza ca bază a energiei în biosferă

Cloroplastele au Culoarea verde, datorită prezenței pigmentului principal - clorofilei. Cloroplastele conțin și pigmenți auxiliari - carotenoizi (portocalii)...

În anii 1920, a fost realizată o sinteză a darwinismului și a geneticii. Rolul decisiv în implementarea acestei sinteze l-a jucat remarcabilul genetician autohton S.S. Chetverikov. Pe baza lucrărilor sale privind analiza populațiilor naturale, a ajuns să înțeleagă mecanismele de acumulare și menținere a variabilității individuale. Concomitent cu S.S. Chetverikov a ajuns la sinteza ideilor de genetică corpusculară cu darwinismul clasic de R. Fisher, J. Haldane și S. Wright. O contribuție majoră la formarea teoriei sintetice moderne a evoluției au avut-o zoologul E. Mairi și paleontologul J. Simpson. Teoria selecției naturale a fost dezvoltată în lucrările remarcabilului om de știință rus I. I. Shmalhausen. Bazele ecologiei, biogeografiei, sistematicii filogenetice și etologiei (știința comportamentului animal), stabilite în lucrările lui Darwin, s-au dezvoltat în științe independente și, la rândul lor, au adus o contribuție majoră la formarea ideilor moderne despre căi, mecanisme și modele de evoluție. Cele mai importante progrese ale biologiei evoluționiste din ultimii ani au fost realizate datorită aplicării active a ideilor și metodelor de genetică moleculară și biologiei dezvoltării în cercetarea evoluționistă. Drept urmare, modern teoria sintetică a evoluției(este folosită adesea abrevierea STE).

Evoluția este un singur proces. Dar în STE există două niveluri: microevoluție(la nivel de populație-specie) și macroevoluție(la nivel supraspecific).

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

postat pe http://www.allbest.ru/

Instituție de învățământ bugetară de stat

învăţământul secundar profesional

Colegiul de minerit Mezhdurechensky

REZUMAT PE TEMA:

Înțelegerea modernă a mecanismelor și modelelor de evoluție

Disciplina: Biologie

Introducere

Concluzie

Introducere

Teoria modernă a evoluției este STE - Synthetic Theory of Evolution.

Ce este asta? Aceasta este o teorie creată artificial de oameni de știință, care combină multe poziții corecte. Cu alte cuvinte, aceasta este o teorie evoluționistă modernă, care este o sinteză a diferitelor discipline, în primul rând genetica și darwinismul. Teoria sintetică în forma sa actuală s-a format ca urmare a regândirii unui număr de prevederi ale darwinismului clasic din punctul de vedere al geneticii de la începutul secolului al XX-lea. După redescoperirea legilor lui Mendel (în 1901), dovezi ale naturii discrete a eredității, și mai ales după crearea geneticii teoretice a populației prin lucrările lui R. Fisher (1918-1930), J.B.S. Haldane Jr. (1924), S. Wright (1931; 1932), învățăturile lui Darwin au dobândit o bază genetică solidă.

genetica evolutiei darwinism

1. Precondiții pentru apariția teoriei

1.1 Probleme în teoria darwiniană originală care au dus la pierderea popularității acesteia

La scurt timp după apariția sa, teoria selecției naturale a fost supusă unor critici constructive din partea oponenților săi de principiu, iar unele dintre elementele sale din partea susținătorilor săi. Cele mai multe dintre contraargumentele împotriva darwinismului în timpul primului sfert de secol al existenței sale au fost adunate în monografia în două volume „Darwinism: A Critical Study” a filozoful și publicistul rus N.Ya. Danilevski. laureat al premiului Nobel 1908 I.I. Mechnikov, deși a fost de acord cu Darwin cu privire la rolul principal al selecției naturale, nu a împărtășit evaluarea lui Darwin cu privire la importanța suprapopulării pentru evoluție. Însuși fondatorul teoriei a acordat cea mai mare importanță contraargumentului inginerului englez F. Jenkin, care, cu mâna ușoară a lui Darwin, a fost numit „coșmarul lui Jenkin”.

Drept urmare, la sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea, majoritatea biologilor au acceptat conceptul de evoluție, dar puțini credeau că selecția naturală este principala sa forță motrice. Stalin-Lamarckismul, teoria ortogenezei și combinarea geneticii lui Mendeleev cu teoria mutației lui Korzhinsky - De Vries au prevalat. Biologul englez Julian Huxley a numit această situație „eclipsa darwinismului”.

1.2 Controversa între genetică și darwinism

2. Apariția și dezvoltarea STE

1. mutațional, generând noi variante de gene cu expresie fenotipică scăzută;

2. recombinare, creând noi fenotipuri de indivizi;

3. selecție, determinând corespondența acestor fenotipuri cu condițiile de viață sau de creștere date.

Toți susținătorii teoriei sintetice recunosc participarea celor trei factori enumerați în evoluție.

O condiție prealabilă importantă pentru apariția unei noi teorii a evoluției a fost cartea geneticianului, matematicianului și biochimistului englez J. B. S. Haldane Jr., care a publicat-o în 1932 sub titlul „The Causes of Evolution”. Haldane, creând genetica dezvoltării individuale, a inclus imediat noua știință în rezolvarea problemelor macroevoluției.

3. Prevederi de bază ale STE, formarea și dezvoltarea lor istorică

O sinteză amplă a geneticii și darwinismului a avut loc rapid în anii 1930 și 1940. Ideile genetice au pătruns în taxonomie, paleontologie, embriologie și biogeografie. Termenul „modern” sau „sinteză evolutivă” provine din titlul cărții lui J. Huxley „Evolution: The Modern synthesis” (1942). Expresia „teoria sintetică a evoluției” în aplicare precisă la această teorie a fost folosită pentru prima dată de J. Simpson în 1949.