Содержание
В теория прерывистого равновесия или пунктуализм в эволюционной биологии пытается объяснить закономерность «скачков» летописи окаменелостей в процессе образования новых видов. Одно из важнейших противоречий в эволюции связано со скачками в летописи окаменелостей: связаны ли эти морфологические пробелы с пробелами в летописи (которая явно неполна) или потому, что эволюция определенно происходит скачками?
Теория прерывистого равновесия поддерживает существование периодов застоя или периодов морфологической стабильности, за которыми следуют быстрые и резкие события эволюционных изменений.
Он был предложен в 1972 году известным биологом-эволюционистом и палеонтологом Стивеном Джеем Гулдом и его коллегой Найлсом Элдриджем. В этом известном эссе авторы утверждают, что палеонтологи неверно истолковали неодарвинизм.
Стазис
Термин «застой» относится к колоссальным периодам времени, когда виды не претерпевают значительных морфологических изменений. При тщательном анализе реестра эта закономерность стала очевидной.
Нововведения в эволюции, казалось, возникли вместе с процессом видообразования, и тенденция остается такой в течение нескольких миллионов лет.
Таким образом, периоды застоя прерываются мгновенными событиями видообразования (в геологическом времени). Хотя постепенные переходы были задокументированы, эта закономерность не является правилом.
Британский естествоиспытатель Чарльз Дарвин знал об этом явлении и даже запечатлел его в своем шедевре. Происхождение видов.
Нейтральная теория молекулярной эволюции, Моту Кимура
После Дарвина (впервые представлена в конце 1960-х)
Моту Кимура был уважаемым японским биологом, который учился в Японии и в США и написал сотни статей. Кимура способствовал продвижению биологических понятий типа миграции, генетики и естественного отбора. Возможно, его самая интересная идея заключалась в том, что некоторые эволюционные изменения на молекулярном уровне не всегда служат фактическим целям — или просто являются нейтральными — в борьбе организма за существование. Эта концепция стала известна как нейтральная теория молекулярной эволюции.
Нейтральную теорию очень легко неправильно понять. В то время как организм или популяция в целом могут адаптироваться в нише в результате естественного отбора, Кимура предположил, что в каждой популяции или организме есть мутации, которые не имеют адаптивных преимуществ или недостатков, но присутствуют в популяции из-за генетического дрейфа
Нейтральная теория не оставляет без внимания важность естественного отбора на уровне организма или популяции, но предполагает, что не каждый компонент организма является результатом естественного отбора
Ископаемые – ключ к обоим взглядам
Как ни странно, ученые в обоих лагерях ссылаются на летопись окаменелостей в качестве доказательства в поддержку своих взглядов. Сторонники прерывистого равновесия указывают на то, что в летописи окаменелостей есть много недостающих звеньев. Они утверждают, что если градуализм является правильной моделью скорости эволюции, то должны существовать летописи окаменелостей, свидетельствующие о медленных, постепенных изменениях. Этих связей на самом деле никогда не существовало, для начала, говорят сторонники прерывистого равновесия, так что это снимает проблему недостающих звеньев в эволюции..
Дарвин также указал на свидетельства окаменелостей, которые показали небольшие изменения в структуре тела вида с течением времени, часто приводящие к рудиментарным структурам. Конечно, палеонтологическая летопись неполна, что приводит к проблеме недостающих звеньев.
В настоящее время ни одна из гипотез не считается более точной. Потребуются дополнительные доказательства, прежде чем постепенность или прерывистое равновесие будет объявлено фактическим механизмом скорости эволюции.
Сохранение многообразия видов как основа устойчивости биосферы
Жизнь на Земле разнообразна (Рис. 6). В настоящее время зарегистрировано более 1,4 миллиона различных видов живых существ. По разным оценкам, общее число видов на планете может достигать 8–100 млн. Наиболее богатыми в плане видового разнообразия считаются тропические леса. Именно здесь обитает максимальное количество видов, в том числе неизвестных науке.
Рис.6. Разнообразие растений, грибов, животных
Все причины угасания, гибели видов в прошлом и сейчас до сих пор неизвестны. Основными факторами этого процесса в далекие геологические эпохи были разломы земной коры, вулканизм, горообразование, резкие изменения климата.
Исчезновение видов обусловлено не только физическим уничтожением растений и животных. Большой урон видовому разнообразию наносят стихийные бедствия (пожары, наводнения, извержения вулканов). Одной из причин исчезновения значительного числа видов является деятельность человека (распашка земель, вырубка лесов, осушение болот, строительство).
Нарушение мест обитания ведет к сокращению численности, вымиранию растений и животных. Процесс начался вместе с появлением человеческого общества и приобрел наибольший размах в последние столетия. Более уязвимыми оказались виды, приспособленные к одному местообитанию, одному виду пищи (амурский тигр, панда, коала). Как подсчитали ученые, в XXI веке мир теряет в течение часа 10 видов.
Международный организация союз охраны природы (МСОП) собирает и обрабатывает информацию о редких и находящихся под угрозой исчезновения видах растений и животных. В 1966 году собранные МСОП сведения вошли в первое издание «Красной книги». Спасение одних видов уже невозможно без проведения специальных природоохранных мероприятий. Например, такие меры требуются для сохранения амурского тигра, красивоцветущего венерина башмачка (Рис. 7).
Рис.7. Краснокнижный венерин башмачок
Изданы национальные (государственные) и региональные (областные, краевые) варианты «Красной книги». В России редкими и исчезающими признаны более 600 видов растений, более 240 видов животных. Популяции некоторых восстановлены (зубр, европейский бобр).
Сохранение видового многообразия подразумевает охрану редких видов, запрет на их уничтожение, создание искусственной среды (зоопарков), генетических банков. Сохранению местообитаний в значительной мере способствует организация ботанических садов, заказников, заповедников, национальных парков. Различия между ними заключаются в степени разрешенного вмешательства в природную среду, запрещенных видах деятельности человека на охраняемых территориях.
Биоразнообразие необходимо сберечь во имя настоящих и будущих поколений.
Смотри также:
- Развитие эволюционных идей. Значение эволюционной теории Ч. Дарвина
- Взаимосвязь движущих сил эволюции. Формы естественного отбора, виды борьбы за существование
- Синтетическая теория эволюции. Элементарные факторы эволюции. Исследования С.С. Четверикова. Роль эволюционной теории в формировании современной естественнонаучной картины мира
Синтетическая теория эволюции
Современная или синтетическая теория эволюции (СТЭ) – это симбиоз дарвинизма и генетики. Основные постулаты СТЭ:
- Популяция является единицей эволюции.
- Элементарное эволюционное событие – это стойкое изменение генных структур в популяции.
- Возникновение у живых организмов новых приспособлений к условиям обитания происходит в результате комбинирования малых мутаций.
- Мутации и другие факторы эволюции (например, волны численности, дрейф генов) имеют ненаправленный, случайный характер. Только естественный отбор является направленным.
- Эволюция дивергентна, постепенная и продолжительна.
- Макроэволюция (эволюция родов, семейств, отрядов, классов, типов живых организмов) происходит по законам микроэволюции (эволюции видов).
- Эволюция может идти по пути биологического прогресса или биологического регресса.
- Основные закономерности эволюции – это необратимость, прогрессивное усложнение форм и приспособляемость к окружающей среде.
- Эволюция не имеет цели. Это лишь процесс.
СТЭ родилась в начале XX века и на данный момент является самой актуальной. Существенный вклад в формирование современной теории эволюции внесли следующие ученые: генетик и энтомолог Феодосий Григорьевич Добржанский, статистик и эволюционист Сьюэл Райт, биолог Сергей Сергеевич Четвериков, генетик Роналд Фишер, биохимик Джон Холдейн.
Всё живое находится в движении. Этот факт неоспорим. Изменения во времени и есть эволюция. Вселенная продолжит свои метаморфозы и дальше, а вместе с ней будут эволюционировать наши знания о сути этого удивительного процесса.
Надеемся, статья оказалась полезной. Друзья, будьте любознательны, и пусть ваш интерес к жизни не ослабевает. Успехов!
Критика
Ричард Докинз рассматривает очевидные пробелы, представленные в летописи окаменелостей, для документирования миграционных событий, а не эволюционных событий. Согласно Докинзу, эволюция, безусловно, происходила, но «вероятно постепенно» в другом месте. Тем не менее, модель прерывистого равновесия все же может быть выведена как из наблюдений стазиса, так и из примеров быстрых и эпизодических событий видообразования, задокументированных в летописи окаменелостей.
Докинз также подчеркивает, что прерывистое равновесие было «переоценено некоторыми журналистами»., но отчасти из-за «более поздних работ» Элдриджа и Гулда. Докинз утверждает, что эта гипотеза «не заслуживает особо широкой огласки». Это «незначительный глянец», «интересная, но незначительная морщинка на поверхности неодарвиновской теории» и «прочно укладывающаяся в неодарвинистский синтез».
В его книге Опасность Дарвина Идея, философ Дэниел Деннет особенно критически относится к изложению Гулда прерывистого равновесия. Деннетт утверждает, что Гулд чередовал революционные и консервативные утверждения, и что каждый раз, когда Гулд делал революционное заявление — или казалось, что так поступал, — он подвергался критике и, таким образом, отступал к традиционной неодарвинистской позиции. Гулд ответил на утверждения Деннета в The New York Review of Books, а в своем техническом томе The Structure of Evolutionary Theory.
английский профессор Хайди Скотт утверждает, что талант Гулда к написанию яркой прозы, его использование метафоры и его успех в создании популярной аудитории неспециалистов-читателей благоприятно изменили «климат специализированного научного дискурса» в его продвижении прерывистого равновесия. В то время как Гулд славится яркостью и энергией своей прозы, а также своими междисциплинарными знаниями, критики, такие как Скотт, Ричард Докинз и Дэниел Деннетт, опасаются, что теория получила незаслуженное доверие среди людей, не являющихся учеными, из-за риторических навыков Гулда. Философ Джон Лайн и биолог Генри Хоу полагали, что успех прерывистого равновесия в большей степени связан с природой геологической летописи, чем с природой риторики Гулда. Они заявляют, что «повторный анализ существующих данных по окаменелостям показал, к растущему удовлетворению палеонтологического сообщества, что Элдридж и Гулд были правы в определении периодов эволюционного застоя, которые прерываются гораздо более короткими периодами эволюционных изменений»
Некоторые критики в шутку назвали теорию прерывистого равновесия «эволюцией рывками», что, как сообщается, побудило пунктуационистов описать филетический градуализм как «эволюцию с помощью чудовищ».
«Ламарковская эволюция», Жан-Батист Ламарк
До Дарвина, 1744 – 1829
Из общего курса биологии вы должны были узнать о Жане-Баптисте Ламарке. Биологи привыкли ругать его перед тем, как говорить о Дарвине, поскольку идеи первого об эволюции были абсолютно неверными.
Гипотеза Ламарка об эволюции в значительной мере сосредоточена на идее «упражнения и неупражнения» органов. Он подметил, что многие организмы обладают рудиментарными структурами, и предположил, что животные, которые чаще используют определенные органы или конечности, чаще будут приспосабливаться к их упражнению. Атрибуты, приобретенные в течение жизни одного из родителей, могут быть переданы его потомству. К примеру, жираф вытягивает шею, чтобы достать до самых высоких ветвей — следовательно, у его потомства будут более длинные шеи.
Идея «упражнения и неупражнения» была неплохой рабочей гипотезой, пока не появилась менделеевская генетика, но у нее есть некоторые очевидные дыры. Например, если чей-то родитель потерял ногу в автокатастрофе, его ребенок не рождается без ноги. Если же он одержим бодибилдингом, это не означает, что ребенок родится с идеальной фигурой.
Ламаркизм вдохновил советского садовода Ивана Мичурина, который, в свою очередь, вдохновил Трофима Лысенко и Иосифа Сталина на применение мичуринства в советском сельском хозяйстве. Работало оно не очень хорошо, но понадобилось еще лет 20, чтобы от него избавиться.
Теория Дарвина.
Внезапное появление большинства видов в геологической летописи и отсутствие доказательств существенного постепенного изменения большинства видов — от их первоначального появления до их исчезновения — , в том числе Чарльзом Дарвином, который апеллировал к несовершенству записи как к предпочтительному объяснению. Представляя свои идеи против преобладающих влияний катастрофизма и прогрессивного креационизма, которые предусматривали сверхъестественное создание видов через определенные промежутки времени, Дарвину нужно было убедительно подчеркнуть постепенный характер эволюции в соответствии с градуализмом, продвигаемым его другом Чарльзом Лайелем. Он в частном порядке выразил обеспокоенность, отметив на полях своего эссе 1844 года: «Лучше начать с этого: если виды действительно после катастроф возникли в ливнях по всему миру, моя теория ложна».
Часто ошибочно полагают, что он настаивал на том, что скорость изменения должна быть постоянной или почти постоянной, но даже в первом издании О происхождении видов говорится, что «Виды разных родов и классов не изменялись с одинаковой скоростью, или В самых старых третичных слоях можно найти несколько живых раковин среди множества вымерших форм… Silurian Lingula мало отличается от живых видов этого рода ». Lingula — один из немногих брахиопод, сохранившихся до наших дней, но также известных по окаменелостям возрастом более 500 миллионов лет. В четвертом издании (1866 г.) книги «Происхождение видов» Дарвин писал, что «периоды, в течение которых виды претерпевали изменения, хотя и продолжительные, измеряемые годами, вероятно, были короткими по сравнению с периодами, в течение которых они сохраняли ту же форму. » Таким образом, пунктуационизм в целом согласуется с дарвиновской концепцией эволюции.
Согласно ранним версиям прерывистого равновесия, «периферические изоляты» имеют решающее значение для видообразования. Однако Дарвин писал: «Я ни в коем случае не могу согласиться… с тем, что иммиграция и изоляция являются необходимыми элементами… Хотя изоляция имеет большое значение в создании новых видов, в целом я склонен полагать, что огромные размеры область все еще более важна, особенно для производства видов, которые окажутся способными существовать в течение длительного периода и широко распространяться «.
Важность изоляции в формировании видов сыграла значительную роль в ранних работах Дарвина. мышления, как показано в его «Очерке 1844 года»
Но к тому времени, когда он написал «Происхождение», он преуменьшил его важность. Он объяснил причины своего пересмотренного взгляда следующим образом:
На большой и открытой территории будет не только больше шансов благоприятных вариаций, возникающих из-за большого количества поддерживаемых там особей одного и того же вида, но и условий жизни намного сложнее из-за большого количества уже существующих видов; и если некоторые из этих видов будут изменены и улучшены, другие должны быть улучшены в соответствующей степени, или они будут истреблены. Каждая новая форма также, как только она будет улучшена, сможет распространяться на открытой и непрерывной территории и, таким образом, вступит в конкуренцию со многими другими формами… новые формы, созданные на больших площадях, которые уже были победили многих конкурентов, будут те, которые распространятся наиболее широко и дадут начало наибольшему количеству новых разновидностей и видов. Таким образом, они будут играть более важную роль в изменяющейся истории органического мира.
Таким образом прерывистое равновесие несовместимо с некоторыми идеями Дарвина относительно конкретных механизмов эволюции, но в целом согласуется с теорией Дарвина эволюции путем естественного отбора.
Стивен Джей Гулд: биография этого влиятельного ученого
Стивен Джей Гулд родился 10 сентября 1941 года в районе Квинс в Нью-Йорке. Он был сыном опытного стенографиста Второй мировой войны и дочери художника евреев-иммигрантов, которые жили и работали в Манхэттене, Нью-Йорк.
И Стивен Джей Гулд, и его младший брат выросли в северо-восточной части Квинса, районе среднего класса, где у Джея была возможность посещать школу. В 19 лет он учился в антиохийской школе, где участвовал в нескольких студенческих движениях за гражданские права и социальную справедливость особенно против сегрегационистской политики расизма.
Фактически, большая часть его более поздней работы была сосредоточена на осуждении различных форм угнетения культурными различиями и решительно критиковала научный расизм, который пропитывал производство исследований в то время. Для Гулда научные теории, в которых были расистские предубеждения, были не чем иным, как лженаукой, используемой на службе расизма.
Тем не менее, Стивен Джей Гулд наиболее известен своими работами по палеонтологии, интерес к которым начался в молодом возрасте, после посещения выставки динозавров в Американском музее естественной истории в Нью-Йорке.
Во время пребывания в Антиохийском колледже Стивен Джей он специализировался как геолог и философ и позже он прошел некоторые курсы в университете Лида в Англии. Он продолжил обучение в Колумбийском университете под руководством геолога и палеонтолога Нормана Ньюэлла, и в конце концов был нанят Гарвардским университетом, где он работал профессором и куратором в музее сравнительной зоологии.
Гулд был очень важным исследователем эволюционной теории став одним из трех авторов, наиболее цитируемых в журнале Palaeobiology (встречается только после Дарвина и Симпсона). Но не только это, но он признан важным историком науки и одним из лучших научных распространителей. Особенно после долгой работы в журнале Natural History.
Стивен Джей Гулд умер в Нью-Йорке 20 мая 2002 года из-за рака легких, который распространился на другие части тела.
Может быть, вам интересно: «10 отраслей биологии: ее цели и особенности»
Люди — гибридный вид
Но лучше всего изученный случай интрогрессии в животном мире — это не волки, кошачьи и медведи, а человек.
В любом случае в Африке эпохи плейстоцена были и другие представители трибы гоминини. Есть все причины считать, что межвидовое спаривание было повсеместным явлением.
Некоторые из этих человекоподобных были потомками гейдельбергского человека, который расселился по Восточной и Южной Африке примерно 700 000 лет назад, а затем через Ближний Восток попал в Европу и Азию. От этого вида, от которого впоследствии, возможно, произошли предки Homo sapiens, также произошли как минимум два других вида — неандертальцы и денисовцы. Первые жили в Европе еще 28 000 лет назад, а вторые — 50 000 лет назад.
Другие виды гоминини, обитавшие в тот период, были прямыми предками Homo erectus, более примитивного вида, который также был предком гейдельбергского человека и миллионом лет ранее проделал то же путешествие, что и Homo heidelbergensis.
Прибыв в Европу и Азию, Homo heidelbergensis почти полностью вытеснил местных потомков Homo erectus. Однако в некоторых отдаленных уголках, которых Homo heidelbergensis не достиг, они всё же уцелели.
Среди этих мест были остров Флорес в Индонезии и остров Лусон на Филиппинах. Именно здесь карликовые Homo floresiensis и Homo luzonensis жили 50 000 лет назад. Вероятно, были среди них и потомки более древних видов. Одним из них был Homo naledi, который обитал на юге Африки около 230 000 лет назад.
Но до этого сапиенсы успели ближе познакомиться со своими собратьями. След этих отношений до сих пор несет в своем ДНК почти каждый живущий сегодня человек.
В 2010 году команда ученых под руководством Сванте Паабо из Института эволюционной антропологии общества Макса Планка в Лейпциге опубликовала черновой вариант генома неандертальца.
Гены, унаследованные от неандертальцев, помогли Homo sapiens адаптироваться к климатическим условиям новой местности. В частности, важными были неандертальские гены, отвечающие за пигментацию кожи и волосяной покров, например обусловливающий появление веснушек ген BNC2, носителями которого и сегодня являются две трети европейцев. Другой значимой категорией генов неандертальцев были гены, обеспечивающие реакцию иммунной системы на бактерии.
Доктору Паабо также принадлежит открытие Homo sapiens denisovan. В 2009 году его команда расшифровала последовательность ДНК из окаменевшей кости пальца, найденной в ходе раскопок в Денисовой пещере в Алтайском крае в России. Как оказалось, кость принадлежала ранее неизвестному виду человека.
Изменчивость (рост генетического разнообразия)
Мутации
Происхождение изменчивости (генетической вариации) следует связывать с мутациями — процессом, могущим привести к возникновению новых аллелей. Мутации обычно воспринимается как нечто негативное, часто ассоциируются с раком, но также они могут обладать положительным эффектом, либо не иметь видимого эффекта вовсе. Клетки тканей делятся посредством митоза, и делают это постоянно в многоклеточных организмах, которым является и человек. Поэтому, мутации происходят в человеке ежесекундно. Они могут привести к снижению либо росту приспособленности дочерних клеток. Мутации могут повредить механизмы, регулирующие митоз, что может привести к неконтролируемому делению клеток, к образованию опухоли либо к активизации гена, который ранее не приводил ни к каким эффектам. Мутации при митозе не наследуются в ряду поколений, однако мутации при мейозе являются наследуемыми. Мейоз — это тип деления клетки, характерный при гаметогенезе — процессе, в результате которого образуются гаметы (половые клетки). Аналогичные процессы образования мутаций происходят при делении обоих типов.
Молекулы ДНК в клетке можно сравнить с совокупностью энциклопедий, принимая одну хромосому за один том. При копировании содержимого энциклопедии может произойти опечатка, и слово «кот» может оказаться заменённым на слово «коы», в результате чего запись, т.е. ген, теряет всякий смысл. Это — мутация замены. С другой стороны, «кот» могло поменяться на «корт», в результате чего запись будет означать нечто совершенно иное. Это — инсерция (вставка участка ДНК); аналогично имеются и делеции (удаления фрагмента ДНК). Инсерции и делеции могут привести к бо́льшим изменениям, чем мутации замены, поскольку кодоны ДНК (фрагменты ДНК, кодирующие одну аминокислоту) читаются как три последовательные пары оснований. При добавлении пары в ген изменяется не только одна аминокислота, впоследствии образующая белок, но и все последующие аминокислоты. Последний тип мутации — инверсии, при которой ДНК отделяется и считывает себя в обратном направлении. «Кот» может превратиться в «ток», снова изменяя смысл высказывания.
Сортировка и рекомбинации
Дополнительная генетическая изменчивость образуется в результате полового размножения, во время которого перемешиваются различные генетические наборы гамет. Половое размножение, обычно рассматриваемое как процесс, уменьшающий генетическую вариацию, может также привести к её увеличению, и у многих млекопитающих эволюционировало стремление к спариванию с партнёром, генотип которого отличается в достаточной степени.
Избранные работы
Наиболее распространенные тексты для распространения Ложная мера человека с 1980 года Чудесная жизнь1999 и Из Дарвинас 1977 года, который был его первой опубликованной книгой. Кроме того, его последняя опубликованная книга, где обобщил теорию современной эволюции по собственным исследованиям , Это о книге Структура теории эволюции, 2002 года.
Другие его работы, где он рассматривал различия между наукой и религией, Когда-то давно еж и лисас 2003 года и Наука против религии, ложный конфликтот 1999 г.
Библиографические ссылки:
- Стивен Джей Гулд (2018). Энциклопедия Британника. Получено 19 сентября 2018 г. Доступно по адресу: //www.britannica.com/biography/Stephen-Jay-Gould
- Стивен Джей Гулд, доктор философии (2018). Академия достижений. Получено 19 сентября 2018 года. Доступно по адресу //www.achievement.org/achiever/stephen-jay-gould/.
«Горы творения», Карл Вильденов
До Дарвина, 1765 – 1812
Карл Людвиг Вильденов был немецким ученым, преимущественно ботаником. Как и Линней, Вильденов классифицировал тысячи видов растений. Его гербарий насчитывал 20 000 видов на момент его смерти и его до сих пор можно найти в Берлинском ботаническом саду.
Он взял концепцию «Райской горы» и развил до того, что на момент творения было сразу много мест — гор, которые возвышались над уровнем моря во время самого творения и Потопа, конечно. Наверняка Вильденов пришел к этой мысли из-за своей увлеченности растениями. Поскольку они по большей части неподвижны, Вильденов, вероятно, не мог представить себе разнообразные растения, населяющий мир только в одном месте.
Гипотетические горы Вильденова воспитали каждая разную биоту на Земле, и когда вода отступила, растения и животные — которые были созданы такими, какими они известны нам — спустились с каждой горы, чтобы распространиться в их окрестностях.
