Биология: Эволюция
Содержание
Биологическая Эволюция
Теории происхождения жизни на Земле
Происхождение жизни на Земле - один из наиболее трудных и в то же время актуальный и интересный вопрос в современном естествознании. Земля сформировалась, вероятно, 4,5—5 млрд. лет назад из гигантского облака космической пыли. частицы которой спрессовались в раскаленный шар. Из него в атмосферу выделялся водяной пар, а из атмосферы на медленно остывавшую Землю в течение миллионов лет в виде дождей выпадала вода. В углублениях земной поверхности образовался доисторический Океан. В нем примерно 3,8 млрд. лет назад зародилась первоначальная жизнь.
Как выглядела первобытная Земля?
Перенесемся на 4 млрд лет назад. Атмосфера не содержит свободного кислорода, он находится только в составе окислов. Почти никаких звуков, кроме свиста ветра, шипения извергающейся с лавой воды и ударов метеоритов о поверхность Земли. Ни растений, ни животных, ни бактерий. Может быть, так выглядела Земля, когда на ней появилась жизнь? Хотя эта проблема издавна волнует многих исследователей, их мнения на этот счет сильно различаются. Об условиях на Земле того времени могли бы свидетельствовать горные породы, но они давно разрушились в результате геологических процессов и перемещений земной коры.
Мы кратко расскажем о нескольких гипотезах возникновения жизни, отражающих современные научные представления. Как считает известный специалист в области проблемы возникновения жизни Стэнли Миллер, о возникновении жизни и начале ее эволюции можно говорить с того момента, как органические молекулы самоорганизовывались в структуры, которые смогли воспроизводить самих себя. Но это порождает другие вопросы: как возникли эти молекулы; почему они могли самовоспроизводиться и собираться в те структуры, которые дали начало живым организмам; какие нужны для этого условия? Есть несколько теорий о происхождении жизни на Земле. Например, одна из давних гипотез гласит, что она занесена на Землю из космоса, но неоспоримых доказательств этого нет. Кроме того, та жизнь, которую мы знаем, удивительно приспособлена для существования именно в земных условиях, поэтому если она и возникла вне Земли, то на планете земного типа. Большинство же современных ученых полагают, что жизнь зародилась на Земле, в ее морях.
Теория биогенеза
В развитии учений о происхождении жизни существенное место занимает теория биогенеза — происхождение живого только от живого. Но многие считают ее несостоятельной, поскольку она принципиально противопоставляет живое неживому и утверждает отвергнутую наукой идею вечности жизни. Абиогенез — идея о происхождении живого из неживого — исходная гипотеза современной теории происхождения жизни. В 1924 г. известный биохимик А. И. Опарин высказал предположение, что при мощных электрических разрядах в земной атмосфере, которая 4-4,5 млрд лет назад состояла из аммиака, метана, углекислого газа и паров воды, могли возникнуть простейшие органические соединения, необходимые для возникновения жизни. Предсказание академика Опарина оправдалось. В 1955 г. американский исследователь С. Миллер, пропуская электрические заряды через смесь газов и паров, получил простейшие жирные кислоты, мочевину, уксусную и муравьиную кислоты и несколько аминокислот. Таким образом, в середине XX века был экспериментально осуществлен абиогенный синтез белковоподобных и других органических веществ в условиях, воспроизводящих условия первобытной Земли.
Теория панспермии
Теория панспермии — это возможности переноса органических соединений, спор микроорганизмов с одного космического тела на другое. Но она совершенно не дает ответа на вопрос, как зародилась жизнь во Вселенной? Возникает необходимость обоснования возникновения жизни в той точке Вселенной, возраст которой, согласно теории Большого взрыва, ограничен 12-14 миллиардами лет. До этого времени не было даже элементарных частиц. А если нет ядер и электронов, нет и химических веществ. Потом в течение нескольких минут возникли протоны, нейтроны, электроны, и материя вступила на путь эволюции. Для обоснования этой теории используются многократные появления НЛО, наскальные изображения предметов, похожих на ракеты и «космонавтов», а также сообщения якобы о встречах с инопланетянами. При изучении материалов метеоритов и комет в них были обнаружены многие «предшественники живого» - такие вещества, как цианогены, синильная кислота и органические соединения, которые, возможно, сыграли роль «семян», падавших на голую Землю.
(также современный эволюционный синтез) — современная эволюционная теория, которая является синтезом различных дисциплин, прежде всего, генетики и дарвинизма. СТЭ также опирается на палеонтологию, систематику, молекулярную биологию и другие. Основные положения синтетической теории эволюции. Синтетическая теория эволюции — современный дарвинизм — возникла в начале 40-х годов XX в. Она представляет собой учение об эволюции органического мира, разработанное на основе данных современной генетики, экологии и классического дарвинизма. Термин «синтетическая» идет от названия книги известного английского эволюциониста Дж. Хаксли «Эволюция: современный синтез» (1942). В разработку синтетической теории эволюции внесли вклад многие ученые. Основные положения синтетической теории эволюции в общих чертах можно выразить следующим образом:
- Материалом для эволюции служат наследственные изменения — мутации (как правило, генные) и их комбинации.
- Основным движущим фактором эволюции является естественный отбор, возникающий на основе борьбы за существование.
- Наименьшей единицей эволюции является популяция.
Эволюция имеет ненаправленный характер, т. е. не идет в направлении какой-либо конечной цели.
Синтетическая теория эволюции вскрыла глубинные механизмы эволюционного процесса, накопила множество новых фактов и доказательств эволюции живых организмов, объединила данные многих биологических наук. Тем не менее синтетическая теория эволюции (или неодарвинизм) находится в русле тех идей и направлений, которые были заложены Ч. Дарвином.
Эволюция человека.
Глоссарий
Происхождение жизни
- Происхождение жизни — Возникновение жизни процесс превращения неживой природы в живую. В разное время относительно возникновения жизни на Земле выдвигались следующие теории: Теория биохимической эволюции Теория панспермии.
- Зарождение жизни на Земле — Возникновение жизни процесс превращения неживой природы в живую. В разное время относительно возникновения жизни на Земле выдвигались следующие теории: Теория биохимической эволюции Теория панспермии.
- Абиогенный путь возникновения жизни на Земле - (греч. «а» — частица отрицания, «биос» — жизнь) — возникновение живых тел из веществ неорганической (неживой) природы, которое происходило в три этапа. Автор этой гипотезы - советский ученый А. И. Опарин (1924). На базе его гипотезы основаны почти все современные представления о происхождении жизни на Земле.
Эволюция
- Креационизм – это учение о творении (от лат. creatio – создание).
- Элементарные эволюционные факторы – это стохастические (вероятностные) процессы, протекающие в популяциях, которые служат источниками первичной внутрипопуляционной изменчивости.
- Мутационный процесс – это процесс возникновения в популяциях самых разнообразных мутаций: генных, хромосомных и геномных.
- Дрейф генов - случайные ненаправленные изменения частот аллелей в популяциях
- Естественный отбор – это совокупность биологических процессов, обеспечивающих дифференцированное воспроизведение генетической информации в популяциях.
- Стабилизирующий отбор (центростремительной отбор) – суммарный результат действия двух и более направлений движущего отбора в пользу одного гено/фенотипа или группы генотипов со сходным фенотипом.
- Дизруптивный отбор (центробежный отбор) – суммарный результат действия двух и более направлений движущего отбора в пользу двух и более равноприспособленных гено/фенотипов или групп генотипов со сходными фенотипами.
- Половой отбор – форма естественного отбора, основанная на соперничестве особей одного пола за спаривание с особями противоположного пола.
- Частотно-зависимый отбор – форма отбора, обусловленная зависимостью приспособленности гено/фенотипа от его частоты в популяции.
- Видообразование – это качественный этап эволюционного процесса. Это означает, что образованием видов завершается микроэволюция и начинается макроэволюция.
- Дивергенция (от лат. divergo – отклоняюсь, отхожу) – это расхождение признаков организмов в ходе эволюции разных групп (филетических линий), возникших от одного предка
- Микроэволюцией называется совокупность эволюционных процессов внутри видов
- Макроэволюция – это совокупность эволюционных преобразований, протекающих на уровне надвидовых таксоно
- Онтогенез – это индивидуальное развитие организма, в ходе которого происходит преобразование его
Филогенезили «филогения» исторического развития живых организмов: как всего органического мира Земли, так и отдельных таксонов
- Ценогенезы– это приспособления к эмбрионально-личиночным стадиям (адаптивные признаки зародышей), которых не было у предковых форм
- Рудиментами называются органы, которые не имеют никакой функции или имеют функцию, отклоняющуюся от их строения.
- Атавизмами - структуры, которые по стечению обстоятельств образовались у отдельных индивидуумов одного вида и которые призваны напомнить о предполагаемых более ранних филогенетических стадиях развития, называются
- Генотип — это совокупность всех генов организма, являющихся его наследственной основой.
- Фенотип — совокупность всех признаков и свойств организма, которые выявляются в процессе индивидуального развития в данных условиях и являются результатом взаимодействия генотипа с комплексом факторов внутренней и внешней среды
Полезные ссылки
Бибилиография
Любопытные статистические данные получили ученые, исследовавшие взаимосвязь между продолжительностью жизни и знаком зодиака, под которым родился человек. Были собраны, а затем расписаны по знакам зодиака даты рождения и смерти более 60 тысяч человек. Информацию ученые черпали из энциклопедий, библиотечных формуляров, церковных книг и даже из надгробных плит. И очень удивились, когда компьютер, запрограммированный на 5 тысяч первых дат, показал выразительную зависимость между продолжительностью жизни и соответствующими знаками зодиака. Дальнейшее увеличение количества информацией в принципе ничего не изменило... Группа социологов из нескольких американских университетов перепроверила эти данные. Результаты оказались . идентичными прежним выводам. Итак:
Знак зодиака — ср. возраст мужчин/ср. возраст женщин:
Жизнь до рождения
В 40-50-е годы прошлого века ученые открыли, что эмоции, пережитые беременной женщиной, отражаются не только на родившемся ребенке, но и зародыше. Но это было, так сказать, открытие на «кончике пера». И только к середине 60-х годов, когда медицина стала располагать более совершенным оборудованием, это предположение нашло экспериментальное подтверждение. В это время были получены неопровержимые данные, что зародыш обладает слуховыми, сенсорными и другими реакциями.
Уже на шестой неделе внутриутробной жизни ребенок способен к чрезвычайно сложным действиям. В восемь недель он не только без помех двигает головой, руками и торсом, но и использует эти движения как примитивное средство выражения чувств, вкусов, симпатий и антипатий. Ребенок, находясь во чреве матери, больше всего не любит, когда его трогают. В два с половиной месяца он начинает отодвигаться, когда врач надавливает на живот беременной. В четыре месяца ребенок хмурит брови, щурит глаза и гримасничает. Кстати, как раз в этом возрасте формируются и его основные рефлексы. Если погладить ему веки, он зажмуривается, вместо того, чтобы всем корпусом отпрянуть назад, как он делал раньше. Если погладить ему губы, он начинает делать сосательные движения. Ребенок боится холодной воды — если мать выпьет ее, он тут же ответит резкими толчками ног. Но самое поразительное в том, что у него проявляются ярко выраженные вкусы. Стоит добавить сладости в его «меню» (нормальная околозародышевая жидкость содержит мало сладких веществ) — он потребует еще. Но стоит добавить масло с привкусом йода, — не только будет сопротивляться такому питанию, но и сделает гримасу недовольства.
Начиная с 24-й недели ребенок постоянно реагирует на шумы, которых вокруг него немало. Он даже слышит голос матери, отца. Но ритмичное сердце матери доминирует над всеми шумами. Пока этот ритм не меняется, ребенок чувствует себя в безопасности. Подсознательное воспоминание о биении материнского сердца, по-видимому, объясняет тот факт, что после рождения ребенок успокаивается, как только его берут на руки или когда он слышит тиканье часов. Зрение не родившегося ребенка развивается более медленно, чем слух, хотя нельзя сказать, что он ничего не видит. Начиная с шестой недели, он реагирует на свет. Например, солнечный. Его реакция на световой луч, направленный на живот матери, чаще всего выражается отворачиванием головы или подпрыгиванием. В 1925 году американский биолог и психолог У. Кэннон доказал, что страх и беспокойство ведут к появлению в крови животных и людей особых химических соединений — катехоломинов. У беременной женщины эти вещества с кровью матери проникают в плаценту, в результате чего ребенок начинает проявлять беспокойство. А на шестом или седьмом месяце беременности ребенок уже способен поразительно тонко различать реакции и чувства матери и, что еще важнее, он начинает действовать в соответствии с ними. За несколько месяцев до рождения мать и ребенок приступают к синхронизации своих биоритмов и взаимных реакций. Выражается это, например, в том, что женщины-«жаворонки» рожают детей, просыпающихся рано утром, а женщины-«совы» — детей, засыпающих поздно вечером.
Из всего выше изложенного следует сделать вывод, что еще до рождения ребенок познает мир, в котором он окажется через некоторое время, пытаясь дифференцировать его позитивные и негативные факторы. Человек произошел?.. Поразительное отличие человеческого рода от всех остальных животных обусловлено одним органом — мозгом. Ну а поскольку он стал развиваться, стала развиваться и человеческая культура: использование огня, каменных орудий труда, язык. Все это относится примерно к 35 тысячам лет до н.э. Все антропологические находки доказывали, что возраст homo sapiens (человека разумного) — примерно 1 млн. лет, а возраст человеческой цивилизации — около 10 тысяч лет. Однако факты, собранные за последние 150 лет, указывают на появление людей с современной анатомией и развитым интеллектом сотни миллионов лет назад. Итак, что же это за факты? В XIX веке во время золотой лихорадки в Калифорнии производились горные разработки. Находили здесь останки скелетов, наконечники стрел и др. Возраст этих горных пород датировался неоценом, то есть 50 млн. лет! Найдена золотая цепь в куске каменного угля, появившемся до динозавров. Куску — 300 млн. лет. В Северной Германии найдены останки копий, сделанными в соответствии с современными аэродинамическими представлениями: центр тяжести у них располагался на расстоянии 1/3 от начала. Копьям — 400 тыс. лет.
В 60-х годах XX века российские ученые О. Бадер и П. Ефименко открыли стоянки человека из древнего палеолита (1,5 млн. лет). Находки следов динозавров и человека в Техасе и горах Туркмении выдвинули гипотезу, что динозавров... съели люди. По крайней мере, не исключено, что человек существовал во времена динозавров. Геолог Л. Рогазани у подножия холма Калле-де-Венто близ Брешии (Южные Итальянские Альпы) нашел скелеты утонувших 3-4 млн. лет назад людей. Скелеты обследовал анатом Джузеппе Серджи. Он определил, что давно погибла целая семья. Скелет женщины полностью сохранился, так как попал в донный ил моря, плескавшегося 3-4 млн. лет назад у Южных Альп. Сейчас этот ил — метровый слой глины под двухметровым слоем железисто-красной глины-феррето и желтого песка. Глубокая глина полностью сохранила очередность слоев. Скелет человека из Савоны (Италия), найденный в 1850 году, тоже попал в глину ранее бывшую илом. Пласт расположен на трехметровой глубине под слоем кварцевого песка. Удивительно то, что тело Находилось в распростертом положении, руки вытянуты вперед, голова — вперед и вниз, а туловище находилось выше ног, как у человека в воде. Вряд ли так хоронили людей в древности. По этому поводу научные авторитеты сказали, что, поскольку кости принадлежат современному типу человека, то по происхождению они современны. А вот как они попали в древние слои— вопрос другой. У.Буллос на песчаных пляжах в округе Рокке Эстл (Кентукки) с доктором К.Джилмором в Пенсильвании и Миссури обнаружил в слоях верхнего карбона, который начался 320 млн. лет назад (!), следы существа, ходившего на задних лапах и чья ступня была чрезвычайно похожа на человеческую. Это была эпоха амфибий. Буллос писал, что у каждого отпечатка ступни было пять пальцев и отдельный свод. Пальцы растопырены, как у человека, который никогда не носил обуви.
В 1856 году в Штреке золотоносной шахты в Столовой горе округа Туолама на глубине 55 метров была найдена каменная ступа с пестиком. Ее нашли в слое гравия под лавовым сводом, возраст которого 33-55 млн. лет. В течение последних 150 лет были также найдены буквы на куске мрамора (США), гвоздь в Девонском песчанике (Шотландия) и т.д. Вывод, который следует из всего вышеизложенного, однозначен: в теории Ч.Дарвина о происхождении человека, мягко говоря, что-то не так. Что не так? — это уже вопрос исследователям.