Domande sull'origine della vita e il suo sviluppo hanno lasciato perplessi gli scienziati fin dai tempi antichi. Le persone hanno sempre cercato di avvicinarsi a questi misteri, rendendo così il mondo più comprensibile e prevedibile. Per molti secoli ha dominato il punto di vista sull'inizio divino dell'Universo e della vita. La teoria dell'evoluzione ha conquistato il posto d'onore come versione principale e più probabile dello sviluppo di tutta la vita sul nostro pianeta in tempi relativamente recenti. Le sue disposizioni principali furono formulate da Charles Darwin a metà del 19° secolo. Il secolo successivo ha regalato al mondo molte scoperte nel campo della genetica e della biologia, che hanno permesso di provare la validità degli insegnamenti di Darwin, di espanderli, di combinarli con nuovi dati. Così è apparsa la teoria sintetica dell'evoluzione. Ha assorbito tutte le idee della famosa ricercatrice ei risultati della ricerca scientifica in vari campi dalla genetica all'ecologia.
Da individuo a classe
L'evoluzione biologica è lo sviluppo storico degli organismi basato sui processi unici del funzionamento dell'informazione genetica indeterminate condizioni ambientali.
Lo stadio iniziale di tutte le trasformazioni, che alla fine portano all'emergere di una nuova specie, è la microevoluzione. Tali cambiamenti si accumulano nel tempo e si concludono con la formazione di un nuovo livello superiore di organizzazione degli esseri viventi: genere, famiglia, classe. La formazione di strutture sovraspecifiche è comunemente chiamata macroevoluzione.
Processi simili
Entrambi i livelli sono sostanzialmente gli stessi. Le forze trainanti sia dei micro che dei macro cambiamenti sono la selezione naturale, l'isolamento, l'ereditarietà, la variabilità. La differenza essenziale tra i due processi è che l'incrocio tra specie diverse è praticamente escluso. Di conseguenza, la macroevoluzione si basa sulla selezione interspecifica. Un enorme contributo alla microevoluzione è dato dal libero scambio di informazioni genetiche tra individui della stessa specie.
Convergenza e divergenza di segni
Le principali linee di evoluzione possono assumere diverse forme. Una potente fonte di diversità nella vita è la divergenza delle caratteristiche. Opera sia all'interno di una specie particolare che a livelli più elevati di organizzazione. Le condizioni ambientali e la selezione naturale portano alla divisione di un gruppo in due o più, che differiscono per alcune caratteristiche. A livello di specie, la divergenza può essere reversibile. In questo caso, le popolazioni risultanti si fondono nuovamente in una sola. Ai livelli più alti, il processo è irreversibile.
Un' altra forma è l'evoluzione filetica, che comporta la trasformazione di una specie senza separare l'individuopopolazioni. Ogni nuovo gruppo è un discendente del precedente e un antenato del successivo.
Anche la convergenza o “convergenza” dei segni dà un contributo significativo alla diversità della vita. Nel processo di sviluppo di gruppi di organismi non correlati sotto l'influenza delle stesse condizioni ambientali, negli individui si formano organi simili. Hanno una struttura simile, ma origini diverse e svolgono quasi le stesse funzioni.
Il parallelismo è molto vicino alla convergenza - una forma di evoluzione quando gruppi inizialmente divergenti si sviluppano in modo simile sotto l'influenza delle stesse condizioni. C'è una linea sottile tra convergenza e parallelismo, ed è spesso difficile attribuire l'evoluzione di un particolare gruppo di organismi a una forma o all' altra.
Progresso biologico
Le principali direzioni dell'evoluzione furono descritte per la prima volta nei lavori di A. N. Severtsov. Ha suggerito di evidenziare il concetto di progresso biologico. I lavori dello scienziato delineano le vie per raggiungerlo, nonché le principali vie e direzioni dell'evoluzione. Le idee di Severtsov furono sviluppate da I. I. Schmalhausen.
Le principali direzioni dell'evoluzione del mondo organico, individuate dagli scienziati, sono il progresso biologico, la regressione e la stabilizzazione. Per nome, è facile capire come questi processi differiscano l'uno dall' altro. Il progresso porta alla formazione di nuove caratteristiche che aumentano il grado di adattamento dell'organismo all'ambiente. La regressione si esprime in una riduzione delle dimensioni del gruppo e della sua diversità, portando infine all'estinzione. La stabilizzazione comporta il consolidamento delle caratteristiche acquisite e la loro trasmissione di generazione ingenerazione in condizioni relativamente invariate.
In senso stretto, indicando le direzioni principali dell'evoluzione organica, significano precisamente il progresso biologico e le sue forme.
Ci sono tre modi principali per raggiungere il progresso biologico:
- arogenesi;
- allogenesi;
- catagenesi.
Arogenesi
Questo processo permette di aumentare il livello generale di organizzazione a seguito della formazione dell'aromorfosi. Ci proponiamo di chiarire cosa si intende con questo concetto. Quindi, l'aromorfosi è una direzione dell'evoluzione, che porta a un cambiamento qualitativo negli organismi viventi, accompagnato dalla loro complicazione e da un aumento delle proprietà adattative. Come risultato di un cambiamento nella struttura, il funzionamento degli individui diventa più intenso, hanno l'opportunità di utilizzare risorse nuove, precedentemente inutilizzate. Di conseguenza, gli organismi diventano, in un certo senso, liberi dalle condizioni ambientali. A un livello più alto di organizzazione, i loro adattamenti sono in gran parte di natura universale, dando la possibilità di svilupparsi indipendentemente dalle condizioni ambientali.
Un buon esempio di aromorfosi è la trasformazione del sistema circolatorio dei vertebrati: la comparsa di quattro camere nel cuore e la separazione di due circoli di circolazione sanguigna - grande e piccolo. L'evoluzione della pianta è caratterizzata da un notevole balzo in avanti a seguito della formazione del tubetto pollinico e del seme. Le aromorfosi portano all'emergere di nuove unità tassonomiche: classi, dipartimenti, tipi e regni.
L'aromorfosi, secondo Severtsov, è un'evoluzione relativamente rarafenomeno. Segna un progresso morfofisiologico, che, a sua volta, avvia un progresso biologico generale, accompagnato da una significativa espansione della zona adattativa.
Aromorfosi sociale
Considerando la direzione dell'evoluzione della razza umana, alcuni scienziati introducono il concetto di "aromorfosi sociale". Denota cambiamenti universali nello sviluppo degli organismi sociali e dei loro sistemi, che portano a complicazioni, una maggiore adattabilità e un aumento dell'influenza reciproca delle società. Tali aromorfosi includono, ad esempio, l'emergere dello stato, la stampa e la tecnologia informatica.
Allogenesi
Nel corso del progresso biologico si formano anche cambiamenti di natura meno globale. Sono l'essenza dell'allogenesi. Questa direzione dell'evoluzione (tabella sotto) ha una differenza significativa dall'aromorfosi. Non porta ad un aumento del livello di organizzazione. La principale conseguenza dell'allogenesi è l'idioadattamento. Si tratta infatti di un cambiamento privato, grazie al quale l'organismo è in grado di adattarsi a determinate condizioni. Questa direzione di evoluzione del mondo organico consente a specie strettamente imparentate di vivere in aree geografiche molto diverse.
Un esempio espressivo di tale processo è la famiglia dei lupi. Le sue specie si trovano in varie zone climatiche. Ognuno ha un certo insieme di adattamenti al proprio ambiente, sebbene non sia significativamente superiore a qualsiasi altra specie in termini di organizzazione.
Gli scienziati identificano diversi tipi di idioadattamento:
- in forma (ad esempio, un corpo aerodinamicouccelli acquatici);
- per colore (questo include imitazioni, avvertenze e colorazioni protettive);
- per la riproduzione;
- per la locomozione (membrane degli uccelli acquatici, sacca aerea degli uccelli);
- adattamento alle condizioni ambientali.
Differenze tra aromorfosi e idioadattamento
Alcuni scienziati non sono d'accordo con Severtsov e non vedono ragioni sufficienti per distinguere tra idioadattamenti e aromorfosi. Ritengono che l'entità del progresso possa essere valutata solo dopo che è trascorso un periodo di tempo significativo da quando si è verificato il cambiamento. In effetti, è difficile rendersi conto a quali processi evolutivi porterà una nuova qualità o una capacità sviluppata.
I seguaci di Severtsov tendono a pensare che l'idioadattamento debba essere inteso come una trasformazione della forma del corpo, uno sviluppo eccessivo o una riduzione degli organi. Le aromorfosi sono cambiamenti significativi nello sviluppo embrionale e nella formazione di nuove strutture.
Catagenesi
L'evoluzione biologica può procedere con la semplificazione della struttura degli organismi. La catagenesi è una degenerazione generale, un processo che porta a una diminuzione dell'organizzazione degli esseri viventi. Il principale risultato di questa linea di evoluzione (di seguito è riportata una tabella di confronto dei tre percorsi) è la comparsa delle cosiddette catamorfosi o segni primitivi che sostituiscono quelli progressivi perduti. Un esempio di organismi che hanno superato lo stadio di degenerazione generale può essere qualsiasi parassita. Per la maggior parte, perdono la capacità di muoversi in modo indipendente, il loro sistema nervoso è notevolmente semplificato.e sistemi circolatori. Ma appaiono vari adattamenti per una migliore penetrazione nel corpo dell'ospite e la fissazione su organi adatti.
| Arogenesi | Allogenesi | Catagenesi | |
| Cambiamento importante | aromorfosi | idioadattamento | catamorfosi |
| Essenza della direzione |
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| Esempi |
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Rapporto
Le principali direzioni dell'evoluzione sono interconnesse e si sostituiscono costantemente nel corso dello sviluppo storico. Dopo le trasformazioni cardinali sotto forma di aromorfosi o degenerazione, inizia un periodo in cui un nuovo gruppo di organismi inizia a stratificarsi a seguito dello sviluppo delle sue singole parti di diverse zone geografiche. L'evoluzione inizia attraverso l'idioadattamento. Dopo un po', i cambiamenti accumulati portano a un nuovo s alto di qualità.
Direzione dell'evoluzione delle piante
La flora moderna non è apparsa immediatamente. Come tutti gli organismi, ha fatto molta strada per diventare. L'evoluzione delle piante ha incluso l'acquisizione di diverse importanti aromorfosi. Il primo di questi fu l'avvento della fotosintesi, che permise agli organismi primitivi di utilizzare l'energia della luce solare. A poco a poco, come risultato delle trasformazioni della morfologia e delle proprietà fotosintetiche, si sono formate alghe.
Il passo successivo è stato lo sviluppo della terra. Per il completamento con successo della "missione", era necessaria un' altra aromorfosi: la differenziazione dei tessuti. Apparvero muschi e piante di spore. Un'ulteriore complicazione dell'organizzazione è associata alla trasformazione del processo e dei metodi di riproduzione. Aromorfosi come l'ovulo, i granelli di polline e, infine, il seme caratterizzano le gimnosperme, che sono evolutivamente più sviluppate delle spore.
Inoltre, i percorsi e le direzioni dell'evoluzione delle piante si sono spostati verso un adattamento ancora maggiore alle condizioni ambientali, aumentando la resistenza a fattori avversi. Come risultato dell'aspetto del pistillo e dello strato germinale, fioritura oangiosperme che oggi sono in uno stato di progresso biologico.
Regno Animale
L'evoluzione degli eucarioti (una cellula eucariotica contiene un nucleo formato) con un tipo di alimentazione eterotrofi (gli eterotrofi non sono in grado di creare materia organica mediante la chemio- o la fotosintesi) è stata accompagnata anche da differenziazione tissutale nei primi stadi. I celenterati hanno una delle prime aromorfosi significative nell'evoluzione degli animali: negli embrioni si formano due strati, l'ecto e l'endoderma. Nei nematodi e nei platelminti, la struttura sta già diventando più complessa. Hanno un terzo strato germinale, il mesoderma. Questa aromorfosi consente un'ulteriore differenziazione dei tessuti e l'emergere di organi.
Lo stadio successivo è la formazione di una cavità corporea secondaria e la sua ulteriore divisione in sezioni. Gli anellidi hanno già parapodi (un tipo primitivo di arti), così come i sistemi circolatorio e respiratorio. La trasformazione dei parapodi in arti articolati e alcune altre modifiche hanno causato la comparsa del tipo Artropode. Già dopo l'atterraggio, gli insetti hanno iniziato a svilupparsi attivamente a causa della comparsa delle membrane embrionali. Oggi sono più adattati alla vita sulla terra.
Aromorfosi così importanti come la formazione della notocorda, del tubo neurale, dell'aorta addominale e del cuore hanno reso possibile la comparsa del tipo Chordata. Grazie a una serie di progressivi cambiamenti, la diversità degli organismi viventi è stata reintegrata con pesci, amnioti e rettili. Quest'ultimo, per la presenza delle membrane embrionali, smise di dipendere dall'acqua e giunse a terra.
Il prossimol'evoluzione segue il percorso di trasformazione del sistema circolatorio. Ci sono animali a sangue caldo. Gli adattamenti al volo hanno reso possibile l'emergere degli uccelli. Tali aromorfosi come un cuore a quattro camere e la scomparsa dell'arco aortico destro, un aumento degli emisferi del proencefalo e lo sviluppo della corteccia, la formazione di un mantello e ghiandole mammarie e una serie di altri cambiamenti hanno portato alla comparsa di mammiferi. Tra questi, nel processo di evoluzione, si sono distinti gli animali placentari, che oggi si trovano in uno stato di progresso biologico.
Direzioni dell'evoluzione della razza umana
La questione dell'origine e dell'evoluzione degli antenati delle persone moderne non è stata ancora studiata a fondo. Grazie alle scoperte della paleontologia e della genetica comparata, le idee già consolidate sul nostro "pedigree" sono cambiate. Anche 15 anni fa prevaleva l'opinione che l'evoluzione degli ominidi seguisse un tipo lineare, cioè consisteva in forme progressivamente più sviluppate che si susseguivano in successione: Australopiteco, uomo esperto, arciantropo, uomo di Neanderthal (paleoantropologo), neoantropologo (uomo moderno). Le principali direzioni dell'evoluzione umana, come nel caso di altri organismi, hanno portato alla formazione di nuovi adattamenti, ad un aumento del livello di organizzazione.
I dati ottenuti negli ultimi 10-15 anni, tuttavia, hanno apportato seri aggiustamenti al quadro già stabilito. Nuovi ritrovamenti e datazioni aggiornate indicano che l'evoluzione è stata più complessa. La sottofamiglia Hominina (appartiene alla famiglia degli Ominidi) si è rivelata composta da quasi il doppio delle specieè stato considerato in precedenza. La sua evoluzione non era lineare, ma conteneva diverse linee o rami che si sviluppavano simultaneamente, vicoli progressivi e vicoli ciechi. In tempi diversi, tre o quattro o più specie coesistevano insieme. Il restringimento di questa diversità si è verificato a causa dello spostamento da parte di gruppi evolutivamente più sviluppati di altri meno sviluppati. Ad esempio, ora è generalmente accettato che i Neanderthal e gli esseri umani moderni vissero contemporaneamente. I primi non erano nostri antenati, ma erano un ramo parallelo che fu soppiantato da ominidi più avanzati.
Cambiamenti progressivi
Rimangono indubbie le principali aromorfosi che hanno portato alla prosperità della sottofamiglia. Questo è bipedismo e un aumento del cervello. Gli scienziati non sono d'accordo sulle ragioni della formazione del primo. Per molto tempo si è creduto che questa fosse una misura forzata necessaria per lo sviluppo degli spazi aperti. Tuttavia, dati recenti suggeriscono che gli antenati delle persone camminavano su due gambe anche durante il periodo della vita sugli alberi. Questa capacità è apparsa in loro subito dopo la separazione dalla linea degli scimpanzé. Secondo una versione, gli ominidi originariamente si muovevano come gli oranghi moderni, in piedi con entrambi i piedi su un ramo e tenendosi per mano su un altro.
La crescita del cervello è avvenuta in più fasi. In primo luogo ha avuto inizio con Homo habilis (tuttofare), che ha imparato a realizzare gli strumenti più semplici. L'aumento del volume del cervello ha coinciso con un aumento della proporzione di carne nella dieta degli ominidi. Sembra che gli Habili fossero spazzini. Il successivo aumento del cervello è stato anche accompagnato da un aumento della quantità di cibo a base di carne ereinsediamento dei nostri antenati al di fuori del continente nativo africano. Gli scienziati suggeriscono che l'aumento della proporzione di carne nella dieta è associato alla necessità di reintegrare l'energia spesa per mantenere il lavoro del cervello ingrandito. Presumibilmente, la fase successiva di questo processo ha coinciso con lo sviluppo del fuoco: il cibo cotto differisce non solo per la qualità, ma anche per il contenuto calorico, inoltre il tempo necessario per la masticazione è notevolmente ridotto.
Le principali direzioni dell'evoluzione del mondo organico, agendo nel corso di molti secoli, hanno formato la flora e la fauna moderne. Il movimento del processo verso l'adattamento alle mutevoli condizioni ambientali ha portato a un'enorme varietà di forme di vita. Le principali direzioni dell'evoluzione operano allo stesso modo a tutti i livelli dell'organizzazione, come dimostrano i dati di biologia, ecologia e genetica.
