Kunkin elävän organismin kemiallinen identiteetti määräytyy kyseisen organismin DNA:n emäsparien sekvenssin perusteella. Evoluutioteoria väittää, että lajit kehittyvät ajan myötä ja niiden DNA muuttuu rinnakkain tämän kehityksen kanssa. Erilaiset tapahtumat voivat johtaa DNA:n muutokseen. Esimerkiksi mutaatioiden hidas kertyminen, massiiviset virheet kopioinnissa tai virussekvenssin tunkeutuminen nukleiinihapot. Mutta yksi asia voidaan turvallisesti todeta - mitä enemmän aikaa on kulunut siitä, kun asuin yhteinen esi-isä kaksi lajia, mitä pidempi ajanjakso, jonka aikana nämä muutokset tapahtuivat, ja siksi sitä erilaisemmat näiden kahden lajin DNA-sekvenssit.

Tässä väitteessä on huomioitava muutama seikka. Ensinnäkin, laskemalla DNA-sekvenssien väliset erot, voimme rakentaa sukupuun kaikista elävistä organismeista. Esimerkiksi ihmiset ja simpanssit jakavat 98 % DNA:staan. Tämä tarkoittaa, että yhteinen esi-isämme eli aivan hiljattain. Samanaikaisesti ihmisillä ja sammakoilla DNA:n yhteensopivuus on paljon pienempi, joten haaramme erottui sammakkoeläinten miehittämästä haarasta paljon aikaisemmin. Evoluutioteoria ennustaa, että tällä tavalla rakennetun sukupuun tulisi olla samanlainen kuin viime vuosisadalla rakennettu puu, fossiilitutkimuksen perusteella. Mielestäni näiden kahden yhteensattuma sukupuut on yksi eniten kovia todisteita evoluutio. Se osoittaa myös, että evoluutioteoriaa voidaan testata (kuten jo johdannossa mainittiin, tämä on yksi olennaiset vaatimukset minkä tahansa tieteellinen teoria), koska voisi Kävi ilmi, että ihmiset ovat geneettisesti lähempänä sammakoita kuin simpansseja.

Molekyylikellomenetelmä käyttää DNA-dataa perustavanlaatuisemmalla tavalla. Jos DNA-muutoksia tapahtuu joidenkin kanssa keskinopeus- jos molekyylikello tikittää tasaisesti - niin laskemalla eri emäsparien lukumäärä kahden lajin sekvensseissä saamme käsityksen heidän viimeisen yhteisen esi-isänsä elinajasta. Jos DNA-muutosten taajuus on vakio, nykyaikaisen DNA:n analyysi voi kertoa meille aika-asteikoista eri vaiheita sukupuun kehitystä.

1980-luvulla, kun molekyylikellon käsite esitettiin ensimmäisen kerran, tutkijoiden odotettiin kuulevan, että muutokset kaikessa DNA:ssa tapahtuvat samalla nopeudella - että kaikki kellot tikittävät samalla aikavälillä. Kuitenkin kävi ilmi, että on olemassa monia erilaisia ​​molekyylikelloja, ja ne kaikki pyörivät eri nopeuksilla. Esimerkiksi tärkeän geenin sekvenssin emäsparit eivät voi paljoa muuttua vahingoittamatta organismia kokonaisuutena, joten kello, joka kertoo ajan emäspareille sellaisissa geeneissä, on suhteellisen hidas. Toisaalta useimmat DNA-segmentit eivät vaikuta kemiallisia prosesseja kehossa, joten kello voi käydä nopeammin näissä segmenteissä.

Ehkä houkuttelevin asia molekyylikellomenetelmässä on sen soveltaminen viimeaikaiseen ihmisen evoluutioon. Ymmärtääksesi kaiken tämän paremmin, sinun on tiedettävä, että jokaisessa pitkälle kehittyneiden organismien solussa on pieniä organelleja - mitokondriot. Kennon polttoaine palaa niissä - eli se suoritetaan olennainen toiminto aineenvaihduntaa. Mitokondrioiden uskotaan saapuneen monimutkaisempiin soluihin miljoonia vuosia sitten symbioosissa. Kaksi toisistaan ​​riippumattomasti kehittynyttä solua on havainnut hyötyvänsä kumppanuuksista, joissa yksi solu asuu toisen sisällä. Se, että mitokondrio sisältää oman pienen silmukan kaltaisen DNA:n (ihmisen mitokondrio-DNA:ssa on 26 geeniä), viittaa siihen, että tämä tapahtuma tapahtui hyvin kauan sitten.

Siittiöissä ei ole mitokondrioita, joten kaikki kehosi mitokondrio-DNA tulee äitisi munasta. Toisin sanoen mitokondrioiden DNA välitetään äidin linjaa pitkin. On todettu, että mitokondrioiden DNA:n molekyylikello tikittää lähes 10 kertaa nopeammin kuin solun ytimessä olevan DNA:n kello. Siksi mitokondrioiden DNA valittiin analysoitavaksi - loppujen lopuksi tietty aikaväli ajan kuluessa se käy läpi huomattavasti enemmän muutoksia kuin ydin-DNA.

Mitokondrio-DNA tuli ensimmäisen kerran yleisön tietoon vuonna 1987 ryhmän jälkeen Amerikkalaiset tutkijat sai mitokondrioiden DNA 147 edustajasta eri rodut eri puolilta maailmaa ja aseta mutaatioiden lukumäärä, jotka erottavat ne. Ensimmäisen analyysin tulosten perusteella näytti siltä, ​​että kaikki nykyaikaiset ihmiset ovat peräisin samasta naisesta, joka asui Afrikassa noin 200 000 vuotta sitten. Tämä nainen nimettiin välittömästi Eveksi (tai tieteellisemmältä ulkonäöltä mitokondriaaliksi Eveksi) ja hänet asetettiin jopa suuren yhteiskuntapoliittisen lehden kannelle.

Valitettavasti tämä upea tulos ei kestänyt enempää täydellinen analyysi, ja tiedemiehet eivät enää muista Eevaa (hän ​​joutui uhriksi kriittinen analyysi DNA tehty tietokoneohjelma). Viimeisimpien tieteellisten suuntausten mukaan DNA-tiedot osoittavat, että kaikki nykyihmiset polveutuivat melko pienestä väestöstä - noin 5-10 tuhatta ihmistä -, jotka asuivat Afrikassa 100-200 tuhatta vuotta sitten.

molekyylikello

Radiohiili- ja kalium-argon-ajankohdan lisäksi on olemassa toinen menetelmä, jonka avulla voit määrittää, milloin yksi eläinryhmä erottui toisesta - molekyylikello. Vuonna 1962 legendaarinen molekyylibiologi Linus Pauling (voittaja kahdesta Nobelin palkinnot) ja Emil Zuckerkandl olivat ensimmäisten joukossa, jotka käyttivät molekyylimenetelmiä organismien välisten evoluutiosuhteiden puun rakentamiseen. Tämä oli ensimmäinen todiste evoluutiosta omista soluistamme ja DNA:stamme. Pauling ja Zuckerkandl huomasivat, että hemoglobiinimolekyylien aminohappoerojen lukumäärä ei vastaa vain tutkittujen eläinten evoluutiohaarojen jakautumista; muutoksen määrä on verrannollinen siihen, kuinka kauan sitten kaksi organismia erosivat toisistaan. Vuotta myöhemmin toinen perustajista molekyylibiologia, Emanuel Margoliash, totesi:

Näyttää siltä, ​​että minkä tahansa kahden sytokromi c:n välisten jäännöserojen määrä lajit pääasiassa siitä, kuinka kauan sitten evoluutiolinjat, joihin molemmat lajit kuuluvat, ovat eronneet. Jos tämä hypoteesi pitää paikkansa, kaikkien nisäkkäiden sytokromi c:n tulisi olla yhtä erilainen kuin kaikkien lintujen sytokromi c:n. Koska kalat ovat eronneet tärkeimmistä evoluutiopuu Selkärankaisilla aikaisemmin kuin linnuilla ja nisäkkäillä, lintujen ja nisäkkäiden sytokromi c:n tulisi olla yhtä erilainen kuin kalojen sytokromi c:n. Samoin kaikkien selkärankaisten sytokromi c:n pitäisi yhtä erilainen kuin hiivaproteiini.

Kaikki nämä todisteet viittaavat siihen, että molekyylimuutoksia kertyi ajan myötä evolutionaarisen eron tapahtuessa. eri ryhmiä eläimet ja että molekyylien muutosnopeus on verrannollinen evolutionaaristen linjojen erotusikään.

Sillä välin alkoi ilmetä tosiasioita, jotka osoittivat, että suurin osa eläinten DNA:sta on "roskaa" tai ainakin ei toimi. Valtavaa osaa genomista ei yksinkertaisesti koskaan lueta, kun geenejä ekspressoidaan, ja siksi se pysyy luonnonvalinnan kannalta näkymätön tai adaptiivisesti neutraalina. Erityisesti japanilaisen biokemistin Motoo Kimuran uraauurtava työ osoitti, että useimpiin DNA:n linkkeihin ei vaikuta kehossa tapahtuvat prosessit. Nämä "mukautuvat huomaamattomat" linkit voivat muuttua spontaanisti ja luonnonvalinta eivät karsi joitakin vaihtoehtojaan muiden hyväksi. Ajan myötä tällaiset mutaatiot kerääntyvät edelleen säännöllisellä nopeudella - tikittävät kuin kello. Koska luonnonvalinta ei huomaa tällaisia ​​muutoksia, molekyylikellon tikityksestä tulee kätevä työkalu minkä tahansa kahden geologisen mittakaavan evoluutioviivan välisen eron arvioimiseen. Jää vain kalibroida ne fossiilitietueisiin tallennettujen suurten evolutionaaristen erojen tunnettujen hetkien perusteella.

Pian monet molekyylibiologit aloitti tiiviin yhteistyön molekyylikello, arvioi eri eläinryhmien eron historiaa ja sovittaa ajoituksen yhteen. Edesmenneen Vincent Sarichin ja Allan Wilsonin Berkeleyn yliopiston työ on osoittanut yhä uudelleen, että molekyylikellon mukaan ihmisen ja simpanssin evoluutiolinjat erosivat vasta 7-5 miljoonaa vuotta sitten ja aikaisintaan 8 miljoonaa vuotta sitten. , ei 14 miljoonaa vuotta sitten, jolloin Ramapithecus eli. Mutta paleontologit pitivät linjaa. He olivat skeptisiä molekyylimenetelmä, todisteettomana ja epäluotettavana, koska se tuotti aika ajoin hyvin outoja ja naurettavia tuloksia. (Tätä tapahtuu edelleen, emmekä aina ymmärrä miksi.)

1970- ja 1980-luvuilla kiista kiihtyi, kun vakiintuneet vastustajat riitelivät konferensseissa ja kiivaita keskusteluja tieteelliset lehdet. Sarich ja Wilson olivat varmoja tietojensa luotettavuudesta: Ramapithecusissa tai hänen iässään täytyy olla jotain vikaa. Sarich oli urhea, pitkä, vaikuttava herrasmies tuuhea parta, omistettu kovalla äänellä ja oli tinkimätön riita-asioissa. Hän ei epäröinyt satuttaa ja loukata ihmisiä, jos katsoi parhaaksi. Vuonna 1971 hän sanoi: "Sinulla ei ole oikeutta kutsua yli kahdeksan miljoonaa vuotta vanhaa fossiilia hominidiksi, riippumatta siitä, miltä se näyttää." Tietenkin tämä oli turhauttavaa tutkijoille, kuten Simons ja Pilbeam, jotka väittivät edelleen, että Ramapithecus kumoaa molekyylibiologien väitteet.

Pattitilanne ratkesi toisen Sivalikissa tehdyn löydön jälkeen. Vuonna 1982 Pilbeam ilmoitti löytäneensä uusia Ramapithecus-luita, jotka sisälsivät paitsi täydellisen alaleuan myös osittain säilyneen kallon. Yhdessä kallon kanssa tämä eläin muistutti paljon enemmän fossiilista orangutankia, jota Sivalikissa ensimmäisenä kaivanut Guy Pilgrim kutsui Sivapithecusiksi jo vuonna 1910. Alaleuka Ramapithecus kuului vain orangutanin fossiiliselle sukulaiselle, joka oli samanlainen kuin hominiini. Antropologit joutuivat pian perääntymään ja myöntämään virheensä ja sen mukana Sarichin, Wilsonin ja molekyylibiologian voiton. Nyt kun paleontologit tiesivät, että fossiilisia hominiineja ei ollut olemassa 14 miljoonaa vuotta sitten, heräsi kysymys: mikä Onko ihmisen fossiilinen esi-isä vanhin? Eikö se todellakaan ole vanhempi kuin 8 miljoonaa vuotta, kuten Sarich ja Wilson ennustivat?

Mitä enemmän aikaa erottaa kaksi lajia aikakaudesta, jolloin heidän yhteinen esi-isänsä eli, sitä enemmän näiden lajien DNA eroaa.

Molekyylibiologian keskeisen dogman mukaan kemiallinen identiteetti kunkin elävän organismin emäsparien sekvenssi määrää kyseisen organismin DNA:ssa. Evoluutioteoria väittää, että lajit kehittyvät ajan myötä ja niiden DNA muuttuu rinnakkain tämän kehityksen kanssa. Erilaiset tapahtumat voivat johtaa DNA:n muutokseen. Esimerkiksi mutaatioiden hidas kertyminen, massiiviset kopiointivirheet tai viruksen nukleiinihapposekvenssien tunkeutuminen. Mutta yksi asia on turvallista sanoa - mitä enemmän aikaa on kulunut siitä, kun kahden lajin yhteinen esi-isä eli, sitä pidempi ajanjakso, jonka aikana nämä muutokset tapahtuivat, ja siksi sitä enemmän näiden kahden lajin DNA-sekvenssit eroavat toisistaan.

Tässä väitteessä on huomioitava muutama seikka. Ensinnäkin, laskemalla DNA-sekvenssien väliset erot, voimme rakentaa sukupuun kaikista elävistä organismeista. Esimerkiksi ihmiset ja simpanssit jakavat 98 % DNA:staan. Tämä tarkoittaa, että yhteinen esi-isämme eli aivan hiljattain. Samanaikaisesti ihmisillä ja sammakoilla DNA:n yhteensopivuus on paljon pienempi, joten haaramme erottui sammakkoeläinten miehittämästä haarasta paljon aikaisemmin. Evoluutioteoria ennustaa, että tällä tavalla rakennetun sukupuun tulisi olla samanlainen kuin viime vuosisadalla rakennettu puu, fossiilitutkimuksen perusteella. Mielestäni kahden sukupuun yhteensattuma on yksi vahvimmista evoluution todisteista. Se osoittaa myös, että evoluutioteoriaa voidaan testata (kuten jo johdannossa mainittiin, tämä on yksi minkä tahansa tieteellisen teorian tärkeimmistä vaatimuksista), koska voisi Kävi ilmi, että ihmiset ovat geneettisesti lähempänä sammakoita kuin simpansseja.

Molekyylikellomenetelmä käyttää DNA-dataa perustavanlaatuisemmalla tavalla. Jos DNA muuttuu jollain keskimääräisellä nopeudella - jos molekyylikello tikittää tasaisesti - niin laskemalla eri emäsparien lukumäärä kahden lajin sekvensseissä, saadaan käsitys heidän viimeisen yhteisen esi-isänsä elinajasta. Jos DNA-muutosten taajuus on vakio, nykyaikaisen DNA:n analyysi voi kertoa meille sukupuun eri kehitysvaiheiden aika-asteista.

1980-luvulla, kun molekyylikellon käsite esitettiin ensimmäisen kerran, tutkijoiden odotettiin kuulevan, että muutokset kaikessa DNA:ssa tapahtuvat samalla nopeudella - että kaikki kellot tikittävät samalla aikavälillä. Kuitenkin kävi ilmi, että on olemassa monia erilaisia ​​molekyylikelloja, ja ne kaikki pyörivät eri nopeuksilla. Esimerkiksi tärkeän geenin sekvenssin emäsparit eivät voi paljoa muuttua vahingoittamatta organismia kokonaisuutena, joten kello, joka kertoo ajan emäspareille sellaisissa geeneissä, on suhteellisen hidas. Toisaalta useimmat DNA-segmentit eivät vaikuta kehon kemiallisiin prosesseihin, joten kello voi toimia nopeammin näissä segmenteissä.

Ehkä houkuttelevin asia molekyylikellomenetelmässä on sen soveltaminen viimeaikaiseen ihmisen evoluutioon. Ymmärtääksesi kaiken tämän paremmin, sinun on tiedettävä, että jokaisessa pitkälle kehittyneiden organismien solussa on pieniä organelleja - mitokondriot. Ne polttavat solun polttoainetta - eli tärkein aineenvaihduntatoiminto suoritetaan. Mitokondrioiden uskotaan saapuneen monimutkaisempiin soluihin miljoonia vuosia sitten symbioosissa. Kaksi toisistaan ​​riippumattomasti kehittynyttä solua on havainnut hyötyvänsä kumppanuuksista, joissa yksi solu asuu toisen sisällä. Se, että mitokondrio sisältää oman pienen silmukan kaltaisen DNA:n (ihmisen mitokondrio-DNA:ssa on 26 geeniä), viittaa siihen, että tämä tapahtuma tapahtui hyvin kauan sitten.

Siittiöissä ei ole mitokondrioita, joten kaikki kehosi mitokondrio-DNA tulee äitisi munasta. Toisin sanoen mitokondrioiden DNA välitetään äidin linjaa pitkin. On todettu, että mitokondrioiden DNA:n molekyylikello tikittää lähes 10 kertaa nopeammin kuin solun ytimessä olevan DNA:n kello. Siksi mitokondrio-DNA valittiin analysoitavaksi - loppujen lopuksi se muuttuu tietyn ajan kuluessa huomattavasti enemmän kuin ydin-DNA:ssa.

Mitokondrio-DNA nousi ensimmäisen kerran julkisuuteen sen jälkeen, kun ryhmä amerikkalaisia ​​tutkijoita hankki mitokondrio-DNA:ta 147 eri rotujen edustajalta eri puolilta maailmaa vuonna 1987 ja määritti heidät erottavien mutaatioiden lukumäärän. Ensimmäisen analyysin tulosten mukaan näytti siltä, ​​​​että kaikki nykyajan ihmiset jäljittelevät syntyperänsä samasta naisesta, joka asui Afrikassa noin 200 000 vuotta sitten. Tämä nainen nimettiin välittömästi Eveksi (tai tieteellisemmältä ulkonäöltä mitokondriaaliksi Eveksi) ja hänet asetettiin jopa suuren yhteiskuntapoliittisen lehden kannelle.

Valitettavasti tämä hämmästyttävä tulos ei kestänyt täydellisemmän analyysin koetta, eivätkä tutkijat enää muista Eevaa (hän ​​joutui tietokoneohjelman tekemän DNA-kriittisen analyysin uhriksi). Viimeisimpien tieteellisten suuntausten mukaan DNA-tiedot osoittavat, että kaikki nykyihmiset polveutuivat melko pienestä väestöstä - noin 5-10 tuhatta ihmistä -, jotka asuivat Afrikassa 100-200 tuhatta vuotta sitten.

Koska useimmat satunnaiset geneettiset mutaatiot eivät aiheuta haittaa eivätkä hyödy organismille, ne kerääntyvät vakionopeudella (geologisella aika-asteikolla); ja niiden perusteella voidaan arvioida aikaa, joka on kulunut kahden yhteisestä esi-isästä polveutuneen lajin erottamisesta. Tällaisten muutosten kertymisnopeutta kutsutaan molekyylikellon kurssiksi.

Molekyylikello (molekyylikello) on menetelmä fylogeneettisten tapahtumien ajoittamiseen, joka perustuu edellä mainittuun aksiomaattiseen väitteeseen, jonka mukaan nukleiinihapoilla on lähes vakio molekyylimonomeerien (nukleotidien) evoluutionaalisesti merkittävien substituutioiden määrä. Tästä seuraa, että aika on kulunut kunkin haaraparin eroamisesta Sukupuu("sisarryhmät"), joka on verrannollinen molekyylien substituutioiden lukumäärään selektiivisen paineen puuttuessa. Kahden eri lajin ortologisten molekyylien välistä eroa käytetään määrittämään aika, joka on kulunut siitä, kun kahdella lajilla oli viimeksi yhteinen esi-isä (erilaisten evoluutiotapahtumien ajoituksen laskemiseksi. Todellisuudessa mutaationopeus on epätasainen ja erilainen erilaisia ​​tyyppejä, joten molekyylikelloihin perustuvat laskelmat ovat hyvin likimääräisiä.

Molekyylikellon hypoteesi esitettiin vertaamalla eri lajien hemoglobiinia ja sytokromi C:tä. Zuckerkandl ja Pauling (Zuckerkandl ja Pauling, 1962) huomasivat, että aminohapposubstituutioiden nopeudet näissä proteiineissa ovat suunnilleen samat, kun verrataan eri nisäkkäitä. He olettivat, että kaikkien fylogeneettisten linjojen minkä tahansa proteiinin evoluution nopeus on vakio.

Tämä hypoteesi on herättänyt paljon kiistaa. Klassiset evolutionistit vastustivat, koska nopeuksien pysyvyyttä ei havaita morfologisella tasolla. Tämän hypoteesin vastalauseet lisääntyivät sen jälkeen, kun ihmisten ja afrikkalaisten suurapinoiden eron ajan molekyylimenetelmillä ajoitettu. Molekyylitietojen mukaan tämä luku oli 5 miljoonaa vuotta ja paleontologien yleisesti hyväksytyn mielipiteen mukaan 15 miljoonaa vuotta.

Tutkimukset (esimerkiksi Goodman, 1981) ovat osoittaneet, että kaikilla sukulinjoilla ei ole vakio evoluution nopeus: eri taksoneilla on erilainen kehitysnopeus. Todennäköisimmin ei ole olemassa globaalia molekyylikelloa, mutta taksonien sisällä on paikallisia. Itse asiassa taksonien sisällä ei useinkaan ole merkittäviä eroja korvausasteessa.

Evoluutionopeuden erot selittyvät usein sukupolviajan vaikutuksella tai korjausjärjestelmien erilaisella tehokkuudella, korvautumisnopeudet lisääntyvät geenin päällekkäisyyksien ja adaptiivisen säteilyn aikana.

Siitä huolimatta molekyylikellon hypoteesin kiistasta huolimatta sitä käytetään laajalti arvioimaan lajien eroavuuksia ja rakentamaan fylogeneettisiä puita.

Lippu numero 19 Mutaatioiden lajikkeet. Mutaatiot ovat evoluution ainesosia.

Mutaatio (lat. mutaatio- muutos) - pysyvä (eli sellainen, jonka tietyn jälkeläiset voivat periä soluja tai organismi) muutos genotyyppi tapahtuu ulkoisen tai sisäisen ympäristön vaikutuksen alaisena. Ehdotettu termi Hugo de Vries. Mutaatioprosessia kutsutaan mutageneesi .

Mutaatiot on jaettu spontaani ja aiheutettu. Spontaaneja mutaatioita esiintyy spontaanisti koko organismin elinkaaren ajan normaaleissa olosuhteissa. ympäristöön taajuudella noin nukleotidi matkapuhelimiin sukupolvi.

Indusoidut mutaatiot ovat perinnöllisiä muutoksia. perimä jotka syntyvät tiettyjen mutageenisten vaikutusten seurauksena keinotekoisissa (kokeellisissa) olosuhteissa tai haitallisissa vaikutuksissa ympäristöön.

Mutaatioita esiintyy jatkuvasti elävässä solussa tapahtuvien prosessien aikana. Tärkeimmät mutaatioiden esiintymiseen johtavat prosessit ovat DNA kopiointi, rikkomukset DNA:n korjaus ja geneettinen rekombinaatio.

Mutaatioille on olemassa useita luokituksia eri kriteerien mukaan. Möller ehdotti mutaatioiden jakamista geenin toiminnassa tapahtuneen muutoksen luonteen mukaan hypomorfinen(muokattu alleelit toimivat samaan suuntaan kuin villityypin alleelit; vain vähemmän proteiinituotetta syntetisoidaan) amorfinen(mutaatio näyttää täydelliseltä geenitoiminnan menettämiseltä, esimerkiksi mutaatiolta valkoinen klo Drosophila), antimorfinen(mutanttiominaisuus muuttuu, esim. maissinjyvän väri muuttuu violetista ruskeaksi) ja neomorfinen.

Nykyaikaisessa opetuskirjallisuudessa käytetään myös muodollisempaa luokitusta, joka perustuu yksittäisten geenien, kromosomien ja koko genomin rakenteen muutosten luonteeseen. Tässä luokituksessa erotetaan seuraavat mutaatiotyypit:

genominen;

kromosomaalinen;

geneettinen.

Genominen: - polyploidisaatio(sellaisten organismien tai solujen muodostuminen, joiden genomia edustaa enemmän kuin kaksi (3n, 4n, 6n jne.) kromosomisarjaa) ja aneuploidia(heteroploidia) - kromosomien lukumäärän muutos, joka ei ole haploidijoukon monikerta (katso Inge-Vechtomov, 1989). Kromosomijoukkojen alkuperästä riippuen polyploideista erotetaan allopolyploideja, joissa on eri lajeista hybridisaatiolla saatuja kromosomijoukkoja, ja autopolyploideja, joissa oman genomin kromosomisarjojen määrä lisääntyy, moninkertainen. n.

klo kromosomimutaatiot yksittäisten kromosomien rakenteessa tapahtuu suuria uudelleenjärjestelyjä. Tässä tapauksessa on tappio ( poisto) tai osan kaksinkertaistaminen ( päällekkäisyyttä) yhden tai useamman kromosomin geneettinen materiaali, muutos kromosomisegmenttien orientaatiossa yksittäisissä kromosomeissa ( inversio) sekä osan geneettisestä materiaalista siirtyminen kromosomista toiseen ( translokaatio) (ääritapaus on kokonaisten kromosomien yhdistyminen, ns. Robertsonin translokaatio, joka on siirtymävaihe kromosomimutaatiosta genomiseen mutaatioon).

Käytössä perimä DNA-geenien primäärirakenteen muutokset mutaatioiden vaikutuksesta ovat vähemmän merkittäviä kuin kanssa kromosomimutaatiot geenimutaatiot ovat kuitenkin yleisempiä. Tuloksena geenimutaatiot on yhden tai useamman nukleotidin substituutioita, deleetioita ja insertioita, geenin eri osien translokaatioita, duplikaatioita ja inversioita. Siinä tapauksessa, että vain yksi nukleotidi muuttuu mutaation vaikutuksesta, he puhuvat pistemutaatiot. Koska DNA koostuu typpipitoiset emäkset vain kaksi tyyppiä - puriinit ja pyrimidiinit, kaikki pistemutaatiot, joissa on emässubstituutio, jaetaan kahteen luokkaan: siirtymät (puriinin korvaaminen puriinilla tai pyrimidiinin korvaaminen pyrimidiinillä) ja transversiot (puriinin korvaaminen pyrimidiinillä tai päinvastoin). Pistemutaatioilla on neljä mahdollista geneettistä seurausta: 1) merkityksen säilyminen kodoni geneettisen koodin rappeutumisesta johtuen (synonyymi nukleotidisubstituutio), 2) kodonin merkityksen muutos, joka johtaa aminohapon korvaamiseen polypeptidiketjun vastaavassa paikassa (missense-mutaatio), 3) muodostuminen merkityksettömästä kodonista, jolla on ennenaikainen lopetus (nonsense-mutaatio). Geneettisessä koodissa on kolme merkityksetöntä kodonia: keltainen - UAG, okra - UAA ja opaali - UGA (tämän mukaisesti nimetään merkityksettömien kolmosten muodostumiseen johtavia mutaatioita - esimerkiksi meripihkan mutaatio), 4) käänteinen substituutio. (pysäytyskodoni havaitsemaan kodonin).

Tekijä: vaikutus geenien ilmentymiseen mutaatiot jakautuvat kahteen luokkaan: emäsparimutaatiot ja frameshift tyyppi. Jälkimmäiset ovat nukleotidien deleetioita tai insertioita, joiden lukumäärä ei ole kolmen kerrannainen, mikä liittyy geneettisen koodin triplettiluonteeseen.

Ensisijaista mutaatiota kutsutaan joskus suora mutaatio ja mutaatio, joka palauttaa geenin alkuperäisen rakenteen, - selkämutaatio, tai palautus. Palaa alkuperäiseen fenotyyppi mutanttiorganismissa mutanttigeenin toiminnan palautumisen seurauksena se ei usein tapahdu todellisen palautumisen seurauksena, vaan saman geenin toisessa osassa tai jopa toisessa ei-alleelisessa geenissä tapahtuvasta mutaatiosta. Tässä tapauksessa selkämutaatiota kutsutaan suppressorimutaatioksi. Geneettiset mekanismit, joilla mutanttifenotyyppi tukahdutetaan, ovat hyvin erilaisia.

Munuaisten mutaatiot- jatkuvat äkilliset geneettiset muutokset yksittäisissä kasvinsilmuissa. klo vegetatiivinen lisääntyminen säästetään. monet lajikkeita viljellyt kasvit ovat silmumutaatioita.

Lippu numero 20 Molecular clock of Evolution. ihmisen genomi

Mukaan molekyylibiologian keskeinen dogma, kunkin elävän organismin kemiallinen identiteetti määräytyy emäsparien sekvenssin mukaan DNA tämä organismi. Evoluutioteoria toteaa, että lajit kehittyvät ajan myötä ja niiden DNA muuttuu rinnakkain tämän kehityksen kanssa. Erilaiset tapahtumat voivat johtaa DNA:n muutokseen. Esimerkiksi mutaatioiden hidas kertyminen, massiiviset kopiointivirheet tai viruksen nukleiinihapposekvenssien tunkeutuminen. Mutta yksi asia on turvallista sanoa - mitä enemmän aikaa on kulunut siitä, kun kahden lajin yhteinen esi-isä eli, sitä pidempi ajanjakso, jonka aikana nämä muutokset tapahtuivat, ja siksi sitä enemmän näiden kahden lajin DNA-sekvenssit eroavat toisistaan.

Tässä väitteessä on huomioitava muutama seikka. Ensinnäkin, laskemalla DNA-sekvenssien väliset erot, voimme rakentaa sukupuun kaikista elävistä organismeista. Esimerkiksi ihmiset ja simpanssit jakavat 98 % DNA:staan. Tämä tarkoittaa, että yhteinen esi-isämme eli aivan hiljattain. Samanaikaisesti ihmisillä ja sammakoilla DNA:n yhteensopivuus on paljon pienempi, joten haaramme erottui sammakkoeläinten miehittämästä haarasta paljon aikaisemmin. Evoluutioteoria ennustaa, että tällä tavalla rakennetun sukupuun tulisi olla samanlainen kuin viime vuosisadalla rakennettu puu, fossiilitutkimuksen perusteella. Mielestäni kahden sukupuun yhteensattuma on yksi vahvimmista evoluution todisteista. Se osoittaa myös, että evoluutioteoriaa voidaan testata (kuten käsitellään julkaisussa Hallittu, tämä on yksi minkä tahansa tieteellisen teorian tärkeimmistä vaatimuksista), koska voisi Kävi ilmi, että ihminen on geneettisesti lähempänä sammakkoa kuin simpansseja. Molekyylikellomenetelmä käyttää DNA-dataa perustavanlaatuisemmin. Jos DNA muuttuu jollain keskimääräisellä nopeudella - jos molekyylikello tikittää tasaisesti - niin laskemalla eri emäsparien lukumäärä kahden lajin sekvensseissä, saadaan käsitys heidän viimeisen yhteisen esi-isänsä elinajasta. Jos DNA-muutosten taajuus on vakio, nykyaikaisen DNA:n analyysi voi kertoa meille sukupuun eri kehitysvaiheiden aika-asteikoista. 1980-luvulla, kun molekyylikellon käsite esitettiin ensimmäisen kerran, tutkijoiden odotettiin kuulla, että muutokset kaikessa DNA:ssa tapahtuvat samalla nopeudella - että kaikki kellot tikittävät samalla aikavälillä. Kuitenkin kävi ilmi, että on olemassa monia erilaisia ​​molekyylikelloja, ja ne kaikki pyörivät eri nopeuksilla. Esimerkiksi tärkeän geenin sekvenssin emäsparit eivät voi paljoa muuttua vahingoittamatta organismia kokonaisuutena, joten kello, joka kertoo ajan emäspareille sellaisissa geeneissä, on suhteellisen hidas. Toisaalta useimmat DNA-segmentit eivät vaikuta kehon kemiallisiin prosesseihin, joten näissä segmenteissä kello voi käydä nopeammin. Ehkä houkuttelevin asia molekyylikellomenetelmässä on sen soveltaminen viimeaikaiseen ihmisen evoluutioon. Ymmärtääksesi kaiken tämän paremmin, sinun on tiedettävä, että jokaisessa pitkälle kehittyneiden organismien solussa on pieniä organelleja - mitokondriot. Ne polttavat solun polttoainetta - eli tärkein aineenvaihduntatoiminto suoritetaan. Uskotaan, että mitokondriot pääsivät ensin monimutkaisempiin soluihin miljoonia vuosia sitten prosessin aikana symbioosi. Kaksi toisistaan ​​riippumattomasti kehittynyttä solua on havainnut hyötyvänsä kumppanuuksista, joissa yksi solu asuu toisen sisällä. Se, että mitokondrio sisältää oman pienen silmukan kaltaisen DNA:n (ihmisen mitokondrio-DNA:ssa on 26 geeniä), viittaa siihen, että tämä tapahtuma tapahtui hyvin kauan sitten.

Siittiöissä ei ole mitokondrioita, joten kaikki kehosi mitokondrio-DNA tulee äitisi munasta. Toisin sanoen mitokondrioiden DNA välitetään äidin linjaa pitkin. On todettu, että mitokondrioiden DNA:n molekyylikello tikittää lähes 10 kertaa nopeammin kuin solun ytimessä olevan DNA:n kello. Siksi mitokondrio-DNA valittiin analysoitavaksi - tietyn ajan kuluessahan se käy läpi huomattavasti enemmän muutoksia kuin ydin-DNA. Mitokondrio-DNA herätti ensimmäisen kerran yleistä huomiota sen jälkeen, kun vuonna 1987 ryhmä amerikkalaisia ​​tutkijoita vastaanotti mitokondrio-DNA:ta 147 edustajalta eri rotuja eri puolilta maailmaa ja määritä mutaatioiden lukumäärä, jotka erottavat ne. Ensimmäisen analyysin tulosten mukaan näytti siltä, ​​​​että kaikki nykyajan ihmiset jäljittelevät syntyperänsä samasta naisesta, joka asui Afrikassa noin 200 000 vuotta sitten. Tätä naista kutsuttiin välittömästi Eevaksi (tai mitokondriaaliseksi Eveksi, jotta se olisi tieteellisempää), ja se esiintyi jopa suuren yhteiskuntapoliittisen lehden kannessa. DNA-kriittinen analyysi tietokoneohjelmalla). Viimeisimpien tieteellisten suuntausten mukaan DNA-tiedot osoittavat, että kaikki nykyihmiset polveutuivat melko pienestä väestöstä - noin 5-10 tuhatta ihmistä -, jotka asuivat Afrikassa 100-200 tuhatta vuotta sitten.

Lippu numero 21 Prokaryootit ja eukaryootit. Autotrofit ja heterotrofit

Prokaryootit ja eukaryootit

Rakenteellisesti jokainen elävä solu koostuu vähintään kolmesta osasta: ytimestä, sytoplasmasta (solun sisäinen ympäristö) ja sen kalvosta (tai kalvosta) Jos solun ydin ei ole selvä, DNA täyttää lähes tasaisesti koko solun sisäisen tilavuuden (ensimmäinen vaiheessa solujen elämää), ja itse solut eivät käytännössä eroa toisistaan, organismeja kutsutaan prokaryootit.

Kun soluytimien vakavuus ja läsnäolo niissä on suurempi useita kromosomeja (DNA ja ympäröivä RNA ja proteiineja), eliöitä kutsutaan eukaryootit.

Ulkoisten olosuhteiden vaikutuksesta jonkin verran merkkejä yksilöllinen DNA yhdessä tai useita kromosomit voivat vähän muuttaa. Loppujen lopuksi nämä erot johtavat saman biologisen lajin organismien muodostumiseen, mutta eroavat toisistaan puoliksi(cm. Evoluutio).

Eukaryooteilla on suuri solukalvojen joustavuus ja siksi niiden liikkuvuus (siksi suurin osa niistä on edelleen eläimiä). Tämä joustavuus ja taipuisuus tulee siihen pisteeseen, että jotkut niistä eivät pysty vain imemään yksinkertaisia ​​aineita ja orgaanisia molekyylejä, mutta myös imeytyy kokonaisena muut solut pienempi koko. (Heistä tuli ensimmäiset petoeläimet.) Kahdesta viimeisestä alaluvusta seuraa, että kaikki saalistajat ovat heterotrofeja ja eukaryootteja. Eukaryootteja on sekä kasvi- että eläinkunnissa, vaikka yksisoluisten organismien joukossa voi olla hyvin vaikeaa vetää selkeää rajaa niiden välille. .

Tyypillinen kynnys(sijaitsee kasvien ja eläinten välissä) on yksisoluinen organismi euglena vihreä(katso vasen kehys). Hän, kuten kasvi, sisältää klorofylliä ja pystyy fotosynteesiin päivänvalossa, mikä määrää hänen autotrofinen ruokaa näissä olosuhteissa. Pimeässä euglena ruokkii kuitenkin vain osmoosilla (imellä hyödyllistä materiaalia ympäristöstä solukalvon läpi). Tämä viittaa organismeihin, joilla on heterotrofinen elintarviketyyppi (yleensä tällaiset organismit ovat eläimiä).

Autotrofit ja heterotrofit

Lippu numero 22 Evoluutioteorian ongelma. Aristoteleen, Linnaeuksen ja Lamarckin järjestelmät

Evoluutioteoria ottaa erityinen paikka elämänhistorian tutkimuksessa. Hän huutaa. perusta kaikelle luonnontieteelle. Mitä tulee eläviin organismeihin, evoluutio voidaan määritellä monimutkaisten organismien asteittaiseksi kehittymiseksi olemassa olevista yksinkertaisemmista organismeista ajan myötä. Ajatus evoluutiosta on peräisin Aristoteleelta (384-322 eKr.), Hän muotoili ensimmäisen kerran teorian elollisten olentojen jatkuvasta kehityksestä elottomasta aineesta ja loi ajatuksen "luonnon portaista" suhteessa eläinten maailma. Kaikissa org. Kehoissa hän erotti kaksi puolta: aineen, jolla on erilaisia ​​mahdollisuuksia, ja muodon - sielun. Aristoteles erotti kolme sielutyyppiä: kasvullinen, kasveille luontainen; tunnollinen, omituinen eläimille ja rationaalinen, mikä vain ihmiselle on suotu. Suuri panos järjestelmän luomiseen. näkemyksiä evoluutioteoriasta Carl Linnaeus(1707-1778). Hän ehdotti järjestelmää: luokka àjärjestää ihmiset àvid. Jälkimmäisellä hän ymmärsi ryhmän organismeja, jotka polveutuivat yhteisistä esivanhemmista ja tuottavat hedelmällisiä jälkeläisiä risteytyessään. Linnaeus jakoi kaikki eläimet kuuteen luokkaan (nisäkkäät, linnut, sammakkoeläimet, kalat, hyönteiset ja madot) asettaen miehen apinoiden viereen ja täsmentäen, että läheisyys järjestelmässä ei osoita verisuonisuutta. Kysymystä lajien alkuperästä Linnaeukselle ei ollut olemassa. Hän uskoi, että kaikki lajit ovat "kaikkivaltiaan luojan" luomia. Erinomaiset ansiot ensimmäisen evolutionaarisen opin luomisessa kuuluvat ranskalaisille. luonnontieteilijä Lamarck(1744-1829) Hän hahmotteli luonnonmukaisen kehityksen historiaa. maailmaa, hylkäämällä ajatuksen lajien pysyvyydestä ja vastustamalla sitä niiden vaihtelua vastaan. Lamarckilla ei ollut epäilystäkään siitä, että elävä tulee elottomasta. Hän uskoi, että luonto luo yksinkertaisimpia eläinolentoja, ja monimutkaisia ​​organismeja syntyy niiden hitaiden ja asteittaisten monimutkaisuuksien kautta. Tätä prosessia Lamarck kutsui gradaatioksi. Hänen mielestään kaikki elävät olennot ikään kuin kiipeävät tikkaiden portaita, mutta Lamarck teki vakavia virheitä, ennen kaikkea ymmärtäessään evoluutioprosessin tekijöitä, johtivat ne kaikelle elävälle väitetystä täydellisyyden pyrkimyksestä. Hän ymmärsi myös kuntoilun syyt väärin ja liitti ne suoraan ympäristön vaikutuksiin. Tämä synnytti hyvin yleisiä, mutta tieteellisesti perusteettomia ajatuksia organismien ympäristön suoran vaikutuksen alaisena hankkimien ominaisuuksien periytymisestä. Mutta kaikilla suurilla puutteilla Lamarckin ideat muodostivat perustan ensimmäiselle evoluutioteorialle.

Lippu numero 23 Darwinin teoria. Synteettinen evoluutioteoria

Koko liike Kehitys XIX vuosisadalla johti vastustamattomasti uudenlaisen näkemyksen muodostumiseen luonnosta ja evoluutiosta. Luonnontieteet tähän mennessä he olivat keränneet valtavan määrän tosiasioita, joita ei voitu yhdistää metafyysisiin ideoihin luonnon muuttumattomuudesta. Kaiken tämän seurauksena syntyi teoriamme, jonka kehittäjä oli Charles Darwin. Hän rajoitti evoluutioopetuksensa perusperiaatteet seuraaviin säännöksiin: 1. Jokainen laji pystyy lisääntymään rajattomasti 2. Rajalliset elämänresurssit estävät lisääntymispotentiaalin toteutumisen. ( Suurin osa yksilöt menehtyvät taistelussa olemassaolosta eivätkä jätä jälkeläisiä). 3. Kuolema tai menestys olemassaolotaistelussa on valikoivaa. Saman lajin organismit eroavat toisistaan ​​joukon ominaisuuksia. Luonnossa paremmin sopeutuneet yksilöt selviävät pääasiassa ja jättävät jälkeläisiä. Ch. Darwin kutsui tällaista selektiivistä selviytymistä ja vahvimpien organismien lisääntymistä luonnolliseksi valinnaksi. erilaiset olosuhteet, saman lajin yksilöiden ryhmät keräävät erilaisia ​​mukautumisominaisuuksia sukupolvelta toiselle. Ne saavat niin merkittäviä eroja, että niistä tulee uusia lajeja. Eri maiden johtavat tiedemiehet osallistuivat Darwinin evoluutioteorian leviämiseen, puolustivat sitä hyökkäyksiltä ja itse myötävaikuttivat sen jatkokehitykseen. Darwinismilla oli vahva vaikutus paitsi biologiaan myös ihmiskulttuuriin, mikä myötävaikutti luonnontieteellisten näkemysten kehittymiseen villieläinten ja ihmisen itsensä syntymisestä ja kehityksestä. Nykyaikainen genetiikka on johtanut uusiin evoluutioideoihin, joita kutsutaan synteettinen evoluutioteoria(uusdarwinismi). Se voidaan määritellä orgaanisen evoluution teoriaksi geneettisesti määrättyjen ominaisuuksien luonnollisella valinnalla. Tällainen näkemys ei vain vahvistanut Darwinin teoriaa, vaan myös selitti sen laadullisesti uudella tasolla. Evoluutiomekanismin alettiin ajatella koostuvan kahdesta osasta: satunnaiset mutaatiot päälle geneettinen taso ja menestyneimpien mutaatioiden periytyminen ympäristöön sopeutumisen kannalta, tk. niiden kantajat selviävät ja jättävät jälkeläisiä.

Lippu numero 24 Järjestelmäteoria evoluutio, evoluution käsite synergiikassa

Evoluutioteoria yhdistää minkä tahansa kehityksen biologinen järjestelmä järjestelmien kehityksen myötä korkea järjestys, johon se sisältyy elementtinä. "Ylhäältä alaspäin suuntautuva näkymä biosfääristä yksittäisiin ekosysteemeihin, yhteisöihin, populaatioihin, organismeihin, geeneihin paljastaa kausaalisia suhteita tapahtumien välillä, jotka perinteinen alhaalta ylös -näkemys näkee satunnaisina. Periaatteessa systemaattinen lähestymistapa voi antaa melko täydellisen selityksen evoluutioprosessista ja herättää kysymyksen sen tavoitteista” (Krasilov, 1992, s. 27).

Viime aikoihin asti luonnon tarkoituksenmukaisuuden käsite on siirretty metafysiikan, ei positiivisen tieteen, piiriin. Tilanne muuttui epätasapainoisten prosessien teorian kehittyessä. Tosiasia on, että suljetuissa (eristetyissä) järjestelmissä kehitys tapahtuu entropian kasvun lain (termodynamiikan toinen laki) mukaisesti, ja avoimissa (elävissä) järjestelmissä stationäärinen tila vastaa entropian vähimmäistuotantoa. Korkeammat organismit eroavat alemmista ensisijaisesti vähemmällä entropian tuotolla - elävän aineen nekroosilla - populaatioissaan. evoluutioteoria, evoluution käsite synergiikassa

Minkä tahansa biologisen järjestelmän kehittyminen liittyy korkeamman tason järjestelmien kehitykseen, johon se tulee elementtinä. Tätä teoriaa kutsutaan evoluution järjestelmäteoriaksi. Se sisältää vuorovaikutusten tarkastelun "ylhäältä alas": biosfääristä ekosysteemiin - yhteisöihin - organismeihin jne. Tämän lähestymistavan avulla voimme tuoda esiin ensisijaiset yhteydet, jotka perinteinen alhaalta ylös -näkymä pitää satunnaisina ja merkityksettöminä. Maailmassa, kuten tiedämme, on jatkuva prosessi, jossa syntyy uusia, erilaisten järjestelmien kehitys ja kehitys. Darwinin evoluutioteorian mukaan Elävä luonto kehittyy jatkuvasti uusien kasvi- ja eläinlajien parantamisen ja monimutkaistumisen suuntaan. Lisäksi kuolema tai menestys tässä olemassaolotaistelun prosessissa on luonteeltaan valikoivaa, ja luonnossa paremmin sopeutuneet yksilöt selviävät ja jättävät jälkeläisiä. ("Survival of best" - luonnonvalinnan periaate). Kysymys kuuluukin, kuinka tästä lähdettäessä selittää näitä ilmiöitä synergiikan näkökulmasta. Ja onko se mahdollista? Osoittautuu, että se on mahdollista! Uuden syntyminen näyttää aina uskomaton ihme. Vastatakseen kysymykseen, kuinka tämä tapahtuu, synergia päätti yhdessä uuden epätasapainoisen termodynamiikan, avoimien järjestelmien teorian kanssa. Erityisesti avoimissa ei-tasapainojärjestelmissä Ilja Prigoginen teorian mukaan stationäärinen tila vastaa entropian vähimmäistuotantoa. Ja evoluutioprosessi liittyy kertymisprosessiin ilmaista energiaa ja entropian lasku. Kyberneettinen järjestelmä on vakaa riittävällä sisäisellä monimuotoisuudella. Erilainen järjestyksen taso synnyttää uuden, korkeamman tason orgaaninen maailma ja näemme kuinka biologista monimuotoisuutta eliöt ilmenevät molekyylikineettisellä, populaatio-, laji- ja biokenoottisella tasolla. Evoluutio on ikuinen itseorganisaatio, rakenteiden etsiminen optiminsa muuttuvissa olosuhteissa. Sen ydin synergiikassa on kaaoksen ja järjestyksen ikuinen taistelu, rakenteellinen ja rakenteeton universumissa. Tässä kamppailussa bifurkaatioperiaate voi toimia (esimerkki karvaisella norsulla). Syntyvät onnettomuudet voivat johtaa järjestelmän lisääntyneeseen epätasapainoon - heilahteluihin, ts. poikkeamat keskiarvosta - ja seurauksena voi olla ympäristön tukemia mutaatioita. Paluu taaksepäin on käytännössä mahdotonta, ja mutaatioista tulee evoluution materiaali, joka vie sitä eteenpäin jatkuvaan kehitykseen.

Lippu numero 25 Yhteisevoluution käsite, Gaia-Earth. (Gorelovin mukaan)

Darwinismia on kritisoitu sen alusta lähtien. Jotkut eivät pitäneet siitä, että muutokset voivat Darwinin mukaan mennä kaikkiin mahdollisiin suuntiin ja satunnaisesti. Nomogeneesin käsite väitti, että muutokset eivät tapahdu satunnaisesti ja satunnaisesti, vaan muotojen lakien mukaan. Venäläinen tiedemies ja vallankumouksellinen P. A. Kropotkin piti kiinni näkemyksestä, jonka mukaan keskinäinen avunanto on tärkeämpi tekijä evoluutiossa kuin taistelu.

Nämä vastaväitteet eivät voineet horjuttaa yleistä evoluutioteoriaa ennen kuin ekologisen tutkimuksen vaikutuksesta syntyi yhteisevoluution käsite, joka pystyi selittämään sukupuolten ja muiden ilmiöiden syntymisen. Miten kemiallinen evoluutio- kemiallisten alkuaineiden vuorovaikutuksen tulos, joten analogisesti biologista evoluutiota voidaan pitää organismien vuorovaikutuksen tuloksena. Satunnaisesti muodostuneet monimutkaisemmat muodot lisäävät ekosysteemien monimuotoisuutta ja siten vakautta. Kaikenlaisen elämän hämmästyttävä johdonmukaisuus on seurausta yhteisevoluutiosta.

Yhteisevoluution käsite selittää myös eläinten altruismin tosiasiat: lasten hoitaminen, aggressiivisuuden poistaminen näyttämällä "rauhoittavia asentoja", tottelevaisuus johtajille, keskinäinen avunanto vaikeissa tilanteissa jne.

Gaia-Earth hypoteesi .

Tämä hypoteesi syntyi kahden viime vuosikymmenen aikana biosfääriopin, ekologian ja yhteisevoluution käsitteen pohjalta. Sen kirjoittajat ovat englantilainen kemisti James Lovelock ja amerikkalainen mikrobiologi Lynn Margulis. Ensin löydettiin Maan ilmakehän kemiallinen epätasapaino, jota pidetään elämän merkkinä. Lovelockin mukaan jos elämä on globaali kokonaisuus, sen läsnäolo voidaan paljastaa muutoksen kautta kemiallinen koostumus planeetan ilmakehään.

Lovelock esitteli geofysiologian käsitteen, joka merkitsi systemaattista lähestymistapaa maatieteisiin. Gaia-hypoteesin mukaan maapallon ilmakehän pitkäaikaisen kemiallisen epätasapainon säilyminen johtuu maapallon elämänprosessien kokonaisuudesta. Elämän alkamisesta 3,5 miljardia vuotta sitten on ollut biologinen automaattinen termostaattimekanismi, jossa ilmakehän ylimäärällä typpidioksidia on ollut säätelevä rooli estäen auringonvalon kirkkauden lisääntymiseen liittyvää lämpenemistä. Toisin sanoen on olemassa palautemekanismi.

Lovelock on rakentanut mallin, jonka mukaan auringonvalovirtojen kirkkauden kasvaessa monimuotoisuus lisääntyy, mikä lisää kykyä säädellä planeetan pinnan lämpötilaa sekä lisää biomassaa.