Ang pagkakakilanlan ng kemikal ng bawat buhay na organismo ay tinutukoy ng pagkakasunud-sunod ng mga pares ng base sa DNA ng organismo na iyon. Ang teorya ng ebolusyon ay nagsasaad na ang mga species ay umuunlad sa paglipas ng panahon, at ang kanilang DNA ay nagbabago kasabay ng pag-unlad na ito. Ang iba't ibang mga kaganapan ay maaaring humantong sa isang pagbabago sa DNA. Halimbawa, ang mabagal na akumulasyon ng mga mutasyon, napakalaking pagkakamali sa pagkopya, o ang pagtagos ng isang viral sequence mga nucleic acid. Ngunit isang bagay ang ligtas na masasabi - mas maraming oras ang lumipas mula noong ako ay nabuhay parehong ninuno dalawang species, mas mahaba ang panahon kung kailan nangyari ang mga pagbabagong ito, at, samakatuwid, mas magkaiba ang pagkakasunud-sunod ng DNA ng dalawang species.

Mayroong ilang mga bagay na dapat tandaan tungkol sa assertion na ito. Una, sa pamamagitan ng pagbibilang ng mga pagkakaiba sa pagitan ng mga sequence ng DNA, maaari tayong bumuo ng family tree ng lahat ng nabubuhay na organismo. Halimbawa, ang mga tao at chimpanzee ay nagbabahagi ng 98% ng kanilang DNA. Nangangahulugan ito na ang ating karaniwang ninuno ay nabuhay kamakailan lamang. Kasabay nito, sa mga tao at palaka, ang katugmang bahagi ng DNA ay mas kaunti, samakatuwid ang aming sangay ay humiwalay mula sa sangay na inookupahan ng mga amphibian nang mas maaga. Ang teorya ng ebolusyon ay hinuhulaan na ang isang puno ng pamilya na itinayo sa ganitong paraan ay dapat na katulad ng isang puno na itinayo noong nakaraang siglo batay sa pag-aaral ng mga fossil. In my opinion, coincidence ng dalawa mga puno ng pamilya ay isa sa pinaka matibay na ebidensya ebolusyon. Ipinapakita rin nito na ang teorya ng ebolusyon ay maaaring masuri (tulad ng nabanggit na sa Panimula, ito ay isa sa mga mahahalagang pangangailangan anuman teoryang siyentipiko), sa abot ng maaari lumabas na ang mga tao ay genetically mas malapit sa mga palaka kaysa sa chimpanzees.

Ang molecular clock method ay gumagamit ng DNA data sa mas pangunahing paraan. Kung ang mga pagbabago sa DNA ay nangyari sa ilan average na bilis- kung ang orasan ng molekular ay pantay-pantay - pagkatapos ay sa pamamagitan ng pagbibilang ng bilang ng iba't ibang mga pares ng base sa mga pagkakasunud-sunod ng dalawang species, makakakuha tayo ng ideya ng buhay ng kanilang huling karaniwang ninuno. Kung pare-pareho ang dalas ng mga pagbabago sa DNA, masasabi sa atin ng pagsusuri ng modernong DNA ang tungkol sa mga antas ng oras iba't ibang yugto pag-unlad ng puno ng pamilya.

Noong 1980s, nang unang iminungkahi ang konsepto ng molekular na orasan, inaasahang marinig ng mga mananaliksik na ang mga pagbabago sa lahat ng DNA ay nangyayari sa parehong bilis - na ang lahat ng orasan ay tumitik sa parehong pagitan. Gayunpaman, lumabas na maraming iba't ibang mga molekular na orasan, at lahat sila ay tumatakbo sa iba't ibang bilis. Halimbawa, ang mga pares ng base sa pagkakasunud-sunod ng isang mahalagang gene ay hindi maaaring magbago nang malaki nang hindi nakakapinsala sa organismo sa kabuuan, kaya ang orasan na nagsasabi ng oras para sa mga pares ng base sa naturang mga gene ay medyo mabagal. Sa kabilang banda, ang karamihan sa mga segment ng DNA ay hindi nakakaapekto mga proseso ng kemikal sa katawan, kaya maaaring mas mabilis na tumakbo ang orasan para sa mga segment na ito.

Marahil ang pinaka-kaakit-akit na bagay tungkol sa molecular clock method ay ang pag-asam ng aplikasyon nito sa kamakailang ebolusyon ng tao. Upang mas mahusay na maunawaan ang lahat ng ito, kailangan mong malaman na sa loob ng bawat cell ng mga highly developed na organismo ay mayroong maliliit na organelles - mitochondria. Ang gasolina ng cell ay nasusunog sa kanila - iyon ay, ito ay isinasagawa mahahalagang tungkulin metabolismo. Ang mitochondria ay naisip na unang pumasok sa mas kumplikadong mga selula milyun-milyong taon na ang nakalilipas sa isang proseso ng symbiosis. Nalaman ng dalawang cell na nag-evolve nang hiwalay sa isa't isa na nakikinabang sila sa mga partnership kung saan nakatira ang isang cell sa loob ng isa. Ang katotohanan na ang mitochondrion ay naglalaman ng sarili nitong maliit na loop-like DNA (mayroong 26 genes sa mitochondrial DNA ng tao) ay nagmumungkahi na ang kaganapang ito ay nangyari matagal na ang nakalipas.

Ang tamud ay walang mitochondria, kaya lahat ng mitochondrial DNA sa iyong katawan ay nagmumula sa itlog ng iyong ina. Sa madaling salita, ang mitochondrial DNA ay ipinasa sa linya ng ina. Ito ay itinatag na ang molekular na orasan ng mitochondrial DNA ay tumitik ng halos 10 beses na mas mabilis kaysa sa orasan ng DNA na nasa cell nucleus. Samakatuwid, ang mitochondrial DNA ay pinili para sa pagsusuri - pagkatapos ng lahat, para sa tiyak na pagitan oras na ito ay sasailalim sa mas makabuluhang pagbabago kaysa sa nuclear DNA.

Ang Mitochondrial DNA ay unang dumating sa atensyon ng publiko noong 1987 pagkatapos ng isang grupo Amerikanong mananaliksik natanggap mitochondrial DNA mula sa 147 kinatawan iba't ibang lahi mula sa iba't ibang bahagi ng mundo at itakda ang bilang ng mga mutasyon na nagpapakilala sa kanila. Batay sa mga resulta ng unang pagsusuri, tila lahat modernong tao ay nagmula sa parehong babae na nanirahan sa Africa mga 200,000 taon na ang nakalilipas. Ang babaeng ito ay agad na pinangalanang Eve (o, para sa mas siyentipikong hitsura, Mitochondrial Eve) at inilagay pa sa pabalat ng isang pangunahing socio-political magazine.

Sa kasamaang palad, ang nakamamanghang resulta na ito ay hindi nakayanan ang pagsubok ng higit pa buong pagsusuri, at hindi na naaalala ng mga siyentipiko si Eva (nabiktima siya ng kritikal na pagsusuri Ginawa ng DNA programa sa kompyuter). Ayon sa pinakabagong mga uso sa agham, ang data ng DNA ay nagpapahiwatig na ang lahat ng mga modernong tao ay nagmula sa isang medyo maliit na populasyon - mga 5-10 libong tao - na nanirahan sa Africa 100-200 libong taon na ang nakalilipas.

molekular na orasan

Kasama ng radiocarbon at potassium-argon dating, mayroong isa pang paraan na nagbibigay-daan sa iyo upang matukoy kung kailan ang isang pangkat ng mga hayop ay humiwalay sa isa pa - ang molekular na orasan. Noong 1962, ang maalamat na molecular biologist na si Linus Pauling (nagwagi ng dalawa Mga Premyong Nobel) at Emil Zuckerkandl ay kabilang sa mga unang gumamit ng mga molecular na pamamaraan upang bumuo ng isang puno ng ebolusyonaryong relasyon sa pagitan ng mga organismo. Ito ang unang ebidensya ng ebolusyon mula sa sarili nating mga selula at DNA. Napansin nina Pauling at Zuckerkandl na ang bilang ng mga pagkakaiba ng amino acid sa mga molekula ng hemoglobin ay hindi lamang tumutugma sa paghahati ng mga sangay ng ebolusyon ng mga pinag-aralan na hayop; ang dami ng pagbabago ay proporsyonal sa kung gaano katagal na naghiwalay ang dalawang organismo sa isa't isa. Pagkalipas ng isang taon, isa pa sa mga tagapagtatag molecular biology, Emanuel Margoliash, nabanggit:

Lumalabas na ang dami ng mga natitirang pagkakaiba sa pagitan ng cytochrome c ng alinmang dalawa uri ng hayop higit sa lahat dahil sa kung gaano katagal naghiwalay ang mga linya ng ebolusyon kung saan nabibilang ang parehong species. Kung tama ang hypothesis na ito, ang cytochrome c ng lahat ng mammal ay dapat na pantay na naiiba sa cytochrome c ng lahat ng ibon. Dahil ang mga isda ay humiwalay mula sa pangunahing evolutionary tree vertebrates na mas maaga kaysa sa mga ibon at mammal, ang cytochrome c sa mga ibon at mammal ay dapat na pantay na naiiba sa cytochrome c sa isda. Katulad nito, ang cytochrome c ng lahat ng vertebrates ay dapat pare-pareho iba sa yeast protein.

Ang lahat ng ebidensyang ito ay nagmumungkahi na ang mga pagbabago sa molekular ay naipon sa paglipas ng panahon habang naganap ang evolutionary divergence. iba't ibang grupo hayop, at ang rate ng pagbabago ng mga molekula ay proporsyonal sa edad ng paghihiwalay ng mga linya ng ebolusyon.

Samantala, nagsimulang lumitaw ang mga katotohanan na nagpapakita na ang karamihan sa DNA sa mga hayop ay "junk" o hindi bababa sa hindi gumagana. Ang isang malaking bahagi ng genome ay hindi kailanman nababasa kapag ang mga gene ay ipinahayag at, samakatuwid, ay nananatiling invisible sa natural selection o adaptively neutral. Ang pangunguna sa gawain ng Japanese biochemist na si Motoo Kimura, sa partikular, ay nagpakita na ang karamihan sa mga link sa DNA ay hindi apektado ng mga prosesong nagaganap sa katawan. Ang mga "adaptive inconspicuous" na link na ito ay maaaring kusang mag-mutate, at natural na pagpili hindi aalisin ang ilan sa kanilang mga pagpipilian pabor sa iba. Sa paglipas ng panahon, ang gayong mga mutasyon ay patuloy na nag-iipon sa isang regular na rate - pag-tick na parang orasan. Dahil hindi napapansin ng natural na seleksiyon ang gayong mga pagbabago, ang pagtiktik ng molekular na orasan ay nagiging isang maginhawang kasangkapan para sa pagtantya ng oras ng pagkakaiba-iba sa pagitan ng alinmang dalawang linya ng ebolusyon sa mga antas ng geological. Ito ay nananatiling lamang upang i-calibrate ang mga ito, batay sa mga kilalang sandali ng mga pangunahing evolutionary divergence na naitala sa fossil record.

Sa lalong madaling panahon marami mga molecular biologist nagsimulang magtrabaho nang malapit sa molekular na orasan, sinusuri ang kasaysayan ng divergence ng iba't ibang grupo ng mga hayop at pinagkasundo ang timing. Ang gawain ng yumaong Vincent Sarich at Allan Wilson ng Unibersidad ng Berkeley ay nagpakita nang paulit-ulit na, ayon sa molekular na orasan, ang mga linya ng ebolusyon ng tao at chimpanzee ay naghiwalay lamang 7 hanggang 5 milyong taon na ang nakalilipas at hindi mas maaga kaysa 8 milyong taon na ang nakalilipas , hindi 14 milyong taon na ang nakalilipas, noong nabuhay si Ramapithecus. Ngunit hawak ng mga paleontologist ang linya. Sila ay nag-aalinlangan tungkol sa paraan ng molekular, bilang hindi napatunayan at hindi mapagkakatiwalaan, dahil nagdulot ito ng kakaiba at katawa-tawa na mga resulta paminsan-minsan. (Nangyayari pa rin ito, at hindi namin laging naiintindihan kung bakit.)

Noong 1970s at 1980s, lalong tumindi ang kontrobersya, kung saan nagtatalo ang mga matatag na kalaban sa mga kumperensya at mainit na debate sa mga pahina ng mga siyentipikong journal. Sina Sarich at Wilson ay tiwala sa pagiging maaasahan ng kanilang data: maaaring may mali kay Ramapithecus o sa kanyang edad. Si Sarich ay isang portly, tall, imposing gentleman with makapal na balbas, nagmamay ari sa malakas na boses at walang kompromiso sa mga alitan. Hindi siya nagdalawang-isip na manakit at mang-insulto ng mga tao kung sa tingin niya ay nararapat. Noong 1971, sinabi niya, "Wala kang karapatang tawagin ang isang fossil na higit sa walong milyong taong gulang na isang hominid, anuman ang hitsura nito." Siyempre, nakakabigo ito para sa mga mananaliksik tulad nina Simons at Pilbeam, na patuloy na iginiit na pinabulaanan ni Ramapithecus ang mga argumento ng mga molecular biologist.

Ang pagkapatas ay nalutas pagkatapos ng isa pang pagtuklas na ginawa sa Sivalik. Noong 1982, inihayag ni Pilbeam ang pagtuklas ng mga bagong buto ng Ramapithecus, na kasama hindi lamang isang kumpletong mas mababang panga, kundi pati na rin ang isang bahagyang napanatili na bungo. Kasama ng bungo, ang hayop na ito ay higit na nakapagpapaalaala sa isang fossil orangutan, na tinawag ni Guy Pilgrim, na unang naghukay sa Sivalik, bilang Sivapithecus noong 1910. Ibabang panga Ang Ramapithecus ay kabilang lamang sa isang fossil na kamag-anak ng orangutan, katulad ng hominin. Ang mga antropologo sa lalong madaling panahon ay napilitang umatras at aminin ang kanilang pagkakamali, at kasama nito ang tagumpay ni Sarich, Wilson, at molecular biology. Ngayon na alam ng mga paleontologist na ang fossil hominin ay hindi umiiral 14 na milyong taon na ang nakalilipas, ang tanong ay lumitaw: alin Ang fossil na ninuno ba ng tao ang pinakasinaunang? Talaga bang hindi ito mas matanda sa 8 milyong taon, gaya ng hinulaang sina Sarich at Wilson?

Kapag mas maraming oras ang naghihiwalay sa dalawang species mula sa panahon kung kailan nabuhay ang kanilang karaniwang ninuno, mas nagkakaiba ang DNA ng mga species na ito.

Ayon sa gitnang dogma ng molecular biology, kemikal na pagkakakilanlan ng bawat buhay na organismo ay tinutukoy ng pagkakasunud-sunod ng mga pares ng base sa DNA ng organismong iyon. Ang teorya ng ebolusyon ay nagsasaad na ang mga species ay umuunlad sa paglipas ng panahon, at ang kanilang DNA ay nagbabago kasabay ng pag-unlad na ito. Ang iba't ibang mga kaganapan ay maaaring humantong sa isang pagbabago sa DNA. Halimbawa, mabagal na akumulasyon ng mga mutasyon, napakalaking error sa pagkopya, o pagtagos ng mga viral nucleic acid sequence. Ngunit isang bagay ang ligtas na sabihin - mas maraming oras ang lumipas mula noong nabuhay ang karaniwang ninuno ng dalawang species, mas mahaba ang panahon kung saan nangyari ang mga pagbabagong ito, at, samakatuwid, mas maraming pagkakasunud-sunod ng DNA ng dalawang species na ito ay naiiba.

Mayroong ilang mga bagay na dapat tandaan tungkol sa assertion na ito. Una, sa pamamagitan ng pagbibilang ng mga pagkakaiba sa pagitan ng mga sequence ng DNA, maaari tayong bumuo ng family tree ng lahat ng nabubuhay na organismo. Halimbawa, ang mga tao at chimpanzee ay nagbabahagi ng 98% ng kanilang DNA. Nangangahulugan ito na ang ating karaniwang ninuno ay nabuhay kamakailan lamang. Kasabay nito, sa mga tao at palaka, ang katugmang bahagi ng DNA ay mas kaunti, samakatuwid ang aming sangay ay humiwalay mula sa sangay na inookupahan ng mga amphibian nang mas maaga. Ang teorya ng ebolusyon ay hinuhulaan na ang isang puno ng pamilya na itinayo sa ganitong paraan ay dapat na katulad ng isang puno na itinayo noong nakaraang siglo batay sa pag-aaral ng mga fossil. Sa palagay ko, ang pagkakaisa ng dalawang puno ng pamilya ay isa sa pinakamatibay na ebidensya para sa ebolusyon. Ipinapakita rin nito na ang teorya ng ebolusyon ay maaaring masuri (tulad ng nabanggit na sa Panimula, ito ay isa sa pinakamahalagang pangangailangan ng anumang siyentipikong teorya), dahil maaari lumabas na ang mga tao ay genetically mas malapit sa mga palaka kaysa sa chimpanzees.

Ang molecular clock method ay gumagamit ng DNA data sa mas pangunahing paraan. Kung ang DNA ay nagbabago sa ilang average na rate - kung ang molekular na orasan ay pantay-pantay - pagkatapos ay sa pamamagitan ng pagbibilang ng bilang ng iba't ibang mga pares ng base sa mga pagkakasunud-sunod ng dalawang species, makakakuha tayo ng ideya ng buhay ng kanilang huling karaniwang ninuno. Kung pare-pareho ang dalas ng mga pagbabago sa DNA, masasabi sa atin ng pagsusuri ng modernong DNA ang tungkol sa mga sukat ng oras sa iba't ibang yugto sa pagbuo ng puno ng pamilya.

Noong 1980s, nang unang iminungkahi ang konsepto ng molekular na orasan, inaasahang marinig ng mga mananaliksik na ang mga pagbabago sa lahat ng DNA ay nangyayari sa parehong bilis - na ang lahat ng orasan ay tumitik sa parehong pagitan. Gayunpaman, lumabas na maraming iba't ibang mga molekular na orasan, at lahat sila ay tumatakbo sa iba't ibang bilis. Halimbawa, ang mga pares ng base sa pagkakasunud-sunod ng isang mahalagang gene ay hindi maaaring magbago nang malaki nang hindi nakakapinsala sa organismo sa kabuuan, kaya ang orasan na nagsasabi ng oras para sa mga pares ng base sa naturang mga gene ay medyo mabagal. Sa kabilang banda, ang karamihan sa mga segment ng DNA ay hindi nakakaapekto sa mga kemikal na proseso sa katawan, kaya ang orasan ay maaaring tumakbo nang mas mabilis para sa mga segment na ito.

Marahil ang pinaka-kaakit-akit na bagay tungkol sa molecular clock method ay ang pag-asam ng aplikasyon nito sa kamakailang ebolusyon ng tao. Upang mas mahusay na maunawaan ang lahat ng ito, kailangan mong malaman na sa loob ng bawat cell ng mga highly developed na organismo ay mayroong maliliit na organelles - mitochondria. Sinusunog nila ang gasolina ng cell - iyon ay, ang pinakamahalagang metabolic function ay isinasagawa. Ang mitochondria ay naisip na unang pumasok sa mas kumplikadong mga selula milyun-milyong taon na ang nakalilipas sa isang proseso ng symbiosis. Nalaman ng dalawang cell na nag-evolve nang hiwalay sa isa't isa na nakikinabang sila sa mga partnership kung saan nakatira ang isang cell sa loob ng isa. Ang katotohanan na ang mitochondrion ay naglalaman ng sarili nitong maliit na loop-like DNA (mayroong 26 genes sa mitochondrial DNA ng tao) ay nagmumungkahi na ang kaganapang ito ay nangyari nang napakatagal na ang nakalipas.

Ang tamud ay walang mitochondria, kaya lahat ng mitochondrial DNA sa iyong katawan ay nagmumula sa itlog ng iyong ina. Sa madaling salita, ang mitochondrial DNA ay ipinasa sa linya ng ina. Ito ay naitatag na ang molekular na orasan ng mitochondrial DNA ay tumitik ng halos 10 beses na mas mabilis kaysa sa orasan ng DNA na nasa cell nucleus. Samakatuwid, ang mitochondrial DNA ay pinili para sa pagsusuri - pagkatapos ng lahat, sa isang tiyak na tagal ng panahon, ito ay sasailalim sa mas makabuluhang pagbabago kaysa sa nuclear DNA.

Ang Mitochondrial DNA ay unang dumating sa atensyon ng publiko matapos ang isang grupo ng mga Amerikanong mananaliksik ay nakakuha ng mitochondrial DNA mula sa 147 na kinatawan ng iba't ibang lahi mula sa iba't ibang bahagi ng mundo noong 1987 at itinatag ang bilang ng mga mutasyon na nagpapakilala sa kanila. Ayon sa mga resulta ng unang pagsusuri, tila ang lahat ng modernong tao ay sumusubaybay sa kanilang mga ninuno mula sa parehong babae na nanirahan sa Africa mga 200,000 taon na ang nakalilipas. Ang babaeng ito ay agad na pinangalanang Eve (o, para sa mas siyentipikong hitsura, Mitochondrial Eve) at inilagay pa sa pabalat ng isang pangunahing socio-political magazine.

Sa kasamaang palad, ang nakamamanghang resulta na ito ay hindi nakayanan ang pagsubok ng isang mas kumpletong pagsusuri, at hindi na naaalala ng mga siyentipiko si Eva (siya ay naging biktima ng isang kritikal na pagsusuri ng DNA na ginawa ng isang programa sa kompyuter). Ayon sa pinakabagong mga uso sa agham, ang data ng DNA ay nagpapahiwatig na ang lahat ng mga modernong tao ay nagmula sa isang medyo maliit na populasyon - mga 5-10 libong tao - na nanirahan sa Africa 100-200 libong taon na ang nakalilipas.

Dahil ang karamihan sa mga random na genetic mutations ay hindi nakakapinsala o nakikinabang sa organismo, sila ay nag-iipon sa isang pare-pareho (sa isang geological time scale) rate; at mula sa kanila ay maaaring husgahan ang oras na lumipas mula noong paghihiwalay ng dalawang species na nagmula sa isang karaniwang ninuno. Ang rate ng akumulasyon ng naturang mga pagbabago ay tinatawag na kurso ng molekular na orasan.

Ang molecular clock (molecular clock) ay isang paraan ng pag-date ng mga phylogenetic na kaganapan batay sa nabanggit na axiomatic na pahayag na ang mga nucleic acid ay may halos pare-parehong rate ng evolutionarily makabuluhang pagpapalit ng mga molecular monomer (nucleotides). Kasunod nito na lumipas ang oras mula sa pagkakaiba-iba ng bawat pares ng mga sanga puno ng pamilya("mga pangkat ng kapatid na babae"), na proporsyonal sa bilang ng mga molecular substitutions sa kawalan ng selective pressure. Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga orthologous molecule ng dalawang magkaibang species ay ginagamit upang matukoy ang oras na lumipas mula noong huling dalawang species ay nagkaroon ng iisang ninuno (upang kalkulahin ang timing ng iba't ibang evolutionary event. Sa katotohanan, ang mutation rate ay hindi pantay at iba para sa iba't ibang uri, kaya ang mga kalkulasyon batay sa mga molecular na orasan ay napaka-approximate.

Ang hypothesis ng molecular clock ay iniharap sa pamamagitan ng paghahambing ng hemoglobin at cytochrome C mula sa iba't ibang species. Napansin nina Zuckerkandl at Pauling (Zuckerkandl at Pauling, 1962) na ang mga rate ng pagpapalit ng amino acid sa mga protinang ito ay humigit-kumulang pareho kapag inihahambing ang iba't ibang mammal. Ipinapalagay nila na para sa anumang protina sa lahat ng phylogenetic lineage, ang rate ng ebolusyon ay pare-pareho.

Ang hypothesis na ito ay nakabuo ng maraming kontrobersya. Tutol ang mga klasikal na ebolusyonista, dahil walang naobserbahang pare-pareho ng mga bilis sa antas ng morphological. Ang mga pagtutol sa hypothesis na ito ay tumindi pagkatapos ng pakikipag-date sa pamamagitan ng mga molecular na pamamaraan ng panahon ng pagkakaiba-iba ng mga tao at African great apes. Ayon sa molecular data, ang figure na ito ay 5 milyong taon, at ayon sa pangkalahatang tinatanggap na opinyon ng mga paleontologist, 15 milyong taon.

Ipinakita ng mga pag-aaral (halimbawa, Goodman, 1981) na hindi lahat ng mga linya ay may pare-parehong rate ng ebolusyon: ang iba't ibang taxa ay may iba't ibang mga rate ng ebolusyon. Malamang, walang pandaigdigang molekular na orasan, ngunit may mga lokal, sa loob ng taxa. Sa katunayan, sa loob ng taxa, madalas na walang makabuluhang pagkakaiba sa mga rate ng pagpapalit.

Ang mga pagkakaiba sa rate ng ebolusyon ay madalas na ipinaliwanag sa pamamagitan ng epekto ng oras ng henerasyon o iba't ibang kahusayan ng mga sistema ng pag-aayos, pagtaas ng mga rate ng pagpapalit pagkatapos ng mga duplikasyon ng gene at sa panahon ng adaptive radiation.

Gayunpaman, sa kabila ng kontrobersya ng hypothesis ng molekular na orasan, malawak itong ginagamit upang tantyahin ang mga oras ng pagkakaiba-iba ng mga species at bumuo ng mga phylogenetic na puno.

Numero ng tiket 19 Mga uri ng mutasyon. Ang mga mutasyon ay ang mga bagay ng ebolusyon.

Mutation (lat. mutasyon- pagbabago) - paulit-ulit (iyon ay, isa na maaaring mamana ng mga inapo ng isang ibinigay mga selula o organismo) pagbabago genotype nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng panlabas o panloob na kapaligiran. Iminungkahi ang termino Hugo de Vries. Ang proseso ng mutation ay tinatawag mutagenesis .

Ang mga mutasyon ay nahahati sa kusang-loob at sapilitan. Ang mga kusang mutasyon ay nangyayari nang kusang sa buong buhay ng isang organismo sa ilalim ng normal na mga kondisyon. kapaligiran na may dalas na humigit-kumulang nucleotide para sa cellular henerasyon.

Ang mga induced mutations ay minanang pagbabago. genome na nagmumula bilang resulta ng ilang partikular na mutagenic effect sa artipisyal (pang-eksperimentong) kundisyon o sa ilalim ng masamang epekto kapaligiran.

Ang mga mutasyon ay patuloy na lumilitaw sa kurso ng mga prosesong nagaganap sa isang buhay na selula. Ang mga pangunahing proseso na humahantong sa paglitaw ng mga mutasyon ay Pagtitiklop ng DNA, mga paglabag Pag-aayos ng DNA at genetic recombination.

Mayroong ilang mga klasipikasyon ng mutasyon ayon sa iba't ibang pamantayan. Möller iminungkahi na hatiin ang mga mutasyon ayon sa likas na katangian ng pagbabago sa paggana ng gene sa hypomorphic(binago mga alleles kumilos sa parehong direksyon tulad ng wild-type alleles; mas kaunting produktong protina lamang ang na-synthesize) walang hugis(Ang mutation ay parang kumpletong pagkawala ng function ng gene, halimbawa, isang mutation puti sa Drosophila), antimorphic(nagbabago ang katangian ng mutant, halimbawa, ang kulay ng butil ng mais ay nagbabago mula sa lila hanggang kayumanggi) at neomorphic.

Sa modernong panitikan na pang-edukasyon, ginagamit din ang isang mas pormal na pag-uuri, batay sa likas na katangian ng mga pagbabago sa istruktura ng mga indibidwal na gene, chromosome, at genome sa kabuuan. Sa loob ng klasipikasyong ito, ang mga sumusunod na uri ng mutasyon ay nakikilala:

genomic;

chromosomal;

genetic.

Genomic: - polyploidization(ang pagbuo ng mga organismo o mga cell na ang genome ay kinakatawan ng higit sa dalawa (3n, 4n, 6n, atbp.) na set ng mga chromosome) at aneuploidy(heteroploidy) - isang pagbabago sa bilang ng mga chromosome na hindi isang multiple ng haploid set (tingnan ang Inge-Vechtomov, 1989). Depende sa pinagmulan ng mga hanay ng chromosome, sa mga polyploid, ang mga allopolyploid ay nakikilala, na may mga hanay ng mga chromosome na nakuha sa pamamagitan ng hybridization mula sa iba't ibang mga species, at autopolyploids, kung saan mayroong pagtaas sa bilang ng mga hanay ng mga chromosome ng kanilang sariling genome, isang maramihang ng n.

Sa chromosomal mutations nagaganap ang malalaking rearrangements ng istraktura ng mga indibidwal na chromosome. Sa kasong ito, mayroong pagkawala ( pagtanggal) o pagdodoble ng bahagi ( pagdoble) ang genetic na materyal ng isa o higit pang mga chromosome, isang pagbabago sa oryentasyon ng mga chromosome segment sa mga indibidwal na chromosome ( pagbabaligtad), pati na rin ang paglipat ng bahagi ng genetic na materyal mula sa isang chromosome patungo sa isa pa ( pagsasalin) (Ang isang matinding kaso ay ang pagsasama ng buong chromosome, ang tinatawag na. Pagsasalin ng Robertsonian, na isang transisyonal na variant mula sa isang chromosomal mutation hanggang sa isang genomic).

Sa genome Ang antas ng mga pagbabago sa pangunahing istruktura ng mga gene ng DNA sa ilalim ng impluwensya ng mga mutasyon ay hindi gaanong makabuluhan kaysa sa chromosomal mutations gayunpaman, mas karaniwan ang mutation ng gene. Ang resulta mutation ng gene may mga pagpapalit, pagtanggal at pagpapasok ng isa o higit pang mga nucleotide, pagsasalin, pagdoble at pagbabaligtad ng iba't ibang bahagi ng gene. Sa kaso kapag isang nucleotide lamang ang nagbabago sa ilalim ng impluwensya ng isang mutation, pinag-uusapan nila point mutations. Dahil ang DNA ay binubuo ng mga nitrogenous na base dalawang uri lamang - purines at pyrimidines, ang lahat ng point mutations na may base substitution ay nahahati sa dalawang klase: transition (pagpapalit ng purine para sa purine o pyrimidine para sa pyrimidine) at transversions (pagpapalit ng purine para sa pyrimidine o vice versa). Mayroong apat na posibleng genetic na kahihinatnan ng point mutations: 1) pangangalaga ng kahulugan codon dahil sa pagkabulok ng genetic code (kasingkahulugan na pagpapalit ng nucleotide), 2) isang pagbabago sa kahulugan ng codon, na humahantong sa pagpapalit ng isang amino acid sa kaukulang lugar ng polypeptide chain (missense mutation), 3) ang pagbuo ng isang walang kahulugang codon na may napaaga na pagwawakas (walang katuturang mutation). Mayroong tatlong walang kahulugan na codon sa genetic code: amber - UAG, ocher - UAA at opal - UGA (alinsunod dito, ang mga mutasyon na humahantong sa pagbuo ng walang kahulugan na mga triplet ay pinangalanan - halimbawa, isang amber mutation), 4) reverse substitution (itigil ang codon para maramdaman ang codon).

Sa pamamagitan ng impluwensya sa pagpapahayag ng gene Ang mga mutasyon ay nahahati sa dalawang kategorya: base pares mutations at uri ng frameshift. Ang huli ay ang mga pagtanggal o pagpapasok ng mga nucleotide, na ang bilang nito ay hindi isang multiple ng tatlo, na nauugnay sa triplet na katangian ng genetic code.

Ang pangunahing mutation ay tinatawag minsan direktang mutation, at isang mutation na nagpapanumbalik sa orihinal na istraktura ng gene, - mutation sa likod, o pagbabalik. Bumalik sa orihinal phenotype sa isang mutant organism, dahil sa pagpapanumbalik ng function ng isang mutant gene, madalas itong nangyayari hindi dahil sa totoong reversion, ngunit dahil sa isang mutation sa ibang bahagi ng parehong gene o kahit na isa pang non-allelic gene. Sa kasong ito, ang back mutation ay tinatawag na suppressor mutation. Ang mga genetic na mekanismo kung saan ang mutant phenotype ay pinigilan ay napaka-magkakaibang.

Mga mutasyon sa bato- patuloy na biglaang pagbabago ng genetic sa mga indibidwal na buds ng halaman. Sa vegetative propagation ay naligtas. marami barayti ang mga nilinang na halaman ay bud mutations.

Numero ng tiket 20 Molekular na orasan ng ebolusyon. genome ng tao

Ayon kay sentral na dogma ng molecular biology, ang kemikal na pagkakakilanlan ng bawat buhay na organismo ay tinutukoy ng pagkakasunud-sunod ng mga pares ng base sa DNA ang organismo na ito. Teorya ng ebolusyon nagsasaad na ang mga species ay nagbabago sa paglipas ng panahon, at ang kanilang DNA ay nagbabago nang kahanay sa pag-unlad na ito. Ang iba't ibang mga kaganapan ay maaaring humantong sa isang pagbabago sa DNA. Halimbawa, mabagal na akumulasyon ng mga mutasyon, napakalaking error sa pagkopya, o pagtagos ng mga viral nucleic acid sequence. Ngunit isang bagay ang ligtas na sabihin - mas maraming oras ang lumipas mula noong nabuhay ang karaniwang ninuno ng dalawang species, mas mahaba ang panahon kung saan nangyari ang mga pagbabagong ito, at, samakatuwid, mas maraming pagkakasunud-sunod ng DNA ng dalawang species na ito ay naiiba.

Mayroong ilang mga bagay na dapat tandaan tungkol sa assertion na ito. Una, sa pamamagitan ng pagbibilang ng mga pagkakaiba sa pagitan ng mga sequence ng DNA, maaari tayong bumuo ng family tree ng lahat ng nabubuhay na organismo. Halimbawa, ang mga tao at chimpanzee ay nagbabahagi ng 98% ng kanilang DNA. Nangangahulugan ito na ang ating karaniwang ninuno ay nabuhay kamakailan lamang. Kasabay nito, sa mga tao at palaka, ang katugmang bahagi ng DNA ay mas kaunti, samakatuwid ang aming sangay ay humiwalay mula sa sangay na inookupahan ng mga amphibian nang mas maaga. Ang teorya ng ebolusyon ay hinuhulaan na ang isang puno ng pamilya na itinayo sa ganitong paraan ay dapat na katulad ng isang puno na itinayo noong nakaraang siglo batay sa pag-aaral ng mga fossil. Sa palagay ko, ang pagkakaisa ng dalawang puno ng pamilya ay isa sa pinakamatibay na ebidensya para sa ebolusyon. Ipinapakita rin nito na ang teorya ng ebolusyon ay maaaring masuri (tulad ng tinalakay sa Pinangangasiwaan, isa ito sa pinakamahalagang pangangailangan ng anumang teoryang siyentipiko), dahil maaari lumabas na ang mga tao ay genetically mas malapit sa mga palaka kaysa sa mga chimpanzee. Ang molecular clock method ay gumagamit ng DNA data sa mas pangunahing paraan. Kung ang DNA ay nagbabago sa ilang average na rate - kung ang molekular na orasan ay pantay-pantay - pagkatapos ay sa pamamagitan ng pagbibilang ng bilang ng iba't ibang mga pares ng base sa mga pagkakasunud-sunod ng dalawang species, makakakuha tayo ng ideya ng buhay ng kanilang huling karaniwang ninuno. Kung pare-pareho ang dalas ng mga pagbabago sa DNA, masasabi sa atin ng pagsusuri ng modernong DNA ang tungkol sa mga sukat ng oras sa iba't ibang yugto sa pagbuo ng isang family tree. Noong dekada 1980, nang unang iminungkahi ang konsepto ng isang molekular na orasan, ang mga mananaliksik ay inaasahang marinig na ang mga pagbabago sa lahat ng DNA ay nangyayari sa parehong bilis. - na ang lahat ng orasan ay tumitik sa parehong pagitan. Gayunpaman, lumabas na maraming iba't ibang mga molekular na orasan, at lahat sila ay tumatakbo sa iba't ibang bilis. Halimbawa, ang mga pares ng base sa pagkakasunud-sunod ng isang mahalagang gene ay hindi maaaring magbago nang malaki nang hindi nakakapinsala sa organismo sa kabuuan, kaya ang orasan na nagsasabi ng oras para sa mga pares ng base sa naturang mga gene ay medyo mabagal. Sa kabilang banda, ang karamihan sa mga segment ng DNA ay hindi nakakaapekto sa mga kemikal na proseso sa katawan, kaya para sa mga segment na ito ang orasan ay maaaring tumakbo nang mas mabilis. Marahil ang pinaka-kaakit-akit na bagay tungkol sa molecular clock method ay ang pag-asam ng aplikasyon nito sa kamakailang ebolusyon ng tao. Upang mas mahusay na maunawaan ang lahat ng ito, kailangan mong malaman na sa loob ng bawat cell ng mga highly developed na organismo ay mayroong maliliit na organelles - mitochondria. Sinusunog nila ang gasolina ng cell - iyon ay, ang pinakamahalagang metabolic function ay isinasagawa. Ito ay pinaniniwalaan na ang mitochondria ay unang pumasok sa mas kumplikadong mga selula milyun-milyong taon na ang nakalilipas sa proseso symbiosis. Nalaman ng dalawang cell na nag-evolve nang hiwalay sa isa't isa na nakikinabang sila sa mga partnership kung saan nakatira ang isang cell sa loob ng isa. Ang katotohanan na ang mitochondrion ay naglalaman ng sarili nitong maliit na loop-like DNA (mayroong 26 genes sa mitochondrial DNA ng tao) ay nagmumungkahi na ang kaganapang ito ay nangyari matagal na ang nakalipas.

Ang tamud ay walang mitochondria, kaya lahat ng mitochondrial DNA sa iyong katawan ay nagmumula sa itlog ng iyong ina. Sa madaling salita, ang mitochondrial DNA ay ipinasa sa linya ng ina. Ito ay itinatag na ang molekular na orasan ng mitochondrial DNA ay tumitik ng halos 10 beses na mas mabilis kaysa sa orasan ng DNA na nasa cell nucleus. Samakatuwid, ang mitochondrial DNA ay pinili para sa pagsusuri - pagkatapos ng lahat, sa loob ng isang tiyak na tagal ng panahon, ito ay sasailalim sa mas makabuluhang pagbabago kaysa sa nuclear DNA. Ang Mitochondrial DNA ay unang nakakuha ng pangkalahatang atensyon pagkatapos noong 1987 isang grupo ng mga Amerikanong mananaliksik ang nakatanggap ng mitochondrial DNA mula sa 147 na kinatawan iba't ibang lahi mula sa iba't ibang bahagi ng mundo at itakda ang bilang ng mga mutasyon na nagpapakilala sa kanila. Ayon sa mga resulta ng unang pagsusuri, tila ang lahat ng modernong tao ay sumusubaybay sa kanilang mga ninuno mula sa parehong babae na nanirahan sa Africa mga 200,000 taon na ang nakalilipas. Ang babaeng ito ay tinawag kaagad na Eve (o Mitochondrial Eve, upang gawin itong mas siyentipiko) at itinampok pa sa pabalat ng isang pangunahing socio-political magazine. DNA critical analysis na ginawa ng isang computer program). Ayon sa pinakabagong mga uso sa agham, ang data ng DNA ay nagpapahiwatig na ang lahat ng mga modernong tao ay nagmula sa isang medyo maliit na populasyon - mga 5-10 libong tao - na nanirahan sa Africa 100-200 libong taon na ang nakalilipas.

Numero ng tiket 21 Prokaryotes at eukaryotes. Mga autotroph at heterotroph

Prokaryotes at eukaryotes

Sa istruktura, bawat isa buhay na selda binubuo ng hindi bababa sa tatlong bahagi: ang nucleus, ang cytoplasm (ang panloob na kapaligiran ng cell) at ang lamad nito (o lamad). Kung ang cell nucleus ay hindi binibigkas, halos pantay na pinupuno ng DNA ang buong panloob na dami ng cell (ang una yugto buhay ng cell), at ang mga cell mismo ay halos hindi naiiba sa bawat isa, ang mga organismo ay tinatawag prokaryotes.

Na may mas malaking kalubhaan ng cell nuclei at ang presensya sa kanila ilang chromosome (DNA na may nakapalibot na RNA at mga protina), ang mga organismo ay tinatawag mga eukaryote.

Sa ilalim ng impluwensya ng mga panlabas na kondisyon ilang palatandaan indibidwal DNA sa isa o ilang maaari ang mga chromosome Maliit pagbabago. Sa huli, ang mga pagkakaibang ito ay humahantong sa pagbuo ng mga organismo ng parehong biological species, ngunit naiiba sa semi(cm. Ebolusyon).

Ang mga eukaryote ay may mahusay na kakayahang umangkop ng mga lamad ng cell, at, samakatuwid, ang kanilang kadaliang kumilos (samakatuwid, karamihan sa kanila ay mga hayop pa rin). Ang kakayahang umangkop at kakayahang umangkop na ito ay dumating sa punto na ang ilan sa kanila ay hindi lamang nakakakuha ng mga simpleng sangkap at mga organikong molekula, ngunit sumisipsip din ng buo iba pang mga cell mas maliit na sukat. (Sila ang naging unang mga mandaragit). Mula sa huling dalawang subseksiyon ay sumusunod na ang lahat ng mga mandaragit ay mga heterotroph at eukaryote. May mga eukaryote sa pagitan ng mga kaharian ng halaman at hayop, bagaman sa mga uniselular na organismo ay maaaring napakahirap na gumuhit ng malinaw na linya sa pagitan nila .

Karaniwan threshold(na matatagpuan sa pagitan ng mga halaman at hayop) isang uniselular na organismo ay euglena berde(tingnan ang kaliwang frame). Siya, tulad ng isang halaman, ay naglalaman ng chlorophyll at may kakayahang photosynthesis sa liwanag ng araw, na tumutukoy sa kanya. autotrophic uri ng pagkain sa ganitong mga kondisyon. Gayunpaman, sa dilim, kumakain lamang si euglena sa pamamagitan ng osmosis (pagsususo kapaki-pakinabang na materyal mula sa kapaligiran sa pamamagitan ng lamad ng cell). Ito ay tumutukoy sa mga organismo na may heterotrophic uri ng pagkain (kadalasan ang mga naturang organismo ay mga hayop).

Mga autotroph at heterotroph

Numero ng tiket 22 Ang problema ng teorya ng ebolusyon. Sistema ni Aristotle, Linnaeus, Lamarck

Ang teorya ng ebolusyon ay tumatagal espesyal na lugar sa pag-aaral ng kasaysayan ng buhay. Yavl niya. pundasyon para sa lahat ng natural na agham. Kaugnay ng mga buhay na organismo, ang ebolusyon ay maaaring tukuyin bilang ang unti-unting pag-unlad ng mga kumplikadong organismo mula sa mga dati nang mas simple sa paglipas ng panahon. Ang ideya ng ebolusyon ay nagmula kay Aristotle (384-322 BC). Siya ang unang bumalangkas ng teorya ng patuloy na pag-unlad ng mga nabubuhay na bagay mula sa walang buhay na bagay, na lumilikha ng ideya ng "hagdan ng kalikasan" na may kaugnayan sa mundo ng hayop. Sa lahat ng org. Sa mga katawan, nakilala niya ang dalawang panig: bagay, na may iba't ibang mga posibilidad, at isang anyo - ang kaluluwa. Nakilala ni Aristotle ang tatlong uri ng kaluluwa: vegetative, likas sa mga halaman; damdamin, kakaiba sa mga hayop at makatwiran, na tanging tao ang pinagkalooban. Malaking kontribusyon sa paglikha ng system. pananaw sa teorya ng ebolusyon Carl Linnaeus(1707-1778). Nagmungkahi siya ng isang sistema: class àorder people àvid. Sa huli, naunawaan niya ang isang pangkat ng mga organismo na nagmula sa karaniwang mga ninuno at nagbubunga ng mayayabong na supling kapag tumawid. Hinati ni Linnaeus ang lahat ng mga hayop sa 6 na klase (mga mammal, ibon, amphibian, isda, insekto at bulate), inilalagay ang Tao sa tabi ng mga unggoy, na nagsasaad na ang kalapitan sa system ay hindi nagpapahiwatig ng relasyon sa dugo. Ang tanong ng pinagmulan ng mga species para sa Linnaeus ay hindi umiiral. Naniniwala siya na ang lahat ng mga species ay nilikha ng isang "makapangyarihang lumikha". Ang natitirang merito sa paglikha ng unang ebolusyonaryong doktrina ay pag-aari ng Pranses. naturalista Lamarck(1744-1829) Binalangkas niya ang kasaysayan ng pag-unlad ng organiko. mundo, tinatanggihan ang ideya ng pagiging matatag ng mga species at sinasalungat ito sa kanilang pagkakaiba-iba. Walang alinlangan si Lamarck na ang nabubuhay ay nagmumula sa walang buhay. Naniniwala siya na ang kalikasan ay lumilikha ng pinakasimpleng mga nilalang na hayop, at ang mga kumplikadong organismo ay lumitaw sa pamamagitan ng kanilang mabagal at unti-unting komplikasyon. Ang prosesong ito ay tinatawag ni Lamarck na gradasyon. Sa kanyang opinyon, ang lahat ng nabubuhay na nilalang, kumbaga, ay umaakyat sa mga hakbang ng isang hagdan. Gayunpaman, si Lamarck ay nakagawa ng mga mabibigat na pagkakamali, pangunahin sa pag-unawa sa mga salik ng proseso ng ebolusyon, na nagmula sa kanila mula sa pagpupursige para sa pagiging perpekto na di-umano'y likas sa lahat ng nabubuhay na bagay. Hindi rin niya naintindihan ang mga sanhi ng fitness, direktang iniuugnay ang mga ito sa impluwensya ng kapaligiran. Nagbunga ito ng napakakaraniwan, ngunit walang batayan sa siyensiya na mga ideya tungkol sa pamana ng mga katangiang nakuha ng mga organismo sa ilalim ng direktang impluwensya ng kapaligiran. Ngunit sa lahat ng malalaking pagkukulang, ang mga ideya ni Lamarck ang naging batayan ng unang teorya ng ebolusyon.

Ticket number 23 Teorya ni Darwin. Sintetikong teorya ng ebolusyon

Buong galaw Pag-unlad XIX siglo na hindi mapaglabanan na humantong sa pagbuo ng isang bagong pananaw sa kalikasan at ebolusyon. Natural Sciences sa oras na ito sila ay naipon ng isang malaking halaga ng mga katotohanan na hindi maaaring pagsamahin sa metapisiko ideya tungkol sa immutability ng kalikasan. Ang kinahinatnan ng lahat ng ito ay ang paglitaw ng aming teorya, ang nag-develop nito ay si Charles Darwin. Binawasan niya ang mga pangunahing prinsipyo ng kanyang pagtuturo sa ebolusyon sa mga sumusunod na probisyon: 1. Ang bawat uri ng hayop ay may kakayahang magparami ng walang limitasyon 2. Ang limitadong mapagkukunan ng buhay ay humahadlang sa pagsasakatuparan ng potensyal para sa pagpaparami. ( Karamihan ng ang mga indibidwal ay namamatay sa pakikibaka para sa pag-iral at walang naiwang supling). 3. Ang kamatayan o tagumpay sa pakikibaka para sa pagkakaroon ay pumipili. Ang mga organismo ng parehong species ay naiiba sa bawat isa sa pamamagitan ng isang hanay ng mga katangian. Sa kalikasan, ang mga indibidwal na mas mahusay na inangkop ay higit na nabubuhay at nag-iiwan ng mga supling. Tinawag ni Ch. Darwin ang naturang selective survival at reproduction of the fittest organisms natural selection 4. Sa ilalim ng impluwensya ng natural selection na nagaganap sa iba't ibang kondisyon, ang mga grupo ng mga indibidwal ng parehong species ay nag-iipon ng iba't ibang mga adaptive na katangian mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon. Nakakakuha sila ng mga makabuluhang pagkakaiba na nagiging mga bagong species. Ang mga nangungunang siyentipiko sa iba't ibang bansa ay nag-ambag sa paglaganap ng teorya ng ebolusyon ni Darwin, ipinagtanggol ito mula sa mga pag-atake, at ang kanilang mga sarili ay nag-ambag sa karagdagang pag-unlad nito. Ang Darwinismo ay nagkaroon ng malakas na impluwensya hindi lamang sa biology, kundi pati na rin sa kultura ng tao, na nag-aambag sa pag-unlad ng mga pananaw sa natural na agham sa paglitaw at pag-unlad ng wildlife at ng tao mismo. Ang modernong genetika ay humantong sa mga bagong ideya tungkol sa ebolusyon, na tinatawag na sintetikong teorya ng ebolusyon(Neo-Darwinism). Ito ay maaaring tukuyin bilang ang teorya ng organikong ebolusyon sa pamamagitan ng natural na pagpili ng mga katangian na tinutukoy ng genetically. Ang ganitong pananaw ay hindi lamang nakumpirma ang teorya ni Darwin, ngunit ipinaliwanag din ito sa isang qualitatively bagong antas. Ang mekanismo ng ebolusyon ay nagsimulang isaalang-alang na binubuo ng dalawang bahagi: random mutations on antas ng genetic at pamana ng pinakamatagumpay na mutasyon sa mga tuntunin ng pagbagay sa kapaligiran, tk. ang kanilang mga carrier ay nabubuhay at nag-iiwan ng mga supling.

Numero ng tiket 24 Teorya ng sistema ebolusyon, ang konsepto ng ebolusyon sa synergetics

Ang sistema ng teorya ng ebolusyon ay nag-uugnay sa pag-unlad ng anuman biyolohikal na sistema kasama ang ebolusyon ng mga sistema nang higit pa mataas na kaayusan, kung saan ito ay kasama bilang isang elemento. "Ang isang top-down na view, mula sa biosphere hanggang sa mga indibidwal na ecosystem, komunidad, populasyon, organismo, gene, ay nagpapakita ng mga sanhi ng ugnayan sa pagitan ng mga kaganapan na itinuturing ng tradisyonal na bottom-up na view bilang random. Sa prinsipyo, ang isang sistematikong diskarte ay maaaring magbigay ng isang medyo kumpletong paliwanag ng proseso ng ebolusyon at itaas ang tanong ng mga layunin nito" (Krasilov, 1992, p. 27).

Hanggang kamakailan lamang, ang konsepto ng pagiging may layunin sa kalikasan ay inilipat sa larangan ng metapisika, hindi positibong agham. Nagbago ang sitwasyon sa pag-unlad ng teorya ng mga prosesong hindi balanse. Ang katotohanan ay na sa saradong (nakahiwalay) na mga sistema, ang pag-unlad ay nangyayari alinsunod sa batas ng paglago ng entropy (ang pangalawang batas ng thermodynamics), at sa bukas (nabubuhay) na mga sistema, ang nakatigil na estado ay tumutugma sa pinakamababang produksyon ng entropy. Ang mga mas matataas na organismo ay naiiba sa mga mas mababa pangunahin sa pamamagitan ng mas mababang produksyon ng entropy - ang nekrosis ng mga buhay na bagay - sa kanilang mga populasyon. System. teorya ng ebolusyon, ang konsepto ng ebolusyon sa synergetics

Ang pag-unlad ng anumang biological system ay nauugnay sa ebolusyon ng mga sistema ng mas mataas na ranggo, kung saan ito ay pumapasok bilang isang elemento. Ang teoryang ito ay tinatawag na System Theory of Evolution. Kabilang dito ang pagsasaalang-alang ng mga pakikipag-ugnayan "mula sa itaas hanggang sa ibaba": mula sa biosphere hanggang sa ecosystem - mga komunidad - mga organismo, atbp. Binibigyang-daan kami ng diskarteng ito na i-highlight ang mga pangunahing koneksyon na itinuturing ng tradisyonal na bottom-up na view bilang random at hindi gaanong mahalaga. Sa mundo, tulad ng alam natin, mayroong patuloy na proseso ng paglitaw ng isang bago, ebolusyon at pag-unlad ng iba't ibang uri ng mga sistema. Ayon sa teorya ng ebolusyon ni Darwin, Mabuhay ang kalikasan bubuo sa direksyon ng pagpapabuti at komplikasyon ng mga bagong uri ng halaman at hayop. Bukod dito, ang kamatayan o tagumpay sa proseso ng pakikibaka para sa pag-iral ay pumipili sa kalikasan, at sa likas na katangian ang mga indibidwal na mas mahusay na inangkop ang nananaig at nag-iiwan ng mga supling. ("Survival of the fittest" - ang prinsipyo ng natural na pagpili). Ang tanong ay kung paano, nagpapatuloy mula dito, upang ipaliwanag ang mga phenomena na ito mula sa pananaw ng synergetics. At posible ba? Posible pala! Ang paglitaw ng bago ay palaging tila hindi kapani-paniwalang himala. Upang masagot ang tanong kung paano ito nangyayari, nagpasya ang synergetics kasama ang bagong non-equilibrium thermodynamics, ang teorya ng mga bukas na sistema. Sa partikular, sa mga bukas na non-equilibrium system, ayon sa teorya ng Ilya Prigogine, ang nakatigil na estado ay tumutugma sa pinakamababang produksyon ng entropy. At ang proseso ng ebolusyon ay konektado sa proseso ng akumulasyon libreng Enerhiya at pagbaba ng entropy. Ang isang cybernetic system ay matatag na may sapat na panloob na pagkakaiba-iba. Ang ibang antas ng pagkakasunud-sunod ay nagbibigay ng bago, mas mataas na antas sa organikong mundo at nakikita natin kung paano biodiversity ang mga organismo ay nagpapakita ng sarili sa molecular-kinetic, populasyon, species at biocenotic na antas. Ang ebolusyon ay isang walang hanggang self-organization, ang paghahanap ng mga istruktura para sa kanilang pinakamabuting kalagayan sa pagbabago ng mga kondisyon. Ang kakanyahan nito sa synergetics ay ang walang hanggang pakikibaka ng kaguluhan at kaayusan, istruktura at walang istruktura sa Uniberso. Sa pakikibaka na ito, maaaring gumana ang prinsipyo ng bifurcation (isang halimbawa sa isang mabalahibong elepante). Ang mga umuusbong na aksidente ay maaaring humantong sa sistema sa pagtaas ng hindi balanse - pagbabagu-bago, i.e. mga paglihis mula sa mean na halaga - at bilang resulta, maaaring mangyari ang mga mutasyon na sinusuportahan ng kapaligiran. Ang pagbabalik ay halos imposible, at ang mga mutasyon ay nagiging materyal ng ebolusyon, na nagpapasulong nito sa patuloy na pag-unlad.

Numero ng tiket 25 Ang konsepto ng co-evolution, Gaia-Earth. (ayon kay Gorelov)

Ang pagpuna sa Darwinismo ay isinagawa mula noong ito ay nagsimula. Ang ilan ay hindi nagustuhan ang katotohanan na ang mga pagbabago, ayon kay Darwin, ay maaaring pumunta sa lahat ng posibleng direksyon at random. Ang konsepto ng nomogenesis ay nagtalo na ang mga pagbabago ay hindi nangyayari nang random at random, ngunit ayon sa mga batas ng mga form. Ang siyentipikong Ruso at rebolusyonaryong P. A. Kropotkin ay sumunod sa punto ng pananaw, ayon sa kung saan ang tulong sa isa't isa ay isang mas mahalagang kadahilanan sa ebolusyon kaysa sa pakikibaka.

Ang mga pagtutol na ito ay hindi maaaring yumanig sa pangkalahatang teorya ng ebolusyon hanggang sa paglitaw, sa ilalim ng impluwensya ng ekolohikal na pananaliksik, ng konsepto ng co-evolution, na nakapagpaliwanag sa paglitaw ng mga kasarian at iba pang mga phenomena. paano ebolusyon ng kemikal- ang resulta ng pakikipag-ugnayan ng mga elemento ng kemikal, kaya sa pamamagitan ng pagkakatulad, ang biological evolution ay maaaring ituring bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ng mga organismo. Ang mga random na nabuo na mas kumplikadong mga form ay nagpapataas ng pagkakaiba-iba at, samakatuwid, ang katatagan ng mga ecosystem. Ang kamangha-manghang pagkakapare-pareho ng lahat ng uri ng buhay ay bunga ng co-evolution.

Ipinapaliwanag din ng konsepto ng co-evolution ang mga katotohanan ng altruism sa mga hayop: pag-aalaga sa mga bata, pag-aalis ng pagiging agresibo sa pamamagitan ng pagpapakita ng "pacifying postures", pagsunod sa mga pinuno, tulong sa isa't isa sa mahihirap na sitwasyon, atbp.

Gaia-Earth Hypothesis .

Ang hypothesis na ito ay lumitaw sa huling dalawang dekada batay sa doktrina ng biosphere, ekolohiya at konsepto ng co-evolution. Ang mga may-akda nito ay ang English chemist na si James Lovelock at ang American microbiologist na si Lynn Margulis. Una, natuklasan ang chemical non-equilibrium ng atmospera ng Earth, na itinuturing na isang tanda ng buhay. Ayon kay Lovelock, kung ang buhay ay isang pandaigdigang entity, ang presensya nito ay maaaring ihayag sa pamamagitan ng pagbabago komposisyong kemikal ang kapaligiran ng planeta.

Ipinakilala ni Lovelock ang konsepto ng geophysiology, na nagsasaad ng isang sistematikong diskarte sa mga agham sa lupa. Ayon sa hypothesis ng Gaia, ang pananatili ng isang pangmatagalang kemikal na hindi balanse ng atmospera ng Earth ay dahil sa kabuuan ng mga proseso ng buhay sa Earth. Mula noong simula ng buhay 3.5 bilyong taon na ang nakalilipas, nagkaroon ng biological na awtomatikong thermostatic na mekanismo kung saan ang labis na nitrogen dioxide sa atmospera ay gumaganap ng isang papel na pang-regulasyon, na pumipigil sa trend ng pag-init na nauugnay sa pagtaas ng liwanag ng sikat ng araw. Sa madaling salita, mayroong mekanismo ng feedback.

Ang Lovelock ay nagtayo ng isang modelo ayon sa kung saan, habang nagbabago ang liwanag ng sikat ng araw, tumataas ang pagkakaiba-iba, na humahantong sa pagtaas ng kakayahang pangalagaan ang temperatura sa ibabaw ng planeta, pati na rin ang pagtaas ng biomass.