Təkamül konsepsiyalarının inkişafı. Təkamülün sübutu

Təkamül özündən ibarət inkişaf prosesidir tədricən dəyişikliklər, qəfil sıçrayışlar olmadan (inqilabdan fərqli olaraq). Çox vaxt təkamüldən danışarkən bioloji təkamülü nəzərdə tuturlar.

Bioloji təkamül populyasiyaların genetik tərkibində dəyişikliklər, uyğunlaşmaların formalaşması, növlərin formalaşması və nəsli kəsilməsi, ekosistemlərin və bütövlükdə biosferin transformasiyası ilə müşayiət olunan canlı təbiətin dönməz və istiqamətli tarixi inkişafıdır. Bioloji təkamül təkamül biologiyasının tədqiqidir.

Həyatın canlı formalarının əvvəllər mövcud olan digər həyat formalarının nəsilləri olduğunu iddia edən bir neçə təkamül nəzəriyyəsi var. Təkamül nəzəriyyələri təkamül mexanizmlərinin izahında fərqlidir. IN Bu anən çox yayılmışı sözdə olandır. sintetik nəzəriyyə Darvinin nəzəriyyəsinin inkişafı olan təkamül.

İfadə nəticəsində nəsillərə keçən genlər orqanizmin xüsusiyyətlərinin (fenotip) məcmusunu təşkil edir. Orqanizmlər çoxaldıqda, onların nəsilləri mutasiya və ya populyasiyalar və ya hətta növlər arasında genlərin köçürülməsi nəticəsində yaranan yeni və ya dəyişdirilmiş xüsusiyyətlər inkişaf etdirir. Cinsi yolla çoxaldan növlərdə genetik rekombinasiya yolu ilə yeni gen birləşmələri yaranır. Təkamül, irsi fərqlər populyasiyada daha çox yayılmış və ya nadir hallarda baş verir.

Təkamül biologiyası təkamül proseslərini öyrənir və onların səbəblərini izah etmək üçün nəzəriyyələr irəli sürür. Fosillərin və növ müxtəlifliyinin tədqiqi 19-cu əsrin ortalarında əksər alimləri növlərin zamanla dəyişdiyinə inandırmışdı. Lakin bu dəyişikliklərin mexanizmi 1859-cu ildə ingilis alimi Çarlz Darvinin təkamülün hərəkətverici qüvvəsi kimi təbii seçmə haqqında “Növlərin mənşəyi haqqında” kitabı nəşr olunana qədər qeyri-müəyyən qaldı. Darvin və Uollesin nəzəriyyəsi sonda qəbul edildi elmi ictimaiyyət. 1930-cu illərdə Darvinist təbii seçmə ideyası sintetik təkamül nəzəriyyəsinin (STE) əsasını təşkil edən Mendel qanunları ilə birləşdirildi. STE təkamülün substratı (genlər) ilə təkamül mexanizmi arasındakı əlaqəni izah etməyə imkan verdi ( təbii seleksiya).

İrsiyyət

İrsiyyət, bütün orqanizmlərə xas olan eyni əlamətləri və inkişaf xüsusiyyətlərini bir neçə nəsillər boyu təkrarlamaq; hüceyrənin maddi strukturlarının çoxalma prosesi zamanı onlardan yeni fərdlərin inkişafı proqramlarını ehtiva edən nəsildən digərinə ötürülməsi ilə əlaqədardır. Beləliklə, irsiyyət canlıların morfoloji, fizioloji və biokimyəvi təşkilinin, onların fərdi inkişafının xarakterini və ya ontogenezinin davamlılığını təmin edir. Ümumi bioloji hadisə kimi irsiyyətdir ən vacib şərtdir differensial həyat formalarının mövcudluğu, orqanizmlərin xüsusiyyətlərinin nisbi sabitliyi olmadan qeyri-mümkündür, baxmayaraq ki, bu dəyişkənlik ilə pozulur - orqanizmlər arasında fərqlərin yaranması. Orqanizmlərin ontogenezinin bütün mərhələlərində müxtəlif əlamətlərə təsir edərək, irsiyyət əlamətlərin irsiyyət nümunələrində, yəni onların valideynlərdən nəsillərə ötürülməsində özünü göstərir.

Bəzən “İrsiyyət” termini bir nəsildən digərinə yoluxucu prinsiplərin (sözdə yoluxucu irsiyyət) və ya öyrənmə bacarıqlarının, təhsilinin, ənənələrinin (sözdə sosial və ya siqnal, irsiyyət) ötürülməsini nəzərdə tutur. İrsiyyət anlayışının bioloji və təkamül mahiyyətindən kənara belə genişlənməsi mübahisəlidir. Yalnız infeksion agentlərin genetik aparatlarına daxil olunma nöqtəsinə qədər ana hüceyrələrlə qarşılıqlı əlaqədə ola bildiyi hallarda, yoluxucu irsi normaldan ayırmaq çətindir. Şərti reflekslər irsi deyil, hər nəsillə yenidən inkişaf edir, lakin şərti reflekslərin və davranış xüsusiyyətlərinin konsolidasiyası sürətində irsiyyətin rolu mübahisəsizdir. Buna görə də, siqnal irsiyyəti bioloji irsiyyət komponentini ehtiva edir.

Dəyişkənlik

Dəyişkənlik hər hansı qohumluq dərəcəsinə malik olan fərdlərdə və fərd qruplarında xarakter və xassələrin müxtəlifliyidir. Bütün canlı orqanizmlərə xasdır. Variasiya irsi və qeyri-irsi, fərdi və qrup, keyfiyyət və kəmiyyət, istiqamətləndirilmiş və qeyri-istiqamətli olaraq fərqləndirilir. İrsi dəyişkənlik mutasiyaların baş verməsi ilə, qeyri-irsi dəyişkənlik isə ətraf mühit faktorlarının təsirindən yaranır. Təkamülün əsasında irsiyyət və dəyişkənlik hadisələri dayanır.

Mutasiya

Mutasiya genotipdə təsadüfi, davamlı dəyişiklikdir və bütün xromosomlara, onların hissələrinə və ya fərdi genlərə təsir edir. Mutasiyalar böyük və aydın görünə bilər, məsələn, piqmentin olmaması (albinizm), toyuqlarda tüklərin olmaması, qısa ayaq barmaqları və s. Lakin, əksər hallarda mutasiya dəyişiklikləri normadan kiçik, demək olar ki, nəzərə çarpan sapmalar olur.

Mutasiyalar olduqca nadir bir hadisədir. Fərdi kortəbii mutasiyaların baş vermə tezliyi, müəyyən bir mutasiya daşıyan bir nəslin gametlərinin sayı ilə ifadə edilir. ümumi sayı gametlər.

Mutasiyalar əsasən iki səbəb nəticəsində yaranır: nukleotid ardıcıllığının təkrarlanmasında kortəbii xətalar və replikasiya xətalarına səbəb olan müxtəlif mutagen amillərin təsiri.

mutagenlərin təsiri nəticəsində yaranan mutasiyalar (şüalanma, kimyəvi maddələr, temperatur və s.) replikasiyanı təmin edən fermentlərin fəaliyyətində təsadüfi səhvlər nəticəsində və/yaxud nukleotidlərdəki atomların istilik vibrasiyası nəticəsində baş verən spontan mutasiyalardan fərqli olaraq induksiyalı adlanır.

Mutasyonların növləri. Genetik aparatda baş verən dəyişikliklərin təbiətinə görə mutasiyalar genom, xromosom və gen və ya nöqtəyə bölünür. Genomik mutasiyalar bədənin hüceyrələrində xromosomların sayının dəyişdirilməsini əhatə edir. Bunlara aşağıdakılar daxildir: poliploidiya - diploid orqanizmlər üçün adi 2 xromosom dəsti əvəzinə 3, 4 və s. ola bildiyi zaman xromosom dəstlərinin sayının artması; haploid - 2 dəst xromosom əvəzinə yalnız bir var; aneuploidiya - bir və ya bir neçə cüt homoloji xromosom yoxdur (nullisomiya) və ya bir cüt ilə deyil, yalnız bir xromosomla (monosomiya) və ya əksinə, 3 və ya daha çox homoloji tərəfdaşla (trisomiya, tetrasomiya və s.) təmsil olunur. Xromosom mutasiyaları və ya xromosomların yenidən qurulmasına aşağıdakılar daxildir: inversiyalar - xromosomun bir hissəsi 180° çevrilir, beləliklə, onun tərkibində olan genlər normala nisbətən tərs ardıcıllıqla düzülür; translokasiyalar - iki və ya daha çox homoloji olmayan xromosomların bölmələrinin mübadiləsi; delesiyalar - xromosomun əhəmiyyətli hissəsinin itirilməsi; çatışmazlıqlar (kiçik silinmələr) - itki kiçik sahə xromosomlar; duplikasiya - xromosom bölməsinin ikiqat artması; parçalanma - xromosomun 2 və ya daha çox hissəyə parçalanması. Gen mutasiyaları daimi dəyişikliklərdir kimyəvi quruluş fərdi genlər və bir qayda olaraq, mikroskop altında müşahidə edilən xromosomların morfologiyasında əks olunmur. Yalnız xromosomlarda deyil, həm də sitoplazmanın bəzi özünü çoxaldan orqanoidlərində (məsələn, mitoxondriyalar, plastidlər) lokallaşdırılmış genlərin mutasiyaları da məlumdur.

Mutasyonların səbəbləri və onların süni induksiyası. Poliploidiya ən çox xromosomlar başlayanda baş verir Hüceyrə bölünməsi- mitoz - bölünür, lakin nədənsə hüceyrə bölünməsi baş vermir. Mitoza daxil olmuş hüceyrəyə sitotomiyanı pozan maddələrlə təsir edərək, poliploidiya süni şəkildə yarana bilər. Daha az rast gəlinən poliploidiya 2 somatik hüceyrənin birləşməsi və ya yumurtanın mayalanmasında 2 spermanın iştirakı nəticəsində baş verir. Haploidiya - çox hissəsi üçün döllənmədən embrionun inkişafının nəticəsi. Bitkilərin ölü tozcuqları və ya başqa bir növün (uzaq) tozcuqları ilə süni şəkildə tozlanması nəticəsində yaranır. Aneuploidiyanın əsas səbəbi meyoz zamanı bir cüt homoloji xromosomun təsadüfi ayrılmamasıdır, bunun nəticəsində bu cütün hər iki xromosomu bir germ hüceyrəsində sona çatır və ya heç biri orada bitmir. Daha az yaygın olaraq, aneuploidlər balanssız poliploidlər tərəfindən əmələ gələn bir neçə canlı germ hüceyrələrindən yaranır.

Xromosomların yenidən qurulmasının səbəbləri və mutasiyaların ən mühüm kateqoriyası - gen mutasiyaları uzun müddət naməlum qaldı. Bu, yanlış avtogenetik anlayışlara səbəb oldu, buna görə təbiətdə spontan gen mutasiyaları, ehtimal ki, təsirlərin iştirakı olmadan yaranır. mühit. Yalnız gen mutasiyalarının kəmiyyətcə qeydə alınması üsulları işlənib hazırlandıqdan sonra məlum oldu ki, onlara müxtəlif fiziki və kimyəvi amillər - mutagenlər səbəb ola bilər.

Rekombinasiya

Rekombinasiya, canlı orqanizmlərdə irsi kombinativ dəyişkənliyə səbəb olan valideynlərin genetik materialının nəsillərdə yenidən bölüşdürülməsidir. Əlaqəsiz genlər (müxtəlif xromosomlar üzərində yerləşir) halında, bu yenidən bölüşdürmə, meiozda xromosomları sərbəst birləşdirməklə, əlaqəli genlərdə isə, adətən, xromosomların kəsişməsi ilə həyata keçirilə bilər. Rekombinasiya viruslardan tutmuş bütün canlı sistemlərə xas olan universal bioloji mexanizmdir ali bitkilər, heyvanlar və insanlar. Eyni zamanda canlı sistemin təşkili səviyyəsindən asılı olaraq rekombinasiya prosesi (genetik) bir sıra xüsusiyyətlərə malikdir. Rekombinasiya ən sadə viruslarda baş verir: hüceyrə bir və ya bir neçə xüsusiyyətə görə fərqlənən əlaqəli viruslarla birlikdə yoluxduqda, hüceyrə lizizindən sonra təkcə orijinal viral hissəciklər deyil, həm də müəyyən orta səviyyədə görünən yeni gen birləşmələri olan rekombinant hissəciklər aşkar edilir. tezlik. Bakteriyalarda rekombinasiya ilə bitən bir neçə proses var: konyuqasiya, yəni iki bakteriya hüceyrəsinin protoplazmatik körpü ilə birləşməsi və bir xromosomun donor hüceyrədən alıcı hüceyrəyə köçürülməsi, bundan sonra alıcı xromosomun ayrı-ayrı bölmələri müvafiq donor fraqmentləri ilə əvəz edilmişdir; transformasiya - hüceyrə membranı vasitəsilə ətraf mühitdən nüfuz edən DNT molekulları tərəfindən xüsusiyyətlərin ötürülməsi; transduksiya bir bakteriofaq tərəfindən həyata keçirilən genetik maddənin donor bakteriyadan resipiyent bakteriyaya ötürülməsidir. Daha yüksək orqanizmlərdə gametlərin əmələ gəlməsi zamanı rekombinasiya meiozda baş verir: homoloji xromosomlar bir araya gəlir və böyük dəqiqliklə yan-yana yerləşdirilir (sözdə sinaps), sonra xromosomlar ciddi homoloji nöqtələrdə qırılır və fraqmentlər çarpaz şəkildə yenidən birləşir ( keçid). Rekombinasiyanın nəticəsi nəsillərdə yeni xüsusiyyətlərin birləşmələri ilə aşkar edilir. İki xromosom nöqtəsi arasında keçid ehtimalı bu nöqtələr arasındakı fiziki məsafə ilə təxminən mütənasibdir. Bu, rekombinasiya ilə bağlı eksperimental məlumatlara əsaslanaraq, xromosomların genetik xəritələrini qurmağa, yəni genləri xromosomlardakı yerləşmələrinə uyğun olaraq xətti ardıcıllıqla və üstəlik, müəyyən bir miqyasda qrafik şəkildə təşkil etməyə imkan verir. Rekombinasiyanın molekulyar mexanizmi ətraflı öyrənilməmişdir, lakin müəyyən edilmişdir ki, bu prosesdə rekombinasiyanı təmin edən enzimatik sistemlər də iştirak edir. ən mühüm prosesdir, genetik materialda meydana gələn zərərin düzəldilməsi kimi. Sinapsisdən sonra DNT zəncirlərində ilkin qırılmaları həyata keçirən bir ferment olan endonükleaz fəaliyyətə başlayır. Göründüyü kimi, bir çox orqanizmlərdə bu fasilələr struktur olaraq müəyyən edilmiş ərazilərdə - rekombinatorlarda baş verir. Sonra DNT-nin ikiqat və ya tək zəncirləri dəyişdirilir və nəhayət, xüsusi sintetik fermentlər - DNT polimerazaları zəncirlərdəki boşluqları doldurur və liqaza fermenti sonuncu kovalent bağları bağlayır. Bu fermentlər yalnız bəzi bakteriyalarda təcrid olunmuş və tədqiq edilmişdir ki, bu da bizə in vitro (in vitro) rekombinasiya modelini yaratmağa yaxınlaşmağa imkan vermişdir. Rekombinasiyanın ən mühüm nəticələrindən biri qarşılıqlı nəslin əmələ gəlməsidir (yəni, AB və aw genlərinin iki allel forması olduqda, bərabər miqdarda iki rekombinasiya məhsulu alınmalıdır - Ave və aB). Qarşılıqlılıq prinsipi xromosomun kifayət qədər uzaq nöqtələri arasında rekombinasiya baş verdikdə müşahidə olunur. İntragenik rekombinasiya zamanı bu qayda tez-tez pozulur. Əsasən aşağı göbələklərdə öyrənilən sonuncu fenomen gen çevrilməsi adlanır. Rekombinasiyanın təkamül əhəmiyyəti ondadır ki, çox vaxt orqanizm üçün faydalı olan fərdi mutasiyalar deyil, onların birləşmələridir. Bununla belə, bir hüceyrədə iki mutasiyanın əlverişli birləşməsinin eyni vaxtda baş verməsi ehtimalı azdır. Rekombinasiya nəticəsində iki müstəqil orqanizmə məxsus mutasiyalar birləşir və bununla da təkamül prosesi sürətlənir.

Təkamül mexanizmləri

Təbii seleksiya

İki əsas təkamül mexanizmi var. Birincisi, təbii seçmə, yəni yaşamaq və çoxalmaq üçün əlverişli olan irsi əlamətlərin bütün populyasiyada yayılması, əlverişsiz olanların isə daha az olması prosesidir. Bu, əlverişli xüsusiyyətlərə malik fərdlərin çoxalma ehtimalının daha yüksək olması səbəbindən baş verir, buna görə də gələcək nəsildə daha çox fərd eyni xüsusiyyətlərə malikdir. Ətraf mühitə uyğunlaşmalar ardıcıl, kiçik, təsadüfi dəyişikliklərin toplanması və ətraf mühitə daha çox uyğunlaşan variantın təbii seçilməsi nəticəsində yaranır.

Genetik sürüşmə

İkinci əsas mexanizm, əlamətlərin tezliyində təsadüfi dəyişmənin müstəqil prosesi olan genetik sürüşdürmədir. Genetik sürüşmə populyasiyada əlamətlərin tezliyində təsadüfi dəyişikliklərə səbəb olan ehtimal prosesləri nəticəsində baş verir. Tək bir nəsil daxilində sürüşmə və seçim nəticəsində baş verən dəyişikliklər kifayət qədər kiçik olsa da, tezlik fərqləri hər bir ardıcıl nəsildə toplanır və zamanla canlı orqanizmlərdə əhəmiyyətli dəyişikliklərə səbəb olur. Bu proses yeni növün əmələ gəlməsi ilə nəticələnə bilər. Üstəlik, həyatın biokimyəvi birliyi hamının mənşəyini göstərir məlum növlər ortaq əcdaddan (yaxud genofonddan) tədricən divergensiya prosesi vasitəsilə.

Canlı təbiətin tarixi inkişafı müəyyən qanunauyğunluqlar əsasında baş verir və fərdi xüsusiyyətlər toplusu ilə xarakterizə olunur. 19-cu əsrin birinci yarısında biologiyanın uğurları yeni elmin - təkamül biologiyasının yaradılması üçün ilkin şərt kimi xidmət etdi. O, dərhal populyarlaşdı. Və o, biologiyada təkamülün deterministik və geri dönməz inkişaf prosesi olduğunu sübut etdi fərdi növlər, və onların bütün icmaları - populyasiyalar. Yerin biosferində baş verir, onun bütün qabıqlarına təsir edir. Bu məqalə həm bioloji növlərin anlayışlarını, həm də tədqiq edəcək

Təkamül baxışlarının inkişaf tarixi

Elm keçdi çətin yol planetimizin təbiətinin əsasında duran mexanizmlər haqqında ideoloji təsəvvürlərin formalaşması. C. Linnaeus, J. Cuvier və C. Lyele tərəfindən ifadə edilən kreasionizm ideyaları ilə başladı. İlk təkamül fərziyyəsini fransız alimi Lamark “Zoologiya fəlsəfəsi” əsərində təqdim etmişdir. İngilis tədqiqatçısı Çarlz Darvin elmdə ilk dəfə biologiyada təkamülün əsaslı bir proses olduğu fikrini ifadə etdi. irsi dəyişkənlik və təbii seleksiya. Onun əsasını varlıq uğrunda mübarizə təşkil edir.

Darvin hesab edirdi ki, bioloji növlərdə davamlı dəyişikliklərin yaranması onların ətraf mühit amillərinin daimi dəyişmələrinə uyğunlaşmasının nəticəsidir. Varlıq uğrunda mübarizə, alimin fikrincə, orqanizmlə onu əhatə edən təbiət arasındakı münasibətlərin məcmusudur. Bunun səbəbi isə canlıların sayını artırmaq və yaşayış yerlərini genişləndirmək istəyindədir. Yuxarıda göstərilən amillərin hamısına təkamül daxildir. 9-cu sinfin sinifdə oxuduğu biologiya “Təkamül təlimi” bölməsində irsi dəyişkənlik və təbii seçmə proseslərini araşdırır.

Üzvi dünyanın inkişafının sintetik fərziyyəsi

Hətta Çarlz Darvinin sağlığında onun fikirləri F.Cenkin və Q.Spenser kimi bir sıra məşhur alimlər tərəfindən tənqid edilib. 20-ci əsrdə sürətli genetik tədqiqatlar və Mendelin irsiyyət qanunlarının postulasiyası ilə əlaqədar olaraq sintetik təkamül fərziyyəsini yaratmaq mümkün oldu. Əsərlərində bunu S.Çetverikov, D.Haldane və S.Rayd kimi insanlar təsvir etmişlər. Onlar iddia edirdilər ki, biologiyada təkamül, populyasiyalara təsir edən aromorfoz, idioadaptasiya formasına malik olan bioloji tərəqqi hadisəsidir. müxtəlif növlər.

Bu fərziyyəyə görə, təkamül amilləri həyat və təcrid dalğalarıdır. Formalar tarixi inkişaf təbiət növləşmə, mikrotəkamül və makrotəkamül kimi proseslərdə təzahür edir. Yuxarıdakı elmi baxışlar irsi dəyişkənliyin mənbəyi olan mutasiyalar haqqında biliklərin cəmi kimi təqdim oluna bilər. Eləcə də bioloji növün tarixi inkişafının struktur vahidi kimi populyasiya haqqında fikirlər.

Təkamül mühiti nədir?

Bu termin biogeosenotik kimi başa düşülür.Onda eyni növün populyasiyalarına təsir edən mikrotəkamül prosesləri baş verir. Nəticədə alt növlərin və yeni bioloji növlərin yaranması mümkün olur. Burada taksonların - nəsillərin, ailələrin, siniflərin yaranmasına səbəb olan proseslər də müşahidə olunur. Onlar makrotəkamüllə əlaqəlidir. Elmi araşdırma V.Vernadski biosferdə canlı maddənin təşkilinin bütün səviyyələrinin sıx əlaqəsini sübut edərək, biogeosenozun təkamül proseslərinin mühiti olduğunu təsdiq edir.

Klimaksda, yəni bir çox siniflərin populyasiyalarının böyük müxtəlifliyinin mövcud olduğu sabit ekosistemlərdə ardıcıl təkamül nəticəsində dəyişikliklər baş verir. belə sabit biogeosenozlarda onlara senofil deyilir. Və qeyri-sabit şəraiti olan sistemlərdə koordinasiya olunmamış təkamül ekoloji plastik, qondarma koenofob növlər arasında baş verir. Eyni növün müxtəlif populyasiyalarından olan fərdlərin miqrasiyası onların genofondlarını dəyişir, müxtəlif genlərin baş vermə tezliyini pozur. Müasir biologiya belə düşünür. Aşağıda nəzərdən keçirəcəyimiz üzvi dünyanın təkamülü bu həqiqəti təsdiqləyir.

Təbiətin inkişaf mərhələləri

S.Razumovski və V.Krasilov kimi alimlər sübut etmişlər ki, təbiətin inkişafının əsasında duran təkamül sürəti qeyri-bərabərdir. Onlar sabit biogeosenozlarda yavaş və demək olar ki, hiss olunmayan dəyişiklikləri təmsil edir. Menstruasiya zamanı kəskin şəkildə sürətlənirlər ekoloji böhranlar: texnogen fəlakətlər, buzlaqların əriməsi və s. Müasir biosferdə 3 milyona yaxın canlı varlıq var. Onlardan insan həyatı üçün ən vacibləri biologiyada öyrənilir (7-ci sinif). Protozoa, Coelenterates, Buğumayaqlılar, Chordataların təkamülü qan dövranı, tənəffüs, sinir sistemləri bu heyvanlar.

Canlı orqanizmlərin ilk qalıqlarına Arxey çöküntü süxurlarında rast gəlinir. Onların yaşı təxminən 2,5 milyard ildir. İlk eukariotlar başlanğıcda meydana çıxdı Mümkün variantlarÇoxhüceyrəli orqanizmlərin mənşəyi İ.Meçnikovun faqositellasının və E.Götellin mədəsinin elmi fərziyyələri ilə izah olunur. Biologiyada təkamül canlı təbiətin ilk arxey həyat formalarından müasir kaynozoy dövrünün flora və faunasının müxtəlifliyinə qədər inkişaf yoludur.

Təkamül amilləri haqqında müasir fikirlər

Onlar orqanizmlərdə adaptiv dəyişikliklərə səbəb olan şərtləri təmsil edirlər. Onların genotipi xarici təsirlərdən ən çox qorunur (bioloji növlərin genofondunun mühafizəkarlığı). Genetik məlumatların təsiri altında hələ də irsi məlumat dəyişə bilir.Məhz bu şəkildə - yeni xüsusiyyətlər və xassələr əldə etməklə - heyvanların təkamülü baş verir. Biologiya onu müqayisəli anatomiya, biocoğrafiya və genetika kimi bölmələrdə öyrənir. Təkamül amili kimi çoxalma müstəsna əhəmiyyət kəsb edir. Nəsillərin dəyişməsini və həyatın davamlılığını təmin edir.

İnsan və biosfer

Biologiya Yerin qabıqlarının əmələ gəlməsi proseslərini və canlı orqanizmlərin geokimyəvi fəaliyyətini öyrənir. Planetimizin biosferinin təkamülü uzun geoloji tarixə malikdir. Onu V.Vernadski öz təlimində işləyib hazırlamışdır. O, həmçinin insanın şüurlu (zehni) fəaliyyətinin təbiətə təsiri mənasını verən “noosfer” terminini də təqdim etmişdir. Planetin bütün qabıqlarına daxil olan canlı maddə onları dəyişdirir, maddələrin və enerjinin dövranını müəyyən edir.

Təkamülüzvi dünyanın tarixi inkişafı prosesidir. Bu prosesin mahiyyəti canlıların müxtəlif və daim dəyişən ətraf mühit şəraitinə davamlı uyğunlaşması və zaman keçdikcə canlıların təşkilinin mürəkkəbləşməsidir. Təkamül zamanı bəzi növlərin digərlərinə çevrilməsi baş verir.

Təkamül nəzəriyyəsində əsas olanlar- həyatın nisbətən sadə formalarından daha yüksək təşkil olunmuş formalara qədər tarixi inkişaf ideyası. Elmi materialist təkamül nəzəriyyəsinin əsasları böyük ingilis təbiətşünası Çarlz Darvin tərəfindən qoyulmuşdur. Darvindən əvvəl biologiyada əsasən növlərin tarixi dəyişməzliyi, Allah tərəfindən yaradılanların sayı qədər olduğu kimi yanlış anlayış hakim idi. Halbuki, Darvindən əvvəl də ən fərasətli bioloqlar təbiətə dini baxışların uyğunsuzluğunu başa düşürdülər və bəziləri spekulyativ olaraq təkamül ideyalarına çatırdılar.

Ən görkəmli təbiətşünas alim və Çarlz Darvinin sələfi məşhur fransız alimi Jean Baptiste Lamark idi. Onun içində məşhur kitab“Zoologiya fəlsəfəsi”ndə növlərin dəyişkənliyini sübut etdi. Lamark vurğulayırdı ki, növlərin sabitliyi yalnız zahiri bir hadisədir, bu, növlərin müşahidələrinin qısa müddəti ilə bağlıdır. Daha yüksək formalar həyat, Lamarka görə, təkamül prosesində aşağı olanlardan yaranmışdır. Lamarkın təkamül doktrinası kifayət qədər yekun deyildi və müasirləri arasında geniş tanınmamışdı. Yalnız Çarlz Darvinin görkəmli əsərlərindən sonra təkamül ideyası hamılıqla qəbul olundu.

Müasir elmdə təkamül prosesinin mövcudluğunu sübut edən çoxlu faktlar var. Bu, biokimya, embriologiya, anatomiya, sistematika, tərcümeyi-halı, paleontologiya və bir çox digər fənlərdən alınan məlumatlardır.

Embrioloji sübut- oxşarlıq ilkin mərhələlər heyvanların embrion inkişafı. oxuyur embrion dövrü müxtəlif qruplarda inkişaf, K. M. Baer orqanizmlərin müxtəlif qruplarında, xüsusilə inkişafın erkən mərhələlərində bu proseslərin oxşarlığını aşkar etdi. Sonralar bu nəticələrə əsaslanaraq E.Hekkel belə bir fikri ifadə etdi ki, bu oxşarlıq təkamül əhəmiyyətinə malikdir və onun əsasında “biogenetik qanun” formalaşdırılır - ontogenez filogenezin qısa əksidir. Hər bir fərdin öz fərdi inkişaf(ontogenez) əcdad formalarının embrion mərhələlərindən keçir. Hər hansı bir onurğalı heyvanın embrionunun yalnız inkişafının ilkin mərhələlərini öyrənmək onların hansı qrupa aid olduğunu dəqiqliklə müəyyən etməyə imkan vermir. Fərqlər inkişafın sonrakı mərhələlərində formalaşır. Tədqiq olunan orqanizmlərin aid olduğu qruplar nə qədər yaxın olarsa, embriogenezdə ümumi xüsusiyyətlər bir o qədər uzun müddət qorunacaqdır.?

Morfoloji– bir çox formalar bir neçə böyük sistematik vahidin xüsusiyyətlərini birləşdirir. Müxtəlif orqanizm qruplarını tədqiq edərkən aydın olur ki, bir sıra xüsusiyyətlərə görə onlar əsaslı şəkildə oxşardırlar. Məsələn, bütün dördayaqlı heyvanlarda əzanın quruluşu beşbarmaqlı üzvə əsaslanır. Fərqli növlərdəki bu əsas quruluş müxtəlif yaşayış şəraiti ilə əlaqədar olaraq dəyişdirilir: bu, gəzinti zamanı yalnız bir barmağına söykənən bərabər heyvanın üzvü və dəniz məməlisinin üzgəci və köstebeğin qazma üzvüdür və yarasanın qanadı.

Vahid plana uyğun qurulan və tək rudimentlərdən inkişaf edən orqanlara homolog deyilir. Homoloji orqanlar özlüyündə təkamülün sübutu ola bilməz, lakin onların mövcudluğu oxşar orqanizm qruplarının ortaq əcdaddan mənşəyini göstərir. Çarpıcı bir nümunə təkamülə rudimentar orqanların və atavizmlərin mövcudluğu xidmət edir. İlkin funksiyasını itirmiş, lakin bədəndə qalan orqanlara vestigial deyilir. Rudimentlərə misal olaraq: gövşəyən məməlilərdə həzm funksiyasını yerinə yetirən insanlarda; ilan və balinaların onlar üçün heç bir funksiya yerinə yetirməyən çanaq sümükləri; uzaq əcdadlarımızın sahib olduğu quyruğun rudimentləri sayılan insanlarda koksigeal vertebra. əcdad formalarına xas olan struktur və orqanların orqanizmlərdə təzahürünü adlandırırlar. Klassik nümunələr Atavizmlər insanlarda çox məmə və quyruqludur.

Paleontoloji– bir çox heyvanın fosil qalıqlarını bir-biri ilə müqayisə etmək və oxşarlıqları aşkar etmək mümkündür. Orqanizmlərin fosil qalıqlarının öyrənilməsi və canlı formalarla müqayisəsi əsasında. Onların üstünlükləri və mənfi cəhətləri var. Üstünlüklərə müəyyən bir orqanizm qrupunun müxtəlif dövrlərdə necə dəyişdiyini birbaşa görmək imkanı daxildir. Dezavantajlara paleontoloji məlumatların bir çox səbəblərə görə çox natamam olması daxildir. Bunlara leşlə qidalanan heyvanlar tərəfindən ölü orqanizmlərin sürətlə çoxalması; yumşaq bədənli orqanizmlər son dərəcə zəif saxlanılır; və nəhayət, fosil qalıqlarının yalnız kiçik bir hissəsinin kəşf edildiyi. Bunu nəzərə alaraq, təkamül nəzəriyyəsi əleyhdarlarının əsas tənqid obyekti olan paleontoloji məlumatlarda çoxlu boşluqlar var.

Təkamül haqqında ümumi anlayış

Ədəbiyyatda “təkamül” termininə tez-tez rast gəlirik. Ancaq biz həmişə onun mənasını aydın şəkildə izah edə bilmirik. Buna görə də bu məqalədə ümumi olaraq təkamül və canlı orqanizmlərin təkamülü məsələsini daha ətraflı nəzərdən keçirəcəyik. İzahlı lüğətdə bu terminin aşağıdakı izahı verilir:

Bu tərifdə əsas məqamlar dəyişikliklərin dönməzliyi və bir vəziyyətdən digərinə tədricən (addım-addım) keçid haqqında tezislərdir.

Geniş mənada əxlaqın təkamülündən, dəbin təkamülündən, yəni istənilən inkişafdan danışmaq olar. İndi bioloji təkamülə daha yaxından nəzər salaq.

Bioloji təkamül

Məlum mərhələni xatırlayaraq: “Hər şey axır, hər şey dəyişir” biz bunu canlı orqanizmlərə uğurla tətbiq edə bilərik. Onlar da dəyişikliklərə məruz qalırlar. Təkamül prosesi də onlar üçün xarakterikdir. Müasir biologiya təkamül anlayışının aşağıdakı şərhini verir:

Tərif 2

"Bioloji təkamül canlı təbiətin inkişafının təbii geri dönməz prosesidir, bu, populyasiyaların genetik tərkibində dəyişikliklər, uyğunlaşmaların formalaşması, növlərin növləşməsi və yox olması, ekosistemlərin və bütövlükdə biosferin çevrilməsi ilə müşayiət olunur."

Elmin inkişafı zamanı yaranmışdır çoxlu sayda təkamül çevrilmələrinin mexanizmini izah etməyə çalışan nəzəriyyələr.

Elmdə təkamül baxışlarının inkişafı

İnsan biliyinin inkişafının lap əvvəlindən təbiəti öyrənən bir-biri ilə sıx bağlı olan elmlər kompleksi formalaşmışdır. Bu kompleks təbiətşünaslıq adlanırdı.

Artıq qədim dövrlərdə təbiətşünaslar (o zamanlar təbiət filosofları adlanırdılar) bitki və heyvanların təsviri ilə məşğul olurdular. Uzun müddət elmdə idrakın təsviri üsulu üstünlük təşkil etmişdir. Lakin çox vaxt bu, yalnız sistemsiz, xaotik yığılmaya gətirib çıxarırdı elmi faktlar. Aristotel və Teofrast da canlı orqanizmlər haqqında bilikləri sistemləşdirməyə, onları bitki və heyvanlara ayırmağa çalışırdılar. Karl Linney üzvi dünyanın harmonik sistemini yaratmağa çalışdı. Amma uzun müddət alimlər səbəblərini izah edə bilmədilər növ müxtəlifliyi canlı orqanizmlər, canlı orqanizmlərin dəyişmə mexanizmi.

Metafizik baxışlar dəyişiklikləri inkar edir üzvi dünya. Yaradıcılıq isə həyatın və canlı orqanizmlərin yaradılmasında müəyyən bir qüvvənin - “Yaradanın” müdaxiləsini nəzərdə tutur. Hər iki nəzəriyyə fosil formalarının varlığını və onların yox olma səbəblərini açıqlaya bilmir.

18-19-cu əsrlərdə sənaye inqilabı və sosial transformasiyaların zirvəsində yaranan transformizm nəzəriyyəsi artıq növlərdə dəyişikliklərin mümkünlüyünü qəbul etmiş və bu dəyişikliklərin mexanizmini izah etməyə çalışmışdır.

Transformizm ideyaları öz gələcək inkişafını məşhur fransız alimi Jan-Batist Lamarkın əsərlərində tapdı. O, ilk dəfə flora və faunanın tarixi inkişafının vahid nəzəriyyəsini yaratmışdır. O, canlı formaların dəyişməzliyinin metafizik postulatına fəal şəkildə qarşı çıxırdı.

Lamark həyatın kortəbii nəslinin mümkünlüyünü etiraf etdi cansız təbiət. Lamark təkamül gradation prosesində canlı orqanizmlərin təşkilinin ən aşağı səviyyədən ən yüksək səviyyəyə qədər mürəkkəbləşməsini adlandırdı. Lakin Lamarkın fikirləri idealist dünyagörüşünü də əks etdirirdi. Məsələn, o, ali heyvanların təkamülünü təkmilləşmə istəyi ilə izah edirdi.

Qeyd 1

Lamarkizm ideyaları, sitologiyadakı kəşflər, paleontologiyadakı irəliləyişlər və şəxsi müşahidələr görkəmli İngilis tədqiqatçısı Çarlz Darvinə təkamül nəzəriyyəsini inkişaf etdirməyə imkan verdi. Darvinin növlərin mənşəyi nəzəriyyəsi uzun illər təmin edilmişdir biologiya elmi gələcək tədqiqatlar üçün etibarlı nəzəri əsasdır.

Ancaq insan biliyi yerində dayanmır. Darvinin nəzəriyyəsi artıq yeni faktları izah edə bilmir. Buna görə də, sintetik təkamül nəzəriyyəsi (STE) hazırda ümumi qəbul edilir. O, klassik darvinizmin və populyasiya genetikasının sintezini təmsil edir. STE təkamül materialı (genetik mutasiyalar) ilə təkamül mexanizmi (təbii seçmə) arasındakı əlaqəni izah etməyə imkan verir.

Canlıların nəsli valideynlərinə çox bənzəyir. Ancaq canlı orqanizmlərin mühiti dəyişərsə, onlar da əhəmiyyətli dərəcədə dəyişə bilər. Məsələn, iqlim tədricən soyuqlaşarsa, bəzi növlər nəsildən-nəslə getdikcə daha qalın tüklər əldə edə bilər. Bu proses adlanır təkamül. Milyonlarla illik təkamül zamanı kiçik dəyişikliklər, yığılaraq, əcdadlarından kəskin şəkildə fərqlənən yeni bitki və heyvan növlərinin yaranmasına səbəb ola bilər.

Təkamül necə baş verir?

Təkamül təbii seçimə əsaslanır. Bu belə olur. Eyni növə aid olan bütün heyvanlar və ya bitkilər hələ də bir-birindən bir qədər fərqlidir. Bu fərqlərin bəziləri sahiblərinə qohumlarından daha yaxşı yaşayış şəraitinə uyğunlaşmaq imkanı verir. Məsələn, bəzi marallar xüsusilə sürətli ayaqları, və o, hər dəfə yırtıcıdan qaçmağı bacarır. Belə maralın sağ qalmaq və nəslini saxlamaq şansı daha yüksəkdir və tez qaçmaq qabiliyyəti onun balalarına keçə bilər, ya da necə deyərlər, irsi olaraq keçə bilər.

Təkamül Yerdəki həyatın çətinliklərinə və təhlükələrinə uyğunlaşmaq üçün saysız-hesabsız üsullar yaratmışdır. Məsələn, toxum at şabalıdı Vaxt keçdikcə iti tikanlarla örtülmüş bir qabıq əldə etdilər. Toxum ağacdan yerə düşdükcə onu qoruyur.

Təkamül sürəti nədir?

Əvvəllər bu kəpənəklərin yüngül qanadları var idi. Onlar eyni yüngül qabıqlı ağac gövdələrində düşmənlərdən gizlənirdilər. Ancaq bu kəpənəklərin təxminən 1%-nin qanadları tünd idi. Təbii ki, quşlar onları dərhal gördülər və bir qayda olaraq, başqalarından əvvəl yedilər

Adətən təkamülçox yavaş irəliləyir. Ancaq bir heyvan növünün sürətli dəyişikliklərə məruz qaldığı və bunun üçün minlərlə və milyonlarla il deyil, daha az vaxt sərf etdiyi hallar var. Məsələn, bəzi kəpənəklər son iki yüz il ərzində Avropanın bir çox sənaye müəssisələrinin yarandığı ərazilərdə yeni yaşayış şəraitinə uyğunlaşmaq üçün rənglərini dəyişiblər.

Təxminən iki yüz il əvvəl Qərbi Avropa kömürlə işləyən fabriklər tikməyə başladı. Zavodun bacalarından çıxan tüstünün tərkibində ağac gövdələrinə çökən his var idi və onlar qaraldı. İndi açıq rəngli kəpənəklər daha çox nəzərə çarpır. Ancaq tünd qanadlı bir neçə kəpənək sağ qaldı, çünki quşlar artıq onları görmürdülər. Onlardan eyni tünd qanadlı başqa kəpənəklər çıxdı. İndi sənaye bölgələrində yaşayan bu növün kəpənəklərinin əksəriyyətinin qaranlıq qanadları var.

Niyə bəzi heyvan növləri nəsli kəsilir?

Bəzi canlılar mühiti kəskin şəkildə dəyişdikdə təkamül edə bilmir və nəticədə məhv olur. Məsələn, fillərə bənzəyən nəhəng tüklü heyvanlar - mamontlar, çox güman ki, nəsli kəsildi, çünki o dövrdə Yerdəki iqlim daha ziddiyyətli idi: yayda çox isti, qışda çox soyuq idi. Bundan əlavə, ibtidai insanların intensiv ovlanması nəticəsində onların sayı azalmışdır. Və mamontlardan sonra qılınc dişli pələnglər də nəsli kəsildi - axırda onların nəhəng dişləri mamontlar kimi yalnız iri heyvanları ovlamağa uyğunlaşdırılmışdı. Kiçik heyvanlar qılınc dişli pələnglər üçün əlçatmaz idi və yırtıcı olmadan planetimizin üzündən yoxa çıxdılar.

İnsanın da təkamül etdiyini necə bilirik?

Əksər elm adamları insanların müasir meymunlara bənzər ağacda yaşayan heyvanlardan təkamülləşdiyinə inanırlar. Bu nəzəriyyənin sübutu bədənimizin müəyyən struktur xüsusiyyətləri ilə təmin edilir ki, bu da bizə, xüsusən də əcdadlarımızın bir vaxtlar vegetarian olduğunu və yalnız bitkilərin meyvələrini, köklərini və gövdələrini yediyini düşünməyə imkan verir.

Onurğanızın əsasında quyruq sümüyü adlanan sümük əmələ gəlməsi var. Quyruqdan qalan hər şey budur. Vücudunuzu örtən saçların çoxu sadəcə yumşaq tüklərdir, lakin əcdadlarımızın saçları daha qalın olub. Hər bir saç xüsusi əzələ ilə təchiz olunub və soyuqdəymə zamanı dayanır. Tüklü dərili bütün məməlilər üçün eynidir: havanı saxlayır, bu da heyvanın istiliyinin qaçmasına mane olur.

Bir çox böyüklərin geniş xarici dişləri var - onlara "müdriklik dişləri" deyilir. İndi bu dişlərə ehtiyac yoxdur, amma bir vaxtlar əcdadlarımız yedikləri sərt bitki qidalarını çeynəmək üçün istifadə edirdilər. Apendiks bağırsaqlara bağlı kiçik bir borudur. Uzaq əcdadlarımız ondan bədən tərəfindən zəif həzm olunan bitki qidalarını həzm etmək üçün istifadə edirdilər. İndi artıq ehtiyac yoxdur və getdikcə azalır. Bir çox ot yeyən heyvanlarda - məsələn, dovşanlarda - appendiks çox yaxşı inkişaf etmişdir.

İnsanlar təkamülü idarə edə bilərmi?

İnsanlar təkamülü idarə edir bəzi heyvanlar 10.000 ildən çoxdur mövcuddur. Məsələn, bir çox müasir it cinsləri, böyük ehtimalla, sürüləri qədim insanların düşərgələrində gəzən canavarlardan törəmişdir. Tədricən, insanlarla yaşamağa başlayanlar təkamül etdi yeni növ heyvanlar, yəni it oldular. Sonra insanlar xüsusi məqsədlər üçün itlər yetişdirməyə başladılar. Buna seçim deyilir. Nəticədə, bu gün onların sayı 150-dən çoxdur müxtəlif cinslər itlər.

• Bu İngilis Çoban iti kimi müxtəlif əmrləri öyrədə bilən itlər mal-qara sürmək üçün yetişdirilmişdir.
• Sürətli qaça bilən itlər oyunu qovmaq üçün istifadə olunurdu. Bu tazı güclü ayaqları var və böyük sıçrayışlarla qaçır.
• Yaxşı qoxu hissi olan itlər xüsusi olaraq oyun izləmək üçün yetişdirilmişdir. Bu hamar saçlı dachshund dovşan dəliklərini parçalaya bilər.

Təbii seçmə adətən çox yavaş gedir. Seçilmiş seçim onu ​​kəskin surətdə sürətləndirməyə imkan verir.

Genetik mühəndislik nədir?

70-ci illərdə XX əsr Alimlər canlı orqanizmlərin genetik koduna müdaxilə edərək onların xassələrini dəyişməyin yolunu kəşf ediblər. Bu texnologiyaya gen mühəndisliyi deyilir. Genlər hər canlı hüceyrədə olan bir növ bioloji kod daşıyır. Ölçüləri müəyyən edir və görünüş hər canlı. İstifadə etməklə gen mühəndisliyi məsələn, daha sürətli böyüyən və ya bəzi xəstəliklərə daha az həssas olan bitki və heyvanları yetişdirə bilərsiniz