Теория Эволюции (шпаргалка)

Роль межпопуляционного отбора особенно наглядна в возникновении новых штаммов у бактерий и вирусов. Левоентин приводит интересный пример действия группового отбора в возникновении слабовирулентных штаммов миксоматоза у кроликов в Австралии. Вирусы миксоматоза передаются механическим путем ротовыми органами москитов. Погибших от этой болезни кроликов москиты не кусают и, следовательно, сильно вирулентные популяции вирусов гибнут вместе с хозяином. Каждый погибший кролик представляет популяцию вирусов. Отбор на слабовирулентные популяции привел к тому, что кролики в Австралии перестали погибать от миксоматоза.

Естественный отбор.

Отбор в понимании Ч. Дарвина. Различия между искусственным и естественным отбором. Различия между видом и породой, сортом.

Из анализа огромного материала, накопленного по культурным формам животных и растений, Ч. Дарвин выводит основные положения эволюционного учения. Исходя из широкой изменчивости домашних животных и растений и установив, что все многообразие пород и сортов происходит из небольшого числа родоначальных форм, Ч. Дарвин подходит к выявлению основного формообразующего фактора – отбора.

Ключ к объяснению эв-ции Ч. Дарвин видит в выяснении таких факторов, под влиянием которых виды, эволюируя, в то же время становятся приспособленными к новым условиям существуя, и притом во всех жизненно главных чертах морфофизиологической организации.

По аналогии с культурными формами Ч. Дарвин считает, что приспособленность естественных видов есть так же результат отбора наиболее приспособленных, но производится отбор не человеком, а самими условиями среды.

По мнению Ч. Дарвина, перенаселение есть основная, хотя и не единственная причина возникновения борьбы за сущ-ие, которую приходится вести организмам.

Переживание наиболее приспособленных и гибель менее приспособленных форм Ч. Дарвин называет естественным отбором. Этот отбор есть природный фактор, сохраняющий полезные изменения. Ч. Дарвин указывает, что под естественным отбором не следует понимать какой-либо сознательный выбор, т.к. здесь мы имеем лишь естественное следствие гибели всех менее приспособленных.

Различия между искусственным и естественным отбором.

Искусственный отбор часто ведет к накоплению признаков, не приносящих пользу для их обладателя ( большинство видов домашних животных и культурных растений не могут существовать поэтому без постоянной поддержки человеком в результате резко пониженной жизнеспособности в природных условиях).

Естественный отбор не предопределен, не направлен заранее к какой-то цели, как искусственный.   

При искусственном отборе образуются сорта и породы, а при естественном отборе – виды.

При искусственном отборе селекционный процесс ведет человек; при естественном отборе – отбирает среда.В природе изменчивость условий среды менее резкая.

Различие между видом и породой, сортом:

К образованию пород и сортов приводит методический отбор. Признаки кот. развиваются у данной формы прежде всего хозяйственно полезны.

Виды образуются в результате естественного отбора , т.е. под воздействием на организм условий окружающей среды.

опыты Иогансена с чистыми линиями. Фундаментальная теорема Фимера. Отбор между рецессивного и доминантного генов.

Начало генетического изучения популяций положила  работа В. Иогансена «О наследовании в популяциях и чистых линиях» (1903), экспериментально доказавшая эффективность действия отбора в гетерогенной смеси генотипов (все природные популяции). Одновременна была продемонстрирована неэффективность действия отбора в чистых линиях – генотипически однородном (гомозиготном) потомстве, получаемом исходно от одной самоопыляющейся или самооплодотворяющейся особи с помощью отбора и дальнейшего самоопыления (самооплодотворения).

Фундаментальной теоремы Фимера; отбор между рецессивного и доминантного генов НЕ НАШЕЛ

Статистический аспект отбора.

Не нашел

Движущие и стабилизирующие формы отбора.

Движущей (или направленной) формой отбора принято называть отбор, способствующий сдвигу среднего значения признака или свойства. Такой отбор способствует закреплению новой нормы взамен старой, пришедшей в несоответствие с условиями. Изменение признака при этом может происходить как в сторону усиления, так и ослабления.

Утрата признака – обычно результат действия движущей формы отбора. Н-р, в условиях функциональной непригодности органа (или его части) естественный отбор способствует их редукции. Утрата крыльев у части птиц и насекомых, пальцев у копытных, конечностей у змей, глаз у пещерных животных, корней и листьев у растений-паразитов – примеры действия движущего отбора в направлении редукции органов. Материал для действия отбора в направлении редукции органов доставляется разного рода мутациями, кот. ведут к дезинтеграции организма и нарушению системы его корреляций.

Была изучена возможность изменения числа щетинок у дрозофилы. Направленный отбор через 30 поколений в одной линии снизил их число с 32 до 25, а в другой (после 20 поколений) повысил до 45 – 50 шт. Генетический анализ мух новых линий показал наследственную обусловленность вновь возникших особенностей. В экспериментах с тем же видом дрозофил показана возможность заметного повышения холодоустойчивости после отбора. Так, у исходной линии при температуре 0 С выживало лишь 28% четырехдневных личинок. После 30 поколений отбора для личинок температура 0С превратилась в фактор, стимулирующий развитие. Этот процесс характерен в природе; часто первоначально вредный фактор при его постоянном действии превращается в фактор нормального развития.

Стабилизирующий отбор – форма естественного отбора, направленная на поддержание и повышение устойчивости реализации в популяции среднего, ранее сложившегося значения признака или свойства. При стабилизирующем отборе преимущество в размножении получают особи со средним выражением признака. Эта форма как бы охраняет и усиливает установившуюся характеристику признака, устраняя от размножения все особи, фенотипически заметно уклоняющиеся в ту или иную сторону от сложившейся нормы.  

Дезруптивный отбор.

Эта форма отбора существует в случаях, когда ни одна из групп генотипов не получает абсолютного преимущества в борьбе за сущ-ие из-за разнообразия условий, одновременно встречающихся на одной территории. При этом в одних условиях отбирается одно качество признака, в других – другое. Дизруптивный отбор направлен против особей со средним или промежуточным характером признаков и ведет к установлению полиморфизма в пределах популяций. Популяция как бы разрывается по данному признаку на несколько групп.

Общий результат дизруптивного отбора – формирование гетерозиготного полиморфизма.

Межпопуляционный отбор.

Не нашел

Эффект Болдуина. Фенокопии и морфозы

Феномен, когда приобретенные признаки замещаются такими же врожденными, одновременно привлек внимание нескольких авторов, но наиболее детально обсуждался в работах Болдуина) и потому получил название "эффект Болдуина". Последовавшее развитие генетики и синтетической теории эв-ции отвлекли внимание научного сообщества от наследования приобретенных свойств. ""стабилизирующий" отбор: наследование признаков, приобретенных в ходе индивидуального развития. Морфозы – это ненаследственные изменения фенотипа, кот. возникают под действием экстремальных факторов среды, не носят адаптивный характер и необратимы (н-р: ожоги, шрамы).
Фенокопии – это ненаследственное изменение генотипа, которое напоминает наследственные заболевания (увеличение щитовидной железы на территории, где в воде или земле не хватает йода).

Ортогенетические взгляды на эволюцию.

Некот. авторы пытались другим путем, чем де Фриз, объяснить быстроту эволюционных изменений. Они предполагали, что изменчивость, будучи материалом для эволюционного процесса, представляет целый ряд изменений, протекающих в одном определенном направлении, а не беспорядочно в разных направлениях. В результате этого эволюционный процесс может протекать быстро и не нуждается в столь длительных периодах времени, как это принимал Д. и его соратники. Эти именно течения в науке об эволюционизме носят название ортогенеза.

Ортогенетические взгляды не составляют какой-то монолитной концепции и по существу разные авторы, кот. следуют по этому направлению, часто стоят на совершенно разных позициях. Ортогенетиков в основном можно разделить на два лагеря. Один из них оперирует скорее понятиями, кот. не могут надолго укорениться в науке, так как они прибегают к помощи сверхъестественных факторов, другой старается объяснить механизм ортогенеза на основании материалистического мировоззрения.

К представителям первого лагеря можно отнести выдающегося ботаника К. Негели, с которым, как мы уже упоминали, Мендель вел корреспонденцию. По словам Жордана и Келлога "Карл Негели в своих идеях ортогенеза принимает какой-то вид мистического принципа прогрессивного развития, что-то неуловимое, что существует в живой природе и что вызывает, по крайней мере, стремление к специализации и совершенному приспособлению... Негели считает, что растения и животные развивались бы так, как развивались и без какой бы то ни было борьбы за сущ-ие или естественного отбора". Другими словами, Негели исключает действие дарвинских факторов, вводя вместо них какой-то сверхъестественный фактор.

Другие представители ортогенеза не занимали таких крайних позиций, если иметь в виду действие отбора, и стремились объяснить развитие в одном направлении без помощи какой-то таинственной и непознаваемой силы. Так, н-р, Т. Эймер принимает, что направления эволюционного развития были немногочисленными и не были обусловлены действием отбора, а законами органического роста и наследованием приобретенных признаков. Как течение химической реакции является однозначным, так и эволюционные процессы протекают детерминировано в одном направлении. Лишь тогда, когда признак окажется отчетливо полезным или вредным, может проявиться действие естественного отбора. Эймер доказывает свои эволюционные концепции на примере рисунка крыльев бабочек и окраски ящериц. Среди многочисленных сторонников ортогенетических взглядов оказались главным образом палеонтологи, кот. приводили много примеров развития рода в одном направлении. Они также обращали внимание на то, что в эволюционном развитии ископаемых форм иногда можно найти примеры развития структур, кот. были скорее вредными для особи, и потому возникновения их нельзя свести к действию отбора.

Наконец, следует в нескольких словах вспомнить, что и решительные виталисты, одаряющие жизнь специфическими силами, которых нет в мире мертвой природы, тоже стали сторонниками эв-ции. Таких взглядов придерживался, н-р, французский философ Бергсон, кот. принимал действие в живой субстанции нематериальной силы, и которую называл elan vital. Эта сила была ответственна за все проявления жизни организмов, не исключая и их эв-ции. Даже и те из биологов и философов, кот. приписывали действия и свойства организмов специальным жизненным силам, не могли уже отбросить самого факта эв-ции.

Учения Л.С. Берга о номогенезе.

Номогенез - концепция биологической эв-ции как процесса, протекающего по определенным внутренне запрограммированным закономерностям, не сводимым к воздействиям внешней среды. Теорию номогенеза выдвинул в 1922 г. Л.С.Берг (1876-195О) и противопоставил ее дарвинизму.

. ХРОНОЛОГИЯ ИСТОРИИ ЗЕМЛИ

Способы определения возраста верхних слоев Земли разнооб­разны. Зная период полураспада урана (4,5 млн. лет) .и подсчиты­вая соотношение урана и свинца в урановых рудах, можно опре­делить возраст соответствующих горных пород. Возраст молодых четвертичных отложений можно определить, зная период полу­распада радиоактивного углерода С14. Сезонные отличия в росте растительной массы и ее отмирании позволяют с точностью до года устанавливать возраст болот. Дендрохронологическое опре­деление возраста (по годичным кольцам деревьев) позволяет со­ставить для некоторых районов Земли точные таблицы, с помо­щью которых можно определить возраст любого дерева в течение последних 8—12 тыс. лет. Различия в усвоении изотопов кисло­рода в СаСОз при различной температуре позволяют выяснить температуру воды, в которой жил тот или иной вымерший вид моллюсков. Зная возраст изверженных пород, можно определить положение магнитных полюсов в период остывания породы, а на основе этого представить взаимное расположение материков относительно полюсов.

История Земли разделяется на длительные промежутки — эры; эры подразделяются на периоды; периоды — на эпохи; эпохи — на века. Окончание одной эры и начало другой знаменовалось сущест­веннейшими преобразованиями лика Земли, изменениями в соот­ношении суши и моря, изменениями климата, горообразо­вательными процессами. Все это, вместе взятое, вело к существенной смене фаун и флор, к изменению структуры биогеоценозов, влияя на эволюцию органического мира в целом. Геохронологическое разделение истории Земли (по данным палеонтологии, биогео­химии, палеогеографии, палеоклиматологии, геологии, геофи­зики) представлено на геохронологической таблице.

Возраст Земли около 7 млрд. лет. В начале развития Земли (протопланетный период) была утеряна первичная атмосфера и возникает вторичная, собственно земная атмосфера с преобла­данием СН4, Н2, NН3,Cl2. Катархей характеризуется интенсивными вулканическими процессами. На границе катархея и архея воз­никла жизнь.         

КОСМИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ

Фридман. Красное смещение подтвердило теорию о расширяющейся вселенной.

(1965г.)- открытие реликтового излучения – ископаемого – доказательства того, что вселенная эволюционирует во времени.

Энрих Янш: «Самоорганизующаяся вселенная»,Вейтберг: «Три минуты после взрыва».

Между частями вселенной была первичная симметрия, нарушение которой развёртывает пространство и время для эволюц. процесса. Гравитация - на макроуровне, ядерные силы - на микроуровне, магнитные силы – между макро- и микро-.

В плотной горячей вселенной сначала были ядерные силы. После создания ядер Н и Не вслелствие охлаждения в расширяющейся вселенной ядерная эв-ция вотступает на задний план. 10-15 млрд лет назад – начало космической эв-ции, начало гравитации, формирование облаков из атомов (~30 млн лет) => формирование звёзд и планет. Земля – одна из таких планет. Её возраст 4,5-5 млрд лет.

Сформировалась метагалактика (доступная для наблюдений часть вселенной). Доступность определяется космическим горизонтом. Скорость удаления от нас этого космич. Горизонта = 300 тыс. км./сек (скорость света).

(1963г.)- открыты квазары – объекты, подобные ядрам галактик. Сейчас их известно  ~ 4000.

Метагалактики – множественные скопления галактик, их М =  10 в 9 –т 10 в 12 степени масс солнца. В каждой галактике – много млрд. звёзд. На 1 квю градусе неба – до пол-миллиона галактик.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ

Конвариантная редупликация – способность живого воспроизводить себя – основная загадка…

До сих пор существует 4 гипотезы происхождения жизни:

1)Креационизм. (Джон Агер,Джон Лайфуд): октябрь 4004г.до н. э. – Бог создал мир,23 октября 4004 г.до н.э. – Бог создал человека, закончив этим свой труд.

2)Самопроизвольное Самозорождение. От Аристотеля, распространилось в Китае, Египте, Вавилоне.

(1577-1644) Ван Гельмонт описал эксперимент, созал за 3 недели мышей: грязная рубашка, горсть пшена, тёмный шкаф.

(1688) Франческо Реди.  Всё живое – из живого. Эксперименты с закапыванием  мяса.  Почему там черви? Было 2 мешка :один открытый, другой закрытый. Прославился.

Акер (повар) – консервировал еду.

Пастер начал пастеризовать банки, придумал колбу Пастера: колба с длинным ломающимся носиком не пропускает бактений.

3) Теория Панспермии (занос жизни на землю из космоса)

   а) Свант и Аррениус

Фред Хойи и Ч. Вакрамасингхе. По характеру поглощения света различных цветов звёздной пылью, они обнаружили в ней присутствие живых клеток, часть которых разложилась с образованием графита.

(1972) обнаружили присутствие длинных цепей полимеров, 10 в 52 степени отдельных клеток галактики.

Б) Сознательный посев: формула Дрэйка- расчёт возможных обитаемых миров (их очень много)

4) Биохимическая теория Опарина: атмосфера была восстановительной (вода, аммияк, метан, углекислый газ), температура не менее 100 градусов Цельсия, вода в виде пара. УФ проникал, так как озонового слоя не было. Образовался первичный бульон (коацерваты), кот. поглощали ионы металлов и образовывали ферменты. На их границе со средой образовались липиды (клеточные мембраны)

(1953) Стендли Миллер моделировал эти условия и синтезировал ряд аминокислот и простые сахара, аденин (из воды, аммияка и угл. Газа).

А УФ разлагает воду на Н 2 и О2, и некот. О2 à О3. Озон накопился и защищает от УФ. Дальнейший синтез стал не возможен. Началось голодание и отбор организмов, способных к фотосинтезу. Отношение к этой концепции: не лепо и не правдоподобно, как сборка ураганом Боинга из кучи мусора.Вернадский добавил к сферам ещё и биосферу. Природные явления – с деградацией энергии, рассеивающейся в виде тепла. Если есть конец мира, то миру должен прийти конец (возрастает энтропия вселенной).

 Результате жизни же происходит увеличение жизненной энергии в земной коре (противовес). Созидает, создаёт, увеличивается негэнтрапия.

Выделение газов. Рост действенной энергии.

Энергия солнца à через живое существо à О2 атм.

Растекание жизни - через размножение.

Шредингер “Жизнь с точки зрения физики”. Дарвин: возникновение порядка из хаоса. Изменчивость имеет случайный статистический характер. Популяция – элементарная часть эволюционного процесса, в которой действует отбор. Естественный отбор и создаёт порядок. Биологическая эволюция, подобно космической, происходит в открытой системе, далёкой от равновесия. Конечный итог – отток энтропии в окружающую среду. Жизнь задерживает рост энтропии, ведущей к смерти. Жизнь – извлечение из среды упорядоченности, то есть негэнтропии.

Вернадский и Шредингер проповедовали синергетику. Организм питается отрицательной синтрапией, вызывая на себя её проток. Энтрапия – степень омертвелости системы. Негэнтрапия – степень оживлённости.                        

СОЦИАЛЬНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ

Обезьяна стала превращаться в человека, когда она стала использовать палку не только по прямому назначению, но и совершенствовать её как орудие труда. Появилась частная собственность. Появилась “моя культурная продукция”. Культура – биологический признак, кот. передаётся не генами, а символами. С появлением культуры начался этап социальной культуры.

Геохронологическое разделение истории Земли (по данным палеонтологии, биогео­химии, палеогеографии, палеоклиматологии, геологии, геофи­зики) представлено на геохронологической таблице (табл. 1).

Возраст Земли около 7 млрд. лет. В начале развития Земли (протопланетный период) была утеряна первичная атмосфера и возникает вторичная, собственно земная атмосфера с преобла­данием СН4, Н2, NH3CL2. Катархей характеризуется интенсивными вулканическими процессами. На границе катархея и архея воз­никла жизнь.

Эры

Периоды

Века

Длитель­ность,

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16