Vragen over de oorsprong van het leven en de ontwikkeling ervan houden wetenschappers sinds de oudheid voor een raadsel. Mensen hebben altijd geprobeerd dichter bij deze mysteries te komen, waardoor de wereld begrijpelijker en voorspelbaarder werd. Eeuwenlang domineerde het standpunt over het goddelijke begin van het heelal en het leven. De evolutietheorie heeft relatief recent de ereplaats veroverd als de belangrijkste en meest waarschijnlijke versie van de ontwikkeling van al het leven op onze planeet. De belangrijkste bepalingen zijn opgesteld door Charles Darwin in het midden van de 19e eeuw. De eeuw die volgde gaf de wereld veel ontdekkingen op het gebied van genetica en biologie, die het mogelijk maakten om de geldigheid van Darwins leer te bewijzen, uit te breiden, te combineren met nieuwe gegevens. Zo is de synthetische evolutietheorie ontstaan. Ze nam alle ideeën van de beroemde onderzoeker en de resultaten van wetenschappelijk onderzoek op verschillende gebieden in zich op, van genetica tot ecologie.
Van individueel naar klas
Biologische evolutie is de historische ontwikkeling van organismen op basis van de unieke processen van het functioneren van genetische informatie inbepaalde omgevingsomstandigheden.
De eerste fase van alle transformaties, die uiteindelijk leiden tot de opkomst van een nieuwe soort, is micro-evolutie. Dergelijke veranderingen stapelen zich in de loop van de tijd op en eindigen met de vorming van een nieuw hoger organisatieniveau van levende wezens: geslacht, familie, klasse. De vorming van supraspecifieke structuren wordt gewoonlijk macro-evolutie genoemd.
Vergelijkbare processen
Beide niveaus zijn in principe hetzelfde. De drijvende krachten achter zowel micro- als macroveranderingen zijn natuurlijke selectie, isolatie, erfelijkheid, variabiliteit. Het essentiële verschil tussen de twee processen is dat kruising tussen verschillende soorten praktisch uitgesloten is. Als gevolg hiervan is macro-evolutie gebaseerd op interspecifieke selectie. Een enorme bijdrage aan micro-evolutie wordt geleverd door de vrije uitwisseling van genetische informatie tussen individuen van dezelfde soort.
Convergentie en divergentie van tekens
De hoofdlijnen van evolutie kunnen verschillende vormen aannemen. Een krachtige bron van diversiteit in het leven is de divergentie van kenmerken. Het werkt zowel binnen een bepaalde soort als op hogere organisatieniveaus. Omgevingsomstandigheden en natuurlijke selectie leiden tot de verdeling van een groep in twee of meer, die verschillen in bepaalde kenmerken. Op soortniveau kan divergentie omkeerbaar zijn. In dit geval versmelten de resulterende populaties opnieuw tot één. Op hogere niveaus is het proces onomkeerbaar.
Een andere vorm is fyletische evolutie, waarbij een soort wordt getransformeerd zonder het individu te scheidenpopulaties. Elke nieuwe groep is een afstammeling van de vorige en een voorouder van de volgende.
Convergentie of "convergentie" van tekens levert ook een belangrijke bijdrage aan de diversiteit van het leven. In het proces van ontwikkeling van niet-verwante groepen organismen onder invloed van dezelfde omgevingsomstandigheden, worden vergelijkbare organen bij individuen gevormd. Ze hebben een vergelijkbare structuur, maar verschillende oorsprong en voeren bijna dezelfde functies uit.
Parallellisme is zeer dicht bij convergentie - een vorm van evolutie wanneer aanvankelijk uiteenlopende groepen zich op een vergelijkbare manier ontwikkelen onder invloed van dezelfde omstandigheden. Er is een dunne lijn tussen convergentie en parallellisme, en het is vaak moeilijk om de evolutie van een bepaalde groep organismen toe te schrijven aan een of andere vorm.
Biologische vooruitgang
De belangrijkste richtingen van evolutie werden voor het eerst beschreven in de werken van A. N. Severtsov. Hij stelde voor om het concept van biologische vooruitgang te benadrukken. De werken van de wetenschapper schetsen de manieren om dit te bereiken, evenals de belangrijkste manieren en richtingen van evolutie. Severtsovs ideeën zijn ontwikkeld door I. I. Schmalhausen.
De belangrijkste richtingen van de evolutie van de organische wereld, geïdentificeerd door wetenschappers, zijn biologische vooruitgang, regressie en stabilisatie. Bij naam is het gemakkelijk te begrijpen hoe deze processen van elkaar verschillen. Vooruitgang leidt tot de vorming van nieuwe kenmerken die de mate van aanpassing van het organisme aan de omgeving verhogen. Regressie wordt uitgedrukt in een vermindering van de grootte van de groep en zijn diversiteit, uiteindelijk leidend tot uitsterven. Stabilisatie omvat de consolidering van verworven kenmerken en hun overdracht van generatie opgeneratie onder relatief ongewijzigde omstandigheden.
In engere zin, waarmee ze de hoofdrichtingen van organische evolutie aanduiden, bedoelen ze precies biologische vooruitgang en zijn vormen.
Er zijn drie manieren om biologische vooruitgang te boeken:
- arogenese;
- allogenese;
- catagenese.
Arogenese
Dit proces maakt het mogelijk om het algehele organisatieniveau te verhogen als gevolg van de vorming van aromorfose. Wij stellen voor om te verduidelijken wat met dit begrip wordt bedoeld. Aromorfose is dus een richting van evolutie, die leidt tot een kwalitatieve verandering in levende organismen, vergezeld van hun complicatie en een toename van adaptieve eigenschappen. Door een verandering in de structuur wordt het functioneren van individuen intenser, ze krijgen de mogelijkheid om nieuwe, voorheen ongebruikte middelen in te zetten. Als gevolg hiervan worden organismen in zekere zin vrij van omgevingscondities. Op een hoger organisatieniveau zijn hun aanpassingen grotendeels universeel van aard, waardoor ze zich kunnen ontwikkelen ongeacht de omgevingsomstandigheden.
Een goed voorbeeld van aromorfose is de transformatie van de bloedsomloop van gewervelde dieren: het verschijnen van vier kamers in het hart en de scheiding van twee cirkels van bloedcirculatie - groot en klein. De evolutie van planten wordt gekenmerkt door een grote sprong voorwaarts als gevolg van de vorming van de pollenbuis en het zaad. Aromorfosen leiden tot de opkomst van nieuwe taxonomische eenheden: klassen, afdelingen, typen en koninkrijken.
Aromorfose is volgens Severtsov een relatief zeldzame evolutionairefenomeen. Het markeert een morfofysiologische vooruitgang, die op zijn beurt een algemene biologische vooruitgang initieert, vergezeld van een significante uitbreiding van de adaptieve zone.
Sociale aromorfose
Rekening houdend met de richting van de evolutie van het menselijk ras, introduceren sommige wetenschappers het concept van "sociale aromorfose". Het duidt universele veranderingen aan in de ontwikkeling van sociale organismen en hun systemen, die leiden tot complicaties, een groter aanpassingsvermogen en een toename van de wederzijdse invloed van samenlevingen. Dergelijke aromorfosen omvatten bijvoorbeeld de opkomst van de staat, de druk- en computertechnologie.
Allogenese
In de loop van de biologische vooruitgang worden ook veranderingen van minder mondiale aard gevormd. Ze vormen de essentie van allogenese. Deze richting van evolutie (tabel hieronder) heeft een significant verschil met aromorfose. Het leidt niet tot een verhoging van het organisatieniveau. Het belangrijkste gevolg van allogenese is idioadaptatie. In feite is het een persoonlijke verandering, waardoor het lichaam zich aan bepaalde omstandigheden kan aanpassen. Deze richting van evolutie van de organische wereld maakt het mogelijk dat nauw verwante soorten in zeer verschillende geografische gebieden leven.
Een sprekend voorbeeld van zo'n proces is de wolvenfamilie. De soort komt voor in verschillende klimaatzones. Elk heeft een bepaalde reeks aanpassingen aan zijn omgeving, terwijl het qua organisatie niet significant superieur is aan andere soorten.
Wetenschappers identificeren verschillende soorten idioadaptaties:
- in vorm (bijvoorbeeld een gestroomlijnd lichaamwatervogels);
- op kleur (dit omvat mimicry, waarschuwing en beschermende kleuring);
- voor reproductie;
- voor voortbeweging (vliezen van watervogels, luchtzak van vogels);
- aanpassing aan omgevingsomstandigheden.
Verschillen tussen aromorfose en idioadaptatie
Sommige wetenschappers zijn het niet eens met Severtsov en zien onvoldoende redenen om onderscheid te maken tussen idioadaptaties en aromorfosen. Zij zijn van mening dat de mate van vooruitgang pas kan worden beoordeeld nadat een aanzienlijke hoeveelheid tijd is verstreken sinds de verandering heeft plaatsgevonden. In feite is het moeilijk te realiseren tot welke evolutionaire processen een nieuwe kwaliteit of ontwikkeld vermogen zal leiden.
Severtsovs volgelingen zijn geneigd te denken dat idioadaptatie moet worden opgevat als een transformatie van de lichaamsvorm, overmatige ontwikkeling of vermindering van organen. Aromorfosen zijn significante veranderingen in de embryonale ontwikkeling en de vorming van nieuwe structuren.
Catagenese
Biologische evolutie kan doorgaan met de vereenvoudiging van de structuur van organismen. Catagenese is een algemene degeneratie, een proces dat leidt tot een afname van de organisatie van levende wezens. Het belangrijkste resultaat van deze evolutielijn (hieronder wordt een tabel weergegeven waarin de drie paden worden vergeleken) is het verschijnen van zogenaamde catamorfosen of primitieve tekens die de verloren progressieve tekens vervangen. Een voorbeeld van organismen die het stadium van algemene degeneratie zijn gepasseerd, kan elke parasiet zijn. Voor het grootste deel verliezen ze het vermogen om onafhankelijk te bewegen, hun zenuwstelsel is sterk vereenvoudigd.en bloedsomloop. Maar er verschijnen verschillende aanpassingen voor een betere penetratie in het lichaam van de gastheer en fixatie op geschikte organen.
| Arogenese | Allogenese | Catagenese | |
| Grote verandering | aromorfose | idioadaptation | catamorfose |
| Kennis van richting |
|
|
|
| Voorbeelden |
|
|
|
Ratio
De hoofdrichtingen van evolutie zijn met elkaar verbonden en vervangen elkaar voortdurend in de loop van de historische ontwikkeling. Na kardinale transformaties in de vorm van aromorfose of degeneratie, begint een periode waarin een nieuwe groep organismen begint te stratificeren als gevolg van de ontwikkeling van de afzonderlijke delen van verschillende geografische zones. Evolutie begint door idioadaptatie. Na een tijdje leiden de geaccumuleerde veranderingen tot een nieuwe kwalitatieve sprong.
Richting van de evolutie van planten
De moderne flora verscheen niet meteen. Zoals alle organismen heeft het een lange weg afgelegd om te worden. Plantevolutie omvatte de verwerving van verschillende belangrijke aromorfosen. De eerste hiervan was de komst van fotosynthese, waardoor primitieve organismen de energie van zonlicht konden gebruiken. Geleidelijk ontstonden als gevolg van transformaties in morfologie en fotosynthetische eigenschappen algen.
De volgende stap was de ontwikkeling van land. Voor de succesvolle voltooiing van de "missie" was nog een aromorfose nodig - differentiatie van weefsels. Mossen en sporenplanten verschenen. Verdere complicatie van de organisatie wordt geassocieerd met de transformatie van het proces en reproductiemethoden. Aromorfosen als de zaadknop, stuifmeelkorrels en, ten slotte, het zaad kenmerken gymnospermen, die evolutionair meer ontwikkeld zijn dan sporen.
Verder gingen de paden en richtingen van de plantenevolutie in de richting van een nog grotere aanpassing aan de omgevingsomstandigheden, waardoor de weerstand tegen ongunstige factoren toenam. Als gevolg van het verschijnen van de stamper en kiemlaag, bloei ofangiospermen die zich vandaag in een staat van biologische vooruitgang bevinden.
Dierenrijk
De evolutie van eukaryoten (een eukaryote cel bevat een gevormde kern) met een heterotroof type voeding (heterotrofen zijn niet in staat om organisch materiaal te creëren met behulp van chemo- of fotosynthese) ging in de eerste stadia ook gepaard met weefseldifferentiatie. Coelenteraten hebben een van de eerste significante aromorfosen in de evolutie van dieren: twee lagen worden gevormd in de embryo's, ecto- en endoderm. Bij rondwormen en platwormen wordt de structuur al complexer. Ze hebben een derde kiemlaag, het mesoderm. Deze aromorfose maakt verdere differentiatie van weefsels en het ontstaan van organen mogelijk.
De volgende fase is de vorming van een secundaire lichaamsholte en de verdere verdeling ervan in secties. Annelids hebben al parapodia (een primitief type ledematen), evenals bloedsomloop en ademhalingssystemen. De transformatie van parapodia in gelede ledematen en enkele andere veranderingen veroorzaakten het verschijnen van het Arthropod-type. Al nadat ze waren geland, begonnen insecten zich actief te ontwikkelen vanwege het verschijnen van embryonale membranen. Tegenwoordig zijn ze het meest aangepast aan het leven op aarde.
Dergelijke aromorfosen als de vorming van het notochord, de neurale buis, de abdominale aorta en het hart maakten het verschijnen van het Chordata-type mogelijk. Dankzij een reeks progressieve veranderingen werd de diversiteit aan levende organismen aangevuld met vissen, amniotes en reptielen. De laatste was vanwege de aanwezigheid van embryonale membranen niet langer afhankelijk van water en kwam aan land.
Volgendeevolutie volgt het pad van transformatie van de bloedsomloop. Er zijn warmbloedige dieren. Aanpassingen aan de vlucht maakten de opkomst van vogels mogelijk. Aromorfosen zoals een hart met vier kamers en het verdwijnen van de rechter aortaboog, een toename van de hemisferen van de voorhersenen en de ontwikkeling van de cortex, de vorming van een jas en borstklieren, en een aantal andere veranderingen leidden tot het verschijnen van zoogdieren. Onder hen vielen tijdens het evolutieproces placentale dieren op, en vandaag zijn ze in een staat van biologische vooruitgang.
Aanwijzingen voor de evolutie van het menselijk ras
De kwestie van de oorsprong en evolutie van de voorouders van moderne mensen is nog niet grondig bestudeerd. Dankzij de ontdekkingen van paleontologie en vergelijkende genetica zijn de reeds gevestigde ideeën over onze "stamboom" veranderd. Zelfs 15 jaar geleden heerste het standpunt dat de evolutie van mensachtigen een lineair type volgde, dat wil zeggen, het bestond uit steeds meer ontwikkelde vormen die elkaar opeenvolgend vervingen: Australopithecus, een bekwame man, archantroop, Neanderthaler (paleoantroop), neoantroop (moderne man). De belangrijkste richtingen van de menselijke evolutie, zoals in het geval van andere organismen, leidden tot de vorming van nieuwe aanpassingen, een verhoging van het organisatieniveau.
Gegevens die in de afgelopen 10-15 jaar zijn verkregen, hebben echter serieuze aanpassingen gedaan aan het reeds gevestigde beeld. Nieuwe vondsten en bijgewerkte datering geven aan dat de evolutie complexer was. De onderfamilie Hominina (behoort tot de familie Hominiden) bleek uit bijna twee keer zoveel soorten te bestaan alseerder werd overwogen. De evolutie ervan was niet lineair, maar bevatte verschillende zich gelijktijdig ontwikkelende lijnen of vertakkingen, progressieve en doodlopende wegen. Op verschillende tijdstippen leefden drie of vier of meer soorten naast elkaar. De vernauwing van deze diversiteit vond plaats door de verplaatsing door evolutionair meer ontwikkelde groepen van andere, minder ontwikkelde. Het is nu bijvoorbeeld algemeen aanvaard dat Neanderthalers en moderne mensen tegelijkertijd leefden. De eerstgenoemden waren niet onze voorouders, maar waren een parallelle tak die werd verdrongen door meer geavanceerde mensachtigen.
Progressieve veranderingen
De belangrijkste aromorfosen die hebben geleid tot de welvaart van de onderfamilie blijven onbetwistbaar. Dit is bipedalisme en een toename van de hersenen. Wetenschappers zijn het niet eens over de redenen voor de vorming van de eerste. Lange tijd werd gedacht dat dit een geforceerde maatregel was die nodig was voor de ontwikkeling van open ruimten. Recente gegevens suggereren echter dat de voorouders van mensen op twee benen liepen, zelfs tijdens de periode van leven op bomen. Dit vermogen verscheen in hen onmiddellijk na de scheiding van de chimpanseelijn. Volgens één versie bewogen mensachtigen zich oorspronkelijk als moderne orang-oetans, staande met beide voeten op de ene tak en hand in hand op een andere.
De groei van de hersenen vond plaats in verschillende fasen. Het begon met Homo habilis (handige man), die leerde de eenvoudigste gereedschappen te maken. De toename van het hersenvolume viel samen met een toename van het aandeel vlees in het dieet van mensachtigen. De Habilis lijken aaseters te zijn geweest. De volgende toename van de hersenen ging ook gepaard met een toename van de hoeveelheid vleesvoedsel enhervestiging van onze voorouders buiten het inheemse Afrikaanse continent. Wetenschappers suggereren dat de toename van het aandeel vlees in het dieet verband houdt met de noodzaak om de energie aan te vullen die wordt besteed aan het behoud van het werk van de vergrote hersenen. Vermoedelijk viel de volgende fase van dit proces samen met de ontwikkeling van vuur: gekookt voedsel verschilt niet alleen in kwaliteit, maar ook in caloriegeh alte, bovendien wordt de tijd die nodig is voor het kauwen aanzienlijk verminderd.
De belangrijkste richtingen van de evolutie van de organische wereld, gedurende vele eeuwen, vormden de moderne flora en fauna. De beweging van het proces in de richting van aanpassing aan veranderende omgevingsomstandigheden heeft geleid tot een enorme verscheidenheid aan levensvormen. De belangrijkste richtingen van evolutie werken op dezelfde manier op alle organisatieniveaus, zoals blijkt uit de gegevens van biologie, ecologie en genetica.
