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Darwin betrachtete die künstliche Selektion als den Hauptmechanismus, der für die Entstehung und Vielfalt von Kulturpflanzen und Haustieren verantwortlich ist. Bei der Untersuchung der künstlichen Selektion kam der Wissenschaftler zu der Idee, dass ein ähnliches Phänomen in der Natur existiert. Was sind die treibenden Kräfte hinter der Artenentwicklung? Darwin sah die Antwort auf diese Frage in zwei Komponenten.

Erstens wies er auf das Vorhandensein ungewisser (individueller) Variabilität von Organismen in ihrem natürlichen Lebensraum hin.

Darwin bestimmte das Vorhandensein individueller Variabilität in der Natur anhand einer Reihe von Fakten. Bienen unterscheiden beispielsweise Bienen von ihren eigenen und benachbarten Bienenstöcken. Aus den Eicheln einer Eiche gewachsene Pflanzen unterscheiden sich in vielen kleinen äußeren Merkmalen usw.

Zweitens kam Darwin zu dem Schluss, dass die Fitness wilder Arten ebenso wie kultivierte Formen das Ergebnis der Selektion ist. Doch diese Auswahl trifft nicht der Mensch, sondern die Umwelt. Die individuelle Variabilität in der Natur ist ausschlaggebend für die Auswahl. So wie Tierrassen und Pflanzensorten angemessen an die Bedürfnisse des Menschen angepasst werden, passen sich auch Arten an das Leben unter bestimmten Umweltbedingungen an.

Wie bereits erwähnt neigen Organismen dazu, sich exponentiell zu vermehren. Allerdings erreichen nicht alle geborenen Individuen die Geschlechtsreife. Die Gründe dafür sind vielfältig. Das Absterben von Organismen kann durch mangelnde Nahrungsressourcen, ungünstige Umweltfaktoren, Krankheiten, Feinde usw. beobachtet werden. Darwin kam daraus zu dem Schluss, dass es in der Natur einen ständigen Kampf ums Überleben zwischen Organismen gibt.

Der Kampf ums Dasein ist eine Reihe vielfältiger und komplexer Interaktionen von Organismen untereinander und mit den sie umgebenden Umweltbedingungen.

Darwin identifizierte drei Formen des Kampfes ums Dasein: intraspezifisch, interspezifisch und Kampf gegen ungünstige Umweltbedingungen.

Intraspezifischer Kampf- Beziehungen zwischen Individuen derselben Art. Darwin betrachtete den intraspezifischen Kampf als den intensivsten. Natürlich haben Organismen derselben Art ähnliche Anforderungen an Nahrung, Brutbedingungen, Unterkünfte usw. Ein solcher Kampf ist am akutesten, wenn die Anzahl der Individuen der Art erheblich zunimmt und sich die Lebensbedingungen verschlechtern. Dies führt zum Tod einiger Individuen oder zu deren Ausschluss aus der Fortpflanzung. Der intraspezifische Kampf äußert sich beispielsweise in der Konkurrenz um Nistplätze bei Vögeln oder um einen Sexualpartner bei Tieren derselben Art. Gekeimte Samen von Pflanzen, beispielsweise von Birken, sterben oft ab, weil der Boden bereits dicht mit Sämlingen derselben Art bewachsen ist. Bei jungen Sämlingen mangelt es an Licht, Nahrung usw. Beim Mehlkäfer führt die Überschreitung der zulässigen Individuenzahl pro Einheit Nahrungssubstrat zu Störungen des Sexualzyklus und Kannibalismus.

Bekämpfung widriger Umweltbedingungen- Überleben der am besten angepassten Individuen, Populationen und Arten unter veränderten Bedingungen der unbelebten Natur. Diese Form der Kontrolle ist umso akuter, wenn einer der abiotischen Umweltfaktoren im Mangel oder im Übermaß vorliegt. Solche Situationen treten bei schweren Dürren, Überschwemmungen, Frösten, Bränden, Vulkanausbrüchen usw. auf. In Wüsten beispielsweise zielt der Existenzkampf der Pflanzen auf einen sparsamen Feuchtigkeitsverbrauch ab. Infolgedessen haben einige Pflanzen Anpassungen in Form von fleischigen Blättern oder Stängeln zur Wasserspeicherung entwickelt. Andere haben dornige Blätter, um die Verdunstung zu reduzieren, tief eindringende Wurzeln, um das Grundwasser zu nutzen usw. Ein weiteres Beispiel für die Bekämpfung ungünstiger Umweltbedingungen ist der Zug von Zugvögeln in warme Länder, wenn kaltes Wetter einsetzt.

Das natürliche Ergebnis aller Formen des Kampfes ist ein Rückgang der Zahl der am wenigsten angepassten Individuen von Generation zu Generation. Dies ist sowohl auf ihren sofortigen Tod als auch auf die geringere Anzahl produzierter Nachkommen zurückzuführen. Andererseits erhöht sich die Zahl der besser angepassten Individuen. Gleichzeitig entziehen sie den weniger angepassten Menschen in jeder nächsten Generation immer mehr lebensnotwendige Ressourcen. Dies führt nach und nach zu deren völliger Verdrängung aus dem Biotop. Darwin nannte diesen Prozess, der in der Natur ständig vorkommt, natürliche Selektion.

Laut Darwin ist natürliche Selektion der Prozess des Überlebens und der Fortpflanzung von Individuen, die am besten an die Lebensbedingungen angepasst sind, und des Todes von weniger angepassten Individuen.

Die Selektion erfolgt kontinuierlich über eine Reihe von Generationen und bewahrt vor allem diejenigen Formen, die am besten an die gegebenen Umweltbedingungen angepasst sind. Natürliche Selektion und der Kampf ums Dasein sind untrennbar miteinander verbunden und die treibenden Kräfte der Artenentwicklung. Diese treibenden Kräfte tragen zur Verbesserung der Organismen bei, was zu ihrer Anpassungsfähigkeit an ihre Umwelt und zur Artenvielfalt in der Natur führt.

Hauptergebnisse der Evolution

Nach Darwin sind die Ergebnisse der Evolution die Anpassungsfähigkeit von Organismen an ihre Umwelt und die Artenvielfalt in der Natur. Fitness- eine Reihe von Anpassungen (Merkmale der äußeren und inneren Struktur und des Verhaltens von Organismen), die einer bestimmten Art einen Überlebensvorteil verschaffen und unter bestimmten Umweltbedingungen Nachkommen hinterlassen.

Artenvielfalt- das zweite wichtige Ergebnis der Evolution. Erstens führt die unbestimmte Variabilität und die darauf basierende natürliche Selektion zu vielfältigen Beziehungen zwischen Organismen. Zweitens ist unser Planet durch viele Biotope gekennzeichnet, die sich in der Stärke der Umweltfaktoren unterscheiden. Auf dieser Grundlage entsteht die Artenvielfalt in der Natur. In diesem Fall sind diejenigen im Vorteil, die am besten organisiert und an die Umweltbedingungen angepasst sind. Darwin betonte, dass die gleichzeitige Existenz von Arten lebender Organismen mit unterschiedlichen Organisationsebenen dadurch erklärt wird, dass ihre Evolution gleichzeitig in mehrere Richtungen verlief.

Der Kampf ums Dasein ist eine Reihe vielfältiger und komplexer Interaktionen von Organismen untereinander und mit den sie umgebenden Umweltbedingungen. Die Folge des Kampfes ums Dasein ist die natürliche Auslese. Durch die Wirkung der natürlichen Selektion werden die wichtigsten Ergebnisse der Evolution erreicht: die Fitness der Organismen und die Artenvielfalt in der Natur.

Frage 1

Die wichtigsten treibenden Kräfte (Faktoren) des Evolutionsprozesses sind laut Charles Darwin die erbliche Variabilität der Individuen, der Kampf ums Dasein und die natürliche Selektion. Derzeit hat die Forschung auf dem Gebiet der Evolutionsbiologie die Gültigkeit dieser Aussage bestätigt und eine Reihe anderer Faktoren identifiziert, die im Evolutionsprozess eine wichtige Rolle spielen.

Auf die Idee der Existenz der natürlichen Auslese kamen mehrere englische Naturforscher unabhängig voneinander und nahezu gleichzeitig: V.

Wells (1813), P. Matthew (1831), E. Blythe (1835, 1837), A. Wallace (1858), C. Darwin (1858, 1859); Aber nur Darwin konnte die Bedeutung dieses Phänomens als Hauptfaktor der Evolution aufdecken und die Theorie der natürlichen Auslese entwickeln. Im Gegensatz zur künstlichen Selektion durch den Menschen wird die natürliche Selektion durch den Einfluss der Umwelt auf Organismen bestimmt.

Laut Darwin ist natürliche Selektion das „Überleben der Stärksten“-Organismen, bei dem die Evolution auf der Grundlage ungewisser erblicher Variabilität über eine Reihe von Generationen hinweg erfolgt.

Die natürliche Selektion ist die Hauptantriebskraft der Evolution, und jeder lebende Organismus, der jemals auf der Erde gelebt hat, wurde auf die eine oder andere Weise unter dem Einfluss der natürlichen Selektion gebildet

Die Evolutionstheorie besagt, dass sich jede Art gezielt entwickelt und verändert, um sich optimal an ihre Umwelt anzupassen.

Im Laufe der Evolution erhielten viele Insekten- und Fischarten schützende Farben, der Igel wurde dank seiner Nadeln unverwundbar und der Mensch wurde Besitzer eines sehr komplexen Nervensystems.

Wir können sagen, dass Evolution der Prozess der Optimierung aller lebenden Organismen ist und der Hauptmechanismus der Evolution die natürliche Selektion ist. Der Kern besteht darin, dass besser angepasste Individuen mehr Überlebens- und Fortpflanzungsmöglichkeiten haben und daher mehr Nachkommen hervorbringen als schlecht angepasste Individuen.

Dank der Übertragung genetischer Informationen ( genetische Vererbung) Nachkommen erben ihre grundlegenden Eigenschaften von ihren Eltern. Somit werden auch die Nachkommen starker Individuen relativ gut angepasst sein und ihr Anteil an der Gesamtmasse der Individuen wird zunehmen.

Nach einem Wechsel von mehreren zehn oder hundert Generationen steigt die durchschnittliche Fitness von Individuen einer bestimmten Art merklich an.

Die natürliche Selektion erfolgt automatisch. Von Generation zu Generation werden alle lebenden Organismen strengen Tests bis ins kleinste Detail ihrer Struktur und der Funktionsweise aller ihrer Systeme unter verschiedenen Bedingungen unterzogen.

Nur wer diese Prüfung besteht, wird ausgewählt und bringt die nächste Generation hervor. Darwin schrieb: „Die natürliche Selektion untersucht täglich und stündlich auf der ganzen Welt die kleinsten Variationen, verwirft das Schlechte, bewahrt und addiert das Gute und arbeitet still und unmerklich, wo und wann immer sich die Gelegenheit bietet, um jedes organische Wesen im Verhältnis zu den Bedingungen zu verbessern.“ sein Leben, organisch und anorganisch.

Von diesen langsamen Veränderungen in der Entwicklung merken wir nichts, bis der Zeiger der Zeit die verstrichenen Jahrhunderte markiert.“

Somit ist die natürliche Selektion der einzige Faktor, der die Anpassung aller lebenden Organismen an sich ständig ändernde Umweltbedingungen gewährleistet und die harmonischen Interaktionen zwischen den Genen innerhalb jedes Organismus reguliert.

Frage 2

Jede Zelle verfügt wie jedes lebende System trotz der kontinuierlichen Zerfalls- und Syntheseprozesse sowie der Aufnahme und Freisetzung verschiedener chemischer Verbindungen über die inhärente Fähigkeit, ihre Zusammensetzung und alle ihre Eigenschaften auf einem relativ konstanten Niveau zu halten.

Diese Konstanz bleibt nur in lebenden Zellen erhalten und wird bei deren Absterben sehr schnell verletzt.

Die hohe Stabilität lebender Systeme kann nicht durch die Eigenschaften der Materialien erklärt werden, aus denen sie aufgebaut sind, da Proteine, Fette und Kohlenhydrate eine geringe Stabilität aufweisen.

Die Stabilität von Zellen (und anderen lebenden Systemen) wird durch komplexe Prozesse der Selbstregulation bzw. Autoregulation aktiv aufrechterhalten.

Grundlage für die Regulierung der Zellaktivität sind Informationsprozesse, also Prozesse, bei denen die Kommunikation zwischen einzelnen Gliedern des Systems über Signale erfolgt. Ein Signal ist eine Änderung, die in einer Verbindung des Systems auftritt.

Als Reaktion auf das Signal wird ein Prozess gestartet, wodurch die resultierende Änderung beseitigt wird. Wenn der Normalzustand des Systems wiederhergestellt ist, dient dies als neues Signal zum Herunterfahren des Prozesses.

Wie funktioniert das Zellsignalsystem, wie sorgt es für Autoregulationsprozesse darin? Der Empfang von Signalen innerhalb der Zelle erfolgt durch ihre Enzyme. Enzyme haben, wie die meisten Proteine, eine instabile Struktur. Unter dem Einfluss einer Reihe von Faktoren, darunter viele chemische Wirkstoffe, wird die Struktur des Enzyms gestört und seine katalytische Aktivität geht verloren.

Diese Veränderung ist in der Regel reversibel, d. h. nach Eliminierung des aktiven Faktors normalisiert sich die Struktur des Enzyms und seine katalytische Funktion wird wiederhergestellt.

Durch diese Wechselwirkung wird die Struktur des Enzyms deformiert und seine katalytische Aktivität geht verloren.

Frage 3

Künstliche Mutagenese ist eine neue wichtige Quelle zur Herstellung von Ausgangsmaterial in der Pflanzenzüchtung. Künstlich induzierte Mutationen sind das Ausgangsmaterial für die Gewinnung neuer Sorten von Pflanzen, Mikroorganismen und seltener auch Tieren.

Mutationen führen zur Entstehung neuer Erbmerkmale, aus denen Züchter diejenigen Eigenschaften auswählen, die für den Menschen von Vorteil sind.

In der Natur werden Mutationen relativ selten beobachtet, daher verwenden Züchter häufig künstliche Mutationen. Einflüsse, die die Häufigkeit von Mutationen erhöhen, werden als mutagen bezeichnet. Die Häufigkeit von Mutationen wird durch Ultraviolett- und Röntgenstrahlen sowie durch Chemikalien, die auf die DNA oder den Teilungsapparat einwirken, erhöht.

Die Bedeutung der experimentellen Mutagenese für die Pflanzenzüchtung wurde nicht sofort verstanden.

L. Stadler, der 1928 als Erster künstliche Mutationen in Kulturpflanzen unter dem Einfluss von Röntgenstrahlen erlangte, glaubte, dass diese für die praktische Selektion keine Bedeutung hätten.

Er kam zu dem Schluss, dass die Wahrscheinlichkeit, durch Mutagenese experimentell Veränderungen zu erzielen, die den in der Natur vorkommenden Formen überlegen wären, vernachlässigbar sei. Auch viele andere Wissenschaftler standen der Mutagenese ablehnend gegenüber.

A. A. Sapegin und L. N. Delaunay waren die ersten Forscher, die die Bedeutung künstlicher Mutationen für die Pflanzenzüchtung zeigten.

In ihren Experimenten wurden sie zwischen 1928 und 1932 durchgeführt. In Odessa und Charkow wurde eine Reihe wirtschaftlich nützlicher Mutantenformen in Weizen gewonnen. Im Jahr 1934 veröffentlichte A. A. Sapegin den Artikel „Röntgenmutation als Quelle neuer Formen landwirtschaftlicher Pflanzen“, der neue Wege zur Schaffung von Ausgangsmaterial in der Pflanzenzüchtung auf der Grundlage der Verwendung ionisierender Strahlung aufzeigte.

Doch auch danach wurde der Einsatz der experimentellen Mutagenese in der Pflanzenzüchtung noch lange Zeit negativ beurteilt.

Erst Ende der 50er Jahre begann sich verstärktes Interesse an der Problematik des Einsatzes experimenteller Mutagenese in der Züchtung zu zeigen. Damit waren erstens große Erfolge in der Kernphysik und -chemie verbunden, die es ermöglichten, verschiedene Quellen ionisierender Strahlung (Kernreaktoren, Teilchenbeschleuniger, radioaktive Isotope usw.) und hochreaktive Chemikalien zur Erzielung von Mutationen zu nutzen, und zweitens Mit diesen Methoden lassen sich praktisch wertvolle erbliche Veränderungen bei einer Vielzahl von Nutzpflanzen erzielen.

Die Arbeiten zur experimentellen Mutagenese in der Pflanzenzüchtung haben in den letzten Jahren besonders große Fortschritte gemacht.

Sie werden sehr intensiv in Schweden, Russland, Japan, den USA, Indien, der Tschechoslowakei, Frankreich und einigen anderen Ländern durchgeführt.

Von großem Wert sind Mutationen, die gegen Pilze (Rost, Brand, Echter Mehltau, Sklerotinia) und andere Krankheiten resistent sind. Die Schaffung von Immunsorten ist eine der Hauptaufgaben der Züchtung, und Methoden der Strahlen- und chemischen Mutagenese sollten bei ihrer erfolgreichen Lösung eine große Rolle spielen.

Mit Hilfe ionisierender Strahlung und chemischer Mutagene ist es möglich, bestimmte Mängel bei Kulturpflanzensorten zu beseitigen und Formen mit wirtschaftlich nützlichen Eigenschaften zu schaffen: lagerungsfrei, frostbeständig, kältebeständig, früh reifend, mit hohem Proteingehalt und Gluten.

Es gibt zwei Hauptmethoden zur Verwendung künstlicher Mutationen in der Züchtung: 1) direkte Verwendung von Mutationen, die aus den am besten freigegebenen Sorten stammen; 2) die Verwendung von Mutationen im Hybridisierungsprozess.

Im ersten Fall besteht die Aufgabe darin, bestehende Sorten hinsichtlich einiger wirtschaftlicher und biologischer Merkmale zu verbessern und ihre individuellen Mängel zu beheben.

Diese Methode gilt als vielversprechend in der Züchtung auf Krankheitsresistenz. Es wird davon ausgegangen, dass aus jeder wertvollen Sorte schnell Resistenzmutationen gewonnen werden können und ihre anderen wirtschaftlichen und biologischen Eigenschaften intakt erhalten bleiben können.

Die Methode der direkten Nutzung von Mutationen dient der schnellen Schaffung von Ausgangsmaterial mit den gewünschten Eigenschaften und Eigenschaften.

Allerdings führt der direkte und schnelle Einsatz von Mutationen angesichts der hohen Anforderungen an moderne Züchtungssorten nicht immer zu positiven Ergebnissen.

Bis heute wurden weltweit mehr als 300 mutierte Sorten landwirtschaftlicher Pflanzen geschaffen.

Einige von ihnen haben gegenüber den Originalsorten erhebliche Vorteile. In den Forschungseinrichtungen unseres Landes wurden in den letzten Jahren wertvolle Mutantenformen von Weizen, Mais, Sojabohnen und anderen Feld- und Gemüsepflanzen gewonnen.

Entwicklung evolutionärer Konzepte. Beweis der Evolution.

Evolution ist der Prozess der historischen Entwicklung der organischen Welt.

Der Kern dieses Prozesses ist die kontinuierliche Anpassung von Lebewesen an vielfältige und sich ständig ändernde Umweltbedingungen sowie die im Laufe der Zeit zunehmende Komplexität der Organisation von Lebewesen. Im Laufe der Evolution kommt es zur Umwandlung einiger Arten in andere.

Die wichtigsten in der Evolutionstheorie– die Idee der historischen Entwicklung von relativ einfachen Lebensformen zu höher organisierten.

Die Grundlagen der wissenschaftlich-materialistischen Evolutionstheorie wurden vom großen englischen Naturforscher Charles Darwin gelegt. Vor Darwin war die Biologie hauptsächlich von der falschen Vorstellung von der historischen Unveränderlichkeit der Arten geprägt, dass es so viele Arten von ihnen gebe, wie von Gott geschaffen wurden. Doch bereits vor Darwin erkannten die einsichtigsten Biologen die Widersprüchlichkeit religiöser Ansichten über die Natur, und einige von ihnen gelangten spekulativ zu evolutionären Ideen.

Der bedeutendste Naturwissenschaftler, Vorgänger von Ch.

Darwin war der berühmte französische Wissenschaftler Jean Baptiste Lamarck. In seinem berühmten Buch „Philosophie der Zoologie“ wies er die Variabilität der Arten nach. Lamarck betonte, dass die Artenkonstanz nur ein scheinbares Phänomen sei; sie sei mit der kurzen Dauer der Artenbeobachtung verbunden. Höhere Lebensformen, so Lamarck, seien im Laufe der Evolution aus niedrigeren entstanden.

Lamarcks Evolutionslehre war nicht schlüssig genug und fand bei seinen Zeitgenossen keine breite Anerkennung. Erst nach den herausragenden Werken von Charles Darwin setzte sich die Evolutionsidee allgemein durch.

Die moderne Wissenschaft verfügt über viele Fakten, die die Existenz des Evolutionsprozesses beweisen.

Dabei handelt es sich um Daten aus der Biochemie, Genetik, Embryologie, Anatomie, Systematik, Biographie, Paläontologie und vielen anderen Disziplinen.

Embryologische Beweise– Ähnlichkeit der Anfangsstadien der Embryonalentwicklung von Tieren. K. M. Baer untersuchte die embryonale Entwicklungsphase verschiedener Wirbeltiergruppen und entdeckte die Ähnlichkeit dieser Prozesse bei verschiedenen Organismengruppen, insbesondere in den frühen Entwicklungsstadien. Basierend auf diesen Erkenntnissen entwickelte E.

Haeckel bringt die Idee zum Ausdruck, dass diese Ähnlichkeit eine evolutionäre Bedeutung hat, und formuliert auf dieser Grundlage das „biogenetische Gesetz“ – die Ontogenese ist eine kurze Reflexion der Phylogenie. Jedes Individuum durchläuft in seiner individuellen Entwicklung (Ontogenese) die embryonalen Stadien der Ahnenformen. Wenn wir nur die frühen Entwicklungsstadien des Embryos eines Wirbeltiers untersuchen, können wir nicht genau bestimmen, zu welcher Gruppe sie gehören. Unterschiede entstehen erst in späteren Entwicklungsstadien.

Je näher die Gruppen sind, zu denen die untersuchten Organismen gehören, desto länger bleiben die gemeinsamen Merkmale in der Embryogenese erhalten.?

Morphologisch– Viele Formen vereinen die Merkmale mehrerer großer systematischer Einheiten. Bei der Untersuchung verschiedener Organismengruppen wird deutlich, dass sie sich in einer Reihe von Merkmalen grundsätzlich ähneln.

Beispielsweise basiert der Aufbau der Gliedmaßen bei allen vierbeinigen Tieren auf einem fünffingrigen Glied. Diese Grundstruktur verändert sich bei verschiedenen Arten im Zusammenhang mit unterschiedlichen Lebensbedingungen: Dies ist das Glied eines Equiden, das beim Gehen nur auf einem Finger ruht, und die Flosse eines Meeressäugetiers und das grabende Glied eines Maulwurfs und der Flügel einer Fledermaus.

Organe, die nach einem einzigen Plan aufgebaut sind und sich aus einzelnen Rudimenten entwickeln, werden als homolog bezeichnet.

Homologe Organe allein können nicht als Beweis für die Evolution dienen, ihr Vorhandensein weist jedoch auf die Abstammung ähnlicher Organismengruppen von einem gemeinsamen Vorfahren hin. Ein markantes Beispiel für die Evolution ist das Vorhandensein verkümmerter Organe und Atavismen. Organe, die ihre ursprüngliche Funktion verloren haben, aber im Körper verbleiben, werden als Überbleibsel bezeichnet. Beispiele für Rudimente sind: der Blinddarm beim Menschen, der bei wiederkäuenden Säugetieren eine Verdauungsfunktion ausübt; die Beckenknochen von Schlangen und Walen, die für sie keine Funktion erfüllen; Steißbeinwirbel beim Menschen, die als Rudimente des Schwanzes unserer entfernten Vorfahren gelten.

Atavismen sind die Manifestation von Strukturen und Organen in Organismen, die für Vorfahrenformen charakteristisch sind. Klassische Beispiele für Atavismen sind die Mehrnippel- und Schwanzkrankheit beim Menschen.

Paläontologisch– Die fossilen Überreste vieler Tiere können miteinander verglichen und Ähnlichkeiten festgestellt werden. Basierend auf der Untersuchung fossiler Überreste von Organismen und dem Vergleich mit lebenden Formen. Sie haben ihre Vor- und Nachteile. Zu den Vorteilen gehört die Möglichkeit, aus erster Hand zu sehen, wie sich eine bestimmte Gruppe von Organismen in verschiedenen Zeiträumen verändert hat.

Zu den Nachteilen gehört, dass paläontologische Daten aus vielen Gründen sehr unvollständig sind. Dazu gehört beispielsweise die schnelle Vermehrung toter Organismen durch Tiere, die sich von Aas ernähren; Weichkörperorganismen sind äußerst schlecht erhalten; und schließlich, dass nur ein kleiner Teil der Fossilienreste entdeckt wird.

Vor diesem Hintergrund gibt es zahlreiche Lücken in den paläontologischen Daten, die von Gegnern der Evolutionstheorie vor allem kritisiert werden.

Biogeografisch– Verbreitung von Tieren und Pflanzen auf der Oberfläche unseres Planeten. Vergleich der Flora und Fauna verschiedener Kontinente zeigt, dass die Unterschiede zwischen ihrer Flora und Fauna umso größer sind, je älter und stärker ihre Isolation voneinander ist.

Bekanntlich verändert sich der Zustand der Erdkruste ständig und die heutige Lage der Kontinente hat sich erst in jüngster (geologischer) Zeit herausgebildet.

Zuvor wurden alle Kontinente näher zusammengebracht und zu einem Kontinent vereint.

Die Trennung der Kontinente erfolgte schrittweise, einige trennten sich früher, andere später. Jede neue hochorganisierte Art versuchte, sich auf einem möglichst großen Territorium niederzulassen. Das Fehlen höher organisierter Formen in irgendeinem Gebiet weist darauf hin, dass sich dieses Gebiet früher trennte, als sich einige Arten gebildet hatten oder Zeit hatten, sich dort auszubreiten. Dies allein erklärt nicht den Mechanismus, durch den Arten entstanden sind, es deutet jedoch darauf hin, dass sich verschiedene Arten in unterschiedlichen Gebieten und zu unterschiedlichen Zeiten gebildet haben.

Die moderne Klassifizierung von Organismen wurde von Linnaeus lange vor der von Darwin vorgeschlagenen Evolutionstheorie vorgeschlagen.

Natürlich kann davon ausgegangen werden, dass die gesamte Vielfalt der Pflanzen- und Tierarten gleichzeitig entstanden ist und jede von ihnen unabhängig voneinander entstanden ist.

Die Taxonomie basiert jedoch auf den morphologischen Ähnlichkeiten von Organismen und vereint sie in Gruppen. Die Existenz solcher Gruppen (Gattungen, Familien, Ordnungen) legt nahe, dass jede taxonomische Gruppe das Ergebnis der Anpassung verschiedener Arten an spezifische Umweltbedingungen ist.

Evolutionslehre von Charles Darwin.

Seine wichtigsten Bestimmungen und Bedeutung.
Typ, Typkriterien. Populationen.

Die Voraussetzungen der Evolution allein können nicht zur Evolution führen. Damit der Evolutionsprozess stattfinden kann, der zur Entstehung von Anpassungen und zur Bildung neuer Arten und anderer Taxa führt, sind die treibenden Kräfte der Evolution notwendig.

Gegenwärtig wurde die von Darwin geschaffene Lehre über die treibenden Kräfte der Evolution (der Kampf ums Dasein und die natürliche Selektion) dank der Errungenschaften der modernen Genetik und Ökologie um neue Fakten ergänzt.

Der Kampf ums Dasein und seine Formen

Nach den Konzepten der modernen Ökologie sind Individuen derselben Art in Populationen vereint und in bestimmten Ökosystemen existieren Populationen verschiedener Arten.

Dabei werden die Beziehungen von Individuen innerhalb von Populationen und zu Individuen von Populationen anderer Arten sowie zu Umweltbedingungen in Ökosystemen betrachtet Kampf um die Existenz.

Darwin glaubte, dass der Kampf ums Dasein das Ergebnis einer exponentiellen Vermehrung der Arten und der Entstehung einer Überzahl von Individuen mit begrenzten Nahrungsressourcen sei.

Das heißt, das Wort „Kampf“ bedeutete im Wesentlichen den Wettbewerb um Nahrung unter Bedingungen der Überbevölkerung.

Elemente des Existenzkampfes können nach modernen Vorstellungen jede Beziehung sein – sowohl konkurrierende als auch für beide Seiten vorteilhafte (Sorge für den Nachwuchs, gegenseitige Hilfeleistung). Überbevölkerung ist keine notwendige Voraussetzung für den Kampf ums Dasein. Folglich wird der Kampf ums Dasein heute weiter gefasst als bei Darwin und nicht auf einen Konkurrenzkampf im wörtlichen Sinne reduziert.

Es gibt zwei Hauptformen des Kampfes ums Dasein: den direkten Kampf und den indirekten Kampf.

Direkter Kampf- jede Beziehung, in der es in gewisser Weise zu körperlichem Kontakt zwischen Individuen derselben oder verschiedener Arten innerhalb ihrer Populationen kommt.

Die Folgen dieses Kampfes können für die interagierenden Parteien sehr unterschiedlich sein. Direkter Kampf kann entweder intraspezifisch oder interspezifisch sein.

Beispiele für direkte intraspezifische Kämpfe können sein: Konkurrenz zwischen Turmfamilien um Nistplätze, zwischen Wölfen um Beute und zwischen Männchen um Territorium.

Dazu gehört auch die Fütterung der Jungen mit Milch bei Säugetieren, die gegenseitige Hilfe beim Nestbau bei Vögeln, der Schutz vor Feinden usw.

Indirekter Kampf- jede Beziehung zwischen Individuen verschiedener Bevölkerungsgruppen, die gemeinsame Nahrungsressourcen, Territorien und Umweltbedingungen nutzen, ohne direkten Kontakt miteinander.

Die indirekte Kontrolle kann intraspezifisch, interspezifisch und mit abiotischen Umweltfaktoren erfolgen.

Beispiele für indirekten Kampf können die Beziehungen zwischen einzelnen Birken in einem dichten Birkenhain (intraspezifischer Kampf), zwischen Eisbären und Polarfüchsen, Löwen und Hyänen als Beute sowie lichtliebenden und schattenliebenden Pflanzen (interspezifischer Kampf) sein.

Eine indirekte Kontrolle ist auch die unterschiedliche Widerstandsfähigkeit von Pflanzen gegenüber der Versorgung des Bodens mit Feuchtigkeit und Mineralien und von Tieren gegenüber Temperaturbedingungen (Bekämpfung abiotischer Umweltfaktoren).

Das Ergebnis des Kampfes ums Dasein ist der Erfolg oder Misserfolg dieser Individuen beim Überleben und Hinterlassen von Nachkommen, d.h. natürliche Selektion, sowie Veränderungen in Territorien, Veränderungen der Umweltbedürfnisse usw.

Natürliche Auslese und ihre Formen

Nach Darwin drückt sich die natürliche Selektion darin aus, dass die fittesten Individuen bevorzugt überleben und Nachkommen hinterlassen und die weniger fitten sterben.

Die moderne Genetik hat diese Idee erweitert. Die aus den Voraussetzungen der Evolution resultierende Vielfalt der Genotypen in Populationen führt zum Auftreten phänotypischer Unterschiede zwischen Individuen. Als Ergebnis des Kampfes ums Dasein in jeder Population überleben Individuen mit Phänotypen und Genotypen, die in der jeweiligen Umgebung nützlich sind, und hinterlassen Nachkommen.

Folglich besteht die Wirkung der Selektion in der Differenzierung (selektiver Erhaltung) von Phänotypen und der Reproduktion adaptiver Genotypen. Da die Selektion nach Phänotypen erfolgt, bestimmt dies die Bedeutung der phänotypischen (Modifikations-)Variabilität in der Evolution.

Die Vielfalt der Modifikationen beeinflusst den Grad der Diversität der durch natürliche Selektion analysierten Phänotypen und ermöglicht einer Art, unter sich ändernden Umweltbedingungen zu überleben. Modifikationsvariabilität kann jedoch keine Voraussetzung für die Evolution sein, da sie den Genpool der Population nicht beeinflusst.

Natürliche Selektion ist ein gerichteter historischer Prozess der Differenzierung (selektiver Erhaltung) von Phänotypen und der Reproduktion adaptiver Genotypen in Populationen.

Abhängig von den Umweltbedingungen der Populationen in der Natur können zwei Hauptformen der natürlichen Selektion beobachtet werden: Treiben und Stabilisieren.

Fahrauswahl arbeitet unter Umgebungsbedingungen, die sich allmählich in eine bestimmte Richtung ändern.

Es bewahrt nützliche abweichende Phänotypen und entfernt alte und nutzlose abweichende Phänotypen. In diesem Fall kommt es zu einer Verschiebung des Mittelwerts der Reaktionsnorm der Merkmale und zu einer Verschiebung ihrer Variationskurve in eine bestimmte Richtung, ohne deren Grenzen zu verändern.

Wenn die Selektion in einer Reihe von Generationen (F1 → F2 → F3) auf diese Weise wirkt, führt sie zur Bildung einer neuen Reaktionsnorm für Merkmale.

Sie überschneidet sich nicht mit der vorherigen Reaktionsnorm. Dadurch werden in der Population neue adaptive Genotypen gebildet. Dies ist der Grund für die allmähliche Umwandlung der Population in eine neue Art. Diese Form der Selektion betrachtete Darwin als die treibende Kraft der Evolution.

Durch die Wirkung der Fahrauswahl können einige Eigenschaften unter neuen Bedingungen verschwinden, während andere sich entwickeln und verbessern können.

Die unidirektionale Wirkung der natürlichen Selektion führt bei Sklerophyten zu einer Verlängerung der Wurzeln und bei Raubtieren und ihrer Beute zu einer erhöhten Seh-, Hör- und Geruchsschärfe.

Stabilisierende Auswahl arbeitet unter konstanten und optimalen Umweltbedingungen für die Bevölkerung.

Es behält den gleichen Phänotyp bei und entfernt alle davon abweichenden Phänotypen. In diesem Fall ändert sich der Durchschnittswert der Reaktionsnorm der Merkmale nicht, aber die Grenzen ihrer Variationskurve werden eingeengt. Folglich verringert sich die genotypische und phänotypische Vielfalt, die sich aus den Voraussetzungen der Evolution ergibt.

Dies trägt dazu bei, bisherige Genotypen zu festigen und die bestehenden Arten zu erhalten. Das Ergebnis dieser Form der Selektion ist die heutige Existenz antiker (Relikt-)Organismen.

Relikt(von lateinisch relictum – Rest) Arten- lebende Organismen, die in der modernen Flora und Fauna oder in einer bestimmten Region als Überbleibsel einer Vorfahrengruppe erhalten bleiben. In vergangenen Erdzeitaltern waren sie weit verbreitet und spielten eine große Rolle in Ökosystemen.

Die treibenden Kräfte der Evolution sind die natürliche Auslese und der Kampf ums Dasein.

Es gibt zwei Formen des Kampfes ums Dasein: den direkten und den indirekten Kampf. In der Natur gibt es zwei Hauptformen der natürlichen Selektion: Treiben und Stabilisieren.

Der Leitfaktor der Evolution nach Darwin

Unsere ganze Würde liegt im Denken. Es ist nicht der Raum oder die Zeit, die wir nicht ausfüllen können, die uns erhebt, sondern sie, unser Gedanke.

Lernen wir, gut zu denken: Das ist das Grundprinzip der Moral.

Charles Darwin wurde im kalten Winter 1809 in England geboren. Sein Vater war Robert Waring, der Sohn des berühmten Wissenschaftlers und talentierten Dichters Erasmus Darwin.

Die Mutter des kleinen Charles starb, als er noch nicht einmal 8 Jahre alt war.

Bald wurde Charles zum Lernen an eine Grundschule geschickt und nach einem Jahr zu Dr. Betler, dem Leiter des Gymnasiums, versetzt. C. Darwin studierte sehr mittelmäßig, obwohl seine Liebe zur Natur sehr früh „erwachte“ sowie ein „lebendiges“ Interesse an Flora und Fauna. Der Leitfaktor der Evolution nach Darwin. Er sammelte gern Insekten, verschiedene Mineralien, Blumen und Muscheln.

Nach seinem High-School-Abschluss im Jahr 1825 trat der junge Darwin mit Bravour an die Universität von Edinburgh. Er studierte dort nur zwei Jahre. Nach einem erfolglosen Versuch, Arzt zu werden, beschließt Darwin, sich als Priester zu versuchen. Dafür betritt der junge Mann Cambridge. Er schloss sein Studium ab, ohne sich überhaupt von den anderen Studenten abzuheben. Ihn reizte etwas ganz anderes: Gesellschaften von Naturforschern und Botanikern, Exkursionen, die den Naturwissenschaften gewidmet waren. In diesen Jahren erschien das erste Werk des Wissenschaftlers, das seine Notizen und Beobachtungen der Natur enthielt.

Im Jahr 1831 begann Darwin eine Weltreise, bei der er fünf Jahre lang die Natur der unterschiedlichsten Teile des Planeten kennenlernte. Als Ergebnis der Beobachtungen, die er während seiner Reisen machte, verfasste er mehrere Werke, die sich mit geologischen Beobachtungen von Vulkaninseln und Korallenriffen befassten.

Sie machten Darwin in wissenschaftlichen Kreisen berühmt.

Im Jahr 1839 heiratete Darwin, was ihn zwang, in London zu bleiben. Charles‘ schlechter Gesundheitszustand führt zu einem Umzug nach Doane, wo Darwin für den Rest seines Lebens bleibt. Dort entwickelt er die Frage nach der Entstehung der Arten und formuliert die Idee der natürlichen Selektion. Der Leitfaktor der Evolution nach Darwin. Der Aufsatz „Die Entstehung der Arten durch natürliche Selektion“ wird veröffentlicht, in dem seine Theorie gründlich bewiesen und unbestreitbare Beweise geliefert werden.

Sein Name hat auf der ganzen Welt Anerkennung und Ruhm erlangt. Alle nachfolgenden Werke Darwins stellen Weiterentwicklungen seiner Lehren dar. Zum Beispiel einige Erklärungen zur Abstammung des Menschen vom Affen.

Nachdem er seine Theorie verbreitet hatte, C. Darwin Für seine Arbeit erhielt er zahlreiche Auszeichnungen und wurde Ehrenmitglied zahlreicher wissenschaftlicher Gesellschaften.

Der Wissenschaftler starb 1882 im Alter von 74 Jahren. Darwins Lehren verherrlichten seinen Namen jahrhundertelang und markierten einen neuen Ansatz zur Lehre vom Ursprung der Menschheit.

Damit die Kindererziehung gelingt, ist es notwendig, dass sich die Menschen, die sie erziehen, kontinuierlich weiterbilden.

Elementare Faktoren der Evolution- Faktoren, die die Häufigkeit von Allelen und Genotypen in einer Population (die genetische Struktur der Population) verändern. Es gibt mehrere grundlegende elementare Faktoren der Evolution: Mutationsprozess, kombinative Variabilität, Populationswellen und genetische Drift, Isolation, natürliche Selektion.

Mutationsprozess führt zur Entstehung neuer Allele (oder Gene) und ihrer Kombinationen als Folge von Mutationen.

Als Folge einer Mutation ist ein Übergang eines Gens von einem Allelzustand in einen anderen (A→a) oder eine Veränderung des Gens im Allgemeinen (A→C) möglich. Der Mutationsprozess hat aufgrund der Zufälligkeit von Mutationen keine Richtung und kann ohne die Beteiligung anderer evolutionärer Faktoren keine Veränderungen in der natürlichen Population steuern.

Es liefert nur elementares Evolutionsmaterial für die natürliche Selektion. Rezessive Mutationen im heterozygoten Zustand stellen eine verborgene Variabilitätsreserve dar, die von der natürlichen Selektion genutzt werden kann, wenn sich die Existenzbedingungen ändern.

Kombinierte Variabilität entsteht durch die Bildung neuer Kombinationen bereits vorhandener Gene, die von ihren Eltern geerbt wurden, bei Nachkommen.

Die Ursachen der kombinativen Variabilität sind: Chromosomenkreuzung (Rekombination); zufällige Trennung homologer Chromosomen bei der Meiose; zufällige Kombination von Gameten während der Befruchtung.

Wellen des Lebens- periodische und nichtperiodische Schwankungen der Bevölkerungsgröße, sowohl nach oben als auch nach unten.

Die Ursachen für Bevölkerungswellen können sein:

• periodische Änderungen der Umweltfaktoren (saisonale Schwankungen der Temperatur, Luftfeuchtigkeit usw.);
• nichtperiodische Veränderungen (Naturkatastrophen);
• Besiedlung neuer Gebiete durch die Art (begleitet von einem starken Anstieg der Anzahl).

Populationswellen wirken als evolutionärer Faktor in kleinen Populationen, bei denen es zu genetischer Drift kommen kann.

Genetische Drift- zufällige, ungerichtete Änderung der Allel- und Genotyphäufigkeiten in Populationen. In kleinen Populationen führt die Wirkung zufälliger Prozesse zu spürbaren Konsequenzen. Wenn die Population klein ist, können einige Individuen, unabhängig von ihrer genetischen Konstitution, Nachkommen hinterlassen oder auch nicht, wodurch sich die Häufigkeit einiger Allele über eine oder mehrere Generationen hinweg erheblich ändern kann.

Daher kann es bei einem starken Rückgang der Populationsgröße (z. B. aufgrund saisonaler Schwankungen, Verringerung der Nahrungsressourcen, Feuer usw.) zu seltenen Genotypen unter den wenigen überlebenden Individuen kommen.

Sollte sich die Populationsgröße aufgrund dieser Individuen in Zukunft wiederherstellen, führt dies zu einer zufälligen Änderung der Allelhäufigkeiten im Genpool der Population. Somit dienen Populationswellen als Lieferant von Evolutionsmaterial.

Isolierung wird durch das Auftreten verschiedener Faktoren verursacht, die eine freie Überfahrt verhindern.

Der Austausch genetischer Informationen zwischen den resultierenden Populationen hört auf, wodurch die anfänglichen Unterschiede in den Genpools dieser Populationen zunehmen und sich festigen. Isolierte Populationen können verschiedene evolutionäre Veränderungen durchlaufen und sich allmählich in verschiedene Arten verwandeln.

Es gibt räumliche und biologische Isolation. Räumliche (geografische) Isolation ist mit geografischen Hindernissen (Wasserbarrieren, Berge, Wüsten usw.) und bei sesshaften Bevölkerungsgruppen einfach mit großen Entfernungen verbunden.

Biologische Isolation wird durch die Unmöglichkeit der Paarung und Befruchtung (aufgrund von Änderungen im Fortpflanzungszeitpunkt, in der Struktur oder anderen Faktoren, die eine Kreuzung verhindern), durch den Tod von Zygoten (aufgrund biochemischer Unterschiede in den Gameten) und die Sterilität der Nachkommen (wie z eine Folge einer gestörten Chromosomenkonjugation während der Gametogenese).

Die evolutionäre Bedeutung der Isolation besteht darin, dass sie genetische Unterschiede zwischen Populationen aufrechterhält und verstärkt.

Veränderungen in der Häufigkeit von Genen und Genotypen, die durch die oben diskutierten Evolutionsfaktoren verursacht werden, sind zufällig und ungerichtet.

Der leitende Faktor der Evolution ist die natürliche Selektion.

Natürliche Auslese- ein Prozess, bei dem überwiegend Individuen mit für die Bevölkerung nützlichen Merkmalen überleben und Nachkommen hinterlassen. Die Selektion findet in Populationen statt; ihre Objekte sind die Phänotypen einzelner Individuen. Allerdings handelt es sich bei der Selektion anhand von Phänotypen um eine Selektion von Genotypen, da es sich nicht um Merkmale, sondern um Gene handelt, die an die Nachkommen weitergegeben werden.

Infolgedessen nimmt in einer Population die relative Anzahl der Individuen zu, die eine bestimmte Eigenschaft oder Qualität besitzen. Somit ist natürliche Selektion der Prozess der differenziellen (selektiven) Reproduktion von Genotypen.

Nicht nur Eigenschaften, die die Wahrscheinlichkeit, Nachkommen zu hinterlassen, erhöhen, unterliegen der Selektion, sondern auch Merkmale, die nicht direkt mit der Fortpflanzung zusammenhängen. In einigen Fällen kann die Selektion darauf abzielen, gegenseitige Anpassungen der Arten aneinander herbeizuführen (Pflanzenblumen und sie besuchende Insekten).

Es können auch Zeichen auftreten, die für ein Individuum schädlich sind, aber das Überleben der gesamten Art sichern (eine Biene, die sticht, stirbt, aber indem sie einen Feind angreift, rettet sie die Familie). Generell spielt die Selektion in der Natur eine schöpferische Rolle, da durch ungerichtete erbliche Veränderungen diejenigen festgelegt werden, die zur Bildung neuer Gruppen von Individuen führen können, die unter gegebenen Existenzbedingungen vollkommener sind.

Es gibt drei Hauptformen der natürlichen Selektion: stabilisierend, treibend und störend.

Stabilisierende Auswahl zielt darauf ab, Mutationen zu erhalten, was zu einer geringeren Variabilität des Durchschnittswerts des Merkmals führt.

Funktioniert unter relativ konstanten Umgebungsbedingungen, d. h. während die Bedingungen, die zur Bildung dieses oder jenes Zeichens (Eigentums) geführt haben, bestehen bleiben.

Beispielsweise die Erhaltung der Größe und Form der Blüte bei insektenbestäubten Pflanzen, da die Blüten der Körpergröße des bestäubenden Insekts entsprechen müssen.

Erhaltung von Reliktarten.

Ziel der treibenden Selektion ist die Erhaltung von Mutationen, die den Durchschnittswert eines Merkmals verändern. Tritt auf, wenn sich die Umgebungsbedingungen ändern. Individuen einer Population weisen einige Unterschiede im Genotyp und Phänotyp auf, und bei langfristigen Veränderungen der äußeren Umgebung können einige Individuen der Art mit einigen Abweichungen von der Norm einen Vorteil in der Lebensaktivität und Fortpflanzung erlangen.

Die Variationskurve verschiebt sich in Richtung der Anpassung an neue Existenzbedingungen. Beispielsweise die Entstehung von Resistenzen gegen Pestizide bei Insekten und Nagetieren sowie Resistenzen gegen Antibiotika bei Mikroorganismen.

Oder Industriemelanismus, zum Beispiel die Verdunkelung der Farbe des Birkenspinners in entwickelten Industriegebieten Englands. In diesen Gebieten wird die Rinde der Bäume durch das Verschwinden luftverschmutzungsempfindlicher Flechten dunkel und dunkle Schmetterlinge sind auf Baumstämmen weniger sichtbar.

Ziel der disruptiven Selektion ist es, Mutationen zu erhalten, die zur größten Abweichung vom Durchschnittswert eines Merkmals führen.

Von diskontinuierlicher Selektion spricht man, wenn sich die Umweltbedingungen so ändern, dass Individuen mit extremen Abweichungen von der Norm einen Vorteil erlangen. Als Ergebnis der diskontinuierlichen Selektion entsteht ein Populationspolymorphismus, d.h. das Vorhandensein mehrerer Gruppen, die sich in irgendeiner Weise unterscheiden. Beispielsweise bleiben bei häufigen starken Winden auf ozeanischen Inseln Insekten entweder mit gut entwickelten Flügeln oder mit rudimentären Flügeln erhalten.

Frage 1

Die wichtigsten treibenden Kräfte (Faktoren) des Evolutionsprozesses sind laut Charles Darwin die erbliche Variabilität der Individuen, der Kampf ums Dasein und die natürliche Selektion. Derzeit hat die Forschung auf dem Gebiet der Evolutionsbiologie die Gültigkeit dieser Aussage bestätigt und eine Reihe anderer Faktoren identifiziert, die im Evolutionsprozess eine wichtige Rolle spielen.

Mehrere englische Naturforscher kamen unabhängig voneinander und fast gleichzeitig auf die Idee der Existenz natürlicher Auslese: W. Wells (1813), P. Matthew (1831), E. Blythe (1835, 1837), A. Wallace ( 1858), C. Darwin (1858, 1859); Aber nur Darwin konnte die Bedeutung dieses Phänomens als Hauptfaktor der Evolution aufdecken und die Theorie der natürlichen Auslese entwickeln. Im Gegensatz zur künstlichen Selektion durch den Menschen wird die natürliche Selektion durch den Einfluss der Umwelt auf Organismen bestimmt. Laut Darwin ist natürliche Selektion das „Überleben der Stärksten“-Organismen, bei dem die Evolution auf der Grundlage ungewisser erblicher Variabilität über eine Reihe von Generationen hinweg erfolgt.

Die natürliche Selektion ist die Hauptantriebskraft der Evolution, und jeder lebende Organismus, der jemals auf der Erde gelebt hat, wurde auf die eine oder andere Weise unter dem Einfluss der natürlichen Selektion gebildet

Die Evolutionstheorie besagt, dass sich jede Art gezielt entwickelt und verändert, um sich optimal an ihre Umwelt anzupassen. Im Laufe der Evolution erhielten viele Insekten- und Fischarten schützende Farben, der Igel wurde dank seiner Nadeln unverwundbar und der Mensch wurde Besitzer eines sehr komplexen Nervensystems.

Wir können sagen, dass Evolution der Prozess der Optimierung aller lebenden Organismen ist und der Hauptmechanismus der Evolution die natürliche Selektion ist. Der Kern besteht darin, dass besser angepasste Individuen mehr Überlebens- und Fortpflanzungsmöglichkeiten haben und daher mehr Nachkommen hervorbringen als schlecht angepasste Individuen. Dank der Übertragung genetischer Informationen ( genetische Vererbung) Nachkommen erben ihre grundlegenden Eigenschaften von ihren Eltern. Somit werden auch die Nachkommen starker Individuen relativ gut angepasst sein und ihr Anteil an der Gesamtmasse der Individuen wird zunehmen. Nach einem Wechsel von mehreren zehn oder hundert Generationen steigt die durchschnittliche Fitness von Individuen einer bestimmten Art merklich an.

Die natürliche Selektion erfolgt automatisch. Von Generation zu Generation werden alle lebenden Organismen strengen Tests bis ins kleinste Detail ihrer Struktur und der Funktionsweise aller ihrer Systeme unter verschiedenen Bedingungen unterzogen. Nur wer diese Prüfung besteht, wird ausgewählt und bringt die nächste Generation hervor. Darwin schrieb: „Die natürliche Selektion untersucht täglich und stündlich auf der ganzen Welt die kleinsten Variationen, verwirft das Schlechte, bewahrt und addiert das Gute und arbeitet still und unmerklich, wo und wann immer sich die Gelegenheit bietet, um jedes organische Wesen im Verhältnis zu den Bedingungen zu verbessern.“ sein Leben, organisch und anorganisch. Von diesen langsamen Veränderungen in der Entwicklung merken wir nichts, bis der Zeiger der Zeit die verstrichenen Jahrhunderte markiert.“

Somit ist die natürliche Selektion der einzige Faktor, der die Anpassung aller lebenden Organismen an sich ständig ändernde Umweltbedingungen gewährleistet und die harmonischen Interaktionen zwischen den Genen innerhalb jedes Organismus reguliert.

Frage 2

Jede Zelle verfügt wie jedes lebende System trotz der kontinuierlichen Zerfalls- und Syntheseprozesse sowie der Aufnahme und Freisetzung verschiedener chemischer Verbindungen über die inhärente Fähigkeit, ihre Zusammensetzung und alle ihre Eigenschaften auf einem relativ konstanten Niveau zu halten. Diese Konstanz bleibt nur in lebenden Zellen erhalten und wird bei deren Absterben sehr schnell verletzt.

Die hohe Stabilität lebender Systeme kann nicht durch die Eigenschaften der Materialien erklärt werden, aus denen sie aufgebaut sind, da Proteine, Fette und Kohlenhydrate eine geringe Stabilität aufweisen. Die Stabilität von Zellen (und anderen lebenden Systemen) wird durch komplexe Prozesse der Selbstregulation bzw. Autoregulation aktiv aufrechterhalten.

Grundlage für die Regulierung der Zellaktivität sind Informationsprozesse, also Prozesse, bei denen die Kommunikation zwischen einzelnen Gliedern des Systems über Signale erfolgt. Ein Signal ist eine Änderung, die in einer Verbindung des Systems auftritt. Als Reaktion auf das Signal wird ein Prozess gestartet, wodurch die resultierende Änderung beseitigt wird. Wenn der Normalzustand des Systems wiederhergestellt ist, dient dies als neues Signal zum Herunterfahren des Prozesses.

Wie funktioniert das Zellsignalsystem, wie sorgt es für Autoregulationsprozesse darin? Der Empfang von Signalen innerhalb der Zelle erfolgt durch ihre Enzyme. Enzyme haben, wie die meisten Proteine, eine instabile Struktur. Unter dem Einfluss einer Reihe von Faktoren, darunter viele chemische Wirkstoffe, wird die Struktur des Enzyms gestört und seine katalytische Aktivität geht verloren. Diese Veränderung ist in der Regel reversibel, d. h. nach Eliminierung des aktiven Faktors normalisiert sich die Struktur des Enzyms und seine katalytische Funktion wird wiederhergestellt.

Der Mechanismus der Zellautoregulation basiert auf der Tatsache, dass die Substanz, deren Gehalt reguliert wird, zu einer spezifischen Wechselwirkung mit dem Enzym, das sie erzeugt, fähig ist. Durch diese Wechselwirkung wird die Struktur des Enzyms deformiert und seine katalytische Aktivität geht verloren.

Frage 3

Künstliche Mutagenese ist eine neue wichtige Quelle zur Herstellung von Ausgangsmaterial in der Pflanzenzüchtung. Künstlich induzierte Mutationen sind das Ausgangsmaterial für die Gewinnung neuer Sorten von Pflanzen, Mikroorganismen und seltener auch Tieren. Mutationen führen zur Entstehung neuer Erbmerkmale, aus denen Züchter diejenigen Eigenschaften auswählen, die für den Menschen von Vorteil sind.

In der Natur werden Mutationen relativ selten beobachtet, daher verwenden Züchter häufig künstliche Mutationen. Einflüsse, die die Häufigkeit von Mutationen erhöhen, werden als mutagen bezeichnet. Die Häufigkeit von Mutationen wird durch Ultraviolett- und Röntgenstrahlen sowie durch Chemikalien, die auf die DNA oder den Teilungsapparat einwirken, erhöht.

Die Bedeutung der experimentellen Mutagenese für die Pflanzenzüchtung wurde nicht sofort verstanden. L. Stadler, der 1928 als Erster künstliche Mutationen in Kulturpflanzen unter dem Einfluss von Röntgenstrahlen erlangte, glaubte, dass diese für die praktische Selektion keine Bedeutung hätten. Er kam zu dem Schluss, dass die Wahrscheinlichkeit, durch Mutagenese experimentell Veränderungen zu erzielen, die den in der Natur vorkommenden Formen überlegen wären, vernachlässigbar sei. Auch viele andere Wissenschaftler standen der Mutagenese ablehnend gegenüber.

A. A. Sapegin und L. N. Delaunay waren die ersten Forscher, die die Bedeutung künstlicher Mutationen für die Pflanzenzüchtung zeigten. In ihren Experimenten wurden sie zwischen 1928 und 1932 durchgeführt. In Odessa und Charkow wurde eine Reihe wirtschaftlich nützlicher Mutantenformen in Weizen gewonnen. Im Jahr 1934 veröffentlichte A. A. Sapegin den Artikel „Röntgenmutation als Quelle neuer Formen landwirtschaftlicher Pflanzen“, der neue Wege zur Schaffung von Ausgangsmaterial in der Pflanzenzüchtung auf der Grundlage der Verwendung ionisierender Strahlung aufzeigte.

Doch auch danach wurde der Einsatz der experimentellen Mutagenese in der Pflanzenzüchtung noch lange Zeit negativ beurteilt. Erst Ende der 50er Jahre begann sich verstärktes Interesse an der Problematik des Einsatzes experimenteller Mutagenese in der Züchtung zu zeigen. Damit waren erstens große Erfolge in der Kernphysik und -chemie verbunden, die es ermöglichten, verschiedene Quellen ionisierender Strahlung (Kernreaktoren, Teilchenbeschleuniger, radioaktive Isotope usw.) und hochreaktive Chemikalien zur Erzielung von Mutationen zu nutzen, und zweitens Mit diesen Methoden lassen sich praktisch wertvolle erbliche Veränderungen bei einer Vielzahl von Nutzpflanzen erzielen.

Die Arbeiten zur experimentellen Mutagenese in der Pflanzenzüchtung haben in den letzten Jahren besonders große Fortschritte gemacht. Sie werden sehr intensiv in Schweden, Russland, Japan, den USA, Indien, der Tschechoslowakei, Frankreich und einigen anderen Ländern durchgeführt.

Von großem Wert sind Mutationen, die gegen Pilze (Rost, Brand, Echter Mehltau, Sklerotinia) und andere Krankheiten resistent sind. Die Schaffung von Immunsorten ist eine der Hauptaufgaben der Züchtung, und Methoden der Strahlen- und chemischen Mutagenese sollten bei ihrer erfolgreichen Lösung eine große Rolle spielen.

Mit Hilfe ionisierender Strahlung und chemischer Mutagene ist es möglich, bestimmte Mängel bei Kulturpflanzensorten zu beseitigen und Formen mit wirtschaftlich nützlichen Eigenschaften zu schaffen: lagerungsfrei, frostbeständig, kältebeständig, früh reifend, mit hohem Proteingehalt und Gluten.

Es gibt zwei Hauptmethoden zur Verwendung künstlicher Mutationen in der Züchtung: 1) direkte Verwendung von Mutationen, die aus den am besten freigegebenen Sorten stammen; 2) die Verwendung von Mutationen im Hybridisierungsprozess.

Im ersten Fall besteht die Aufgabe darin, bestehende Sorten hinsichtlich einiger wirtschaftlicher und biologischer Merkmale zu verbessern und ihre individuellen Mängel zu beheben. Diese Methode gilt als vielversprechend in der Züchtung auf Krankheitsresistenz. Es wird davon ausgegangen, dass aus jeder wertvollen Sorte schnell Resistenzmutationen gewonnen werden können und ihre anderen wirtschaftlichen und biologischen Eigenschaften intakt erhalten bleiben können.

Die Methode der direkten Nutzung von Mutationen dient der schnellen Schaffung von Ausgangsmaterial mit den gewünschten Eigenschaften und Eigenschaften. Allerdings führt der direkte und schnelle Einsatz von Mutationen angesichts der hohen Anforderungen an moderne Züchtungssorten nicht immer zu positiven Ergebnissen.

Bis heute wurden weltweit mehr als 300 mutierte Sorten landwirtschaftlicher Pflanzen geschaffen. Einige von ihnen haben gegenüber den Originalsorten erhebliche Vorteile. In den Forschungseinrichtungen unseres Landes wurden in den letzten Jahren wertvolle Mutantenformen von Weizen, Mais, Sojabohnen und anderen Feld- und Gemüsepflanzen gewonnen.

Variabilität

Beim Vergleich vieler Tier- und Pflanzenrassen stellte Darwin fest, dass es innerhalb jeder Tier- und Pflanzenart sowie in der Kultur, innerhalb jeder Sorte und Rasse keine identischen Individuen gibt. Basierend auf den Anweisungen von K. Linnaeus, dass Rentierhirten jedes Reh in ihrer Herde erkennen, Hirten jedes Schaf erkennen und viele Gärtner Hyazinthen- und Tulpenarten an den Zwiebeln erkennen, kam Darwin zu dem Schluss, dass allen Tieren und Pflanzen Variabilität innewohnt.

Bei der Analyse des Materials zur Variabilität von Tieren stellte der Wissenschaftler fest, dass jede Änderung der Lebensbedingungen ausreicht, um Variabilität zu verursachen. So verstand Darwin unter Variabilität die Fähigkeit von Organismen, unter dem Einfluss von Umweltbedingungen neue Eigenschaften zu erwerben. Er unterschied folgende Formen der Variabilität:

In seinen Büchern „On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Breeds in the Struggle for Life“ (1859) und „Changes in Domestic Animals and Cultivated Plants“ (1868) beschrieb Darwin die Vielfalt ausführlich von Haustierrassen untersucht und deren Herkunft analysiert. Er wies auf die Vielfalt der Rinderrassen hin, von denen es etwa 400 gibt. Sie unterscheiden sich in einer Reihe von Merkmalen: Farbe, Körperform, Grad der Skelett- und Muskelentwicklung, Vorhandensein und Form von Hörnern. Der Wissenschaftler untersuchte eingehend die Frage nach der Herkunft dieser Rassen und kam zu dem Schluss, dass alle europäischen Rinderrassen trotz der großen Unterschiede zwischen ihnen aus zwei vom Menschen domestizierten Vorfahrenformen hervorgegangen sind.

Auch die Rassen der Hausschafe sind äußerst vielfältig, es gibt mehr als 200 davon, sie stammen jedoch von einer begrenzten Anzahl von Vorfahren ab – Mufflon und Argali. Aus Wildformen des Wildschweins wurden auch verschiedene Hausschweinerassen gezüchtet, die im Zuge der Domestizierung viele Merkmale ihrer Struktur veränderten. Die Rassen von Hunden, Kaninchen, Hühnern und anderen Haustieren sind ungewöhnlich vielfältig.

Darwin interessierte sich besonders für die Frage nach der Herkunft der Tauben. Er bewies, dass alle existierenden Taubenrassen von einem wilden Vorfahren abstammen – der Felsentaube. Die Taubenrassen sind so unterschiedlich, dass jeder Ornithologe, der sie in freier Wildbahn findet, sie als eigenständige Arten erkennen würde. Darwin zeigte jedoch ihren gemeinsamen Ursprung anhand der folgenden Fakten:

• keine der Wildtaubenarten außer der Steintaube weist Merkmale von Hausrassen auf;
• Viele Merkmale aller Hausrassen ähneln denen der wilden Felsentaube. Haustauben bauen keine Nester in Bäumen und behalten den Instinkt einer Wildtaube. Alle Rassen verhalten sich beim Werben um ein Weibchen gleich;
• Bei der Kreuzung von Tauben verschiedener Rassen treten manchmal Hybriden mit Merkmalen einer wilden Felsentaube auf;
• Alle Hybriden zwischen Taubenrassen sind fruchtbar, was bestätigt, dass sie derselben Art angehören. Es liegt auf der Hand, dass all diese zahlreichen Rassen das Ergebnis einer Veränderung einer ursprünglichen Form waren. Diese Schlussfolgerung gilt auch für die meisten Haustiere und Kulturpflanzen.

Darwin widmete der Erforschung verschiedener Kulturpflanzenarten große Aufmerksamkeit. So kam er beim Vergleich verschiedener Kohlsorten zu dem Schluss, dass sie alle vom Menschen aus einer Wildart gezüchtet wurden: Sie unterscheiden sich in der Form der Blätter mit ähnlichen Blüten und Samen. Zierpflanzen, zum Beispiel verschiedene Stiefmütterchenarten, bringen unterschiedliche Blüten hervor und ihre Blätter sind nahezu gleich. Stachelbeersorten haben unterschiedliche Früchte, die Blätter sind jedoch fast gleich.

Gründe für die Variabilität. Nachdem Darwin die Vielfalt der Formen der Variabilität aufgezeigt hatte, erklärte er die materiellen Ursachen der Variabilität, bei denen es sich um Umweltfaktoren, die Existenz- und Entwicklungsbedingungen von Lebewesen handelt. Der Einfluss dieser Faktoren variiert jedoch je nach physiologischem Zustand des Organismus und seinem Entwicklungsstadium. Zu den spezifischen Ursachen der Variabilität zählt Darwin:

• direkter oder indirekter (durch das Fortpflanzungssystem) Einfluss der Lebensbedingungen (Klima, Ernährung, Pflege etc.);
• funktionelle Anspannung der Organe (Belastung oder Nichtbeanspruchung);
• Kreuzung (das Auftreten von Merkmalen in Hybriden, die für die ursprünglichen Formen nicht charakteristisch sind);
• Veränderungen, die durch die korrelative Abhängigkeit von Körperteilen verursacht werden.

Unter den verschiedenen Formen der Variabilität für den Evolutionsprozess sind erbliche Veränderungen als primäres Material für Vielfalt, Rasse und Artbildung von größter Bedeutung – jene Veränderungen, die in nachfolgenden Generationen fixiert werden.

Vererbung

Unter Vererbung verstand Darwin die Fähigkeit von Organismen, ihre Art-, Sorten- und individuellen Merkmale bei ihren Nachkommen zu bewahren. Dieses Merkmal war allgemein bekannt und stellte eine erbliche Variation dar. Darwin analysierte detailliert die Bedeutung der Vererbung im Evolutionsprozess. Er machte auf Fälle von Hybriden gleicher Farbe in der ersten Generation und Aufspaltung von Charakteren in der zweiten Generation aufmerksam. Er war sich der Vererbung im Zusammenhang mit dem Geschlecht, hybriden Atavismen und einer Reihe anderer Vererbungsphänomene bewusst.

Gleichzeitig stellte Darwin fest, dass die Untersuchung von Variabilität und Vererbung, ihren unmittelbaren Ursachen und Mustern mit großen Schwierigkeiten verbunden ist. Die damalige Wissenschaft konnte auf eine Reihe wichtiger Fragen noch keine zufriedenstellende Antwort geben. Auch die Werke von G. Mendel waren Darwin unbekannt. Erst viel später begann die umfassende Erforschung von Variabilität und Vererbung, und die moderne Genetik machte einen großen Schritt in der Erforschung der materiellen Grundlagen, Ursachen und Mechanismen von Vererbung und Variabilität sowie im kausalen Verständnis dieser Phänomene.

Darwin legte großen Wert auf das Vorhandensein von Variabilität und Vererbung in der Natur und betrachtete sie als die Hauptfaktoren der Evolution, die adaptiver Natur ist [zeigen] .

Adaptive Natur der Evolution

Darwin stellte in seinem Werk „Der Ursprung der Arten...“ das wichtigste Merkmal des Evolutionsprozesses fest – die kontinuierliche Anpassung der Arten an die Existenzbedingungen und die Verbesserung der Organisation der Arten als Ergebnis der Anhäufung von Anpassungen . Er stellte jedoch fest, dass die durch Selektion entwickelte Anpassungsfähigkeit einer Art an die Existenzbedingungen, obwohl sie für die Selbsterhaltung und Selbstreproduktion der Arten wichtig ist, nicht immer relativ sein kann und nur in diesen Fällen nützlich ist Umweltbedingungen, unter denen Arten über einen langen Zeitraum existieren. Die Körperform, die Atmungsorgane und andere Merkmale von Fischen eignen sich nur für das Leben im Wasser und nicht für das Leben auf der Erde. Die grüne Färbung von Heuschrecken tarnt Insekten auf grüner Vegetation usw.

Der Prozess der sinnvollen Anpassung lässt sich am Beispiel jeder evolutionär ausreichend untersuchten Organismengruppe nachvollziehen. Ein gutes Beispiel ist die Evolution des Pferdes.

Durch die Untersuchung der Vorfahren des Pferdes konnte gezeigt werden, dass seine Entwicklung mit dem Übergang vom Leben in Wäldern auf sumpfigem Boden zum Leben in offenen, trockenen Steppen verbunden war. Veränderungen bei den bekannten Vorfahren des Pferdes erfolgten in folgender Richtung:

• erhöhtes Wachstum durch den Übergang zum Leben in offenen Räumen (hohes Wachstum ist eine Anpassung an die Horizonterweiterung in den Steppen);
• eine Erhöhung der Laufgeschwindigkeit wurde durch die Erleichterung des Beinskeletts und die schrittweise Verringerung der Anzahl der Zehen erreicht (die Fähigkeit, schnell zu laufen, hat einen schützenden Wert und ermöglicht es Ihnen, Gewässer und Futterplätze effektiver zu finden);
• Intensivierung der Schleiffunktion des Zahnapparates durch die Entstehung von Leisten an den Backenzähnen, was insbesondere im Zusammenhang mit der Umstellung auf die Ernährung mit zäher Getreidevegetation von Bedeutung war.

Natürlich traten neben diesen Veränderungen auch korrelative Veränderungen auf, zum Beispiel eine Verlängerung des Schädels, Veränderungen in der Form der Kiefer, der Physiologie der Verdauung usw.

Zusammen mit der Entwicklung von Anpassungen tritt in der Evolution jeder Gruppe die sogenannte adaptive Diversität auf. Es liegt darin, dass sich Vertreter jeder natürlichen Gruppe von Organismen vor dem Hintergrund der Einheit der Organisation und des Vorhandenseins gemeinsamer systematischer Merkmale immer in spezifischen Merkmalen unterscheiden, die ihre Anpassungsfähigkeit an bestimmte Lebensbedingungen bestimmen.

Durch das Leben unter ähnlichen Lebensbedingungen können nicht verwandte Organismenformen ähnliche Anpassungen vornehmen. Beispielsweise haben systematisch voneinander entfernte Formen wie Hai (Klasse Fische), Ichthyosaurier (Klasse Reptilien) und Delfin (Klasse Säugetiere) ein ähnliches Aussehen, was eine Anpassung an die gleichen Lebensbedingungen in einer bestimmten Umgebung, in diesem Fall im Wasser, darstellt . Die Ähnlichkeit zwischen systematisch entfernten Organismen wird als Konvergenz bezeichnet (siehe unten). Bei sessilen Protozoen, Schwämmen, Hohltieren, Ringelwürmern, Krebstieren, Stachelhäutern und Ascidien wird die Entwicklung wurzelartiger Rhizoide beobachtet, mit deren Hilfe sie im Boden befestigt werden. Viele dieser Organismen zeichnen sich durch eine stielartige Körperform aus, die es ermöglicht, bei einer sitzenden Lebensweise Wellenschläge, Stöße von Fischflossen usw. abzumildern. Alle sessilen Formen zeichnen sich durch eine Tendenz zur Bildung von Gruppen von Individuen und sogar zur Kolonialität aus, bei der das Individuum einem neuen Ganzen – der Kolonie – untergeordnet ist, was die Wahrscheinlichkeit eines Todes durch mechanische Beschädigung verringert.

Unter unterschiedlichen Lebensbedingungen erwerben verwandte Organismenformen unterschiedliche Anpassungen, d.h. Aus einer Vorfahrenform können zwei oder mehr Arten hervorgehen. Darwin nannte diesen Prozess der Divergenz von Arten unter verschiedenen Umweltbedingungen Divergenz (siehe unten). Ein Beispiel hierfür sind die Finken auf den Galapagos-Inseln (westlich von Ecuador): Einige ernähren sich von Samen, andere von Kakteen und wieder andere von Insekten. Jede dieser Formen unterscheidet sich von der anderen in der Größe und Form des Schnabels und könnte durch unterschiedliche Variabilität und Selektion entstanden sein.

Die Anpassungen plazentaler Säugetiere sind noch vielfältiger, darunter Landformen mit schnellem Laufen (Hunde, Hirsche), Arten, die einen Baumlebensstil führen (Eichhörnchen, Affe), an Land und im Wasser lebende Tiere (Biber, Robben). in der Luft (Fledermäuse), Wassertiere (Wale, Delfine) und Arten mit unterirdischer Lebensweise (Maulwürfe, Spitzmäuse). Sie alle stammen von einem einzigen primitiven Vorfahren ab – einem insektenfressenden Baumsäugetier (Abb. 3).

Aufgrund der Dauer des Prozesses der Anhäufung von Anpassungen ist die Anpassung nie absolut perfekt. Veränderungen des Reliefs, des Klimas, der Zusammensetzung von Fauna und Flora usw. kann die Selektionsrichtung schnell ändern, und dann verlieren Anpassungen, die in einigen Existenzbedingungen entwickelt wurden, ihre Bedeutung in anderen, zu denen sich wieder neue Anpassungen zu entwickeln beginnen. Gleichzeitig nimmt die Zahl einiger Arten ab, während die Zahl der besser angepassten Arten zunimmt. Neu angepasste Organismen können frühere Anpassungszeichen behalten, die unter neuen Existenzbedingungen nicht von entscheidender Bedeutung für die Selbsterhaltung und Selbstreproduktion sind. Dies ermöglichte es Darwin, über die Unzweckmäßigkeit von Anpassungszeichen zu sprechen, die häufig in der Organisation und im Verhalten von Organismen zu finden sind. Dies wird besonders deutlich, wenn das Verhalten von Organismen nicht durch ihre Lebensweise bestimmt wird. Daher dienen die Schwimmhäute der Gänse als Anpassung zum Schwimmen und ihre Anwesenheit ist ratsam. Allerdings haben Berggänse auch Schwimmhäute an den Füßen, was angesichts ihres Lebensstils offensichtlich unpraktisch ist. Der Fregattvogel landet normalerweise nicht auf der Meeresoberfläche, obwohl er wie die Streifengänse Schwimmhäute an den Füßen hat. Man kann mit Sicherheit sagen, dass Membranen für die Vorfahren dieser Vögel ebenso notwendig und nützlich waren wie moderne Wasservögel. Mit der Zeit passten sich die Nachkommen an die neuen Lebensbedingungen an und verloren die Schwimmgewohnheit, behielten aber ihre Schwimmorgane.

Es ist bekannt, dass viele Pflanzen empfindlich auf Temperaturschwankungen reagieren, und dies ist eine angemessene Reaktion auf die saisonale Periodizität der Vegetation und Fortpflanzung. Eine solche Empfindlichkeit gegenüber Temperaturschwankungen kann jedoch zu einem Massensterben der Pflanzen führen, wenn die Temperaturen im Herbst ansteigen, was den Übergang zu wiederholter Blüte und Fruchtbildung fördert. Dies verhindert die normale Vorbereitung der mehrjährigen Pflanzen auf den Winter und sie sterben bei einsetzender Kälte ab. Alle diese Beispiele weisen auf eine relative Machbarkeit hin.

Die Relativität der Zweckmäßigkeit manifestiert sich, wenn sich die Existenzbedingungen des Organismus erheblich ändern, da in diesem Fall der Verlust der adaptiven Natur des einen oder anderen Merkmals besonders offensichtlich ist. Insbesondere die rationelle Gestaltung von Höhlen mit Ausgängen auf dem Wasserspiegel der Bisamratte ist bei winterlichen Überschwemmungen destruktiv. Bei Zugvögeln werden häufig Fehlreaktionen beobachtet. Manchmal fliegen Wasservögel in unsere Breiten, bevor Stauseen geöffnet werden, und der Mangel an Nahrung zu diesem Zeitpunkt führt zu ihrem Massensterben.

Zweck ist ein historisch entstandenes Phänomen unter dem ständigen Einfluss natürlicher Selektion und manifestiert sich daher in verschiedenen Evolutionsstadien unterschiedlich. Darüber hinaus bietet die Relativität der Fitness die Möglichkeit einer weiteren Umstrukturierung und Verbesserung der für einen bestimmten Typ verfügbaren Anpassungen, d.h. die Unendlichkeit des Evolutionsprozesses.

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Nachdem Darwin jedoch die Frage der Variabilität und Vererbung als Faktoren der Evolution begründet hatte, zeigte er, dass sie allein noch nicht die Entstehung neuer Tierrassen, Pflanzensorten, Arten oder deren Fitness erklären. Darwins großes Verdienst besteht darin, dass er die Selektionslehre als führenden und leitenden Faktor in der Entwicklung heimischer Formen (künstliche Selektion) und wilder Arten (natürliche Selektion) entwickelt hat.

Darwin stellte fest, dass es durch Selektion zu einem Artenwechsel kommt, d.h. Selektion führt zu Divergenz – Abweichung von der ursprünglichen Form, Divergenz der Merkmale bei Rassen und Sorten, deren Bildung einer großen Vielfalt [zeigen] .

Divergente Natur der Evolution

Darwin entwickelte das Prinzip der Divergenz, also der Divergenz von Merkmalen von Sorten und Rassen, am Beispiel der künstlichen Selektion. Anschließend nutzte er dieses Prinzip, um die Entstehung von Tier- und Pflanzenarten, ihre Vielfalt, die Entstehung der Artendifferenzierung und die Begründung der Lehre vom monophyletischen Ursprung der Arten aus einer gemeinsamen Wurzel zu erklären.

Die Divergenz des Evolutionsprozesses ergibt sich aus den Tatsachen der multidirektionalen Variabilität, des bevorzugten Überlebens und der Reproduktion extremer Varianten in mehreren Generationen, die in geringerem Maße miteinander konkurrieren. Zwischenformen, deren Leben ähnliche Nahrung und Lebensräume erfordert, befinden sich in einem ungünstigeren Zustand und sterben daher schneller aus. Dies führt zu einer größeren Kluft zwischen Extremvarianten und zur Bildung neuer Sorten, die später zu eigenständigen Arten werden.

Divergenz unter der Kontrolle der natürlichen Selektion führt zur Differenzierung der Arten und ihrer Spezialisierung. Beispielsweise vereint die Gattung der Meisen Arten, die an verschiedenen Orten (Biotopen) leben und sich von unterschiedlichen Nahrungsmitteln ernähren (Abb. 2). Bei Schmetterlingen der Familie der Weißen Schmetterlinge ging die Divergenz dahingehend, dass sich die Raupen an den Verzehr verschiedener Nahrungspflanzen anpassten – Kohl, Rüben, Steckrüben und andere Wildpflanzen der Familie der Kreuzblütengewächse. Unter den Hahnenfußarten lebt eine Art im Wasser, andere leben in sumpfigen Gebieten, Wäldern oder Wiesen.

Basierend auf Ähnlichkeit und gemeinsamem Ursprung vereint die Taxonomie eng verwandte Pflanzen- und Tierarten in Gattungen, Gattungen in Familien, Familien in Ordnungen usw. Die moderne Taxonomie spiegelt die monophyletische Natur der Evolution wider.

Das von Darwin entwickelte Divergenzprinzip hat wichtige biologische Bedeutung. Es erklärt den Ursprung des Reichtums an Lebensformen, die Entwicklungsweisen zahlreicher und vielfältigerer Lebensräume.

Eine direkte Folge der unterschiedlichen Entwicklung der meisten Gruppen innerhalb ähnlicher Lebensräume ist die Konvergenz – die Konvergenz von Merkmalen und die Entwicklung äußerlich ähnlicher Merkmale bei Formen unterschiedlicher Herkunft. Ein klassisches Beispiel für Konvergenz ist die Ähnlichkeit der Körperform und der Bewegungsorgane bei Hai (Fisch), Ichthyosaurier (Reptil) und Delfin (Säugetier), also die Ähnlichkeit der Anpassungen an das Leben im Wasser (Abb. 3). Es gibt Ähnlichkeiten zwischen Plazenta- und Beuteltieren, zwischen dem kleinsten Vogel, dem Kolibri, und dem großen Schmetterling, dem Kolibri-Schwärmer. Konvergente Ähnlichkeit einzelner Organe kommt bei nicht verwandten Tieren und Pflanzen vor, d.h. ist auf einer anderen genetischen Basis aufgebaut.

Fortschritt und Rückschritt

Darwin zeigte, dass die unvermeidliche Folge einer divergierenden Evolution die fortschreitende Entwicklung der organischen Natur vom Einfachen zum Komplexen ist. Dieser historische Prozess der zunehmenden Organisation wird durch paläontologische Daten gut veranschaulicht und spiegelt sich auch im natürlichen System von Pflanzen und Tieren wider, das niedrigere und höhere Formen vereint.

Somit kann die Evolution unterschiedliche Wege einschlagen. Die Hauptrichtungen der evolutionären Entwicklung und die morphophysiologischen Muster der Evolution wurden vom Akademiker detailliert entwickelt. EIN. Severtsov (siehe Makroevolution).

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Künstliche Selektion

Bei der Analyse der Merkmale von Haustierrassen und Kulturpflanzensorten machte Darwin auf die bedeutende Entwicklung genau der Merkmale aufmerksam, die der Mensch schätzt. Dies wurde mit der gleichen Technik erreicht: Bei der Zucht von Tieren oder Pflanzen ließen die Züchter diejenigen Exemplare zur Reproduktion zurück, die ihre Bedürfnisse am besten befriedigten, und von Generation zu Generation häuften sich für den Menschen nützliche Veränderungen an, d. h. künstliche Selektion durchgeführt.

Unter künstlicher Selektion verstand Darwin ein System von Maßnahmen zur Verbesserung bestehender und zur Schaffung neuer Tier- und Pflanzenrassen mit nützlichen (wirtschaftlich) erblichen Merkmalen und unterschied Folgendes: Formen der künstlichen Selektion:

Gezielte Züchtung einer Rasse oder Sorte. Zu Beginn seiner Arbeit stellt sich der Züchter eine bestimmte Aufgabe in Bezug auf die Eigenschaften, die er bei einer bestimmten Rasse entwickeln möchte. Erstens müssen diese Eigenschaften wirtschaftlich wertvoll sein oder die ästhetischen Bedürfnisse des Menschen befriedigen. Die Merkmale, mit denen der Züchter arbeitet, können sowohl morphologischer als auch funktioneller Natur sein. Dazu kann auch die Art des Tierverhaltens gehören, zum Beispiel die Kampfbereitschaft bei Kampfhähnen. Bei der Lösung der ihm gestellten Aufgabe wählt der Züchter aus dem bereits vorhandenen Material das Beste aus, in dem sich die für ihn interessanten Merkmale zumindest in geringem Umfang manifestieren. Ausgewählte Individuen werden isoliert gehalten, um unerwünschte Kreuzungen zu vermeiden. Der Züchter wählt dann Paare zur Kreuzung aus. Danach wählt er ab der ersten Generation streng das beste Material aus und lehnt diejenigen ab, die den Anforderungen nicht entsprechen.

Somit ist die methodische Selektion ein kreativer Prozess, der zur Bildung neuer Rassen und Sorten führt. Mit dieser Methode formt der Züchter wie ein Bildhauer neue organische Formen nach einem vorher durchdachten Plan. Sein Erfolg hängt vom Grad der Variabilität der ursprünglichen Form (je mehr sich die Merkmale ändern, desto einfacher ist es, die gewünschten Änderungen zu finden) und der Größe der ursprünglichen Charge (bei einer großen Charge gibt es größere Auswahlmöglichkeiten) ab.

Die methodische Selektion unserer Zeit unter Nutzung der Errungenschaften der Genetik wurde erheblich verbessert und ist zur Grundlage moderner Theorie und Praxis der Tier- und Pflanzenzüchtung geworden.

Unbewusste Auswahl von einer Person ohne eine bestimmte, vorgegebene Aufgabe ausgeführt werden. Dies ist die älteste Form der künstlichen Selektion, deren Elemente bereits von Naturvölkern genutzt wurden. Bei der unbewussten Selektion setzt sich ein Mensch nicht das Ziel, eine neue Rasse oder Sorte zu schaffen, sondern überlässt sie nur dem Stamm und reproduziert hauptsächlich die besten Individuen. So schlachtet beispielsweise ein Bauer, der zwei Kühe hat und eine davon als Fleisch verwenden möchte, diejenige, die weniger Milch gibt; Von den Hühnern verwendet er als Fleisch die schlechtesten Legehennen. In beiden Fällen führt der Bauer zur Erhaltung der produktivsten Tiere eine gezielte Selektion durch, obwohl er sich nicht das Ziel setzt, neue Rassen zu züchten. Genau diese primitive Form der Selektion nennt Darwin unbewusste Selektion.

Darwin betonte die besondere Bedeutung der unbewussten Selektion aus theoretischer Sicht, da diese Form der Selektion Aufschluss über den Prozess der Artbildung gibt. Sie kann als Brücke zwischen künstlicher und natürlicher Selektion angesehen werden. Künstliche Selektion war ein gutes Modell, anhand dessen Darwin den Prozess der Morphogenese entschlüsselte. Darwins Analyse der künstlichen Selektion spielte eine wichtige Rolle bei der Begründung des Evolutionsprozesses: Erstens etablierte er schließlich die Position der Variabilität, zweitens etablierte er die grundlegenden Mechanismen der Morphogenese (Variabilität, Vererbung, bevorzugte Reproduktion von Individuen mit nützlichen Merkmalen) und schließlich , zeigte die Wege der Entwicklung zweckmäßiger Anpassungen und der Divergenz von Sorten und Rassen auf. Diese wichtigen Voraussetzungen ebneten den Weg für eine erfolgreiche Lösung des Problems der natürlichen Selektion.

Die Lehre von der natürlichen Auslese als treibender und leitender Faktor in der historischen Entwicklung der organischen Welt –
zentraler Teil von Darwins Evolutionstheorie .

Die Grundlage der natürlichen Selektion ist der Kampf ums Dasein – die komplexen Beziehungen zwischen Organismen und ihre Verbindung mit der Umwelt.

Kampf um die Existenz

In der Natur besteht eine ständige Tendenz zur unbegrenzten Vermehrung aller Organismen in geometrischer Progression. [zeigen] .

Nach Darwins Berechnungen enthält eine Mohnschachtel dreitausend Samen, und eine aus einem Samen gezogene Mohnpflanze produziert bis zu 60.000 Samen. Viele Fische legen jährlich bis zu 10-100.000 Eier, Kabeljau und Stör bis zu 6 Millionen.

Der russische Wissenschaftler K. A. Timiryazev führt das folgende Beispiel an, um diesen Punkt zu veranschaulichen.

Groben Schätzungen zufolge produziert Löwenzahn 100 Samen. Davon können im nächsten Jahr 100 Pflanzen wachsen, von denen jede auch 100 Samen hervorbringen wird. Dies bedeutet, dass bei ungehinderter Fortpflanzung die Anzahl der Nachkommen eines Löwenzahns als geometrischer Verlauf dargestellt werden könnte: das erste Jahr - 1 Pflanze; Sekunde - 100; dritter - 10.000; zehntes Jahr - 10 18 Pflanzen. Um die Nachkommen eines im zehnten Jahr gewonnenen Löwenzahns umzusiedeln, wird eine Fläche benötigt, die 15-mal größer ist als die Erdoberfläche.

Zu dieser Schlussfolgerung kann man gelangen, indem man die Fortpflanzungsfähigkeit einer Vielzahl von Pflanzen und Tieren analysiert.

Zählt man jedoch beispielsweise die Anzahl der Löwenzahnpflanzen in einem bestimmten Bereich einer Wiese über mehrere Jahre hinweg, stellt sich heraus, dass sich die Anzahl der Löwenzahnarten kaum verändert. Eine ähnliche Situation ist bei Vertretern der Fauna zu beobachten. Diese. Der „geometrische Fortgang der Fortpflanzung“ wird niemals durchgeführt, weil Zwischen den Organismen gibt es einen Kampf um Raum, Nahrung, Unterkunft, Konkurrenz bei der Wahl eines Sexualpartners, einen Überlebenskampf mit Schwankungen von Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Beleuchtung usw. In diesem Kampf sterben die meisten Geborenen (werden eliminiert, entfernt), ohne Nachkommen zu hinterlassen, und daher bleibt in der Natur die Anzahl der Individuen jeder Art im Durchschnitt konstant. In diesem Fall erweisen sich die überlebenden Individuen als am besten an die Existenzbedingungen angepasst.

Darwin legte die Diskrepanz zwischen der Zahl der geborenen Individuen und der Zahl der Individuen, die aufgrund komplexer und vielfältiger Beziehungen zu anderen Lebewesen und Umweltfaktoren bis zum Erwachsenenalter überleben, als Grundlage seiner Lehre vom Kampf ums Dasein oder vom Kampf ums Leben fest [zeigen] . Gleichzeitig erkannte Darwin, dass dieser Begriff erfolglos war, und warnte davor, dass er ihn in einem weiten metaphorischen Sinne und nicht wörtlich verwende.

Darwin reduzierte die verschiedenen Erscheinungsformen des Kampfes ums Dasein auf drei Typen:

1. interspezifischer Kampf – die Beziehung eines Organismus zu Individuen anderer Arten (interspezifische Beziehungen);
2. intraspezifischer Kampf – Beziehungen zwischen Individuen und Gruppen von Individuen derselben Art (intraspezifische Beziehungen)
3. Kampf mit den Bedingungen der anorganischen äußeren Umwelt – das Verhältnis von Organismen und Arten zu den physikalischen Lebensbedingungen, der abiotischen Umwelt

Auch intraspezifische Beziehungen sind recht komplex (Beziehungen zwischen Individuen unterschiedlichen Geschlechts, zwischen Eltern- und Tochtergenerationen, zwischen Individuen derselben Generation im Prozess der individuellen Entwicklung, Beziehungen in einer Herde, Herde, Kolonie usw.). Die meisten Formen intraspezifischer Beziehungen sind wichtig für die Fortpflanzung der Art und die Erhaltung ihrer Zahl, wodurch ein Generationswechsel gewährleistet wird. Bei einer deutlichen Zunahme der Individuenzahl einer Art und Einschränkungen ihrer Existenzbedingungen (z. B. bei dichter Bepflanzung) kommt es zu akuten Interaktionen zwischen einzelnen Individuen, die zum Tod einiger oder aller Individuen oder deren Ausrottung führen Reproduktion. Zu den extremen Formen solcher Beziehungen gehören intraspezifischer Kampf und Kannibalismus – das Essen von Individuen der eigenen Spezies.

Der Kampf gegen anorganische Umweltbedingungen erfolgt in Abhängigkeit von Klima- und Bodenbedingungen, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Licht und anderen Faktoren, die das Leben von Organismen beeinflussen. Im Laufe der Evolution entwickeln Tier- und Pflanzenarten Anpassungen an das Leben in einer bestimmten Umgebung.

Dabei ist zu beachten, dass die drei genannten Hauptformen des Existenzkampfes in der Natur nicht isoliert ausgetragen werden, sondern eng miteinander verflochten sind, wodurch die Beziehungen von Individuen, Individuengruppen und Arten vielfältig und recht komplex sind.

Darwin war der erste, der den Inhalt und die Bedeutung so wichtiger Konzepte der Biologie wie „Umwelt“, „äußere Bedingungen“ und „Wechselbeziehungen von Organismen“ in ihrem Lebens- und Entwicklungsprozess offenlegte. Der Akademiker I. I. Shmalgauzen betrachtete den Kampf ums Dasein als einen der Hauptfaktoren der Evolution.

Natürliche Auslese

Die natürliche Selektion findet im Gegensatz zur künstlichen Selektion in der Natur selbst statt und besteht aus der Selektion der Individuen innerhalb einer Art, die am besten an die Bedingungen einer bestimmten Umgebung angepasst sind. Darwin entdeckte eine gewisse Gemeinsamkeit in den Mechanismen der künstlichen und natürlichen Selektion: Bei der ersten Form der Selektion verkörpert sich der bewusste oder unbewusste Wille des Menschen in den Ergebnissen, bei der zweiten herrschen die Naturgesetze vor. In beiden Fällen werden neue Formen geschaffen, aber durch künstliche Selektion behalten die resultierenden Tierrassen und Pflanzensorten trotz der Tatsache, dass die Variabilität alle Organe und Eigenschaften von Tieren und Pflanzen betrifft, Eigenschaften bei, die für den Menschen nützlich sind, nicht jedoch für die Organismen selbst . Im Gegenteil, die natürliche Selektion bewahrt Individuen, deren Veränderungen für ihre eigene Existenz unter bestimmten Bedingungen nützlich sind.

In „The Origin of Species“ gibt Darwin die folgende Definition der natürlichen Selektion: „Die Erhaltung nützlicher individueller Unterschiede oder Veränderungen und die Zerstörung schädlicher Unterschiede nannte ich natürliche Selektion oder das Überleben des Stärkeren.“ (c)-(Darwin Kap. Ursprung der Arten. - M., L.; Er warnt davor, dass „Auswahl“ als Metapher, als Tatsache des Überlebens und nicht als bewusste Entscheidung verstanden werden sollte.

Unter natürlicher Selektion versteht man also einen in der Natur ständig stattfindenden Prozess, bei dem die am besten angepassten Individuen jeder Art überleben und Nachkommen hinterlassen, während die weniger angepassten sterben. [zeigen] . Das Aussterben des Unangepassten nennt man Eliminierung.

Folglich überleben aufgrund der natürlichen Selektion die Arten, die am besten an die spezifischen Umweltbedingungen angepasst sind, unter denen ihr Leben stattfindet.

Ständige Veränderungen der Umweltbedingungen über einen längeren Zeitraum führen zu einer Vielzahl individueller erblicher Veränderungen, die neutral, schädlich oder vorteilhaft sein können. Als Folge der Lebenskonkurrenz in der Natur kommt es zu einer ständigen selektiven Eliminierung einiger Individuen und dem bevorzugten Überleben und der Fortpflanzung derjenigen, die durch Veränderung nützliche Eigenschaften erworben haben. Durch die Kreuzung kommt es zu einer Kombination von Merkmalen zweier unterschiedlicher Formen. So häufen sich von Generation zu Generation kleinere nützliche erbliche Veränderungen und deren Kombinationen, die im Laufe der Zeit zu charakteristischen Merkmalen von Populationen, Sorten und Arten werden. Darüber hinaus kommt es aufgrund des Korrelationsgesetzes gleichzeitig mit der Intensivierung adaptiver Veränderungen im Körper auch zu einer Umstrukturierung anderer Eigenschaften. Die Selektion beeinflusst ständig den gesamten Organismus, seine äußeren und inneren Organe, deren Struktur und Funktion. Dies zeigt die kreative Rolle der Selektion (siehe Mikroevolution).

Darwin schrieb: „Metaphorisch gesprochen können wir sagen, dass die natürliche Selektion täglich und stündlich auf der ganzen Welt die kleinsten Veränderungen untersucht, das Schlechte verwirft, das Gute bewahrt und hinzufügt und still und unsichtbar arbeitet, wo und wann immer sich die Gelegenheit bietet, um alles zu verbessern.“ organisches Wesen in Bezug auf die Bedingungen seines Lebens, organische und anorganische“ (c)-(Darwin Ch. Origin of Species. - M., Leningrad; Selkhozgi, 1937, S. 174.).

Natürliche Selektion ist ein historischer Prozess. Seine Wirkung zeigt sich nach vielen Generationen, wenn subtile individuelle Veränderungen zusammengefasst, kombiniert und zu charakteristischen Anpassungsmerkmalen von Organismengruppen (Populationen, Arten usw.) werden.

Sexuelle Selektion. Als eine besondere Art der intraspezifischen natürlichen Selektion identifizierte Darwin die sexuelle Selektion, unter deren Einfluss sekundäre Geschlechtsmerkmale gebildet werden (helle Farben und verschiedene Dekorationen der Männchen vieler Vögel, sexuelle Unterschiede in der Entwicklung, im Aussehen und im Verhalten anderer Tiere). der Prozess aktiver Beziehungen zwischen den Geschlechtern von Tieren, insbesondere während der Brutzeit.

Darwin unterschied zwei Arten der sexuellen Selektion:

1. Kampf zwischen Männern um ein Weibchen
2. aktive Suche, Auswahl der Männchen durch Weibchen, Männchen konkurrieren nur miteinander, um Weibchen zu begeistern, die die attraktivsten Männchen auswählen

Die Ergebnisse beider Arten der sexuellen Selektion sind unterschiedlich. Bei der ersten Form der Selektion entstehen starke und gesunde Nachkommen, gut bewaffnete Männchen (Auftreten von Sporen, Hörnern). Während der zweiten Phase werden sekundäre Geschlechtsmerkmale der Männchen wie die Helligkeit des Gefieders, die Merkmale der Paarungsgesänge und der vom Männchen abgegebene Geruch, der dazu dient, ein Weibchen anzulocken, verstärkt. Trotz der scheinbaren Unangemessenheit solcher Eigenschaften, da sie Raubtiere anlocken, hat ein solches Männchen eine erhöhte Chance, Nachkommen zu hinterlassen, was sich als vorteilhaft für die gesamte Art erweist. Das wichtigste Ergebnis der sexuellen Selektion ist das Auftreten sekundärer Geschlechtsmerkmale und der damit verbundene Geschlechtsdimorphismus.

Unter verschiedenen Umständen kann die natürliche Selektion unterschiedlich schnell ablaufen. Darwin bemerkt Umstände, die die natürliche Selektion begünstigen:

• die Anzahl der Individuen und ihre Vielfalt erhöhen die Wahrscheinlichkeit vorteilhafter Veränderungen;
• eine ziemlich hohe Häufigkeit der Manifestation unsicherer erblicher Veränderungen;
• Intensität der Reproduktion und Geschwindigkeit des Generationswechsels;
• nicht verwandte Kreuzungen, wodurch die Bandbreite der Variabilität bei den Nachkommen vergrößert wird. Darwin stellt fest, dass es gelegentlich sogar bei selbstbestäubenden Pflanzen zu Fremdbestäubung kommt;
• Isolierung einer Gruppe von Individuen, um deren Kreuzung mit den übrigen Organismen einer bestimmten Population zu verhindern;

  Vergleichende Merkmale künstlicher und natürlicher Selektion
  Vergleichsindikator	Evolution kultureller Formen (künstliche Selektion)	Evolution natürlicher Arten (natürliche Selektion)
  Material zur Auswahl	Individuelle erbliche Variabilität
  Selektiver Faktor	Menschlich	Kampf um die Existenz
  Die Art der Auswahlaktion	Anhäufung von Veränderungen in einer Reihe aufeinanderfolgender Generationen
  Geschwindigkeit der Auswahlaktion	Handeln schnell (methodische Auswahl)	Wirkt langsam, die Entwicklung erfolgt schrittweise
  Auswahlergebnisse	Schaffung von für den Menschen nützlichen Formen; Bildung von Rassen und Sorten	Aufklärung über Anpassungen an die Umwelt; Bildung von Arten und größeren Taxa

• weite Verbreitung der Art, da die Individuen an den Grenzen des Verbreitungsgebiets auf unterschiedliche Bedingungen treffen und die natürliche Selektion in unterschiedliche Richtungen geht und die intraspezifische Vielfalt erhöht.

In seiner allgemeinsten Form läuft das Wirkungsschema der natürlichen Selektion nach Darwin auf Folgendes hinaus. Aufgrund der inhärenten unbegrenzten Variabilität aller Organismen treten innerhalb einer Art Individuen mit neuen Merkmalen auf. Sie unterscheiden sich in ihren Bedürfnissen von gewöhnlichen Individuen einer bestimmten Gruppe (Art). Aufgrund des Unterschieds zwischen alten und neuen Formen führt der Kampf ums Dasein bei manchen von ihnen zur Ausrottung. In der Regel werden weniger umgangene Organismen eliminiert, die im Divergenzprozess Zwischenprodukte geworden sind. Zwischenformen befinden sich in einem intensiven Wettbewerb. Dies bedeutet, dass Monotonie, die den Wettbewerb erhöht, schädlich ist und Ausweichformen sich in einer vorteilhafteren Position befinden und ihre Zahl zunimmt. Der Prozess der Divergenz (Divergenz der Merkmale) kommt in der Natur ständig vor. Dadurch entstehen neue Sorten und eine solche Sortentrennung führt letztlich zur Entstehung neuer Arten.

Somit erfolgt die Evolution kultureller Formen unter dem Einfluss künstlicher Selektion, deren Komponenten (Faktoren) Variabilität, Vererbung und menschliche schöpferische Aktivität sind. Die Evolution natürlicher Arten erfolgt dank natürlicher Selektion, deren Faktoren Variabilität, Vererbung und der Kampf ums Dasein sind. Vergleichsmerkmale dieser Evolutionsformen sind in der Tabelle aufgeführt.

Darwins Artbildungsprozess

Darwin betrachtete die Entstehung neuer Arten als einen langen Prozess der Anhäufung vorteilhafter Veränderungen, der von Generation zu Generation zunahm. Der Wissenschaftler betrachtete kleine individuelle Veränderungen als erste Schritte der Artbildung. Ihre Anhäufung über viele Generationen hinweg führt zur Bildung von Sorten, die er als Schritte zur Bildung einer neuen Art betrachtete. Der Übergang von einem zum anderen erfolgt als Ergebnis der kumulativen Wirkung der natürlichen Selektion. Laut Darwin ist eine Sorte eine neu entstehende Art, und eine Art ist eine eigenständige Sorte.

Im Laufe der Evolution können aus einer Vorfahrenart mehrere neue entstehen. Beispielsweise kann Art A durch Divergenz zwei neue Arten B und C hervorbringen, die wiederum die Grundlage für andere Arten (D, E) usw. bilden. Von den veränderten Formen überleben nur die am stärksten abweichenden Sorten und bringen Nachkommen zur Welt, von denen jede wiederum einen Fächer veränderter Formen hervorbringt, und wiederum überleben die am stärksten abweichenden und besser angepassten. So entstehen nach und nach immer größere Unterschiede zwischen Extremformen, die sich schließlich zu Unterschieden zwischen Arten, Familien usw. entwickeln. Der Grund für die Divergenz ist laut Darwin das Vorhandensein unsicherer Variabilität, intraspezifischer Konkurrenz und der multidirektionalen Natur der Selektionswirkung. Eine neue Art kann auch durch Hybridisierung zweier Arten (A x B) entstehen.

So vereint C. Darwin in seiner Lehre die positiven Aspekte der Artenlehre von C. Linnaeus (Anerkennung der Realität der Arten in der Natur) und J.-B. Lamarck (Anerkennung der grenzenlosen Variabilität der Arten) und beweist den natürlichen Weg ihrer Entstehung auf der Grundlage erblicher Variabilität und Selektion. Ihnen wurden vier Artenkriterien angeboten – morphologische, geografische, ökologische und physiologische. Allerdings reichten diese Merkmale, wie Darwin betonte, nicht aus, um Arten eindeutig zu klassifizieren.

Die Art ist ein historisches Phänomen; Es entsteht, entwickelt sich, erreicht seine volle Entwicklung und verschwindet dann unter veränderten Umweltbedingungen und macht anderen Arten Platz oder verändert sich selbst und führt zu anderen Formen.

Artensterben

Darwins Lehre vom Kampf ums Dasein, der natürlichen Auslese und der Divergenz erklärt zufriedenstellend die Frage des Artensterbens. Er zeigte, dass bei sich ständig ändernden Umweltbedingungen einige Arten, deren Zahl abnimmt, unweigerlich sterben und anderen weichen müssen, die besser an diese Bedingungen angepasst sind. Daher wird im Verlauf der Evolution ständig die Zerstörung und Schaffung organischer Formen als notwendige Voraussetzung für die Entwicklung durchgeführt.

Der Grund für das Aussterben von Arten können verschiedene für die Art ungünstige Umweltbedingungen, eine Abnahme der evolutionären Plastizität der Art, eine Verzögerung der Variationsrate der Art oder der Änderungsrate der Bedingungen sowie eine enge Spezialisierung sein. Konkurrenzfähigere Arten verdrängen andere, wie der Fossilienbestand deutlich zeigt.

Bei der Beurteilung der Evolutionstheorie von Charles Darwin ist anzumerken, dass er die historische Entwicklung der lebenden Natur bewies, die Wege der Artbildung als natürlichen Prozess erklärte und tatsächlich die Bildung von Anpassungen lebender Systeme als Ergebnis der natürlichen Selektion begründete, was für die zum ersten Mal ihre relative Natur. Charles Darwin erläuterte die Hauptursachen und Triebkräfte der Evolution von Pflanzen und Tieren in Kultur und Wildnis. Darwins Lehre war die erste materialistische Theorie der Evolution der Lebewesen. Seine Theorie trug wesentlich zur Stärkung des historischen Bildes der organischen Natur bei und bestimmte maßgeblich die weitere Entwicklung der Biologie und aller Naturwissenschaften.

In Darwins Evolutionstheorie ist die Voraussetzung für die Evolution erbliche Variabilität und die treibenden Kräfte der Evolution sind Kampf ums Dasein und natürliche Auslese. Bei der Erstellung der Evolutionstheorie griff Charles Darwin immer wieder auf Ergebnisse der Zuchtpraxis zurück. Darwin zeigte, dass die Grundlage für die Vielfalt von Sorten und Rassen die Variabilität ist. Variabilität- der Prozess der Entstehung von Unterschieden zwischen Nachkommen und Vorfahren, die die Vielfalt der Individuen innerhalb einer Sorte oder Rasse bestimmen. Darwin glaubt, dass die Ursachen der Variabilität in den Auswirkungen von Umweltfaktoren auf Organismen (direkt und indirekt über das „Fortpflanzungssystem“) sowie in der Natur der Organismen selbst liegen (da jeder von ihnen spezifisch auf den Einfluss von außen reagiert). Umfeld). Darwin identifizierte bei der Analyse der Variabilitätsformen drei davon: definitiv, unbestimmt und korrelativ.

Spezifische oder Gruppenvariabilität- Hierbei handelt es sich um eine Variabilität, die unter dem Einfluss eines Umweltfaktors auftritt, der auf alle Individuen einer Sorte oder Rasse gleichermaßen einwirkt und sich in eine bestimmte Richtung ändert. Beispiele für eine solche Variabilität sind eine Zunahme des Körpergewichts bei allen Tierarten bei guter Fütterung, Veränderungen des Haarkleides unter Klimaeinfluss usw. Eine gewisse Variabilität ist weit verbreitet, erstreckt sich über die gesamte Generation und äußert sich bei jedem Individuum in ähnlicher Weise . Es ist nicht erblich, das heißt, bei den Nachkommen der veränderten Gruppe werden die von den Eltern erworbenen Merkmale nicht vererbt, wenn sie anderen Umweltbedingungen ausgesetzt werden.

Unsichere oder individuelle Variabilität manifestiert sich spezifisch in jedem Einzelnen, d.h. einzigartig, individuell in der Natur. Es ist mit Unterschieden zwischen Individuen derselben Sorte oder Rasse unter ähnlichen Bedingungen verbunden. Diese Form der Variabilität ist unsicher, d. h. ein Merkmal kann sich unter gleichen Bedingungen in verschiedene Richtungen verändern. Beispielsweise bringt eine Pflanzenart Exemplare mit unterschiedlichen Blütenfarben, unterschiedlich intensiven Blütenblättern usw. hervor. Der Grund für dieses Phänomen war Darwin unbekannt. Unsichere oder individuelle Variabilität ist erblicher Natur, das heißt, sie wird stabil an die Nachkommen weitergegeben. Darin liegt seine Bedeutung für die Evolution.

Bei korrelative oder korrelative Variabilität Eine Veränderung in einem Organ führt zu Veränderungen in anderen Organen. Zum Beispiel haben Hunde mit schlecht entwickeltem Fell normalerweise unterentwickelte Zähne, Tauben mit bestimmten Beinen haben Schwimmhäute zwischen den Zehen, Tauben mit langem Schnabel haben normalerweise lange Beine, weiße Katzen mit blauen Augen sind normalerweise taub usw. Von den Faktoren der korrelativen Variabilität Darwin kommt zu einer wichtigen Schlussfolgerung: Eine Person, die irgendein strukturelles Merkmal auswählt, wird fast „wahrscheinlich unbeabsichtigt andere Körperteile auf der Grundlage mysteriöser Korrelationsgesetze verändern.“

Nachdem Darwin die Form der Variabilität bestimmt hat, kommt er zu dem Schluss, dass nur erbliche Veränderungen für den Evolutionsprozess wichtig sind, da nur sie sich von Generation zu Generation ansammeln können. Laut Darwin sind die Hauptfaktoren bei der Entwicklung kultureller Formen die erbliche Variabilität und die vom Menschen vorgenommene Selektion (Darwin nannte diese Selektion künstlich). Variabilität ist eine notwendige Voraussetzung für die künstliche Selektion, sie entscheidet jedoch nicht über die Bildung neuer Rassen und Sorten.

Die Entwicklung der Arten in der Natur wird laut Darwin von ähnlichen Faktoren bestimmt, wie sie auch die Entwicklung kultureller Formen bestimmen.

Was sind die treibenden Kräfte hinter der Artenentwicklung in der Natur? Darwin hielt die Erklärung der historischen Variabilität von Arten nur für möglich, indem die Gründe für die Anpassungsfähigkeit an bestimmte Bedingungen offengelegt wurden. Darwin kam zu dem Schluss, dass die Fitness natürlicher Arten sowie kultureller Formen das Ergebnis der Selektion ist, diese jedoch nicht vom Menschen, sondern durch Umweltbedingungen hervorgerufen wurde.

Wie funktioniert natürliche Selektion? Darwin betrachtet eine der wichtigsten Bedingungen in der natürlichen Umwelt als Überbevölkerung von Arten, die als Folge des geometrischen Fortschreitens der Fortpflanzung entsteht. Darwin bemerkte, dass sich Individuen von Arten, die auch nur relativ wenige tatsächliche Nachkommen hervorbringen, am Ende recht intensiv vermehren. Beispielsweise produziert ein Spulwurm bis zu 200.000 Eier pro Tag, ein Barschweibchen legt 200-300.000 Eier und ein Kabeljau legt bis zu 10 Millionen Eier. Dasselbe lässt sich auch bei Pflanzen beobachten: Eine Saudistelpflanze bringt bis zu 19.000 Samen hervor, Hirtentäschel mehr als 70.000, Sommerraps - 143.000, Bilsenkraut - mehr als 400.000 usw. Sogar ein Elefant bringt nicht mehr als sechs Aus Jungtieren kann eine Generation hervorgehen, die in 750 Jahren 19 Millionen Individuen umfassen wird. Somit ist die Fruchtbarkeit von Organismen insgesamt sehr hoch, tatsächlich werden jedoch in der Natur nie die zu erwartenden Individuenzahlen aller Tier- und Pflanzenarten beobachtet. Ein erheblicher Teil der Nachkommen stirbt aus verschiedenen Gründen. Darwin kommt zu dem Schluss, dass Überbevölkerung die Hauptursache (wenn auch nicht die einzige) für das Auftreten zwischen Organismen ist Kampf um die Existenz. Er gibt dem Begriff „Kampf ums Dasein“ eine umfassende und metaphorische Bedeutung. In „The Origin of Species“ schreibt Darwin: „Ich muss warnen, dass ich diesen Begriff in einem weiten und metaphorischen Sinne verwende, einschließlich der Abhängigkeit eines Lebewesens von einem anderen und auch (was noch wichtiger ist) nicht nur das Leben eines Individuums, sondern auch das Leben eines Individuums. sondern auch sein Erfolg darin, Nachkommen zu hinterlassen.“ Der Kampf der Organismen findet sowohl untereinander als auch mit den physikalisch-chemischen Bedingungen der Umwelt statt. Dabei kann es sich um direkte Zusammenstöße zwischen Organismen oder, was häufiger zu beobachten ist, um indirekte Konflikte handeln. Konkurrierende Organismen kommen möglicherweise nicht einmal miteinander in Kontakt und befinden sich dennoch in einem Zustand heftigen Kampfes (z. B. darunter wachsende Fichte und Sauerklee).

Zu den Faktoren, die die Anzahl der Arten begrenzen (das heißt, sie verursachen einen Kampf ums Dasein), zählt Darwin die Nahrungsmenge, die Anwesenheit von Raubtieren, verschiedene Krankheiten und ungünstige klimatische Bedingungen. Diese Faktoren können über eine Kette komplexer Beziehungen die Artenhäufigkeit direkt und indirekt beeinflussen. Gegenseitige Widersprüche zwischen Organismen spielen eine sehr wichtige Rolle bei der Begrenzung der Artenzahl. Beispielsweise sterben gekeimte Samen am häufigsten ab, weil sie auf Böden gekeimt sind, die bereits dicht mit anderen Pflanzen bewachsen sind. Besonders akut werden diese Widersprüche dann, wenn es um die Beziehungen zwischen Organismen mit ähnlichen Bedürfnissen und einer ähnlichen Organisation geht. Daher ist der Kampf ums Dasein zwischen Arten derselben Gattung härter als zwischen Arten verschiedener Gattungen. Noch intensiver sind die Widersprüche zwischen Individuen derselben Art (intraspezifischer Kampf).

Das natürliche Ergebnis von Widersprüchen zwischen Organismen und der äußeren Umwelt ist die Ausrottung einiger Individuen von Arten ( Beseitigung). Der Kampf ums Dasein ist also der ausschaltende Faktor.

Wenn einige der Individuen jeder Art im Kampf ums Dasein sterben, können die übrigen ungünstige Bedingungen überwinden. Es stellt sich die Frage: Warum sterben manche Menschen, während andere überleben?

Im Einzelfall sind die Gründe unterschiedlich. Dieses Phänomen unterliegt jedoch allgemeinen Gesetzen. Durch die ständig auftretende Variabilität der Individuen in der Population jeder Art entsteht Heterogenität, deren Folge die Ungleichheit der Individuen gegenüber der Umwelt, also ihrer biologischen Vielfalt, ist. Daher sind einige Individuen oder ihre Gruppen besser an die Umwelt angepasst als andere, was ihnen den Erfolg im Kampf ums Dasein sichert. Infolgedessen überleben die Individuen, die am besten an die Umwelt angepasst sind, während die weniger angepassten sterben.

Die Selektion erfolgt kontinuierlich über eine endlose Reihe aufeinanderfolgender Generationen und bewahrt hauptsächlich diejenigen Formen, die den gegebenen Bedingungen besser entsprechen. Natürliche Selektion und die Ausrottung einiger Individuen einer Art sind untrennbar miteinander verbunden und eine notwendige Voraussetzung für die Entwicklung von Arten in der Natur.

Das Wirkungsschema der natürlichen Selektion in einem Artensystem läuft nach Darwin auf Folgendes hinaus:

1. Jede Gruppe von Tieren und Pflanzen kennt Variationen, und Organismen unterscheiden sich auf vielfältige Weise voneinander.
2. Die Zahl der geborenen Organismen jeder Art ist größer als die Zahl, die Nahrung finden und überleben kann. Da die Anzahl der einzelnen Arten jedoch unter natürlichen Bedingungen konstant ist, ist davon auszugehen, dass die meisten Nachkommen sterben. Wenn alle Nachkommen einer Art überleben und sich vermehren würden, würden sie bald alle anderen Arten auf der Erde verdrängen.
3. Da mehr Individuen geboren werden, als überleben können, kommt es zu einem Existenzkampf, Konkurrenz um Nahrung und Lebensraum. Dies kann ein aktiver Kampf auf Leben und Tod sein oder ein weniger offensichtlicher, aber nicht weniger wirksamer Wettbewerb, wie beispielsweise wenn Pflanzen Dürre oder Kälte erleben.
4. Unter den vielen Veränderungen, die bei Lebewesen beobachtet werden, erleichtern einige das Überleben im Kampf ums Dasein, während andere zum Tod ihrer Besitzer führen. Das Konzept des „Überlebens des Stärkeren“ ist der Kern der Theorie der natürlichen Auslese.
5. Überlebende Individuen bringen die nächste Generation hervor, und somit werden „erfolgreiche“ Veränderungen an nachfolgende Generationen weitergegeben. Dadurch wird jede nächste Generation immer besser an die Umwelt angepasst; Wenn sich die Umgebung verändert, ergeben sich weitere Anpassungen. Wenn die natürliche Selektion über viele Jahre hinweg erfolgt, kann es sein, dass sich die neuesten Nachkommen so sehr von ihren Vorfahren unterscheiden, dass sie in eine eigenständige Art getrennt werden können.

Es kann auch vorkommen, dass einige Mitglieder einer bestimmten Gruppe von Individuen bestimmte Veränderungen erfahren und sich auf eine Weise an die Umgebung angepasst fühlen, während andere Mitglieder, die über andere Veränderungen verfügen, sich auf andere Weise angepasst haben; Auf diese Weise können aus einer angestammten Art, sofern ähnliche Gruppen isoliert werden, zwei oder mehr Arten entstehen.