Эволюция — биологическое понятие¶
Эволюция (от лат. evolutio — «развёртывание, раскрытие») — историческое развитие живой природы, процесс необратимых преобразований живых организмов, их групп и биосферы в целом, приводящий к изменению биологических видов, возникновению и вымиранию их, а также к изменению экосистем. В современной биологии эволюция рассматривается как научная теория, объясняющая многообразие жизни на Земле и механизмы этого многообразия.
¶История понятия
До XIX века преобладала концепция неизменяемости видов. В религиозной традиции виды считались созданными в неизменном виде. Первые идеи о преобразовании видов высказывали античные мыслители — Анаксимандр предполагал, что человек произошёл от рыбоподобных существ, Эмпедокл говорил о выживании наиболее приспособленных форм.
В 1751—1761 годах шведский естествоиспытатель Карл Линней (автор бинарной номенклатуры) допускал возможность межвидовых скрещиваний и появления гибридов, однако в целом придерживался идеи неизменности видов. Французский натуралист Жорж Луи Леклерк де Бюффон в «Естественной истории» (1749—1804) предполагал изменение видов под влиянием климата и образа жизни. Жан-Батист Ламарк в «Философии зоологии» (1809) впервые сформулировал целостную теорию эволюции, включив в неё идеи наследования приобретённых признаков и направленности развития.
Современное представление об эволюции основано на работах Чарлза Дарвина «Происхождение видов» (1859) и «Изменение животных и растений под влиянием домашнего одомашнивания» (1868). Дарвин предложил механизм естественного отбора: в борьбе за существование выживают особи с наиболее полезными variations, которые передаются потомству.
¶Механизмы эволюции
¶Естественный отбор
Естественный отбор — главный движущий механизм эволюции, открытый Дарвином. Он действует там, где выполняются три условия: наследуемость различий между особями, избыточное размножение и борьба за существование. Отбор бывает:
- стабилизирующий — устраняющий крайние отклонения от среднего фенотипа;
- направляющий (движущий) — сдвигающий среднее значение признака в определённую сторону;
- дизруптивный (разрывающий) — сохраняющий крайние варианты признака.
¶Другие факторы
Помимо отбора, в эволюции участвуют:
- генетический дрейф — случайные изменения частот аллелей в популяции, особенно значимые в малых популяциях;
- мутации — первоисточник наследственной изменчивости;
- горизонтальный перенос генов — передача генетического материала между организмами, не находящимися в родстве (особенно распространена у бактерий);
- генная инженерия — в современную эпоху искусственное вмешательство в геном.
¶Доказательства эволюции
Эволюция подтверждается множеством независимых линий свидетельств:
- Палеонтологические данные — ископаемые остатки показывают последовательную смену форм: от простейших одноклеточных в докембрии (более 3,5 млрд лет назад) к многоклеточным в кембрии (около 540 млн лет назад), затем к рыбам, земноводным, пресмыкающимся, птицам и млекопитающим.
- Сравнительно-морфологические данные — гомологичные органы (скелет кита и человека) указывают на общее происхождение.
- Эмбриологические данные — сходство зародышей разных классов позвоночных.
- Биохимические и генетические данные — универсальный генетический код, сходство ДНК у разных видов, молекулярные часы.
- Географическое распределение видов — эндемики островов (например, гигантские черепахи Галапагосов) объясняются эволюционной историей.
- Наблюдаемые случаи видообразования — эксперименты с дрозофилой, эволюция вирусов, возникновение новых штаммов бактерий.
¶Направления и темпы эволюции
Русский ботаник и генетик Николай Иванович Вавилов сформулировал закон гомологических рядов наследственной изменчивости (1920), показав параллелизм в изменении близких видов. Американские палеонтологи Джордж Гэйлорд Симпсон и Стивен Джей Гулд разработали концепцию пунктуализма — эволюция идёт не равномерно, а чередуется периодами относительной стабильности и быстрых изменений.
Темпы эволюции различаются: у бактерий поколение длится минуты, у млекопитающих — годы. Среди направлений эволюции выделяют:
- прогрессивную — усложнение организации;
- регрессивную — упрощение (паразиты, например ленточные черви, утратили пищеварительную систему);
- дивергентную — расхождение признаков у потомков общего предка (образование разных видов птиц из общего предка);
- конвергентную — сходное развитие неродственных групп (крылья насекомых и птиц);
- коэволюцию — совместное взаимное развитие (цветы и опыляющие их насекомые).
¶Эволюция человека
Согласно современным данным, человек разумный (Homo sapiens) возник в Африке около 300 тыс. лет назад. Род Homo отделился от австралопитеков около 2,5—3 млн лет назад. Ключевые этапы: Homo habilis (2,5 млн лет назад), Homo erectus (1,9 млн лет назад), неандерталец (Homo neanderthalensis, около 400 тыс. лет назад), Homo sapiens. В ходе эволюции человека произошло увеличение объёма мозга, прямохождение, развитие речи и орудийной деятельности.
¶Эволюционное учение в России
Русская наука внесла значительный вклад в развитие эволюционной теории. К. Ф. Руэ предложил идею биогенетического закона (1866). А. Н. Северцов разработал учение о филогенезе и морфологических адаптациях (1939). И. И. Шмальгаузен сформулировал теорию органической формы и понятие «факторов эволюции» (1941). Н. И. Вавилов создал учение о центрах происхождения культурных растений. Л. А. Зенкевич внёс вклад в эволюционную экологию.
¶Критика и альтернативы
Эволюционная теория подвергалась критике с момента публикации «Происхождения видов». В XIX веке ей противопоставляли катастрофизм и креационизм. В XX веке возникли концепции неоламаркизма (наследование приобретённых признаков) и ноосферной эволюции В. И. Вернадского, подчёркивающей роль разума. В настоящее время креационизм не признаётся наукой и не входит в учебные программы.
¶История
- Черчилль Д. «Эволюция» (1997)
- Дарвин Ч. «Происхождение видов» (1859)
- Футейма К. «Биологическая эволюция» (1986)
- Шмальгаузен И. И. «Факторы эволюции» (1941)
- Гулд С. Дж. «Структура эволюционной теории» (2002)