Động lực của sự tiến hóa của các loài trong tự nhiên, theo Charles Darwin, là tính biến đổi di truyền và chọn lọc tự nhiên. Cơ sở của chọn lọc tự nhiên là đấu tranh sinh tồn.
Có một số hình thức chọn lọc tự nhiên, phụ thuộc vào điều kiện môi trường.
Ổn định chọn lọc dẫn đến việc bảo tồn các đột biến làm giảm sự biến đổi của giá trị trung bình của tính trạng, nghĩa là nó bảo tồn giá trị trung bình của tính trạng. Ví dụ: ở thực vật có hoa, hoa ít thay đổi nhưng các bộ phận sinh dưỡng của cây lại biến đổi nhiều hơn. Tỷ lệ hoa trong ví dụ này bị ảnh hưởng bởi quá trình chọn lọc ổn định.
Một hình thức lựa chọn khác là lựa chọn thúc đẩy, trong đó chuẩn mực phản ứng thay đổi theo một hướng nhất định; sự lựa chọn như vậy làm thay đổi giá trị trung bình của tính trạng. Một ví dụ về sự chọn lọc như vậy là việc thay thế dần các cá thể bướm bạch dương có màu sáng bằng những cá thể có màu sẫm trong các khu công nghiệp.
Một hình thức khác là chọn lọc đột phá (gây rối), mang lại lợi thế cho sự sống sót của những cá thể có những biểu hiện cực đoan của một đặc điểm nhất định. Sự lựa chọn như vậy nhằm vào các hình thức trung gian và trung gian. Đồng thời, những phần quần thể sai lệch nhiều nhất so với giá trị trung bình của tính trạng sẽ được bảo tồn; Theo quy định, điều này xảy ra liên quan đến những thay đổi rất đột ngột của môi trường. Ví dụ, do ứng dụng đại chúng thuốc trừ sâu, nhóm côn trùng kháng các loại hóa chất này đã được bảo tồn. Mỗi nhóm như vậy đã trở thành một trung tâm chọn lọc độc lập, trong đó việc chọn lọc ổn định sẽ duy trì khả năng kháng thuốc trừ sâu.
Cơ sở của chọn lọc tự nhiên là đấu tranh sinh tồn. Darwin đã xác định ba hình thức đấu tranh này.
a) Cuộc đấu tranh sinh tồn giữa các loài là sự cạnh tranh của các loài thực vật cùng loài về ánh sáng và nước, các loài động vật cùng loài về thức ăn và các khu vực định cư, v.v.;
c) Chống lại các điều kiện môi trường bất lợi - xảy ra thông qua sự tương tác của sinh vật sống với các yếu tố phi sinh học của tự nhiên. Đó là cuộc chiến chống lại sự thiếu hoặc thừa độ ẩm, ánh sáng, thay đổi nhiệt độ, axit hóa hoặc kiềm hóa đất, v.v.
Vì vậy, tất cả các đặc tính mới phát sinh do sự biến đổi di truyền đều được kiểm tra bằng chọn lọc tự nhiên. Chọn lọc tự nhiên là yếu tố thúc đẩy và chỉ đạo chính của quá trình tiến hóa.
Chọn một câu trả lời đúng.
3. Tiến hóa là một quá trình
1) phát triển cá nhân bất kỳ sinh vật sống
2) lịch sử phát triển của thế giới hữu cơ
3) sinh sản và phát triển tế bào
4) cải tiến và tạo ra các giống cây trồng, vật nuôi mới
4. Loại biến dị sau đây đóng vai trò chủ đạo trong quá trình tiến hóa
1) tế bào chất
2) sửa đổi
3) kết hợp
4) đột biến
5. Theo Charles Darwin, khả năng sinh sản của sinh vật một số lượng lớn con cháu và môi trường sống cũng như nguồn tài nguyên sống hạn chế là những nguyên nhân trực tiếp
1) sự biến đổi di truyền
2) đấu tranh sinh tồn
3) tuyệt chủng
4) sự biệt hóa
6. Trên một cánh đồng lúa mạch đen không có cỏ dại, có cây cao và cây thấp, điều này minh họa
1) đấu tranh nội bộ để tồn tại
2) đấu tranh sinh tồn giữa các loài
3) chống lại các điều kiện môi trường bất lợi
4) khả năng biến đổi sửa đổi mà không cần đấu tranh để tồn tại
7. Tính biến đổi di truyền trong quá trình tiến hóa
1) tạo ra loài mới
2) cung cấp nguyên liệu cho quá trình tiến hóa
3) củng cố vật chất được tạo ra trong quá trình tiến hóa
4) lưu những thay đổi hữu ích nhất
8. Chọn lọc tự nhiên
1) tạo ra những đặc điểm mới của sinh vật
2) tăng sự biến đổi trong quần thể
3) lưu những thay đổi hữu ích nhất
4) tạo ra loài mới
9. Chọn lọc tự nhiên hoạt động ở cấp độ
1) một sinh vật riêng biệt
2) quần thể
4) sinh học
10. Kết quả của chọn lọc tự nhiên không phải là
1) khả năng thích ứng của sinh vật với môi trường
2) sự đa dạng của thế giới hữu cơ
3) đấu tranh sinh tồn
4) cải thiện tổ chức của sinh vật
11. Minh họa cho tác động ổn định chọn lọc không phải là sự tồn tại
1) tuateria bò sát đầu mỏ
2) cá vây thùy
3) Bướm đêm bạch dương có màu sẫm ở các khu công nghiệp ở Anh
12. Đơn vị cơ bản của loài là
1) một cá thể của loài
2) hai cá thể khác giới tính của loài
3) nhóm họ của một loài, đàn
4) quần thể của loài
13. Tiêu chí di truyền của một loài là
1) sự giống nhau của tất cả các quá trình sống của cá nhân
2) sự giống nhau về cấu trúc bên ngoài và bên trong của các cá nhân
3) một bộ nhiễm sắc thể đặc trưng của từng loài
4) một tập hợp các yếu tố môi trường trong đó loài tồn tại
14. Tập hợp các yếu tố môi trường trong đó một loài tồn tại là
1) tiêu chí sinh thái của loài
2) tiêu chí địa lý của loài
3) tiêu chí di truyền của loài
4) tiêu chí hình thái của loài
15. Sự khác biệt về kiểu gen của các cá thể khác nhau trong cùng một quần thể do lai tạo được xác định bởi tính biến thiên
1) đột biến 3) tương quan
2) kết hợp 4) sửa đổi
Chọn ba câu trả lời đúng.
16. Những quy định cơ bản thuyết tiến hóa J.B. Tuyên bố của Lamarck là về
1) tính mục đích ban đầu của tự nhiên
2) mong muốn của mọi sinh vật về sự hoàn hảo
5) sự ổn định của loài
6) chỉ kế thừa những thay đổi hữu ích
17. Công lao của Charles Darwin là ông
1) tạo ra lý thuyết tiến hóa đầu tiên
2) phát triển lý thuyết chọn lọc tự nhiên
3) xây dựng quy luật về chuỗi tương đồng của biến dị di truyền
4) giải thích nguyên nhân dẫn đến sự đa dạng về loài trong tự nhiên
5) giải thích các quá trình hình thành loài
6) giải thích lý do nguồn gốc của sự sống
18. Theo Charles Darwin, động lực chính của quá trình tiến hóa là
1) sự biến đổi nhất định
2) sự biến thiên không chắc chắn
3) chọn lọc tự nhiên
4) sự trôi dạt di truyền
5) đấu tranh sinh tồn
6) độ biến thiên tương đối
19. Lựa chọn lái xe
2) được quan sát trong điều kiện tồn tại tương đối ổn định của loài
3) góp phần làm thay đổi chuẩn phản ứng trước đó theo một hướng
4) ủng hộ những cá thể có sai lệch so với giá trị trung bình của đặc điểm
6) dẫn đến thu hẹp chỉ tiêu phản ứng trước đó của tính trạng
20. Ổn định lựa chọn
1) biểu hiện khi điều kiện tồn tại của loài thay đổi
2) biểu hiện trong điều kiện tồn tại tương đối ổn định của loài
3) góp phần làm thay đổi chuẩn phản ứng trước đó theo nhiều hướng cùng một lúc
4) loại bỏ các đột biến dẫn đến tăng tốc độ phản ứng của tính trạng
5) lưu giá trị trung bình của đặc tính
6) dẫn đến việc mở rộng chuẩn mực phản ứng trước đó của tính trạng
21. Thiết lập sự tương ứng giữa các biểu hiện của chọn lọc tự nhiên và các loại của nó.
Chìa khóa nhiệm vụ
| Câu hỏi không. | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| trả lời | 2 | 1 | 2 | 4 | 2 | 1 | 2 | 3 | 2 | 3 |
| Câu hỏi không. | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
| trả lời | 3 | 4 | 3 | 1 | 2 | 2,3,6 | 2,4,5 | 2,3,5 | 1,3,4 | 2,4,5 |
Nhiệm vụ 21
|
Những điều khoản chính của thuyết tiến hóa của Charles Darwin
|
Cơ sở lý thuyết tiến hóa của Charles Darwin là ý tưởng về một loài, sự biến đổi của nó trong quá trình thích nghi với môi trường và sự truyền đạt các đặc tính từ tổ tiên sang con cháu. Sự phát triển của các hình thức văn hóa diễn ra dưới tác động lựa chọn nhân tạo, các yếu tố trong đó là tính biến đổi, tính di truyền và hoạt động sáng tạo của con người, và sự tiến hóa loài tự nhiênđược thực hiện nhờ vào chọn lọc tự nhiên, các yếu tố của nó là tính biến đổi, di truyền và đấu tranh sinh tồn. |
|
Động lực của sự tiến hóa |
||
giống và giống |
thế giới hữu cơ |
|
biến dị di truyền và chọn lọc nhân tạo |
cuộc đấu tranh sinh tồn và chọn lọc tự nhiên dựa trên sự biến đổi di truyền |
|
Sự biến đổi
Khi so sánh nhiều giống động vật và giống thực vật, Darwin nhận thấy rằng trong bất kỳ loài động vật và thực vật nào, và trong văn hóa, trong bất kỳ giống và giống nào đều không có cá thể giống hệt nhau. Dựa trên hướng dẫn của K. Linnaeus rằng những người chăn tuần lộc nhận ra mọi con nai trong đàn của họ, những người chăn cừu nhận ra từng con cừu và nhiều người làm vườn nhận ra các giống lục bình và hoa tulip bằng củ, Darwin kết luận rằng tính biến đổi là cố hữu ở tất cả các loài động vật và thực vật.
Phân tích tài liệu về sự biến đổi của động vật, nhà khoa học nhận thấy rằng bất kỳ sự thay đổi nào về điều kiện sống cũng đủ gây ra sự biến đổi. Do đó, Darwin hiểu tính biến đổi là khả năng sinh vật có được những đặc điểm mới dưới tác động của điều kiện môi trường. Ông phân biệt các dạng biến đổi sau:
Trong các cuốn sách “Về nguồn gốc các loài thông qua chọn lọc tự nhiên, hay việc bảo tồn các giống được ưa chuộng trong cuộc đấu tranh sinh tồn” (1859) và “Những thay đổi ở vật nuôi và cây trồng” (1868), Darwin đã mô tả chi tiết về sự đa dạng giống vật nuôi và phân tích nguồn gốc của chúng. Ông lưu ý đến sự đa dạng của các giống gia súc, trong đó có khoảng 400 giống. Chúng khác nhau ở một số đặc điểm: màu sắc, hình dáng cơ thể, mức độ phát triển của xương và cơ, sự hiện diện và hình dạng của sừng. Nhà khoa học đã xem xét chi tiết câu hỏi về nguồn gốc của những giống chó này và đưa ra kết luận rằng tất cả các giống gia súc ở Châu Âu, mặc dù có sự khác biệt lớn giữa chúng, đều có nguồn gốc từ hai dạng tổ tiên được con người thuần hóa.
Các giống cừu nhà cũng vô cùng đa dạng, có hơn 200 con, nhưng chúng đến từ một số tổ tiên hạn chế - mouflon và argali. Nhiều giống lợn nhà khác nhau cũng được lai tạo từ các dạng lợn rừng hoang dã, trong quá trình thuần hóa đã thay đổi nhiều đặc điểm cấu trúc của chúng. Các giống chó, thỏ, gà và các vật nuôi khác trong nhà rất đa dạng.
Darwin đặc biệt quan tâm đến câu hỏi về nguồn gốc của chim bồ câu. Ông đã chứng minh rằng tất cả các giống chim bồ câu hiện có đều có nguồn gốc từ một tổ tiên hoang dã- chim bồ câu đá (núi). Các giống chim bồ câu khác nhau đến mức bất kỳ nhà nghiên cứu chim ưng nào khi tìm thấy chúng trong tự nhiên đều sẽ nhận ra chúng là loài độc lập. Tuy nhiên, Darwin đã chỉ ra nguồn gốc chung của chúng dựa trên những sự thật sau:
Darwin rất chú trọng đến việc nghiên cứu sự đa dạng khác biệt cây trồng. Do đó, khi so sánh nhiều loại bắp cải khác nhau, ông kết luận rằng chúng đều được con người nhân giống từ một loài hoang dã: chúng khác nhau về hình dạng lá với hoa và hạt giống nhau. bạn cây cảnh, ví dụ tại sự đa dạng khác biệt hoa pansies thu được nhiều loại hoa và lá của chúng gần như giống nhau. Giống cây lý gai có nhiều loại quả nhưng lá gần như giống nhau.
Lý do cho sự thay đổi. Đã chỉ ra sự đa dạng của các hình thức biến đổi, Darwin giải thích nguyên nhân vật chất của sự biến đổi, đó là các yếu tố môi trường, điều kiện tồn tại và phát triển của sinh vật. Nhưng ảnh hưởng của các yếu tố này khác nhau tùy thuộc vào trạng thái sinh lý của sinh vật và giai đoạn phát triển của nó. Trong số những nguyên nhân cụ thể của sự biến đổi, Darwin xác định:
Trong số các hình thức biến đổi khác nhau của quá trình tiến hóa, những thay đổi di truyền có tầm quan trọng đặc biệt với tư cách là nguyên liệu chính cho sự đa dạng, giống và sự hình thành loài - những thay đổi đó được cố định ở các thế hệ tiếp theo.
Di truyền
Nhờ di truyền, Darwin hiểu được khả năng của các sinh vật trong việc bảo tồn loài, đặc điểm giống và cá thể ở con cái của chúng. Đặc điểm này đã được nhiều người biết đến và đại diện cho sự biến đổi di truyền. Darwin đã phân tích chi tiết tầm quan trọng của tính di truyền trong quá trình tiến hóa. Ông chú ý đến các trường hợp lai giống nhau ở thế hệ thứ nhất và sự phân chia tính cách ở thế hệ thứ hai; ông nhận thức được tính di truyền gắn liền với giới tính, hiện tượng lai giống và một số hiện tượng di truyền khác.
Đồng thời, Darwin lưu ý rằng việc nghiên cứu về tính biến đổi và tính di truyền, nguyên nhân và mô hình trực tiếp của chúng gặp rất nhiều khó khăn. Khoa học thời đó chưa thể đưa ra câu trả lời thỏa đáng cho một số vấn đề vấn đề quan trọng. Các tác phẩm của G. Mendel cũng không được Darwin biết đến. Chỉ rất lâu sau đó, nghiên cứu sâu rộng về tính biến đổi và tính di truyền mới bắt đầu, và di truyền học hiện đại đã thực hiện một bước tiến lớn trong việc nghiên cứu nền tảng vật chất, nguyên nhân và cơ chế của tính di truyền và tính biến đổi, trong việc tìm hiểu nguyên nhân của những hiện tượng này.
Darwin rất coi trọng sự hiện diện của tính biến đổi và tính di truyền trong tự nhiên, coi chúng là những yếu tố chính của quá trình tiến hóa, có tính thích nghi trong tự nhiên. [trình diễn] .
Bản chất thích nghi của sự tiến hóa
Darwin trong tác phẩm "Nguồn gốc các loài..." đã lưu ý đặc điểm quan trọng nhất của quá trình tiến hóa - sự thích nghi liên tục của các loài với điều kiện tồn tại và sự cải thiện tổ chức của loài do sự tích lũy các thích nghi . Tuy nhiên, ông lưu ý rằng khả năng thích ứng của một loài, được phát triển nhờ chọn lọc với các điều kiện tồn tại, mặc dù rất quan trọng đối với việc tự bảo tồn và tự sinh sản của loài, nhưng nó không thể luôn mang tính tương đối và chỉ hữu ích trong những điều kiện đó; điều kiện môi trường trong đó loài tồn tại trong một thời gian dài. Hình dạng cơ thể, cơ quan hô hấp và các đặc điểm khác của cá chỉ phù hợp với cuộc sống dưới nước và không phù hợp với cuộc sống trên cạn. Màu xanh của châu chấu giúp ngụy trang côn trùng trên thảm thực vật xanh, v.v.
Quá trình thích ứng nhanh chóng có thể được theo dõi bằng cách sử dụng ví dụ về bất kỳ nhóm sinh vật nào đã được nghiên cứu đầy đủ về mặt tiến hóa. Một ví dụ điển hình là sự tiến hóa của con ngựa.
Nghiên cứu về tổ tiên của loài ngựa cho thấy sự tiến hóa của nó gắn liền với quá trình chuyển đổi từ cuộc sống trong rừng trên đất đầm lầy sang cuộc sống ở thảo nguyên khô ráo, rộng mở. Thay đổi tổ tiên được biết đến ngựa xảy ra theo các hướng sau:
Đương nhiên, cùng với những thay đổi này, những thay đổi tương quan cũng xảy ra, chẳng hạn như hộp sọ dài ra, thay đổi hình dạng của hàm, sinh lý của quá trình tiêu hóa, v.v.
Cùng với sự phát triển của sự thích nghi, cái gọi là sự đa dạng thích nghi cũng xuất hiện trong quá trình tiến hóa của bất kỳ nhóm nào. Thực tế là, dựa trên nền tảng của sự thống nhất về tổ chức và sự hiện diện của các đặc điểm hệ thống chung, đại diện của bất kỳ nhóm sinh vật tự nhiên nào luôn khác nhau về những đặc điểm cụ thể quyết định khả năng thích ứng của chúng với các điều kiện sống cụ thể.
Do sống trong điều kiện sống giống nhau, các dạng sinh vật không liên quan có thể có được sự thích nghi tương tự. Ví dụ, những hình thức xa xôi có hệ thống như cá mập ( Lớp Song Ngư), ichthyosaur (lớp Bò sát) và cá heo (lớp Động vật có vú), có đặc điểm tương tự vẻ bề ngoài, đó là sự thích nghi với cùng điều kiện sống trong một môi trường nhất định, trong trường hợp này là nước. Sự giống nhau giữa các sinh vật ở xa một cách có hệ thống được gọi là sự hội tụ (xem bên dưới). Ở động vật nguyên sinh không cuống, bọt biển, động vật có ruột, giun đốt, động vật giáp xác, động vật da gai và ascidians, người ta quan sát thấy sự phát triển của các rhizoids giống như rễ, nhờ đó chúng được củng cố trong lòng đất. Nhiều sinh vật trong số này được đặc trưng bởi hình dạng cơ thể giống như thân cây, giúp nó có thể làm dịu đi những cú đánh của sóng, tác động của vây cá, v.v. trong lối sống ít vận động. Tất cả các dạng không cuống được đặc trưng bởi xu hướng hình thành các cụm cá thể và thậm chí cả quần thể, trong đó cá thể phụ thuộc vào một tổng thể mới - thuộc địa, điều này làm giảm khả năng tử vong do hư hỏng cơ học.
Trong các điều kiện sống khác nhau, các dạng sinh vật liên quan có sự thích nghi khác nhau, tức là hai hoặc nhiều loài có thể phát sinh từ một dạng tổ tiên. Darwin gọi quá trình phân kỳ này của các loài trong các điều kiện môi trường khác nhau là phân kỳ (xem bên dưới). Một ví dụ về điều này là loài chim sẻ trên Quần đảo Galapagos (phía tây Ecuador): một số ăn hạt, số khác ăn xương rồng và số khác ăn côn trùng. Mỗi dạng này khác nhau về kích thước và hình dạng của mỏ và có thể phát sinh do sự biến đổi và chọn lọc khác nhau.
Sự thích nghi của động vật có vú có nhau thai thậm chí còn đa dạng hơn, trong số đó có những dạng sống trên cạn chạy nhanh (chó, hươu), những loài dẫn đầu hình ảnh gỗ sự sống (sóc, khỉ), động vật sống trên cạn và dưới nước (hải ly, hải cẩu), sống trên không ( những con dơi), động vật sống dưới nước (cá voi, cá heo) và các loài có lối sống dưới lòng đất (chuột chũi, chuột chù). Tất cả đều có nguồn gốc từ một tổ tiên nguyên thủy duy nhất - động vật sống trên cây động vật có vú ăn côn trùng(Hình 3).
Sự thích nghi không bao giờ hoàn hảo tuyệt đối do quá trình tích lũy sự thích nghi kéo dài. Những thay đổi về địa hình, khí hậu, thành phần hệ động vật và thực vật, v.v. có thể nhanh chóng thay đổi hướng chọn lọc, và sau đó những thích nghi được phát triển trong một số điều kiện tồn tại sẽ mất đi ý nghĩa ở những điều kiện khác, trong đó những thích nghi mới bắt đầu được phát triển trở lại. Đồng thời, số lượng một số loài giảm đi, trong khi những loài thích nghi hơn lại tăng lên. Các sinh vật mới thích nghi có thể giữ lại các dấu hiệu thích nghi trước đó, những dấu hiệu này trong điều kiện tồn tại mới không có tầm quan trọng quyết định đối với khả năng tự bảo tồn và tự sinh sản. Điều này cho phép Darwin nói về tính kém hiệu quả của các dấu hiệu thích ứng, vốn được tìm thấy khá thường xuyên trong tổ chức và hành vi của các sinh vật. Điều này đặc biệt được thấy rõ khi hành vi của sinh vật không được quyết định bởi lối sống của chúng. Vì vậy, bàn chân có màng của ngỗng đóng vai trò thích nghi với việc bơi lội và sự hiện diện của chúng là điều nên làm. Tuy nhiên, ngỗng núi cũng có bàn chân có màng, điều này rõ ràng là không thực tế với lối sống của chúng. Chim tàu khu trục thường không hạ cánh trên bề mặt đại dương, mặc dù, giống như ngỗng đầu sọc, nó có bàn chân có màng. Có thể nói chắc chắn rằng tổ tiên của những loài chim này đã có màng cần thiết và hữu ích như ngày nay. chim nước. Theo thời gian, con cháu thích nghi với điều kiện sống mới và mất đi thói quen bơi lội nhưng vẫn giữ được các cơ quan bơi lội.
Được biết, nhiều loài thực vật rất nhạy cảm với sự dao động nhiệt độ và đây là phản ứng thích hợp với tính chu kỳ theo mùa của thảm thực vật và sinh sản. Tuy nhiên, sự nhạy cảm như vậy với sự dao động nhiệt độ có thể dẫn đến cây chết hàng loạt nếu nhiệt độ tăng vào mùa thu, kích thích quá trình chuyển sang ra hoa và đậu quả lặp lại. Điều này ngăn cản sự chuẩn bị bình thường của cây lâu năm cho mùa đông và chúng chết khi thời tiết lạnh đến. Tất cả những ví dụ này cho thấy tính khả thi tương đối.
Tính tương đối của tính hiệu quả thể hiện khi có sự thay đổi đáng kể về điều kiện tồn tại của sinh vật, vì trong trường hợp này, sự mất đi tính chất thích nghi của đặc điểm này hoặc đặc điểm khác là đặc biệt rõ ràng. Đặc biệt, việc thiết kế hợp lý các hang có lối thoát hiểm ngang mực nước với chuột xạ hương có tính tàn phá trong lũ lụt mùa đông. Phản ứng sai lầm thường được quan sát thấy ở các loài chim di cư. Đôi khi các loài chim nước bay đến vĩ độ của chúng ta trước khi mở các hồ chứa và việc thiếu thức ăn vào thời điểm này dẫn đến cái chết hàng loạt của chúng.
Mục đích là một hiện tượng nảy sinh trong lịch sử dưới tác động liên tục của chọn lọc tự nhiên, và do đó nó biểu hiện khác nhau ở các giai đoạn tiến hóa khác nhau. Ngoài ra, tính tương đối của sự phù hợp mang lại khả năng tái cấu trúc và cải thiện hơn nữa khả năng thích ứng có sẵn cho một loại hình nhất định, tức là. sự vô hạn của quá trình tiến hóa.
____________________________________
_______________________________
Tuy nhiên, sau khi chứng minh câu hỏi về tính biến đổi và tính di truyền là các yếu tố của quá trình tiến hóa, Darwin đã chỉ ra rằng bản thân chúng vẫn chưa giải thích được sự xuất hiện của các giống động vật, giống thực vật, loài mới hoặc sự phù hợp của chúng. Công lao to lớn của Darwin là ông đã phát triển học thuyết về chọn lọc với tư cách là nhân tố chủ đạo, chỉ đạo sự tiến hóa của các hình thức nuôi dưỡng (chọn lọc nhân tạo) và các loài hoang dã (chọn lọc tự nhiên).
Darwin đã chứng minh rằng do chọn lọc sẽ xảy ra sự thay đổi về loài, tức là. chọn lọc dẫn đến sự khác biệt - sai lệch so với hình thức ban đầu, sự khác biệt về đặc điểm giữa các giống và giống, sự hình thành của một lượng lớn chúng [trình diễn] .
Bản chất khác nhau của sự tiến hóa
Darwin đã phát triển nguyên tắc phân kỳ, tức là phân kỳ các đặc điểm của giống và giống, sử dụng ví dụ về chọn lọc nhân tạo. Sau đó, ông sử dụng nguyên tắc này để giải thích nguồn gốc của các loài động vật và thực vật, sự đa dạng của chúng, sự xuất hiện của sự khác biệt giữa các loài và việc chứng minh học thuyết về nguồn gốc đơn ngành của các loài từ một nguồn gốc chung.
Sự khác biệt của quá trình tiến hóa bắt nguồn từ thực tế về tính biến đổi đa chiều, khả năng sinh tồn và sinh sản ưu tiên ở một số thế hệ các biến thể cực đoan cạnh tranh với nhau ở mức độ thấp hơn. Các dạng trung gian, có cuộc sống đòi hỏi thức ăn và môi trường sống tương tự, ở trong điều kiện kém thuận lợi hơn và do đó chết nhanh hơn. Điều này dẫn đến khoảng cách lớn hơn giữa các lựa chọn cực đoan, hình thành các giống mới, sau này trở thành loài độc lập.
Sự khác biệt dưới sự kiểm soát của chọn lọc tự nhiên dẫn đến sự khác biệt hóa loài và sự chuyên môn hóa của chúng. Ví dụ, chi ngực bao gồm các loài sống ở Những nơi khác nhau(biotopes) và ăn các loại thực phẩm khác nhau (Hình 2). Ở những loài bướm thuộc họ bướm trắng, sự phân kỳ đi theo hướng sâu bướm thích nghi với việc ăn các loại thực phẩm khác nhau - bắp cải, củ cải, rutabaga và các loại thực vật hoang dã khác thuộc họ họ cải. Trong số các loài mao lương, một loài sống ở nước, số khác sống ở những nơi đầm lầy, rừng hoặc đồng cỏ.
Dựa trên sự tương đồng cũng như nguồn gốc chung, phân loại học hợp nhất các loài thực vật và động vật có quan hệ gần gũi thành chi, chi thành họ, họ thành bộ, v.v. Phân loại học hiện đại phản ánh bản chất đơn ngành của quá trình tiến hóa.
Nguyên tắc phân kỳ do Darwin phát triển có ý nghĩa sinh học quan trọng. Nó giải thích nguồn gốc của sự phong phú của các dạng sống, cách phát triển của nhiều môi trường sống đa dạng và phong phú hơn.
Hậu quả trực tiếp của sự phát triển khác nhau của hầu hết các nhóm trong môi trường sống tương tự là sự hội tụ - sự hội tụ của các đặc điểm và sự phát triển của các đặc điểm bề ngoài giống nhau dưới các dạng có nguồn gốc khác nhau. Một ví dụ kinh điển về sự hội tụ là sự giống nhau về hình dạng cơ thể và các cơ quan chuyển động ở cá mập (cá), ichthyosaur (bò sát) và cá heo (động vật có vú), tức là sự giống nhau về khả năng thích nghi với cuộc sống dưới nước (Hình 3). Có những điểm tương đồng giữa nhau thai và động vật có vú có túi, giữa loài chim nhỏ nhất là chim ruồi và loài bướm lớn là chim ruồi diều hâu. Sự giống nhau hội tụ của các cơ quan riêng lẻ xảy ra ở động vật và thực vật không liên quan, tức là được xây dựng trên cơ sở di truyền khác nhau.
Tiến bộ và hồi quy
Darwin đã chỉ ra rằng hệ quả tất yếu của quá trình tiến hóa khác nhau là sự phát triển ngày càng tiến bộ của thiên nhiên hữu cơ từ đơn giản đến phức tạp. Quá trình lịch sử về tổ chức ngày càng tăng này được minh họa rõ ràng bằng dữ liệu cổ sinh vật học và cũng được phản ánh trong hệ thống tự nhiên của thực vật và động vật, kết hợp các dạng thấp hơn và cao hơn.
Vì vậy, sự tiến hóa có thể đi theo những con đường khác nhau. Các hướng phát triển tiến hóa chính và các mô hình tiến hóa sinh lý hình thái đã được Viện sĩ phát triển một cách chi tiết. MỘT. Severtsov (xem tiến hóa vĩ mô).
_______________________________
____________________________________
Lựa chọn nhân tạo
Phân tích đặc điểm của các giống vật nuôi và các giống cây trồng, Darwin đã thu hút sự chú ý đến sự phát triển đáng kể ở chúng về chính những đặc điểm được con người đánh giá cao. Điều này đạt được bằng cách sử dụng cùng một kỹ thuật: khi nhân giống động vật hoặc thực vật, các nhà lai tạo để lại những mẫu vật đáp ứng đầy đủ nhất nhu cầu của họ để nhân giống và từ thế hệ này sang thế hệ khác tích lũy những thay đổi hữu ích cho con người, tức là. tiến hành chọn lọc nhân tạo.
Bằng chọn lọc nhân tạo, Darwin hiểu được một hệ thống các biện pháp nhằm cải thiện hiện có và tạo ra các giống động vật và cây trồng mới có các đặc điểm di truyền hữu ích (về mặt kinh tế) và phân biệt những đặc điểm sau: các hình thức chọn lọc nhân tạo:
Việc nhân giống có mục đích một giống hoặc giống. Khi bắt đầu công việc, người chăn nuôi đặt ra cho mình một nhiệm vụ nhất định liên quan đến những đặc tính mà mình muốn phát triển ở một giống chó nhất định. Trước hết, những đặc điểm này phải có giá trị kinh tế hoặc thỏa mãn nhu cầu thẩm mỹ của con người. Các đặc điểm mà nhà tạo giống sử dụng có thể cả về hình thái và chức năng. Những điều này cũng có thể bao gồm bản chất của hành vi của động vật, ví dụ như tính hung hăng ở gà chọi. Khi giải quyết nhiệm vụ đặt ra cho mình, nhà tạo giống sẽ chọn ra những nguyên liệu tốt nhất từ những nguyên liệu sẵn có, trong đó các đặc điểm mà họ quan tâm được thể hiện, ít nhất ở một mức độ nhỏ. Các cá thể được chọn sẽ được giữ cách ly để tránh việc lai giống không mong muốn. Sau đó, nhà lai tạo sẽ chọn các cặp để lai. Sau đó, bắt đầu từ thế hệ đầu tiên, ông lựa chọn nghiêm ngặt những nguyên liệu tốt nhất và loại bỏ những nguyên liệu không đáp ứng yêu cầu.
Như vậy, chọn lọc có phương pháp là một quá trình sáng tạo dẫn đến hình thành các giống, giống mới. Sử dụng phương pháp này, nhà tạo giống, giống như một nhà điêu khắc, điêu khắc các hình thức hữu cơ mới theo một kế hoạch đã được tính toán trước. Thành công của nó phụ thuộc vào mức độ biến đổi của hình thức ban đầu (các đặc điểm thay đổi càng nhiều thì càng dễ tìm thấy những thay đổi mong muốn) và kích thước của lô ban đầu (trong lô lớn có nhiều cơ hội lựa chọn hơn).
Lựa chọn phương pháp ở thời đại chúng ta, sử dụng những thành tựu của di truyền, đã được cải thiện đáng kể và trở thành cơ sở lý thuyết hiện đại và thực hành chăn nuôi động vật và thực vật.
Lựa chọn vô thứcđược thực hiện bởi một người mà không có một nhiệm vụ cụ thể, được xác định trước. Đây là hình thức chọn lọc nhân tạo lâu đời nhất, các yếu tố của nó đã được người nguyên thủy sử dụng. Với sự chọn lọc vô thức, một người không đặt mục tiêu tạo ra một giống, giống mới mà chỉ để lại cho bộ tộc và chủ yếu sinh sản những cá thể tốt nhất. Vì vậy, chẳng hạn, một người nông dân có hai con bò, muốn dùng một con làm thịt, sẽ giết con nào cho ít sữa hơn; Trong số gà, anh dùng con gà đẻ dở nhất để lấy thịt. Trong cả hai trường hợp, người nông dân, bảo tồn những con vật có năng suất cao nhất, tiến hành chọn lọc theo chỉ đạo, mặc dù anh ta không đặt cho mình mục tiêu nhân giống mới. Chính hình thức chọn lọc nguyên thủy này mà Darwin gọi là chọn lọc vô thức.
Darwin nhấn mạnh tầm quan trọng đặc biệt của sự chọn lọc vô thức từ quan điểm lý thuyết, vì hình thức chọn lọc này làm sáng tỏ quá trình hình thành loài. Nó có thể được coi là cầu nối giữa chọn lọc nhân tạo và chọn lọc tự nhiên. Chọn lọc nhân tạo là một mô hình tốt để Darwin giải mã quá trình hình thành hình thái. Phân tích về chọn lọc nhân tạo của Darwin đóng một vai trò quan trọng trong việc chứng minh quá trình tiến hóa: thứ nhất, ông cuối cùng đã xác lập quan điểm về tính biến đổi: thứ hai, ông thiết lập các cơ chế cơ bản của hình thái học (tính biến đổi, tính di truyền, khả năng sinh sản ưu tiên của các cá thể có đặc điểm hữu ích) và cuối cùng là , chỉ ra các phương thức phát triển thích ứng và phân hóa tốt của các giống, giống. Những tiền đề quan trọng này đã mở đường cho một giải pháp thành công cho vấn đề chọn lọc tự nhiên.
Học thuyết về chọn lọc tự nhiên như một yếu tố thúc đẩy và hướng dẫn sự phát triển lịch sử của thế giới hữu cơ -
phần trung tâm Thuyết tiến hóa của Darwin
.
Cơ sở của chọn lọc tự nhiên là cuộc đấu tranh sinh tồn - mối quan hệ phức tạp giữa các sinh vật và mối liên hệ của chúng với môi trường.
Đấu tranh sinh tồn
Trong tự nhiên luôn có xu hướng sinh sản không giới hạn của mọi sinh vật trong cấp số nhân [trình diễn] .
Theo tính toán của Darwin, một hộp thuốc phiện chứa 3 nghìn hạt, và một cây thuốc phiện được trồng từ một hạt sẽ tạo ra tới 60 nghìn hạt. Nhiều loài cá hàng năm đẻ tới 10 - 100 nghìn quả trứng, cá tuyết và cá tầm - lên tới 6 triệu.
Nhà khoa học Nga K. A. Timiryazev đưa ra ví dụ sau đây minh họa cho quan điểm này.
Bồ công anh, theo ước tính sơ bộ, tạo ra 100 hạt. Trong số này trên năm sau 100 cây có thể phát triển, mỗi cây cũng sẽ tạo ra 100 hạt giống. Điều này có nghĩa là với khả năng sinh sản không bị cản trở, số lượng con cháu của một cây bồ công anh có thể được biểu diễn dưới dạng cấp số nhân: năm đầu tiên - 1 cây; thứ hai - 100; thứ ba - 10.000; năm thứ mười - 10 18 cây. Để tái định cư cho con cháu của một cây bồ công anh thu được vào năm thứ mười, sẽ cần một diện tích lớn gấp 15 lần diện tích toàn cầu.
Kết luận này có thể đạt được bằng cách phân tích khả năng sinh sản của nhiều loại thực vật và động vật.
Tuy nhiên, nếu bạn đếm, ví dụ, số lượng bồ công anh ở một khu vực nhất định của đồng cỏ trong vài năm, thì hóa ra số lượng bồ công anh thay đổi rất ít. Một tình huống tương tự cũng được quan sát thấy giữa các đại diện của hệ động vật. Những thứ kia. "tiến trình sinh sản hình học" không bao giờ được thực hiện, bởi vì giữa các sinh vật có sự tranh giành không gian, thức ăn, nơi ở, sự cạnh tranh khi lựa chọn bạn tình, cuộc đấu tranh sinh tồn với sự biến động của nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, v.v. Trong cuộc đấu tranh này, phần lớn những con sinh ra đều chết (loại bỏ, bị loại bỏ) mà không để lại con cái, và do đó về bản chất, số lượng cá thể của mỗi loài trung bình không đổi. Trong trường hợp này, những cá thể sống sót hóa ra lại thích nghi nhất với điều kiện tồn tại.
Darwin đặt ra sự khác biệt giữa số lượng cá thể được sinh ra và số lượng cá thể sống sót đến tuổi trưởng thành là kết quả của các mối quan hệ phức tạp và đa dạng với các sinh vật khác và các yếu tố môi trường làm cơ sở cho học thuyết của ông về đấu tranh sinh tồn hay đấu tranh vì sự sống. [trình diễn] . Đồng thời, Darwin nhận ra rằng thuật ngữ này không thành công và cảnh báo rằng ông đang sử dụng nó theo nghĩa ẩn dụ rộng rãi chứ không phải theo nghĩa đen.
Darwin đã giảm các biểu hiện khác nhau của cuộc đấu tranh sinh tồn thành ba loại:
Các mối quan hệ giữa các cá thể cũng khá phức tạp (mối quan hệ giữa các cá thể khác giới, giữa thế hệ bố mẹ và con gái, giữa các cá thể cùng thế hệ trong quá trình phát triển cá thể, quan hệ trong đàn, đàn, đàn, v.v.). Hầu hết các hình thức quan hệ cùng loài đều quan trọng đối với việc sinh sản của loài và duy trì số lượng của nó, đảm bảo sự thay đổi của các thế hệ. Với sự gia tăng đáng kể về số lượng cá thể của một loài và những hạn chế về điều kiện tồn tại của chúng (ví dụ, với việc trồng rừng dày đặc), sự tương tác gay gắt xảy ra giữa các cá thể riêng lẻ, dẫn đến cái chết của một số hoặc tất cả các cá thể hoặc loại bỏ chúng khỏi sinh sản. Các hình thức cực đoan của các mối quan hệ như vậy bao gồm đấu tranh giữa các loài và ăn thịt đồng loại - ăn thịt các cá thể cùng loài.
Cuộc chiến chống lại các điều kiện môi trường vô cơ diễn ra tùy thuộc vào điều kiện khí hậu, đất đai, nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng và các yếu tố khác ảnh hưởng đến đời sống của sinh vật. Trong quá trình tiến hóa, các loài động vật và thực vật phát triển sự thích nghi với cuộc sống trong một môi trường cụ thể.
Cần lưu ý rằng ba hình thức đấu tranh sinh tồn chính được nêu tên trong tự nhiên không được thực hiện tách biệt - chúng gắn bó chặt chẽ với nhau, do đó mối quan hệ của các cá thể, nhóm cá thể và loài rất đa diện và khá phức tạp.
Darwin là người đầu tiên bộc lộ nội dung và ý nghĩa của những khái niệm quan trọng trong sinh học như “môi trường”, “điều kiện bên ngoài”, “mối quan hệ qua lại của sinh vật” trong quá trình sống và phát triển của chúng. Viện sĩ I. I. Shmalgauzen coi cuộc đấu tranh sinh tồn là một trong những yếu tố chính của quá trình tiến hóa.
Chọn lọc tự nhiên
Chọn lọc tự nhiên, trái ngược với chọn lọc nhân tạo, được thực hiện trong tự nhiên và bao gồm sự chọn lọc trong một loài những cá thể thích nghi nhất với điều kiện của một môi trường cụ thể. Darwin đã phát hiện ra một điểm chung nhất định trong cơ chế chọn lọc nhân tạo và tự nhiên: ở hình thức chọn lọc thứ nhất, ý chí có ý thức hay vô thức của con người được thể hiện trong kết quả, ở hình thức thứ hai, quy luật tự nhiên chiếm ưu thế. Trong cả hai trường hợp, các dạng mới được tạo ra, nhưng với chọn lọc nhân tạo, mặc dù thực tế là sự biến đổi ảnh hưởng đến tất cả các cơ quan và đặc tính của động vật và thực vật, các giống động vật và thực vật thu được vẫn giữ được những đặc tính hữu ích cho con người chứ không phải cho bản thân các sinh vật. . Ngược lại, chọn lọc tự nhiên bảo tồn những cá thể có những thay đổi hữu ích cho sự tồn tại của chính họ trong những điều kiện nhất định.
Trong “Nguồn gốc các loài”, Darwin đưa ra định nghĩa về chọn lọc tự nhiên như sau: “Việc bảo tồn những khác biệt hoặc thay đổi có lợi của các cá thể và tiêu diệt những cái có hại mà tôi gọi là chọn lọc tự nhiên, hay sự sống sót của kẻ mạnh nhất” (c)-(Darwin Ch. Nguồn gốc các loài - M., L.; Ông cảnh báo rằng "sự lựa chọn" nên được hiểu như một phép ẩn dụ, một thực tế của sự sống còn chứ không phải là một sự lựa chọn có ý thức.
Vì vậy, chọn lọc tự nhiên được hiểu là một quá trình diễn ra liên tục trong tự nhiên, trong đó những cá thể thích nghi nhất của mỗi loài sống sót và để lại con cái, những cá thể kém thích nghi hơn sẽ chết. [trình diễn] . Sự tuyệt chủng của những loài không thích nghi được gọi là sự đào thải.
Do đó, là kết quả của chọn lọc tự nhiên, những loài thích nghi tốt nhất với các điều kiện môi trường cụ thể mà cuộc sống của chúng diễn ra sẽ tồn tại.
Những thay đổi liên tục về điều kiện môi trường trong một thời gian dài gây ra nhiều thay đổi di truyền của từng cá thể, có thể là trung tính, có hại hoặc có lợi. Là kết quả của sự cạnh tranh sự sống trong tự nhiên, có sự loại bỏ có chọn lọc liên tục một số cá thể và ưu tiên sinh tồn và sinh sản của những cá thể mà bằng cách thay đổi đã có được những đặc điểm hữu ích. Kết quả của việc lai tạo là sự kết hợp các đặc điểm của hai dạng khác nhau. Do đó, từ thế hệ này sang thế hệ khác, những thay đổi di truyền có lợi nhỏ và sự kết hợp của chúng tích lũy, theo thời gian trở thành tính năng đặc trưng quần thể, giống, loài. Hơn nữa, do quy luật tương quan, đồng thời với sự tăng cường các thay đổi thích nghi trong cơ thể, sự tái cấu trúc các đặc điểm khác cũng xảy ra. Sự lựa chọn liên tục ảnh hưởng đến toàn bộ sinh vật, bên ngoài và Nội tạng về cấu trúc và chức năng của chúng. Điều này cho thấy vai trò sáng tạo của chọn lọc (xem tiến hóa vi mô).
Darwin đã viết: “Nói một cách ẩn dụ, chúng ta có thể nói rằng chọn lọc tự nhiên hàng ngày, hàng giờ trên khắp thế giới điều tra những thay đổi nhỏ nhất, loại bỏ cái xấu, bảo tồn và bổ sung cái tốt, làm việc âm thầm, vô hình, ở bất cứ đâu và bất cứ khi nào có cơ hội, để cải thiện mọi thứ”. hữu cơ trong mối quan hệ với các điều kiện sống của nó, hữu cơ và vô cơ" (c)-(Darwin Ch. Nguồn gốc các loài. - M., Leningrad; Selkhozgi, 1937, tr. 174.).
Chọn lọc tự nhiên là một quá trình lịch sử. Tác dụng của nó thể hiện sau nhiều thế hệ, khi những thay đổi tinh tế của từng cá thể được tổng hợp, kết hợp và trở thành những đặc điểm thích nghi đặc trưng của các nhóm sinh vật (quần thể, loài, v.v.).
Lựa chọn giới tính. Là một loại chọn lọc tự nhiên đặc biệt, Darwin đã xác định chọn lọc giới tính, dưới ảnh hưởng của các đặc điểm giới tính thứ cấp được hình thành (màu sắc tươi sáng và nhiều kiểu trang trí khác nhau của con đực của nhiều loài chim, sự khác biệt về giới tính trong sự phát triển, ngoại hình, hành vi của các động vật khác) quá trình quan hệ tích cực giữa các giới tính của động vật, đặc biệt là trong mùa sinh sản.
Darwin phân biệt hai loại chọn lọc giới tính:
Kết quả của cả hai loại lựa chọn giới tính đều khác nhau. Với hình thức chọn lọc đầu tiên, những con con khỏe mạnh, khỏe mạnh, những con đực có vũ khí tốt (hình dạng của cựa, sừng) xuất hiện. Trong thời kỳ thứ hai, các đặc điểm giới tính thứ cấp của con đực như độ sáng của bộ lông, đặc điểm của tiếng hót khi giao phối và mùi do con đực tỏa ra nhằm thu hút con cái, được nâng cao. Mặc dù những đặc điểm như vậy có vẻ không phù hợp, nhưng vì chúng thu hút những kẻ săn mồi, nên con đực như vậy có cơ hội để lại con cái cao hơn, điều này hóa ra lại có lợi cho toàn thể loài. Kết quả quan trọng nhất của lựa chọn giới tính là sự xuất hiện của các đặc điểm giới tính thứ cấp và sự dị hình giới tính liên quan.
Trong những hoàn cảnh khác nhau, chọn lọc tự nhiên có thể tiến hành với tốc độ khác nhau. Ghi chú của Darwin hoàn cảnh thuận lợi cho chọn lọc tự nhiên:
| Đặc điểm so sánh chọn lọc nhân tạo và tự nhiên | ||
| Chỉ báo so sánh | Sự phát triển của các hình thức văn hóa (chọn lọc nhân tạo) | Sự tiến hóa của các loài tự nhiên (chọn lọc tự nhiên) |
| Chất liệu để lựa chọn | Sự đa dạng di truyền của cá thể | |
| Yếu tố chọn lọc | Nhân loại | Đấu tranh sinh tồn |
| Bản chất của hoạt động lựa chọn | Sự tích lũy những thay đổi trong chuỗi thế hệ kế tiếp | |
| Tốc độ hành động lựa chọn | Hành động nhanh chóng (lựa chọn có phương pháp) | Hành động chậm rãi, tiến hóa diễn ra từ từ |
| Kết quả tuyển chọn | Việc tạo ra các hình thức, hữu ích cho mọi người; sự hình thành các giống và giống | Giáo dục thích ứng với môi trường; sự hình thành loài và phân loại lớn hơn |
Ở dạng tổng quát nhất, sơ đồ hoạt động của chọn lọc tự nhiên, theo Darwin, như sau. Do tính biến đổi vô hạn vốn có của tất cả các sinh vật, các cá thể có đặc điểm mới xuất hiện trong một loài. Họ khác với những cá thể bình thường của một nhóm (loài) nhất định về nhu cầu của họ. Do sự khác biệt giữa các hình thức cũ và mới, cuộc đấu tranh sinh tồn khiến một số trong số chúng bị loại bỏ. Theo quy luật, những sinh vật ít trốn tránh trở thành trung gian trong quá trình phân kỳ sẽ bị loại bỏ. Các hình thức trung gian thấy mình trong điều kiện cạnh tranh khốc liệt. Điều này có nghĩa là sự đơn điệu, làm tăng tính cạnh tranh, là có hại, và các hình thức trốn tránh nhận thấy mình ở vị thế thuận lợi hơn và số lượng của chúng tăng lên. Quá trình phân kỳ (sự khác biệt về đặc điểm) xảy ra liên tục trong tự nhiên. Kết quả là các giống mới được hình thành và sự phân tách các giống đó cuối cùng dẫn đến sự xuất hiện của các loài mới.
Như vậy, sự phát triển của các hình thức văn hóa xảy ra dưới tác động của chọn lọc nhân tạo, các thành phần (yếu tố) trong đó là tính biến đổi, tính di truyền và hoạt động sáng tạo của con người. Sự tiến hóa của các loài tự nhiên được thực hiện nhờ chọn lọc tự nhiên, các yếu tố của nó là tính biến đổi, di truyền và đấu tranh sinh tồn. Đặc điểm so sánh của các hình thức tiến hóa này được đưa ra trong bảng.
Quá trình hình thành loài của Darwin
Darwin coi sự xuất hiện của các loài mới là một quá trình tích lũy lâu dài những thay đổi có lợi, tăng dần từ thế hệ này sang thế hệ khác. Nhà khoa học coi những thay đổi nhỏ của từng cá thể là những bước đầu tiên của quá trình hình thành loài. Sự tích lũy của chúng qua nhiều thế hệ dẫn đến sự hình thành các giống, được ông coi là bước tiến tới sự hình thành một loài mới. Sự chuyển đổi từ cái này sang cái khác xảy ra do tác động tích lũy của chọn lọc tự nhiên. Theo Darwin, một biến thể là một loài mới nổi, và một loài là một biến thể riêng biệt.
Trong quá trình tiến hóa, một số loài mới có thể phát sinh từ một loài tổ tiên. Ví dụ, loài A, do sự phân kỳ, có thể tạo ra hai loài B và C mới, từ đó sẽ là cơ sở cho các loài khác (D, E), v.v. Trong số các dạng đã thay đổi, chỉ những giống lệch lạc nhất mới tồn tại và sinh ra con cái, mỗi giống lại tạo ra một loạt các dạng biến đổi, và một lần nữa những giống lệch lạc nhất và thích nghi tốt hơn sẽ tồn tại. Như vậy, dần dần sự khác biệt ngày càng lớn giữa các dạng cực đoan, cuối cùng phát triển thành sự khác biệt giữa các loài, họ, v.v.. Theo Darwin, lý do dẫn đến sự khác biệt là sự hiện diện của tính biến đổi không chắc chắn, sự cạnh tranh giữa các loài và bản chất đa chiều của hành động chọn lọc. Một loài mới cũng có thể phát sinh do sự lai tạo giữa hai loài (A x B).
Vì vậy, Charles Darwin kết hợp trong việc giảng dạy của mình mặt tích cực học thuyết về loài của C. Linnaeus (công nhận tính thực tế của loài trong tự nhiên) và J.-B. Lamarck (công nhận tính biến đổi vô hạn của các loài) và chứng minh con đường hình thành tự nhiên của chúng trên cơ sở biến đổi và chọn lọc di truyền. Họ được đưa ra bốn tiêu chí loài - hình thái, địa lý, sinh thái và sinh lý. Tuy nhiên, như Darwin đã chỉ ra, những đặc điểm này chưa đủ để phân loại rõ ràng các loài.
Loài này là một hiện tượng lịch sử; nó phát sinh, phát triển, đạt đến mức phát triển toàn diện, rồi dưới những điều kiện môi trường thay đổi, nó biến mất, nhường chỗ cho loài khác hoặc tự nó biến đổi, sinh ra các dạng khác.
Loài tuyệt chủng
Học thuyết về đấu tranh sinh tồn, chọn lọc tự nhiên và phân kỳ của Darwin giải thích thỏa đáng câu hỏi về sự tuyệt chủng của các loài. Ông chỉ ra rằng trong điều kiện môi trường thay đổi liên tục, một số loài bị giảm số lượng chắc chắn phải chết và nhường chỗ cho những loài khác thích nghi tốt hơn với những điều kiện này. Như vậy, trong quá trình tiến hóa, việc phá hủy và tạo ra các dạng hữu cơ không ngừng được thực hiện như một điều kiện cần thiết cho sự phát triển.
Nguyên nhân dẫn đến sự tuyệt chủng của các loài có thể là do các điều kiện môi trường khác nhau không thuận lợi cho loài, sự giảm tính linh hoạt tiến hóa của loài, độ trễ về tốc độ biến đổi của loài hoặc tốc độ thay đổi điều kiện và sự chuyên môn hóa hẹp. Các loài có tính cạnh tranh cao hơn sẽ thay thế các loài khác, như hồ sơ hóa thạch đã chứng minh rõ ràng.
Đánh giá về lý thuyết tiến hóa của Charles Darwin, cần lưu ý rằng ông đã chứng minh sự phát triển lịch sử của thiên nhiên sống, giải thích con đường hình thành loài là một quá trình tự nhiên và thực sự chứng minh sự hình thành sự thích nghi của các hệ thống sống là kết quả của chọn lọc tự nhiên, tiết lộ chúng lần đầu tiên ký tự tương đối. Charles Darwin giải thích nguyên nhân chính và động lực tiến hóa của thực vật và động vật trong văn hóa và hoang dã. Lời dạy của Darwin là lý thuyết duy vật đầu tiên về sự tiến hóa của sinh vật. Lý thuyết của ông đóng một vai trò quan trọng trong việc củng cố quan điểm lịch sử về bản chất hữu cơ và quyết định phần lớn sự phát triển hơn nữa của sinh học và toàn bộ khoa học tự nhiên.
Trong thuyết tiến hóa của Darwin, điều kiện tiên quyết để tiến hóa là sự biến đổi di truyền, và động lực của sự tiến hóa là đấu tranh sinh tồn và chọn lọc tự nhiên. Khi tạo ra thuyết tiến hóa, Charles Darwin đã nhiều lần đề cập đến kết quả của quá trình chăn nuôi. Darwin đã chỉ ra rằng cơ sở của sự đa dạng về giống và giống là tính biến đổi. Sự biến đổi- quá trình xuất hiện những khác biệt về con cháu so với tổ tiên, quyết định sự đa dạng của các cá thể trong một giống hoặc giống. Darwin tin rằng nguyên nhân của sự biến đổi là do ảnh hưởng của các yếu tố môi trường lên sinh vật (trực tiếp và gián tiếp, thông qua “hệ thống sinh sản”), cũng như bản chất của chính sinh vật đó (vì mỗi chúng đều phản ứng cụ thể với tác động của ngoại cảnh). môi trường). Darwin, khi phân tích các dạng biến thiên, đã xác định được ba dạng trong số đó: xác định, không xác định và tương quan.
Tính biến đổi cụ thể hoặc nhóm- đây là sự biến đổi xảy ra dưới tác động của một số yếu tố môi trường tác động như nhau lên tất cả các cá thể của một giống hoặc giống và thay đổi theo một hướng nhất định. Ví dụ về sự biến đổi như vậy bao gồm sự gia tăng trọng lượng cơ thể ở tất cả các loài động vật khi được cho ăn tốt, những thay đổi về bộ lông dưới tác động của khí hậu, v.v. Một sự biến đổi nhất định là phổ biến, bao trùm toàn bộ thế hệ và được thể hiện ở mỗi cá thể theo cách tương tự . Nó không có tính di truyền, tức là ở con cháu của nhóm biến đổi gen, khi được đặt trong những điều kiện môi trường khác thì những đặc điểm mà bố mẹ có được sẽ không được di truyền.
Tính không chắc chắn hoặc tính biến thiên riêng lẻ biểu hiện cụ thể ở mỗi cá nhân, tức là mang tính chất đơn lẻ, cá nhân. Nó gắn liền với sự khác biệt giữa các cá thể cùng giống hoặc giống trong những điều kiện tương tự. Mẫu này tính biến đổi là không chắc chắn, nghĩa là một tính trạng trong cùng điều kiện có thể thay đổi theo các hướng khác nhau. Ví dụ, một loại cây tạo ra các mẫu vật có màu sắc khác nhau của hoa, cường độ màu sắc khác nhau của cánh hoa, v.v. Nguyên nhân của hiện tượng này không được Darwin biết đến. Tính biến đổi không chắc chắn hoặc mang tính cá nhân có tính chất di truyền, nghĩa là nó được truyền ổn định sang con cái. Đây là tầm quan trọng của nó đối với sự tiến hóa.
Tại tương quan, hoặc tương quan, biến thiên sự thay đổi ở cơ quan này sẽ gây ra sự thay đổi ở cơ quan khác. Ví dụ, những con chó có bộ lông kém phát triển thường có răng kém phát triển, chim bồ câu có bàn chân nhất định có ngón chân có màng và chim bồ câu có mỏ dài thường có đôi chân dài, mèo trắng mắt xanh thường bị điếc, v.v. Từ những yếu tố biến đổi tương quan, Darwin rút ra một kết luận quan trọng: một người, khi lựa chọn bất kỳ đặc điểm cấu trúc nào, hầu như “có khả năng vô tình thay đổi các bộ phận khác của cơ thể vì lý do bí ẩn”. quy luật tương quan.”
Sau khi xác định được dạng biến đổi, Darwin đi đến kết luận rằng chỉ những thay đổi có thể di truyền mới quan trọng đối với quá trình tiến hóa, vì chỉ chúng mới có thể tích lũy từ thế hệ này sang thế hệ khác. Theo Darwin, các yếu tố chính trong sự tiến hóa của các hình thức văn hóa là tính biến đổi di truyền và sự chọn lọc do con người thực hiện (Darwin gọi sự chọn lọc đó là nhân tạo). Tính đa dạng là điều kiện tiên quyết cần thiết của chọn lọc nhân tạo nhưng nó không quyết định sự hình thành giống, giống mới.
Theo Darwin, sự tiến hóa của các loài trong tự nhiên được quyết định bởi những yếu tố tương tự như những yếu tố quyết định sự tiến hóa của các hình thái văn hóa.
Động lực thúc đẩy sự tiến hóa của các loài trong tự nhiên là gì? Darwin coi việc giải thích về tính biến đổi lịch sử của các loài chỉ có thể thông qua việc tiết lộ lý do thích nghi với những điều kiện nhất định. Darwin đi đến kết luận rằng sự phù hợp của các loài tự nhiên cũng như các hình thức văn hóa là kết quả của quá trình chọn lọc, nhưng nó không phải do con người tạo ra mà do các điều kiện môi trường tạo ra.
Chọn lọc tự nhiên diễn ra như thế nào? Darwin coi một trong những điều kiện quan trọng nhất của môi trường tự nhiên là sự quá đông của các loài, phát sinh do hậu quả của quá trình sinh sản hình học. Darwin thu hút sự chú ý đến thực tế là các cá thể của loài sinh ra những đứa con thực sự tương đối nhỏ, trong cuối cùng sinh sản khá mạnh mẽ. Ví dụ, một con giun tròn đẻ tới 200 nghìn quả trứng mỗi ngày, một con cá rô cái đẻ 200-300 nghìn và trứng cá tuyết lên tới 10 triệu quả trứng. Điều tương tự cũng có thể được quan sát thấy ở thực vật: một cây kế gieo hạt cho tới 19 nghìn hạt, ví chăn cừu - hơn 70 nghìn, cây chổi - 143 nghìn, henbane - hơn 400 nghìn, v.v. Ngay cả một con voi, mang không quá sáu đàn con có thể tạo ra một thế hệ mà trong 750 năm tới sẽ lên tới 19 triệu cá thể. Do đó, khả năng sinh sản của các sinh vật nói chung là rất cao, nhưng trên thực tế, trong tự nhiên, số lượng cá thể của bất kỳ loài động vật và thực vật nào có thể dự kiến không bao giờ được quan sát thấy. Một phần đáng kể của con cái chết vì nhiều lý do. Darwin kết luận rằng dân số quá đông là nguyên nhân chính (mặc dù không phải là duy nhất) dẫn đến sự xuất hiện giữa các sinh vật đấu tranh sinh tồn. Ông đặt một ý nghĩa rộng và ẩn dụ vào khái niệm “đấu tranh để tồn tại”. Trong Nguồn gốc các loài, Darwin viết: “Tôi phải cảnh báo rằng tôi sử dụng thuật ngữ này theo nghĩa rộng và ẩn dụ, bao gồm ở đây sự phụ thuộc của sinh vật này vào sinh vật khác, và cũng bao gồm (quan trọng hơn) không chỉ sự sống của một cá thể, mà còn thành công trong việc để lại hậu thế." Cuộc đấu tranh của các sinh vật xảy ra với nhau và với các điều kiện hóa lý của môi trường. Nó có thể mang tính chất của những xung đột trực tiếp giữa các sinh vật hoặc, thường được quan sát thấy hơn, những xung đột gián tiếp. Các sinh vật cạnh tranh thậm chí có thể không tiếp xúc với nhau và vẫn ở trong trạng thái đấu tranh khốc liệt (ví dụ, cây vân sam và cây me chua mọc dưới nó).
Trong số các yếu tố hạn chế số lượng loài (điều này có nghĩa là gây ra sự đấu tranh sinh tồn), Darwin bao gồm lượng thức ăn, sự hiện diện của động vật ăn thịt, nhiều loại bệnh và điều kiện không thuận lợi. điều kiện khí hậu. Những yếu tố này có thể ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp đến sự phong phú của loài thông qua một chuỗi các mối quan hệ phức tạp. Sự mâu thuẫn lẫn nhau giữa các sinh vật đóng vai trò rất quan trọng trong việc hạn chế số lượng loài. Ví dụ, những hạt giống nảy mầm thường chết vì chúng nảy mầm trên đất đã có quá nhiều cây khác. Những mâu thuẫn này trở nên đặc biệt gay gắt trong những trường hợp câu hỏi đến về mối quan hệ giữa các sinh vật có nhu cầu và tổ chức tương tự. Vì vậy, sự đấu tranh sinh tồn giữa các loài cùng chi diễn ra gay gắt hơn so với giữa các loài khác chi. Càng gay gắt hơn là những mâu thuẫn giữa các cá thể cùng loài (đấu tranh giữa các cá thể).
Là kết quả tự nhiên của sự mâu thuẫn giữa sinh vật và môi trường bên ngoài là sự tiêu diệt một số cá thể của loài ( sự loại bỏ). Vì vậy, sự đấu tranh sinh tồn là yếu tố loại bỏ.
Nếu một số cá thể của mỗi loài chết trong cuộc đấu tranh sinh tồn thì những cá thể còn lại có thể vượt qua điều kiện bất lợi. Câu hỏi được đặt ra: tại sao một số cá thể chết trong khi những cá thể khác vẫn sống sót?
Trong mỗi trương hợp đặc biệt những lý do là khác nhau. Nhưng hiện tượng này phụ thuộc vào mẫu chung. Do sự biến đổi liên tục của các cá thể trong quần thể của mỗi loài, nảy sinh tính không đồng nhất, hậu quả của nó là sự bất bình đẳng của các cá thể trong mối quan hệ với môi trường, tức là sự đa dạng sinh học của chúng. Vì vậy, một số cá nhân hoặc nhóm của họ phù hợp với môi trường hơn những cá nhân khác, điều này đảm bảo cho họ thành công trong cuộc đấu tranh sinh tồn. Kết quả là những cá thể thích hợp nhất với môi trường (thích nghi tốt nhất) sẽ sống sót, trong khi những cá thể kém thích nghi hơn sẽ chết.
Sự chọn lọc xảy ra liên tục trong một chuỗi vô tận các thế hệ kế tiếp nhau và chủ yếu bảo tồn những dạng phù hợp hơn với những điều kiện nhất định. Sự chọn lọc tự nhiên và sự loại bỏ một số cá thể của một loài có mối liên hệ chặt chẽ và không thể tách rời. một điều kiện cần thiết quá trình tiến hóa của các loài trong tự nhiên.
Sơ đồ hoạt động của chọn lọc tự nhiên trong hệ thống loài theo Darwin như sau:
Cũng có thể xảy ra trường hợp một số thành viên của một nhóm cá nhân nhất định có được những thay đổi nhất định và thấy mình thích nghi với môi trường theo một cách nào đó, trong khi những thành viên khác, sở hữu một loạt các thay đổi khác, hóa ra lại thích nghi theo một cách khác; Bằng cách này, từ một loài tổ tiên, với điều kiện là các nhóm tương tự được tách ra, hai hoặc nhiều loài có thể phát sinh.
Các loài động vật và thực vật mới phát sinh như thế nào? Sự tiến hóa là gì? Từ bài học này, bạn sẽ tìm hiểu về hai động lực chính của quá trình tiến hóa theo Charles Darwin: tính biến đổi di truyền và chọn lọc tự nhiên. Bạn sẽ tìm hiểu thêm về các dạng biến đổi: xác định (sửa đổi hoặc kiểu gen), không xác định (kiểu hình) và tương quan. Nhờ bài học này, hãy tìm ra những thay đổi nào được kế thừa và những thay đổi nào không. Xem xét các nguyên nhân của sự biến đổi, chú ý đến cuộc đấu tranh sinh tồn là cơ sở của chọn lọc tự nhiên và sự tiến hóa của toàn thể loài.
Chủ đề: Giảng dạy tiến hóa
Bài học: Động lực tiến hóa: Biến dị di truyền và chọn lọc tự nhiên
M. M. Belyaev đã tiến hành thí nghiệm sau. Anh ta buộc những con bọ ngựa cầu nguyện màu xanh lá cây và màu nâu vào bãi cỏ xanh bằng một sợi chỉ. Sau ba tuần, trong số bốn mươi con bọ ngựa nâu còn sót lại mười con, và trong số hai mươi con bọ ngựa xanh, tất cả hai mươi con đều sống sót, sau đó hai mươi lăm con bọ ngựa nâu và hai mươi lăm con bọ ngựa xanh bị buộc vào đám cỏ nâu. Vào ngày thứ mười hai, hóa ra tất cả bọ ngựa màu xanh lá cây đã bị tiêu diệt, và tất cả những con bọ ngựa màu nâu đều còn sống.
Darwin đã xác định các loại biến đổi sau:
1. Tính biến đổi cụ thể hoặc nhóm;
2. Độ biến thiên không chắc chắn
3. Độ biến thiên tương quan
Sự biến đổi (nhóm) nhất định- đây là sự biến đổi xảy ra dưới tác động của một số yếu tố môi trường, tác động hoàn toàn tự nhiên và bình đẳng lên tất cả các cá thể của một loài nhất định.
Trong trường hợp này, ở tất cả các cá thể, đặc điểm đều thay đổi theo một hướng nhất định theo cùng một cách.
Ví dụ về sự thay đổi như vậy bao gồm sự gia tăng trọng lượng cơ thể ở đại diện của tất cả các loài động vật, với chế độ dinh dưỡng tốt, hoặc đường chân tóc dày lên và tích tụ mỡ dưới da ở động vật có vú trong thời tiết lạnh.
Một sự biến đổi nhất định có tính phổ biến rộng rãi, bao trùm toàn bộ thế hệ và được thể hiện ở mỗi cá nhân theo một cách tương tự. Nó không được kế thừa.
Như vậy, ở con cháu của những cá thể này, những đặc điểm có được sẽ biến mất khi ảnh hưởng của yếu tố này chấm dứt. Ngày nay sự biến đổi như vậy được gọi là sửa đổi hoặc kiểu gen.
Loại biến thiên thứ hai là không xác định (hoặc cá nhân)- đây là biểu hiện dấu hiệu khác nhauở các cá thể cùng loài trong cùng điều kiện. Nó thể hiện cụ thể ở mỗi cá nhân.
Ví dụ, một giống cây tạo ra các mẫu có màu hoa và cường độ màu cánh hoa khác nhau. Nguyên nhân của hiện tượng này không được Darwin biết đến.
Sự biến đổi không chắc chắn (hoặc cá nhân) có tính chất di truyền, tức là nó được truyền sang con cái. Trong trường hợp này, nó rất quan trọng cho sự tiến hóa. Ngày nay sự biến đổi như vậy được gọi là kiểu hình.
Nó có thể biểu hiện dưới dạng đột biến, sau đó sẽ là biến đổi đột biến hoặc là kết quả của sự tái tổ hợp gen của bố mẹ ở con cái, có thể được gây ra bởi sự trao đổi chéo, sự phân kỳ ngẫu nhiên của các nhiễm sắc thể trong bệnh teo cơ hoặc sự kết hợp ngẫu nhiên của các giao tử trong quá trình thụ tinh. Sự biến đổi như vậy được gọi là tổ hợp (Hình 1).
Cơm. 1. Độ biến thiên không chắc chắn
Bên trái - biến đổi tổ hợp ở ruồi Drosophila, bên phải - biến đổi đột biến ở chuột nhà
Sự biến đổi không chắc chắn dẫn đến sự xuất hiện của nhiều kiểu gen và kiểu hình khác nhau, nghĩa là nó đóng vai trò là nguồn đa dạng di truyền và là cơ sở cho chọn lọc tự nhiên.
Charles Darwin hiểu sinh vật là một hệ thống không thể thiếu, các bộ phận riêng lẻ có mối liên hệ chặt chẽ với nhau. Do đó, ông cũng xác định được tính biến đổi tương quan hoặc tương quan - khi sự thay đổi ở một đặc điểm này kéo theo sự thay đổi ở các đặc điểm khác.
Ví dụ, chó có lông ngắn thường có răng kém phát triển, chim bồ câu có bàn chân nhiều lông có ngón chân có màng, trong khi chim bồ câu có mỏ dài thường có chân dài (xem video).
Theo quan điểm của di truyền học hiện đại, những hiện tượng này được giải thích là do sự tác động đa dạng của các gen, khi một gen quyết định sự phát triển của một số tính trạng. Nó được gọi là pleiotropy.
Sự biến đổi tương quan đóng một vai trò quan trọng trong chọn lọc nhân tạo.
Đánh giá sự giảng dạy của Darwin về các dạng biến đổi, cần lưu ý rằng ông đã đoán trước được sự phân loại được tạo ra trên cơ sở ý tưởng hiện đại di truyền học.
Động lực của quá trình tiến hóa chỉ là tính biến đổi di truyền (theo phân loại của Darwin - không xác định).
Chính sự biến đổi không chắc chắn đã cung cấp nhiều lựa chọn cho việc thực hiện chọn lọc tự nhiên của các cá thể. Cường độ của chọn lọc tự nhiên được thúc đẩy bởi số lượng cá thể ngày càng tăng nhanh. Do đó, Darwin lưu ý rằng một cặp voi (một trong những loài động vật sinh sản chậm nhất) trong 750 năm tồn tại có thể sinh ra 19 triệu con cháu. Và một con daphnia cái trong một mùa hè có khả năng sinh ra con cái thành những cá thể có khối lượng vượt quá khối lượng Trái đất.
Trong một số trường hợp, trên thực tế có thể quan sát thấy quy mô dân số tăng mạnh. Tuy nhiên, như một quy luật, điều này xảy ra trong khoảng thời gian ngắn. Sự gia tăng mạnh mẽ kéo theo sự sụt giảm mạnh liên quan đến sự xói mòn nguồn cung cấp thực phẩm.
Vì vậy, sự tăng trưởng không giới hạn về số lượng sinh vật trong tự nhiên là không bao giờ có thể thực hiện được.
Theo Darwin: sự khác biệt giữa khả năng sinh sản vô thời hạn của các loài và nguồn lực hạn chế cần thiết cho sự tồn tại của chúng là nguyên nhân chính dẫn đến cuộc đấu tranh sinh tồn.
Hầu hết các cá thể chết ở các giai đoạn phát triển khác nhau và không để lại hậu duệ. Có nhiều trường hợp hạn chế số lượng của họ. Chúng bao gồm các yếu tố tự nhiên và khí hậu, cuộc chiến chống lại các cá thể của loài khác và cuộc chiến chống lại các cá thể cùng loài.
Đôi khi cái chết của các cá nhân là ngẫu nhiên. Ví dụ, do thảm họa thiên nhiên hoặc sự can thiệp của con người, nhưng điều này thường không xảy ra. Hậu quả quyết định đối với quá trình tiến hóa là cái chết có chọn lọc của những cá thể ít thích nghi nhất với những điều kiện môi trường thay đổi.
Tức là với nhiều khả năng hơn sinh vật có tập hợp các đặc tính phù hợp nhất với điều kiện môi trường nhất định sẽ tồn tại và sinh sản (để lại con cái).
Như vậy, chọn lọc tự nhiên là kết quả của cuộc đấu tranh sinh tồn.
Một thí nghiệm tương tự cũng được thực hiện bởi Jean Tisset. Ông đặt một quần thể ruồi giấm hỗn hợp, bao gồm các cá thể không có cánh và có cánh, trên tuyến đường của một trạm sinh học, bị gió thổi mạnh. Ở đó có rất nhiều đồ ăn. Lúc đầu, chỉ có 12,5% cá thể không có cánh, nhưng sau hai tháng, dưới tác động của gió, thành phần kiểu hình của quần thể đã thay đổi. Ruồi giấm không cánh đã chiếm tới 67%. Sau đó, ông tiến hành thí nghiệm ngược lại: ông chuyển số dân đó đến một căn phòng không có gió. Sau nhiều thế hệ, phần lớn quần thể bao gồm các cá thể có cánh.
Bài tập về nhà
1. Charles Darwin đã phân biệt những loại biến đổi nào? Khoa học hiện đại giải thích chúng như thế nào?
2. Charles Darwin đã chứng minh sự tồn tại của quá trình tiến hóa như thế nào? Ngày nay có bằng chứng nào về sự tiến hóa (hoặc thiếu nó)?
3. Kiểu gen và kiểu hình là gì?
1. Danilevsky. mạng lưới.
2. Charles-Darwin. mọi người ru.
3. Tiến hóa vĩ mô. mọi người ru.
4. Wikipedia.
5. Tâm lý học - bách khoa toàn thư về tâm lý học thực tiễn.
Thư mục
1. Kamensky A. A., Kriksunov E. A., Pasechnik V. V. Sinh học đại cương lớp 10-11 Bustard, 2005.
2. Belyaev D.K. Sinh học lớp 10-11. Sinh học nói chung. Một mức độ cơ bản của. - tái bản lần thứ 11, khuôn mẫu. - M.: Giáo dục, 2012. - 304 tr.
3. Sinh học lớp 11. Sinh học nói chung. Cấp độ hồ sơ / V. B. Zakharov, S. G. Mamontov, N. I. Sonin và những người khác - tái bản lần thứ 5, khuôn mẫu. - Bustard, 2010. - 388 tr.
4. Agafonova I. B., Zakharova E. T., Sivoglazov V. I. Sinh học lớp 10-11. Sinh học nói chung. Một mức độ cơ bản của. - Tái bản lần thứ 6, bổ sung. - Bustard, 2010. - 384 tr.
Các sinh vật sống có khả năng “sửa đổi kiểu hình bù đắp”, tức là những thay đổi trong cơ thể bù đắp cho tác động của các vết thương khác nhau (một ví dụ điển hình là sự tái sinh). Khả năng này phát sinh trong quá trình tiến hóa, bản thân nó có thể ảnh hưởng đến quá trình tiến hóa hơn nữa, vì những sửa đổi bù trừ phát sinh không chỉ để đáp ứng với chấn thương mà còn để đáp ứng với những đột biến làm gián đoạn quá trình phát triển bình thường của sinh vật. Sửa đổi bù trừ có thể góp phần củng cố các đột biến như vậy, dẫn đến các biến đổi tiến hóa nhanh chóng.
Hai loại biến dị. Sự tiến hóa sinh học dựa trên “bộ ba Darwin” nổi tiếng: di truyền, biến dị và chọn lọc. Ngày nay, đằng sau mỗi khái niệm trong số ba khái niệm này là những lý thuyết được phát triển tốt, phức tạp và rất chi tiết, được hỗ trợ bởi vô số sự kiện, thí nghiệm và quan sát. Không hề tĩnh tại, những lý thuyết này tiếp tục phát triển nhanh chóng khi dữ liệu mới xuất hiện (và dữ liệu cũ được hiểu).
Liên quan đến biến thể, trọng tâm của sinh học tiến hóa theo truyền thống là cái gọi là biến thể di truyền (nghĩa là được xác định về mặt di truyền). Sự biến đổi di truyền được xác định bởi sự khác biệt về kiểu gen của các cá thể, nó được truyền từ cha mẹ sang con cháu và chính với điều này mà chọn lọc tự nhiên “hoạt động” trực tiếp. Tuy nhiên, cũng có cái gọi là tính biến đổi sửa đổi, không mang tính di truyền theo nghĩa chặt chẽ của từ này. Tính biến đổi biến đổi là sự thay đổi về cấu trúc (kiểu hình) xảy ra để đáp ứng với những thay đổi trong điều kiện phát triển của sinh vật (để biết một trong những ví dụ nổi bật, hãy xem ghi chú “Một con sâu bướm đã được lai tạo có khả năng thay đổi màu sắc khi bị nung nóng.” “Các yếu tố ”, 02/9/06).
Sự biến đổi sửa đổi là một trong những hiện tượng tự nhiên tồn tại như thể có mục đích nhằm gây nhầm lẫn cho các nhà lý thuyết. Hiểu lầm về thiên nhiên biến đổi sửa đổi và mối quan hệ nhân quả của nó với quá trình tiến hóa trong quá khứ thường dẫn đến nhiều hiểu lầm và kết luận chưa thỏa đáng. Các điều khoản chính sau đây hiện được chấp nhận rộng rãi:
Vai trò tiến hóa của sự biến đổi sửa đổi.Đã có trong cuối thế kỷ XIX thế kỷ này, một số nhà sinh vật học bắt đầu nghĩ rằng khả năng biến đổi sửa đổi phát sinh trong quá trình tiến hóa (theo nghĩa rộng, bao gồm khả năng thay đổi suốt đời về hành vi, học tập, v.v.) có thể có ảnh hưởng ngược lại đến quá trình tiến hóa, và bản chất của ảnh hưởng này có thể khác nhau.
Một mặt, khả năng sửa đổi thích ứng có thể làm chậm quá trình tiến hóa. Nếu một sinh vật không thay đổi kiểu gen có thể thích nghi với điều kiện khác nhau tồn tại, điều này có thể dẫn đến sự suy yếu của hành động lựa chọn khi hành động sau thay đổi.
Mặt khác, khả năng này có thể phần nào xác định trước những con đường biến đổi tiến hóa tiếp theo. Nếu các điều kiện đã thay đổi “nghiêm trọng và lâu dài”, khiến các sinh vật từ thế hệ này sang thế hệ khác phải trải qua những biến đổi biến đổi giống nhau trong quá trình phát triển của chúng, thì điều này có thể dẫn đến thực tế là các đột biến dẫn đến sự “cố định” di truyền nghiêm ngặt của những biến đổi này. sẽ được hỗ trợ lựa chọn, và sau đó sửa đổi sẽ chuyển thành thay đổi di truyền. Trong trường hợp này, ảo tưởng về “sự kế thừa một đặc tính có được” của Lamarck có thể xuất hiện. Hiện tượng này được gọi là “Hiệu ứng Baldwin” (xem về nó trong ghi chú “Gen kiểm soát hành vi và hành vi kiểm soát gen.” “Các yếu tố”, 12/11/08). Theo cách này, chẳng hạn, một số kỹ năng mà động vật có được trong suốt cuộc đời nhờ quá trình huấn luyện cuối cùng có thể biến thành bản năng di truyền. Ngoài ra, một kiểu hành vi mới - không quan trọng là bản năng hay “có ý thức”, cái chính là hành vi này được tái tạo qua nhiều thế hệ - tạo ra các vectơ chọn lọc mới và có thể dẫn đến việc cố định các đột biến “tạo nên cuộc sống dễ dàng hơn” chính xác với hành vi này. Ví dụ, sự phát triển của ngành chăn nuôi đã dẫn đến sự lây lan của một đột biến cụ thể trong quần thể người “chăn nuôi” cho phép người trưởng thành tiêu hóa đường lactose trong sữa (ban đầu, con người chỉ có khả năng này khi còn nhỏ). Một lần nữa chúng ta lại thấy ảo tưởng về sự di truyền của người Lamarck: tổ tiên chúng ta đã trải qua một thời gian dài “huấn luyện” uống sữa khi trưởng thành, và cuối cùng “kết quả của việc rèn luyện” đã trở thành di truyền. Tất nhiên, trên thực tế, cơ chế của sự thay đổi tiến hóa này hoàn toàn khác: hành vi thay đổi (uống sữa của vật nuôi) dẫn đến thực tế là các đột biến xảy ra định kỳ làm vô hiệu hóa cơ chế tắt (để cứu) quá trình tổng hợp enzyme lactase ở người lớn không còn có hại nữa mà ngược lại, chúng trở nên hữu ích. Những người có đột biến này ăn uống tốt hơn và để lại nhiều con cái hơn. Vì vậy, những đột biến này bắt đầu lan rộng trong quần thể theo đúng quy luật di truyền quần thể.
Ngay cả vào đầu thế kỷ 20, người ta đã xác định rằng đối với hầu hết mọi sửa đổi, đều có thể tìm thấy một đột biến dẫn đến hậu quả kiểu hình tương tự, chỉ được xác định nghiêm ngặt, không phụ thuộc vào các điều kiện bên ngoài. Điều này được gọi là "sửa đổi sao chép gen". Như N.N. Iordansky lưu ý, điều này về cơ bản không có gì đáng ngạc nhiên. Kiểu gen quyết định “chuẩn mực phản ứng”, tức là một tập hợp các con đường phát triển cá nhân có thể có. Nếu có các biến thể của các điều kiện bên ngoài dẫn đến việc lựa chọn một trong những con đường này, thì cũng có thể có những đột biến khiến con đường này trở thành con đường duy nhất có thể (hoặc có khả năng xảy ra cao nhất) bất kể các điều kiện bên ngoài. Cuối cùng, những sửa đổi được gây ra bởi những thay đổi trong hoạt động (biểu hiện) của một số gen nhất định trong một số tế bào của cơ thể. Người ta biết rõ rằng những thay đổi trong biểu hiện gen có thể được gây ra bởi cả sự biến động của điều kiện bên ngoài và đột biến. Ý nghĩa tiến hóa của "sửa đổi gen" được thảo luận chi tiết trong các tác phẩm của Waddington, Kirpichnikov, Shishkin và các nhà tiến hóa khác; những ý tưởng này được sử dụng trong lý thuyết lựa chọn ổn định của Schmalhausen; thậm chí người ta đã cố gắng xây dựng một “thuyết tiến hóa biểu sinh” đặc biệt trên cơ sở này.
Sửa đổi đền bù. N.N. Iordansky thu hút sự chú ý đến một nhóm sửa đổi thích nghi đặc biệt, cụ thể là phản ứng bù trừ của sinh vật đối với các rối loạn khác nhau của quá trình sinh học và chấn thương đối với sinh vật trưởng thành. Ví dụ, nhiều trường hợp đã được mô tả trong đó một loài lưỡng cư, bò sát, chim hoặc động vật có vú bị mất một chi, nhưng bù lại ảnh hưởng của vết thương thông qua thay đổi hành vi và sinh con thành công năm này qua năm khác. Người ta đã nhiều lần quan sát thấy cá bị mất hoàn toàn vây đuôi (đôi khi cùng với một phần cột sống) nhưng vẫn ở tình trạng tốt. thể dục thể chất. Ở những loài cá như vậy, vây lưng và vây hậu môn thường mọc lại, hình thành xung quanh vùng bị tổn thương giống như thùy lưng và thùy bụng của vây đuôi.
Điều này cho thấy rằng trong các biocenose tự nhiên, cuộc đấu tranh sinh tồn và chọn lọc không phải lúc nào cũng gay gắt như vậy. Trong mọi trường hợp, “sự sống sót của kẻ mạnh nhất” có chọn lọc là một quá trình thống kê và những cá nhân bị thương thường có cơ hội sống sót và thậm chí để lại con cái.
Ý tưởng chính trong bài viết của N.N. Iordansky là khả năng sửa đổi bù trừ có thể dẫn đến những biến đổi tiến hóa nhanh chóng do tác động của nhiều đột biến có hại có thể được giảm bớt nhờ những sửa đổi bù trừ. Kết quả là những đột biến như vậy đôi khi có thể tồn tại và thậm chí lan rộng khắp quần thể. Thực tế là những sửa đổi bù trừ có thể bù đắp không chỉ cho vết thương mà còn cho hậu quả của các đột biến có hại.
Hãy tưởng tượng rằng một con cá bị đột biến, do đó nó không phát triển được vây đuôi. Rất có thể trong quá trình phát triển cá thể như vậy, cơ chế sửa đổi bù trừ tương tự được kích hoạt khi đuôi bị mất do chấn thương sẽ “hoạt động”. Nói cách khác, vây lưng và vây hậu môn sẽ bắt đầu phát triển trở lại và tạo thành một loại vây đuôi bị mất. Tất nhiên, điều này sẽ dẫn đến sự thay đổi nghiêm trọng trong cấu trúc của cá. Nhưng sự thay đổi này không hẳn là hoàn toàn không tương thích với cuộc sống, bởi vì nó dựa trên một sự biến đổi bù trừ “thích hợp”, khả năng đã được mài giũa qua quá trình chọn lọc ở hàng triệu thế hệ cá trước đây.
Có lẽ đây là cách mà loài cá thái dương và họ hàng của nó xuất hiện, chúng có cấu trúc vây rất giống với cấu trúc có được ở các loài cá khác do mất vây đuôi do chấn thương.
Do đó, khả năng trải qua các sửa đổi bù trừ làm tăng khả năng cố định các đột biến lớn, ý nghĩa tiến hóa của chúng thường được coi là cực kỳ không đáng kể (vì khả năng một đột biến lớn sẽ có lợi hoặc thậm chí không có hại lắm) là cực kỳ nhỏ. . Tuy nhiên, việc tính đến các sửa đổi bù trừ buộc chúng ta phải xem xét lại đánh giá về xác suất này.
N.N. Iordansky nhấn mạnh rằng ý tưởng mà ông đề xuất không phải là một lập luận ủng hộ cái gọi là. mô hình tiến hóa theo chủ nghĩa muối hóa. Những người theo chủ nghĩa muối hóa coi sự muối hóa (những thay đổi đột ngột về cấu trúc) là cơ chế tiến hóa chính, đảm bảo cho sự xuất hiện của những đổi mới tiến hóa mà không có sự tham gia của chọn lọc. Ngược lại, N.N. Iordansky gợi ý rằng những thay đổi lớn trong sinh vật phát sinh thông qua đột biến “cùng với những biến thể nhỏ xảy ra thường xuyên hơn có thể đóng vai trò là vật liệu tiến hóa cơ bản mà từ đó, dưới tác động của chọn lọc, những thích nghi mới và các kiểu tổ chức mới được hình thành. ”
Cần lưu ý rằng vai trò tiến hóa của cơ chế bù trừ (bao gồm tất cả các loại phản hồi tiêu cực) được thể hiện rõ ràng ở cấp độ di truyền phân tử. Điều này được phản ánh trong khái niệm “xoay chuyển tiến hóa”, được phát triển bởi N.A. Kolchanov và các đồng nghiệp của ông từ Viện Tế bào học và Di truyền học Novosibirsk (xem: N.A. Kolchanov, V.V. Suslov, K.V. Gunbin. Mô hình hóa tiến hóa sinh học: Hệ thống di truyền điều hòa và mã hóa sự phức tạp của tổ chức sinh học). Theo các nhà nghiên cứu, trong các mạng lưới tương tác giữa các thế hệ, do tác động ổn định chọn lọc trong các điều kiện tương đối ổn định, sự phát triển của các cơ chế bù trừ dựa trên nguyên tắc phản hồi tiêu cực sẽ xảy ra. Về bản chất, các cơ chế này cung cấp khả năng sửa đổi bù trừ ở cấp độ phân tử. Chúng làm cho hệ thống ổn định hơn, có khả năng bù đắp tốt hơn những biến động của điều kiện bên ngoài. Nhưng sự phát triển của các cơ chế bù trừ cũng dẫn đến thực tế là nhiều đột biến có thể gây hại và khiến hệ thống mất cân bằng thực ra không gây hại gì, vì tác động của chúng được bù đắp theo cách tương tự như ảnh hưởng bên ngoài. Kết quả là những đột biến như vậy không bị loại bỏ bởi chọn lọc và có thể tích lũy. Điều này tiếp tục cho đến khi một số thay đổi rất lớn (ví dụ: chuyển sang môi trường sống mới) vô hiệu hóa các cơ chế bù trừ - và khi đó các đột biến “tiềm ẩn” có thể đột ngột xuất hiện, dẫn đến sự gia tăng bùng nổ về tính biến đổi của sinh vật.
Vì vậy, khả năng sửa đổi bù trừ phát sinh trong quá trình tiến hóa là yếu tố quan trọng, hướng dẫn (hạn chế, “kênh”) những cách có thể sự tiến hóa hơn nữa.
