Синтетическая теория эволюции
Теория эволюции живых организмов, предложенная Чарльзом Дарвиным, являлась только некой канвой, наброском, который только предстояло превратить в полноценную картину трансформации живых организмов. Она содержала много неточностей, белых пятен, где- то даже неудачных моментов, как и любая другая теория на начальном этапе своего появления. Для устранения ее недостатков на тот момент не существовало не только методов и средств, но даже и нужных разделов естествознания. Время шло. Современная биология значительно продвинулась вперед в сравнении с эпохой Дарвина. И старая добрая теория эволюции стала молодеть, вбирая в себя новые факты, полученные генетиками, селекционерами, микробиологами, физиологами.
Современный дарвинизм возник в начале сороковых годов двадцатого столетия. Это синтез генетики и дарвинизма. Его появление связывают с работами русского биолога- эволюциониста Сергея Сергеевича Четверикова (1880 - 1959 г.г.) и его статьей "О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики", вышедшей в 1926 году. Сам термин "синтетическая" идет от названия произведения английского биолога- эволюциониста Джулиана Хаксли (1887 - 1975г.г.) "Эволюция: современный синтез".
Ознакомимся с основными положениями синтетической теории эволюции.
Единичная особь не является предметом эволюции. Для запуска механизма необходима популяция, в качестве мельчайшей единицы, способной к эволюционному развитию, необходима группа особей. Особи в пределах этой группы должны отличаться друг от друга, отбор идет по фенотипам. Различие которых обеспечивается разными генотипами. Генотип особи не меняется.
Для наличия генетической изменчивости структуры популяции необходимы следующие факторы: процесс мутаций, комбинативная изменчивость, поток генов, периодические колебания численности популяции, дрейф генов. Материалом для эволюции служат мелкие изменения наследственности - мутации. Мутации и волны изменения численности имеют случайный характер и не задают направления эволюции. Роль направляющего фактора эволюции принадлежит естественному отбору. Он сохраняет и накапливает случайные мутации.
Эволюция носит долговременный характер. Видообразование представляет собой последовательную смену временных популяций. Вид обычно состоит из некоторого количества более мелких соподчиненных единиц - подвидов и популяций. Они могут отличаться морфологически, физиологически и генетически, но репродуктивно не изолированных. Однако, есть виды с ограниченными ареалами, в которых не удается выделить самостоятельные подвиды. А реликтовые виды могут быть представлены единственной популяцией. Как правило, это ведет к вымиранию вида. Обмен аллелями идет внутри вида. Если мутация имеет положительную селективную ценность, то она может распространиться по всем подвидам на территории ареала. Фактором, усиливающим генетические различия, является изоляция. Один таксон может стать предком нескольких дочерних таксонов. Но сам он имеет единственный предковый вид.
Разберемся подробнее в некоторых из этих положений.
Дарвин только отмечал наличие генетического разнообразия, создатели синтетической теории представляют механизмы его формирования. Стало ясным, что естественный отбор не приведет к образованию новых видов, если популяции не изолированы. Вид трактуется как генетически целостная и замкнутая система, что обусловлено потоком генов внутри его и отсутствием межвидового скрещивания.
Ученые говорят о микроэволюции и макроэволюции. Микроэволюция происходит под воздействием мутаций и естественного отбора, сто ведет к изменению генофонда популяции и видообразованию. Макроэволюция в основе содержит микроэволюции и ведет к изменениям более крупных структур - родов, семейств и тому подобных. Накопленные микроизменения в конечном счете приводят к макроскачку.
Мутационные изменения случайны. Прогрессивные из них в данных условиях фиксируются отбором и закрепляются наследственной передачей. Если дочерние формы одного вида оказываются в разных условиях и не скрещиваются между собой (например будучи разделены геологическими процессами), то их развитие в дальнейшем будет обусловлено местными условиями. Это может продиктовать разные направления эволюционного пути и привести к образованию нового вида.
Современные биологи говорят о нескольких формах естественного отбора. Выделяют стабилизирующий, движущий или направленный и дизруптивный. Дизруптивный (разрывающий) приводит к появлению двух или нескольких новых форм из одной исходной - полиморфизма популяции. А в некоторых случаях может служить причиной появления нового вида. Одна из причин возникновения и действия дизруптивного отбора неоднородное местообитания популяции. В этом случае особи вынуждены приспосабливаться к разным экологическим нишам. Движущий (направленный) отбор выделяет одно направление изменчивости. Под его контролем генофонд популяции изменяется всем комплексом, не порождая дочерние формы. В генотипе аккумулируются и распространяются мутации, "ведущие" фенотип в данном направлении. Стабилизирующий отбор способствует поддержанию в популяции ранее сложившегося некого среднего признака. Он вступает в действие тогда, когда фенотипические признаки лучше всего соответствуют условиям среды и конкуренция между особями мала. При этом подлежат к выбраковке особи с крайними отклонениями признаков. Стабилизирующий отбор позволяет сохранить и закрепить оптимальные изменения и сделать их преобладающими. Это позволяет некоторым видам сохраняться в практически неизменном виде. Например практически не изменился за 350 миллионов лет таракан, как бы мы к этому не относились.
Дополнения современной эволюционной биологии в синтетический эволюционизм.
Видообразование может носить и внезапный характер, без плавного неспешного накопления мутаций - в результате крупных хромосомных мутаций.
В небольших изолированных популяциях формирующую роль может играть также и дрейф генов.
Эволюция в ряде случаев может быть прогнозируема - с опорой на прошлую историю вида, его генофонд и оценивая возможное влияние среды.
В современном естествознании эволюция представляется как непрерывный процесс, ведущий к приспособлению и выживанию живых организмов в условиях постоянно меняющейся внешней среды. Следствием его может быть сохранение вида или образование более высокой степени развития организмов.
Литература:
Афанасьев В.Г. "Мир живого: системность, эволюция и управление", М., 1986
" Дарвинизм: история и современность", Л.,1988
Рьюз М. "Философия биологии", М., 1997
www.gumer.info
www.dic.academic.ru
www.medbiol.ru