Еволюція популяції і природний відбір

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Реферат
з біології
на тему:
"Еволюція, популяції і природний відбір"

На сьогоднішній день виявлено і описано приблизно півмільйона видів нині живуть рослин і близько мільйона видів тварин, а число ще не описаних видів оцінюється, щонайменше, в один або два мільйони. Крім того, як вважають вчені, число вимерлих видів рослин і тварин, коли-небудь жили на землі, в 5-9 разів більше числа сучасних видів. Виник сто з гаком років тому подання про те, що види з'являлися протягом останніх 3 млрд. років у результаті еволюції шляхом природного відбору, було одним із самих значних відкриттів у біології.
ВИДИ ТА ПОПУЛЯЦІЇ
Вид - це група дуже схожих між собою організмів, наприклад людей, коней або морквин. Наукове визначення виду з плином часу неодноразово змінювалося, і в даний час найбільш широко поширене таке визначення: «Вид - це група морфологічно подібних організмів, що мають спільне походження і потенційно здатних до схрещування між собою в природних умовах». Це визначення породжує ряд практичних проблем, таких, як встановлення спільного походження і роз'яснення змісту, вкладеного в висловлювання «подібні» і «потенційно здатні до схрещування».
Особи, з яких складається даний вид, не завжди живуть у безпосередньому сусідстві один з одним. Зазвичай вони утворюють більш-менш ізольовані групи, звані популяціями. Вивчаючи процес еволюції, розглядаємо складові вид популяції. Популяція - це спільнота перехресних між собою організмів, оскільки особини в межах даної популяції зазвичай схрещуються один з одним, хоча іноді деякі особини можуть залишати свою популяцію і схрещуватися з особинами, що належать іншій популяції. Певну таким чином популяцію, звану схрещувати чи мен-делевской популяцією, слід відрізняти від популяції, що вивчається статистиками або демографами. І статистики, і демографи також визначають популяцію як групу особин, що об'єднуються, проте, на іншій основі - на основі «взаємодії в просторі» або «проживання в даному географічному районі».
Мимобіжні популяції не обов'язково являють собою дискретні одиниці; нерідко кордону між ними провести важко. Хорошим прикладом служать лісу бальзамічної ялиці, які простягаються через всю Канаду - від Ньюфаундленду до Альберти, а в США - від Нової Англії до Айови, іноді на сотні кілометрів без видимих ​​перерв. Як розмежувати популяції в цьому випадку? Не знецінюється чи сформульована концепція неможливістю провести межу між популяціями? На це питання слід відповісти: «Ні». Неможливість диференціювати розділені просторово мимобіжні популяції в одних випадках і їх перекривання в інших не обов'язково означає, що кордонів не існує. Проблему поділу перехресних популяції на відособлені одиниці можна порівняти з проблемою поділу групи організмів на молодих і старих. Незважаючи на відсутність чітких критеріїв, поділ на «молодих» і «старих» корисно і осмислено.
У організмів з безстатевим розмноженням немає перехресних популяцій, тому що кожна особина розмножується незалежно від інших. Однак більшість організмів, що розмножуються безстатевим шляхом, час від часу вдаються до статевого розмноження. Наприклад, багато видів глоду розмножуються насінням, які утворюються без запліднення. Та все ж інколи ці рослини утворюють деяку кількість насіння звичайним статевим шляхом, тобто в результаті злиття двох гамет - яйцеклітини і спермия. Популяція організмів, що розмножуються безстатевим шляхом, являє собою схрещуються популяцію в тій мірі, в якій у неї відбувається статеве розмноження.
Для того щоб зрозуміти, яким чином протікає еволюція, необхідно розуміти процеси, що відбуваються в межах популяції. Вивчення цих процесів складає предмет популяційної біології. Її головні складові - це популяційна генетика, тобто вивчення процесів спадкування в межах популяції, і популяційна екологія, тобто вивчення взаємодій членів даної популяції один з одним, а також з навколишнім фізичним та біологічної середовищем. Хоча популяційного біолога цікавлять головним чином еволюційні явища на рівні популяцій, він повинен бути добре обізнаний про те, які саме види виникають в результаті процесу еволюції.
ВИНИКНЕННЯ ЖИТТЯ НА ЗЕМЛІ
Поступове усвідомлення того, що всі живі істоти складаються виключно з хімічних сполук, справила величезний вплив на біологію. Перш вважали, що «неживе» і «живе» мають різну природу, але сьогодні знаємо, що це не так. Оскільки жива матерія складніше і володіє більш високим рівнем організації, ніж матерія нежива, організми, очевидно, виникли в процесі еволюції з простих, неживих компонентів. Спроби простежити походження живих форм дозволяють зазирнути в саму сутність життя.
Цілком очевидно, що сучасні уявлення про виникнення життя далеко не повні. Багато хто з них спекулятивні, оскільки засновані на властивостях сучасних організмів і на даних, запозичених у фізиків, хіміків, геологів і астрономів. Тому в найкращому випадку ми маємо лише загальне уявлення про те, як живе могло виникнути з неживого, і це подання служить не більше ніж фундаментом для дослідження природи життя і тільки відкриває завісу над нею.
Походження життя та її природа цікавлять людину з тих самих пір, як він став мислячим істотою. Одне з перших пояснень полягала в тому, що життя виникло з неживої матерії в результаті акту самовільного зародження. В основі цієї ідеї, безсумнівно, лежали спостереження, що свідчать про розкладання всіх мертвих тіл на більш прості елементи, про повернення всього на світі в землю, а також невігластво в усьому, що стосується життя личинок і цвілі, що з'являються як би нізвідки. Коли в кінці XIX ст. Пастер довів, що в сучасних умовах мимовільного виникнення живого на Землі не відбувається, ця теорія походження життя з неживого стала здаватися неспроможною з наукової точки зору і на деякий час була залишена. Мимовільне зародження життя в даний час неможливо з огляду на існування на Землі живих організмів, які споживають всі наявні в наявності багаті енергією органічні сполуки. Ця обставина перешкоджає перетворенню простих органічних сполук у більш складні - процес, що протікає вкрай повільно.
Проте колись умови на Землі були іншими. На зорі існування нашої планети ніяких організмів на ній не було, а тому низька швидкість процесів, в результаті яких прості хімічні сполуки перетворювалися в більш складні, ролі не грала. Передбачається, що в таких умовах мимовільне зародження відбувалося шляхом повільного перетворення атомів і молекул на прості хімічні сполуки, які потім перетворювалися у все більш і більш складні речовини, і в кінцевому підсумку це призвело до появи живих організмів. Для того щоб такі послідовні події могли відбуватися, були необхідні відомі умови: 1) коливання температури не повинні були виходити за вузькі межі між точкою замерзання і точкою кипіння води, 2) була потрібна наявність джерела енергії - у даному випадку сонячного випромінювання. У якийсь момент на Землі початку скупчуватися вода, і утворилися океани, в яких розчинилися різні хімічні сполуки. Накопичення води і розчинених у ній хімічних речовин полегшувало перебіг реакцій між різними речовинами і освіту ще більш складних речовин.
Багато з виниклих таким шляхом сполук розпадалися на більш прості, а потім і на окремі молекули. Завдяки цим процесам концентрація складних речовин залишалася низькою. Однак при деяких особливих умовах концентрація хімічних речовин, мабуть, могла зростати в кілька разів, оскільки для того, щоб могли відбуватися все більш складні реакції, такі високі концентрації необхідні. Вважається, що одним з важливих механізмів підвищення концентрації було поглинання органічної речовини розчинними колоїдними частинками - так званими коацерватами. Кожна з цих частинок володіла індивідуальністю, відрізняючись від усіх інших, а тому деякі з них здобували енергію і ділилися швидше, ніж інші. Це призвело в кінцевому рахунку до виникнення сполук, здатних відтворювати собі подібні з'єднання шляхом дуплікації. Дуплікация, або здатність до розмноження, являє собою відмітна властивість життя. Коли з'явилося речовина, що володіло здатністю до самовідтворення, яким би простим це речовина не було, виникло те, що ми називаємо життям. Починаючи з цього часу в результаті процесу, який ми називаємо еволюцією шляхом природного відбору, прості організми поступово ставали все більш складними, набуваючи рис і функції, притаманні сучасним рослинам і тваринам.
Природа всіх конкретних процесів, що призвели до виникнення життя, невідома. Тим не менш, було висловлено кілька правдоподібних припущень про можливі шляхи цього-процесу. Ми не маємо в своєму розпорядженні методами, що дозволяють точно з'ясувати, якими були умови на Землі в той час, тому в цих питаннях є дуже велике місце займають здогадки. Крім того, зважаючи на зміну умов, що існують на нашій планеті в даний час, і повільності розглянутого процесу, експериментальна перевірка припущень про шляхи, що призвели до виникнення живої речовини, неможлива. Але незважаючи на всі ці труднощі, в 1953 р. Стенлі Л. Міллер з Чиказького університету провів простий експеримент, що підтверджує правильність основної ідеї. У цьому експерименті в герметично закритому приладі циркулювала суміш газів, які, на загальну думку, найбільш ймовірно містилися в ранній атмосфері Землі: метан, аміак, водень і водяні пари. У певному місці через цю суміш пропускали електричний розряд, що імітує блискавку. Міллер проводив цей експеримент протягом тижня, а потім піддав аналізу утворилися продукти і виявив серед них невеликі кількості амінокислот - основних компонентів білків і одних з головних органічних речовин, що містяться в будь-якому живу істоту.

Рис. 1. Схема експерименту, проведеного С.Л. Міллерів.
З цієї замкнутої системі протягом приблизно тижня циркулювала суміш метану, аміаку, водню і водяної пари. У кожному циклі через газову суміш пропускали електричний розряд. Амінокислоти накопичувалися в нижній частині приладу.
Одна з найбільш привабливих особливостей даної гіпотези походження життя полягає в тому, що, відповідно до неї, після того як на Землі створилися відповідні умови, утворення складних органічних речовин і життя стало неминучим. Імовірність кожного з необхідних для цього подій в одиницю часу була вкрай мала, проте сумарний час було колосально велика. Крім того, положення Землі у Сонячній системі, ймовірно, зумовило неминучість виникнення відповідних умов. Але Сонце - не єдина у своєму роді зірка у Всесвіті; тільки в нашій Галактиці мешкають мільйони таких зірок, а число їх у всьому космосі обчислюється мільярдами. За даними покійного астронома Харлоу Шеплі з Гарвардського університету, із приблизно 20 жовтень зірок, існуючих у Всесвіті, 20% за величиною, яскравості і хімічним складом ідентичні до нашого Сонця. Якщо хоча б 1% цих сонць має планетні системи і якщо хоча б 1% планет розташований по відношенню до своїх сонць так, як Земля розташована щодо нашого Сонця, то можна вважати вірогідним наявність тієї чи іншої форми життя принаймні на 2-10 15 планетах. А в такому випадку життя може опинитися в общем-то досить поширеним явищем! Крім того, Шеплі вважав, що умови, в яких можливо виникнення життя, існують також і на вимерлих зірках, що мають тверду кору і гарячі надра. Читач повинен ясно розуміти, що «життя» визначається тут як якась самовідтворювана система, не обов'язково представлена ​​такими формами, які населяють Землю.
КОНЦЕПЦІЯ ПРИРОДНОГО ВІДБОРУ
Еволюцію від атомів і молекул до простих, а потім і складним з'єднанням і далі до ще більш складним, здатним до самовідтворення, називають хімічної еволюцією, щоб відрізняти її від еволюції організмів, званої органічної еволюцією. Різниця між цими двома типами еволюції обумовлено основною властивістю живої матерії - її здатність до самовідтворення. На послідовних стадіях, що призвели до виникнення життя, відбувалося утворення все більш і більш складних речовин у все більших кількостях у міру зв'язування все більших кількостей сонячної енергії та збільшення кількості хімічних речовин, здатних вступати в реакції один з одним. Ці речовини володіли також здатністю до росту, подібному з зростанням кристала, і могли випадковим чином розпадатися на частини. Проте подібний процес ще не можна вважати розмноженням. У той момент, коли така речовина - по всій ймовірності, нуклеїнова кислота, схожа з ДНК, що міститься в хромосомах сучасних рослин і тварин, або ідентична їй, - знайшло здатність до самоудвоение, воно змогло почати утворювати все нові і нові кількості подібного собі речовини за рахунок інших, можливо, більш простих сполук. Іншими словами, воно могло рости і репродукуватися. Якщо два хімічних речовини або два «штаму" одного і того ж речовини володіють однаковими властивостями, то з них, яке продукує більше число виживають «нащадків», стане більш рясним. У цьому полягає сутність процесу, що називається природним відбором і притаманного виключно органічної еволюції.
Принцип природного відбору заснований на трьох головних спостереженнях і на двох зроблених з них висновках. По-перше, Дарвін звернув увагу на те, що всі організми потенційно здатні до збільшення своєї чисельності в геометричній прогресії. По-друге, він зауважив, що чисельність організмів кожного виду звичайно залишається постійною з покоління в покоління. З цих двох спостережень Дарвін зробив висновок, що повинна відбуватися «боротьба за існування». Оскільки нащадків виробляється більше, ніж може вижити, вони повинні конкурувати між собою за ресурси, необхідні для виживання. Дарвін звернув також увагу на те, що ні у одного виду не можна знайти двох особин, які були б абсолютно ідентичні один одному, або, висловлюючись інакше, що мінливість є одним з явищ природи. Якщо мінливість спостерігається серед дорослих особин, то вона повинна мати місце і серед молодих. Коли молоді особини конкурують за ресурси, то виживати будуть переважно ті з них, які мають ознаки, що сприяють перемозі в конкуренції, а гинути в більшій мірі особини з несприятливими варіаціями. Це явище було названо диференціальної смертністю. У результаті в кожному наступному поколінні популяція буде містити відносно велику частку особин з сприятливими варіаціями, ніж у попередньому. Багаторазове повторення цього процесу з плином часу призводить до елімінації несприятливих варіацій, і до відбору сприятливих варіацій, забезпечують перемогу в боротьбі за існування.
Одна з ознак, за якими розрізняються особини, - це число вироблених ними нащадків. Імовірність того, що який-небудь нащадок даної батьківської пари доживе до репродуктивного віку при інших рівних умовах, тим більше, чим більше число нащадків зробить цю пару. Тому в популяції, що складається з особин, подібних у всіх інших відносинах, особини, що виробляють найбільше число нащадків, будуть мати більше шансів на те, що деякі з їхніх нащадків доживуть до дорослого стану. Цей процес, званий диференціальним розмноженням, разом з диференціальною смертністю лежить в основі природного відбору.


Ряс. 3. Диференціальне виживання
Три гіпотетичні пари кроликів різняться тільки за забарвленням. Кожна пара приносить по 10 кроленят. Чорні та білі кролики більш помітні, ніж сірі, а тому відповідно 60 і 40% їх нащадків гібіет до досягнення статевої зрілості, тоді як у сірих кроликів гібіет тільки 10% кроленят. По закінченні трьох поколінь чорні кролики, що складали З3 '/ з% вихідної популяції, складають всього лише 16/250 = 6,4%, незважаючи иа збільшення їх абсолютного-числа. Відносна чисельність білих кроликів також знизилася до 55/250 = 21,6%. Чисельність же сірих кроликів, навпаки, зросла з 33 1 / 3 до 180/250 = 72%.


Рис. 4. Диференціальне розмноження
Припустимо, що чорні кролики роблять у результаті кожного спарювання ие 10, а 15 кроленят і що всі інші умови зберігаються без змін. У такому разі через три покоління чисельність чорних кроликів в популяції складе 54/288 = 18,75%, чисельність білих-18, 75% і чисельність сірих - 180/288-62, 5%.


Які ж ознаки призводять до підвищення виживаності нащадків і тим самим здійснюють вплив на диференціальну смертність? Таких ознак, як це вже ясно зрозумів Дарвін, багато і вони надзвичайно різноманітні. По суті відбір буде сприяти збереженню будь-якої властивості, що підвищує ймовірність виживання даної особини та її нащадків. Будь-який успадкований ознака, що збільшує здатність володіє їм особини виносити суворі умови середовища, називається адаптивним. Адаптивні ознаки допомагають організму справлятися з несприятливими умовами середовища, добувати більше їжі і притому кращої якості, уникати хижаків тощо. Ці ознаки забезпечують виживання більшої кількості нащадків. Адаптивні ознаки можуть бути морфологічними, як, наприклад, наявність густого хутра і підшкірного жирового шару у білих ведмедів, що допомагають їм переносити жорстокі морози. Вони можуть бути фізіологічними, як, наприклад, у яблуні, якій для гарного цвітіння і плодоношення необхідно піддатися дії низьких температур - адаптація до того, щоб цвітіння не могло початися восени, під час «бабиного літа». Адаптивними можуть стати і поведінкові ознаки, як, наприклад, складні і надзвичайно специфічні шлюбні церемонії у птахів, які гарантують, що спаровування відбудеться тільки між особинами, що належать до одного й того ж виду, запобігаючи тим самим виникнення погано пристосованих гібридів. Нарешті, дуже важлива адаптивна риса - це здатність виробляти • якомога більше нащадків, але не на шкоду їх здатності до виживання. Всі головні ознаки рослин і тварин, поза сумнівом, адаптивні або ж являють собою прояви ознак, колишніх адаптивними раніше. Колись вважалося, що кожен навіть самий незначний наслідуваний фенотипический ознака живих організмів носить пристосувальний характер, однак, як вважають в даний час, це, мабуть, не так.
Найбільш слабким місцем у дарвінівської теорії природного відбору була відсутність адекватного пояснення механізму спадковості. Оскільки природний відбір не міг би працювати, якби нащадки не успадковували ознаки своїх батьків, дію природного відбору визначається механізмом спадкової передачі цих ознак. Теорія спадковості, загальноприйнята в даний час, була вперше запропонована Грегором Менделем у 1865 р., але придбала широку популярність лише на початку XX ст. Проводячи експерименти з різними сортами гороху, Мендель одержав дані, що дозволяють припустити, що успадкування обумовлено якимись частками, переданими від батьків нащадкам. Тепер називаємо ці частинки генами. Ідея корпускулярної спадковості має величезне значення для розуміння того, яким чином природний відбір діє в популяціях.
Еволюцію можна розглядати як зміни будь-якої властивості даної популяції з плином часу. В одному загальнофілософської сенсі в цьому і полягає суть еволюції. Однак для дослідника, що бажає кількісно оцінити еволюційна зміна і вивчити механізми, за допомогою яких воно відбувається, таке визначення занадто туманно. Безумовно, не всяка зміна є еволюція, а, крім того, наведене визначення не дає жодного уявлення про масштаби часу, в якому вона відбувається.
В одному з досить популярних визначень еволюція розглядається як зміна частоти окремих генів з покоління в покоління. Це дуже точне визначення. Теоретично частоту генів можна виміряти; можна також реєструвати зміни частоти кожного гена з плином часу. Однак і це визначення породжує ряд проблем. Хоча частоти генів в деяких випадках вдається встановити, в даний час таке вимірювання можливе лише для відносно невеликого числа генів, а способів, які дозволяли б вирішити, що саме ці гени зумовлюють зміни, що підвищують виживаність даних організмів, у нас немає.
Третє визначення намагається подолати труднощі, що породжуються двома першими, визначаючи еволюцію як зміна адаптуюся »них ознак популяції і лежать в їх основі генів з плином часу. Хоча це останнє визначення здається більш точним, оскільки в ньому розглядаються тільки ті зміни, які підвищують виживаність популяції, воно не містить вказівок на те, про які саме зміни йдеться. А тому таке визначення неопераціонально і створює порочне коло.
Різноманітність існуючих визначень свідчить про те, як важко оцінити еволюцію кількісно і запропонувати міру еволюційних змін. Більшість вчених згодні з тим, що еволюція являє собою зміну, що відбувається в часі, і що це зміна має бути пов'язане з генетикою організмів. Однак еволюція - процес дуже складний, що складається з багатьох явищ. Оскільки далеко не всі ці явища досить добре зрозумілі, дати бездоганно суворе визначення еволюції поки що. неможливо. Перейдемо тепер до розгляду деяких факторів, що мають важливе значення для еволюції.
Перший і найважливіший з них - це механізм спадковості. Спосіб, яким гени визначають прояв ознак, і спосіб передачі генів від батьків нащадкам формують еволюційну картину в цілому. У свою чергу на механізми спадковості, а тим самим і на еволюцію значний вплив мають організація генів у хромосомах і поведінку хромосом під час клітинного поділу. А тому еволюцію нерідко визначають як зміна частоти генів в популяції.
Хоча, як відомо, еволюція може відбуватися і за відсутності статевого процесу, це не можна вважати нормою. Статевий процес являє собою механізм, який би генетичний матеріал окремих особин і створює нові, раніше невідомі поєднання батьківських генів. У результаті створюється величезний запас мінливості, а це, мабуть, дає такі великі переваги, що статевий процес став переважним способом розмноження у всіх рослин і тварин. Статеве розмноження, очевидно, виникло на дуже ранній стадії еволюції організмів.
У відсутність статевого процесу і схрещування види в тій формі, в якій вони зараз нам відомі, не могли б існувати. Однак настільки ж важливу роль в еволюції і, зокрема, у збільшенні числа видів відігравало розвиток перешкод - географічних, екологічних, поведінкових або генетичних, - перешкоджають вільному обміну генами. Перші дуже прості організми, можливо, мали здатність обмінюватися генами з іншими живими істотами, що знаходяться на тому ж рівні організації, однак обмін генами між різними сучасними формами з їх дуже спеціалізованими і складними шляхами індивідуального розвитку неможливий. У тих випадках, коли такий обмін відбувається, це призводить до загибелі нащадків або в кращому випадку до їх стерильності. Селективна цінність перепон, що перешкоджають обміну генами в таких випадках, очевидна. Розмірковуючи і розмірковуючи про еволюцію, майже завжди маємо на увазі еволюцію видів. Це ясно свідчить про важливу роль в еволюції статевого процесу та ізоляції.
У дещо іншому аспекті можна також говорити про те, що еволюція частково визначається зовнішніми умовами. Диференціальне виживання завжди частково обумовлено здатністю адаптуватися до середовища, зокрема до фізичної. Хімічна еволюція могла початися тільки після того, як наша планета з початкового «вогненної кулі» перетворилася в тіло, де могло відбуватися накопичення води. Органічна еволюція, що призвела до появи величезної кількості різних організмів, частково являє собою наслідок адаптації цих організмів до нескінченною різноманітністю умов, що є на землі.
ОБМЕЖЕННЯ, пов'язаних з ЕВОЛЮЦІЯ
Живі організми - це складні системи, які споживають енергію і прості хімічні сполуки, використовуючи їх на побудову власного тіла і виробництво потомства. Проте кількість необхідних організмам енергії і хімічних речовин не безмежне і, крім того, вони розподілені на земній кулі нерівномірно.
Організми отримують енергію з двох джерел. Одним джерелом служить Сонце, яке випромінює доступну організмам енергію у формі світла. Інше джерело енергії - це певні багаті хімічної енергією неорганічні речовини, такі, як нітрати та сульфати, але головним чином - багаті енергією органічні сполуки, що містяться в тілах живих і мертвих організмів. Неорганічні молекули, необхідні організмам в якості будівельних блоків, також розподілені нерівномірно: вони містяться в низьких концентраціях у вигляді іонів у водах морів і річок та у грунтових розчинах, а у високих концентраціях - у складі живих організмів.
Енергію світла зелені рослини поглинають при фотосинтезі, пов'язуючи її в багатих енергією молекулах вуглеводів. Однак рослини здатні використовувати менше 5% падаючої променистої енергії; інша енергія переизлучается або розсіюється у формі тепла. За допомогою хімічної енергії, що міститься в цукрі, утворених в процесі фотосинтезу, рослина будує свої тканини з атомів і молекул, які воно отримує з води або з грунтового розчину. Для поглинання світла необхідні спеціалізовані структури, які називаємо листям. Листя повинні розташовуватися таким чином, щоб не затінювати один одного, вони повинні бути досить міцними, щоб протистояти вітрам, дощу, снігу і т. д. Іншими словами, необхідність поглинання світла накладає певні обмеження на форму організму. А отже, для того щоб «споживати» світло, рослина повинна спеціалізуватися у відношенні як своєї форми, так і функції. Інші організми - травоїдні - спеціалізовані до споживання хімічної енергії, запасеної в листках рослин. Для того щоб ефективно споживати цю енергію, вони у свою чергу повинні володіти спеціалізованими морфологічними ознаками, зовсім не схожими на морфологічні ознаки рослин: ям необхідні органи, що відокремлюють листя від інших частин рослини, і органи, извлекающие з рослинної тканини енергію та хімічні сполуки. Оскільки в рослинному матеріалі міститься багато сполук, які не піддаються переварюванню, і оскільки вміст білка і жирів на 1 г речовини в них низька, рослиноїдні організми для підтримки свого існування повинні споживати відносно великі кількості рослинного матеріалу. Тому вони витрачають на їжу значну частку свого часу. Ці особливості рослиноїдних роблять можливим існування ще одного типу харчової спеціалізації, характерного для м'ясоїдних тварин. М'ясоїдні отримують необхідну їм енергію і хімічні речовини, поїдаючи рослиноїдних тварин. Тканини останніх на 1 г речовини містять більше енергії, ніж тканини рослин. Однак для того, щоб зловити і здолати рослиноїдна тварина, м'ясоїдним також необхідно певним чином спеціалізувати свої органи і функції.

Рис. 6. Трофічні рівні. Зелені рослини отримують енергію від сонця, двоокис вуглецю - з повітря, а воду та біогенні елементи - з грунту. Рослиноїдні тварини отримують анергії і живильні речовини, поїдаючи рослини, а м'ясоїдні тварини - поїдаючи рослиноїдних.
Трофічна структура, яка виникає в результаті відмінності у способах добування їжі на різних рівнях, служить, тим самим, джерелом різноманітності. Таке розмаїття зумовлено тим, що швидкість, з якою різні організми здобувають необхідну їм енергію, і способи, якими вони при цьому користуються, накладають істотний відбиток як на їх будова, так і на поведінку. Крім того, в межах кожного трофічного рівня відбувається подальша спеціалізація. Рослиноїдні спеціалізуються до поїдання певних частин рослини: квіток, деревини, листя. М'ясоїдні спеціалізуються за способом полювання: одні переслідують жертву, інші підстерігають її із засідки, треті влаштовують пастки. Рослини спеціалізуються до ефективного поглинання світла в різних умовах: при високій і низькій освітленості, високих або низьких температурах, в залежності від кількості доступної вологи.
Еволюція являє собою, отже, результат взаємодії безлічі різноманітних факторів. Самі ці фактори також схильні до зміни. На ранніх етапах виникнення кожної лінії рослин і тварин з'являлися структури або процеси, що надавали глибоке вплив на еволюційну історію даної групи. Так, наприклад, сегментоване тіло і наявність зовнішнього скелета були головними чинниками, що зумовили успіх комах, однак ці чинники в свою чергу обмежили розміри і спосіб життя членів цієї групи.
Саме багатогранність еволюційних процесів робить їх вивчення настільки захоплюючим. А наші знання ще далеко не повні. Багато чого має відкрити, багато що вивчити. Застосування такої нової техніки, як швидкодіючі обчислювальні машини, або методів порівняльної біохімії для з'ясування шляхів розвитку або еволюційних взаємин на хімічному рівні відкриває найширші перспективи.

Хибні уявлення про ЕВОЛЮЦІЇ
Через майже 100 років після Дарвіна радянський генетик Лисенка в ім'я дарвінізму відкинув ряд положень сучасної генетики і цитології і прийняв теорію успадкування набутих ознак. У цьому випадку знову-таки зневага науковою суворістю створило плутанину, і хоча всі добре знаємо помилки і помилки Лисенка, не завжди так само ясно усвідомлюємо помилковість поглядів Спенсера.
Еволюція нездатна до передбачення. У свій час вважали, що еволюції властива якась «внутрішня спрямовуюча сила» і, отже, еволюція цілеспрямована. Ці погляди носять назву теорії «ортогенеза». Еволюційна зміна являє собою, однак, результат дії генетичних та екологічних факторів, що складаються в кожен даний момент у певному місці на земній кулі.
Інший важливий момент, який слід засвоїти, полягає в неприпустимості давати результатами еволюції будь-які морально-етичні оцінки. Високорозвинені в еволюційному відношенні організми не стали «краще» в моральному відношенні; вони просто краще адаптовані до свого середовища проживання в порівнянні зі своїми мертвими предками. Слід також пам'ятати, що всі сучасні організми в силу самого факту свого існування, мабуть, пристосовані до займаної ними середовищі дуже ефективно, незалежно від свого становища на філогенетичному дереві. Еволюція настільки ж безстороння, як, вважають, має бути неупереджено правосуддя: будуть збільшуватися в числі лише ті організми, які виробляють найбільше число життєздатних нащадків, безвідносно до того, «поганими» чи «хорошими» їх вважають люди.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Біологія | Реферат
60.5кб. | скачати


Схожі роботи:
Еволюція і природний відбір
Природний відбір
Природний відбір 2
Природний відбір
Генетика і природний відбір
Природний відбір як елементарний еволюційний чинник
Структура і критерії виду боротьба за існування природний відбір та видоутворення
Популяції
Популяції та популяційні системи
© Усі права захищені
написати до нас