Факторы биологической эволюции кратко

Обновлено: 03.07.2024

Эволюция имеет несколько факторов, благодаря которым она происходит.

Мутации

Эволюционный процесс связан с изменениями в популяциях. Они касаются относительной распространенности различных генотипов. Элементарное эволюционное явление — это длительные и направленные изменения генотипического состава популяции. Для того чтобы произошло самое незначительное эволюционное изменение популяции, необходимо воздействие эволюционных факторов на элементарный эволюционный материал. В качестве такового выступают мутации, стойко меняющие характеристику всей популяции, т. е. наследственные изменения признаков. Мутационный процесс — поставщик эволюционного материала.

Следует выделить четыре основных фактора эволюции: мутационный процесс, изоляция, популяционные волны (и дрейф генов), а также единственный направленный фактор эволюции - естественный отбор.

Мутационный процесс

Мутации (лат. mutatio — изменение) - стойкое изменение генома (наследственного материала), которое может быть унаследовано потомками организма. Процесс возникновения мутаций - мутагенез.

Генные
Хромосомные
Геномные

Большинство мутаций возникает спонтанно и вредит организму. Часть мутаций являются рецессивными, поэтому не проявляются и передаются многим поколениям, накапливаясь в генофонде популяции.

Мутации напоминают колоду карт: неизвестно, что выпадет - чаще всего это карты невысокого ранга, козыри - большая удача. Так и мутации, большинство из них вредные, приводят к развитию опухолей. Полезные встречаются гораздо реже. Как игра в карты, все подчиняется случайности.

Популяционные волны

Сезонные изменения, периодические изменения какого-либо значимого фактора среды
Непериодические изменения, например, в результате природных катастроф, изменение численности популяций хищник-жертва
Заселение новых территорий, ярким примером которого является бурный рост численности кроликов, завезенных в Австралию

Колебание численности популяций по типу "хищник - жертва" является классическим примером популяционных волн. Представим себе популяцию зайцев (жертв), которая бурно увеличилась в численности. Зайцами питаются лисица, волк (хищники). С увеличением их кормовой базы (зайцев) наблюдается и рост численности хищников, которые поедают зайцев, вследствие чего численность зайцев снижается. С уменьшением кормовой базы, снижается и число хищников. Так в природе устанавливается баланс между хищниками и жертвами.

Особенно весомым фактором эволюции популяционные волны выступают в небольших популяциях. Их участие в эволюционном процессе основано на явлении дрейфа генов.

Форма гена - аллель, с которым вы подробнее познакомитесь в ходе изучения генетики, встречается в популяции с определенной частотой. Дрейф генов - изменение частоты встречаемости аллельных вариантов генов.

Дрейф генов обусловлен случайными причинами: у особей образуются гаметы, несущие различные формы аллельных генов. Не все из гамет принимают участие в процессе оплодотворения: здесь вновь руководит случайность. Вследствие этого одни аллельные формы генов могут встречаться в популяции часто, другие - редко.

Если представить, что часть особей, составляющих одну популяцию, погибли по тем или иным причинам, то редкие гены в оставшихся особях могут увеличить свою частоту, то есть в результате размножения оставшихся особей редкие гены начнут встречаться более часто - это и есть дрейф генов.

В закрытых популяциях не только животных, но и людей - в религиозных общинах, происходит возрастание гомозиготности популяции, что приводит к снижению ее жизнеспособности и проявлению редких аллелей.

Такое повышение встречаемости аллелей возникает в результате близкородственных браков: проявляются редкие гены, которые часто приводят к заболеваниям.

Изоляция

Изоляцией называют невозможность или затруднение свободного скрещивания между особями одного вида. Вследствие этого, генофонды двух популяций становятся независимыми друг от друга. Внутри каждой популяции происходит генотипическая дифференцировка из-за их разобщенности.

Географическая (греч. geo - земля) изоляция может возникать вследствие географических барьеров - пустыни, горы, водоемы.

Экологическая - особи обитают на одной территории, но в различных местах обитания (к примеру, разделены друг от друга непроходимой чащей)
Временная - изоляция вследствие разновременности половой активности, периода цветения
Этологическая - изоляция вследствие различного брачного поведения
Механическая - отличия в строении половых органов, невозможность спаривания

Естественный отбор

Изученные нами факторы эволюции: мутации, популяционные волны и дрейф генов, изоляция - все они носят случайный, ненаправленный характер. Они приводят к появлению различных признаков у отдельных особей, которые могут быть как полезны, нейтральны, так и вредны для особи.

Таким образом, перечисленные факторы создают основу, "базу" для действия единственного направленного фактора эволюции - естественного отбора. В ходе естественного отбора особи с полезными признаками, которые помогают им приспособиться к условиям внешней среды и способствуют выживанию, остаются и размножаются, а особи без этих признаков выживают реже и не продолжают род.

Закон естественного отбора безапелляционно провозглашает: будь приспособлен - или умри. Выживает в природе не самый сильный, а самый приспособленный. Иногда выжить животным помогает и сила, но гораздо больше других примеров. Многие животные сливаются с окружающей средой: приобретают покровительственную окраску (мимикрию), которая делает их незаметными.

Иногда безобидные животные, в результате приспособления к внешней среде, приобретают окраску тела, напоминающую окраску опасных хищных животных. Примером может послужить внешнее сходство мухи из семейства журчалок с осой.

Многие хорошо защищенные, ядовитые виды в ходе естественного отбора получили яркую, так называемую предупреждающую окраску. Эта окраска предупреждает хищников об опасности. Если хищник съест такое ядовитое животное, то рискует получить тяжелую интоксикацию и погибнуть.

Теперь вы понимаете, что признаки животных - различные формы их тела и окраска - являются приспособлениями к условиям внешней среды, это - полезные признаки, которые в ходе естественного отбора позволили животным выжить и размножиться. Таким образом, естественный отбор это отбор особей, с наиболее приспособленным к среде фенотипом.

Необходимо осознавать относительность приспособленности к окружающей среде. Она помогает выживать лишь при определенных условиях, и, если условия меняются, то окраска может оказаться вовсе не полезной, но даже и вредной. К примеру, при таянии снега заяц-беляк становится еще более заметен на голой земле.

Генетическое разнообразие особей, на основе которого возникают различные признаки
Способность к неограниченному размножению (избыточность потомства)
Борьба за существование

Самая ожесточенная борьба. Происходит между особями, принадлежащими к одному виду. Благодаря внутривидовой борьбе происходит половой отбор: к размножению редко допускаются неприспособленные особи, род продолжают лучшие из лучших.

Возникает между особями, которые принадлежат к разным видам. Более приспособленный к условиям среды вид побеждает и размножается, менее приспособленный - проигрывает и вымирает. Примером могут послужить формы взаимодействий: хозяин-паразит, хищник-жертва, симбиоз.

В изменяющихся условиях внешней среды выживают наиболее приспособленные особи. Примером такой борьбы являются сезонные миграции птиц, зимняя спячка у животных.

Формы естественного отбора

Открыт И.И. Шмальгаузеном. Стабилизирующий отбор приводит к сужению нормы реакции, устраняя отклонения от нее. В результате преимущество получают особи, обладающие средней степенью признака, который характерен для вида или популяции. Этот отбор действует при стабильных (неизменных) условиях среды.

Примером действия стабилизирующего отбора может послужить буря: во время бури чаще всего выживают птицы со средней длиной крыла, тогда как особи с слишком короткими, или слишком длинными крыльями погибают.

Новый термин, который вы увидели - норма реакции - подразумевает способность генотипа, в зависимости от условий среды, формировать различные фенотипы.

C узкой нормой реакции - цвет глаз, число пальцев у человека, окраска цветов растения
C широкой нормой реакции - рост и вес человека, размеры листьев растения

Движущий естественный отбор приводит к смещению нормы реакции, в результате чего изменяется среднее значение признака. Этот вид отбора действует при изменяющихся условиях среды.

Известным примером является индустриальный меланизм - возникновение меланистических форм животных (греч. melanos — чёрный), отличающихся темным окрасом. Это явление началось в Англии со второй половины XIX века вследствие бурного развития промышленности.

Из-за копоти, оседающей на поверхности стволов деревьев, бабочки со светлой окраской - берёзовые пяденицы - стали заметны на стволах деревьев и легко поедались птицами. В результате остались только приспособленные - бабочки с темным окрасом, которые были незаметны на стволах деревьев, вследствие чего они выживали и размножались.

Направлен на сохранение в популяции крайних значений признаков, не благоприятствует среднему промежуточному значению признака. В результате в популяции сохраняется более чем одно значение признака.

Типичным примером является появление в луговых сообществах раноцветущих и поздноцветущих растений. В результате летних покосов, особи со средним значением признака, у которых цветение приходит на середину лета, постепенно исчезают из популяции растений. Выживают и размножаются только те растения, у которых цветение происходит до или после покосов.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Человек, как и любой другой биологический вид, формировался под влиянием биологических факторов эволюции: мутаций , популяционных волн , изоляции , борьбы за существование и естественного отбора .

Переход предков человека к наземному образу жизни, вызванный необходимостью жить на открытых пространствах, привёл к развитию прямохождения. Вертикальное положение тела увеличивало обзор и позволяло быстрее реагировать на появление хищников.

Освободившиеся от функции опоры передние конечности можно было использовать для применения и изготовления различных предметов. Рука начинает выполнять разные действия — хватание, удержание, бросание.

Биологические факторы способствовали формированию морфологических отличий человека от обезьян: прямохождения, развитой кисти руки, развитого головного мозга.

Освобождение руки от функции опоры способствовало её совершенствованию для трудовой деятельности и изготовления орудий труда. Применение орудий охоты позволило человеку добавить в рацион более калорийную пищу животного происхождения.

Трудовая деятельность и совместная охота объединяли людей. Жизнь в группе обеспечивала более надёжную защиту от хищников, позволяла успешнее охотиться и добывать пищу.

В борьбе за существование побеждали те группы, в которых древние люди могли согласовывать свои действия, а старики передавали свой опыт и знания молодым. Необходимость в передаче информации совершенствовала речевой аппарат. Наследственная изменчивость и естественный отбор привели к формированию членораздельной речи.

С совершенствованием трудовой деятельности и речи шло развитие головного мозга. В результате у древних людей за сравнительно короткий период произошло значительное увеличение его объёма и усложнение коры больших полушарий.

На этапах предшественников человека и древнейших людей основную роль играли биологические факторы — борьба за существование и естественный отбор. Выживали наиболее приспособленные к неблагоприятным условиям и способные изготавливать орудия труда. Изменялось строение скелета, мозга, черепа, совершенствовалась рука.

В дальнейшем преимущество получали те из наших предков, которые жили в более организованной группе, охраняли детей, заботились о стариках. Ведущую роль стали играть социальные факторы, а значение биологических снизилось. В результате физический облик человека остаётся практически неизменным на протяжении последних \(40\) тысяч лет. Но за это время произошло интенсивное развитие интеллекта, культуры, общественных отношений.

Становление человека как биологического вида проходило через четыре основных этапа эволюции: предшественники человека (протоантропы), древнейшие люди (архантропы), древние люди (палеоантропы) и люди современного типа (неоантропы).

Предшественниками человека были австралопитеки . К древнейшим людям относят Человека умелого и Человека прямоходящего , к древним людям — неандертальцев , а людям современного типа — кроманьонцев .

Под факторами эволюции человека понимают различные внешние воздействия, меняющие направление эволюции вида Homo sapiens.

Старт человеческой эволюции пришелся примерно на 10 млн. лет назад. Эволюция человека продолжается до сих пор, подвергаясь влиянию различных факторов — как биологических, так и социальных.

Человек является биологическим видом и, а он, соответственно, частью биосферы, которая создает вокруг себя искусственную среду (ноосферу).

На человеческое развитие напрямую оказывают влияние 2 типа факторов:

Биологические. Они имеют естественную природу и одинаково влияют на всех живых существ.
Социальные. Эти факторы провоцируются обществом, трудом и определенными нормами социального поведения.

Первоначально эволюция человека подвергалась воздействию только биологических факторов. Но постепенно эволюционный процесс человека как отдельного биологического вида становился сложнее, и к биологическим факторам добавились различные социальные факторы.

По этой причине антропогенез получил название антропосоциогенеза: таким образом подчеркивается значимость социальной эволюции вида Homo sapiens.

Основные факторы антропогенеза

Биологические факторы антропогенеза

Если говорить о биологических факторах эволюции человека, то это различные движущие силы эволюционного процесса:

изменчивость. Под ней понимают возможность человека получать индивидуальные признаки в ходе онтогенеза;
естественный отбор или вектор эволюционного процесса. За счет него обеспечивается выживаемость самых приспособленных особей, у которых есть преимущества перед другими представителями вида или родственными видами;
изоляции и мутации. Мутации дают материал для эволюционного процесса, так как ненаправленно (случайным образом) изменяют генотип особей;
борьба за существование или конкуренция (внутривидовая и межвидовая). Благодаря конкуренции проявляются самые яркие преимущества вида в сравнении с прочими особями своего вида или родственных видов.

Победа в борьбе за существование доставалась тем группам древних людей, в которых наблюдалась согласованность действий, передача опыта знаний последующим поколениям. К слову, благодаря передаче информации из поколения в поколение развивался речевой аппарат. Далее естественный отбор и наследственная изменчивость поспособствовали формированию членораздельной речи.

Ранние этапы развития человека связаны с большим влиянием естественного отбора. Сила его действия привела к тому, что люди получили черты, отличающие их от человекообразных обезьян.

В результате естественного отбора человек получил:

высокоразвитый головной мозг;
хватательную кисть;
голую кожу (на некоторых участках волосяной покров сохранился);
прямохождение.

Дриопитеки считаются самыми древними представителями человеческого рода. Основной средой их обитания были деревья. Однако, когда леса стали исчезать, они стали выходить на открытую местность — это было заметным эволюционным шагом.

В последующем преимущество было за теми предками человека, которые жили организованными группами, заботились о предках и охраняли потомство. В этом плане большое влияние на развитие человека оказали социальные факторы, а биологические отошли на второй план. Все это привело к тому, что человеческий облик оставался неизменным примерно 40 тысяч лет. Зато активно развивались интеллект, культура и общественные отношения.

Социальные факторы антропогенеза

Социальные факторы эволюции человека отвечали за развитие социальных способностей человека. Большую роль в этом процессе сыграл коллективный труд, а именно охота. Человек был и остается слабее крупных животных, на которых он охотился и охотится (речь идет об охоте в одиночестве). В результате сплочения племени и распределения задач, а также налаживанию отношений, охота стала приносить успех.

Какие факторы эволюции человека относят к социальным?

К социальным факторам эволюции человека относят:

Речь и способность общаться, а также передавать информацию в коммуникации;
Мышление и развитие логики;
Способность применять опыт и обучаться;
Творчество и способность к созданию предметов, произведений искусства;
Решение нестандартных задач жизнедеятельности;
Общественный образ жизни, альтруистические проявления, проявление уважения к авторитетным в социальных группах особям.

Способность к речи — главное преимущество человека перед другими животными. Благодаря появившимся словам люди получили возможность общаться, решать сложные задачи, объяснять свои чувства, эмоции и физическое состояние. За счет этого увеличилась скорость обмена информации и принятия различных решений.

Влияние социальных факторов характерно только для эволюции человека, даже несмотря на то, что для многих животных свойственен социальный образ жизни.

Последние годы биологические факторы эволюции сильно изменились. Естественный отбор стал медленнее, и в основном действует на всех стадиях онтогенеза организма. Также естественным отбором теряется функция видообразования и актуализируется стабилизирующая функция. Изоляция утрачивает свое значение.

Происходит смешивание генофондов представителей различных регионов. На процесс видообразования практически не действуют популяционные волны. Зато частота мутаций увеличилась: это связано с заметным загрязнением природы мутагенами. К слову, ослабление действий отбора может поспособствовать скоплению вредных мутаций, в результате которых жизнеспособность особей может снизиться.

Роль социальных факторов антропогенеза увеличивается. Именно они определяют видообразование, действуя комплексно.

Подводя черту под написанным выше, можно утверждать про равную степень значимости биологических и социальных факторов в человеческой эволюции.

Биологическая эволюция определяется как любое генетическое изменение в популяции, которое происходило в течение нескольких поколений. Эти изменения могут быть небольшими или большими, сильно заметными или не значительными.

Для того чтобы событие считалось примером эволюции, изменения должны происходить на генетическом уровне вида и передаваться от одного поколения к другому. Это означает, что гены, или, более конкретно, аллели в популяции изменяются и передаются. Эти изменения отмечаются в фенотипах (выраженных физических чертах, которые могут быть замечены) популяции.

Изменение генетического уровня популяции определяется как мелкомасштабное изменение и называется микроэволюцией. Биологическая эволюция также включает идею о том, что все живые организмы связаны и могут происходить от одного общего предка. Это называется макроэволюцией.

Что не относится к биологической эволюции?

Биологическая эволюция не определяет простое изменение организмов во времени. Многие живые существа испытывают изменения со временем, такие как потеря или увеличение размеров. Эти изменения не рассматриваются в качестве примеров эволюции, поскольку они не являются генетическими, и не могут быть переданы следующему поколению.

Теория эволюции

Эволюция – это научная теория, предложенная Чарльзом Дарвином. Научная теория дает объяснения и прогнозы для естественных явлений, основанных на наблюдениях и экспериментах. Этот тип теории пытается объяснить, как происходят события в естественном мире.

Определение научной теории отличается от ее общего смысла, которая определяется как предположение о конкретном процессе. Напротив, хорошая научная теория должна быть проверкой, фальсификацией и обоснованием фактических данных.

Когда дело доходит до научной теории, нет абсолютного доказательства. Это скорее подтверждение обоснованности принятия теории как жизнеспособного объяснения конкретного события.

Что такое естественный отбор?

Естественный отбор – это процесс, посредством которого происходят биологические эволюционные изменения. Естественный отбор действует на популяцию, а не на отдельных особей. Он основан на следующих концепциях:

Особи в популяции имеют разные черты, которые могут быть унаследованы.
Эти особи производят больше потомства, чем окружающая среда может поддерживать.
Особи из популяции, которые лучше всего подходят для их окружающей среды, оставят больше потомства, что приведет к изменению генетического состава вида.
Генетические вариации, возникающие в популяции, происходят случайно, но процесс естественного отбора не происходит. Естественный отбор является результатом взаимодействия между генетическими вариациями в популяции и окружающей среде.

Окружающая среда определяет, какие варианты более благоприятные. Особи с чертами, которые лучше подходят для окружающей среды, выживут, чтобы произвести больше потомства, чем другие организмы. Таким образом, более благоприятные черты передаются виду в целом. Примеры генетической изменчивости среди популяции включают модифицированные листья плотоядных растений, полосатых гепардов, летающих змей, животных, которые напоминают листья и т.п.

Как генетическое разнообразие происходит в популяции?

Генетическая вариация происходит главным образом через мутацию ДНК, поток генов (перемещение генов из одной популяции в другую) и половое размножение. Из-за того, что среда нестабильна, генетически изменчивые популяции смогут адаптироваться к изменяющимся ситуациям лучше, чем те, которые не содержат генетических вариаций.

Половое размножение позволяет генетическим изменениям проходить через генетическую рекомбинацию. Рекомбинация происходит во время мейоза и обеспечивает способ получения новых комбинаций аллелей на одной хромосоме.

Половое размножение может создавать благоприятные комбинации генов в популяции или удалять неблагоприятные.

Популяция с более благоприятными генетическими комбинациями выживет в своей среде и воспроизведет больше потомства, чем особи с менее благоприятными генетическими комбинациями.

Биологическая эволюция и креационизм

Теория эволюции вызвала споры со времени ее возникновения, которые длятся по сегодняшний день. Биологическая эволюция противоречит религии в отношении потребности в божественном творце. Эволюционисты утверждают, что эволюция не затрагивает вопрос о том, существует ли Бог, но пытается объяснить, как происходят естественные процессы.

При этом, однако, не избежать того факта, что эволюция противоречит некоторым аспектам определенных религиозных убеждений. Например, эволюционный учет существования жизни и библейский рассказ о творениях совершенно разные.

Эволюция предполагает, что вся жизнь связана и может быть прослежена до одного общего предка. Буквальное толкование библейского творения предполагает, что жизнь была создана всемогущим сверхъестественным существом (Богом).

Тем не менее, другие пытались объединить эти два понятия, утверждая, что эволюция не исключает возможности существования Бога, а просто объясняет процесс, посредством которого Бог создал жизнь. Однако этот взгляд все еще противоречит буквальной интерпретации творчества, представленной в Библии.

По большей части эволюционисты и креационисты согласны с тем, что микроэволюция действительно существует и она заметна в природе.

Тем не менее макроэволюция относится к процессу эволюции, который находится на уровне видов, и где один вид эволюционирует от другого вида. Это резко контрастирует с библейским мнением о том, что Бог лично участвовал в формировании и создании живых организмов.

Пока что дискуссия по эволюции/креационизму продолжается, и кажется, что различия между этими двумя взглядами вряд ли будут урегулированы в ближайшее время.

Читайте также: