Докажите что эволюция носит необратимый характер кратко

Обновлено: 05.07.2024

Джозеф Торнтон (Joseph W. Thornton) из Орегонского университета и его коллеги на примере эволюции глюкокортикоидного рецептора позвоночных (ГР) наглядно продемонстрировали, как и почему эволюционные изменения, происходящие на уровне одной белковой молекулы, могут стать необратимыми. Исследователи использовали целый арсенал новейших методов. Начали они со сравнения аминокислотных последовательностей 60 разных рецепторов стероидных гормонов, имеющихся у современных организмов. Они реконструировали эволюционную историю ГР и восстановили аминокислотную последовательность этого белка, какой она была в важнейших узлах (точках ветвления) эволюционного древа позвоночных.

Выяснилось, что ключевые события в эволюции ГР произошли свыше 400 млн лет назад и были приурочены к отрезку между двумя узлами древа, соответствующими: 1) разделению предков хрящевых рыб и всех прочих челюстноротых позвоночных; 2) разделению линий лучеперых и лопастеперых рыб (предки последних по совместительству являются также и предками всех наземных позвоночных).

Восстановленные аминокислотные последовательности, соответствующие этим двум узлам, авторы назвали соответственно AncGR1 и AncGR2. Первый белок был у последнего общего предка всех челюстноротых (к челюстноротым относятся хрящевые рыбы, костные рыбы и их потомки — наземные позвоночные, они же тетраподы). Обладателем второго белка был последний общий предок всех костных рыб и тетрапод, который жил на 40 млн лет позже.

Первая часть полученных результатов была опубликована два года назад в журнале Science (Ortlund et al., 2007. Crystal Structure of an Ancient Protein: Evolution by Conformational Epistasis // Science. V. 317. P. 1544–1548; полный текст — PDF, 410 Кб). Выяснилось, что белок AncGR1 представлял собой сравнительно слабо специализированный рецептор, который реагировал на широкий круг так называемых минералокортикоидов, в том числе альдостерон и деоксикортикостерон. Этот рецептор реагировал также и на кортизол, но значительно слабее. Белок AncGR2, напротив, был специализированным рецептором, избирательно реагирующим на кортизол (как и современные ГР человека и других наземных позвоночных).

Возврат этих пяти мутаций в исходное состояние крайне маловероятен, потому что от такого возврата организм не получает никакой мгновенной выгоды: новая функция начинает выполняться чуть хуже, старая не восстанавливается. А пока эти пять мутаций не вернутся в исходное состояние, остается невозможной (= однозначно вредной) реверсия тех семи аминокислотных замен, которые обеспечили смену функции белка.

Источник: Jamie T. Bridgham, Eric A. Ortlund, Joseph W. Thornton. An epistatic ratchet constrains the direction of glucocorticoid receptor evolution // Nature. 2009. V. 461. P. 515–519.

Эволюция носит необратимый характер, поскольку с изменением условий окружающей среды выживают наиболее хорошо приспособленные к таким изменениям особи, а те, что приспособлены плохо - умирают.

Хорошо приспособленные особи передают потомкам свою генетическую информацию, а потомки должны справляться с условиями внешней среды, используя генотип предков и приобретая новы приспособления.

Таким образом, нет никакой вероятности, что особи, которых отсеял естественный отбор на прежних этапах сумеют вновь почувствовать в эволюционной гонке.

Это доказывает необратимый характер эволюции.

Носят ли превращения энергии в биосфере циклический характер?

Носят ли превращения энергии в биосфере циклический характер.

6. Модификационная изменчивость не играет большой роли в эволюции органического мира, потому что : А – носит массовый характер ; Б – адекватна действию факторов среды ; В – не передается по наследству?

6. Модификационная изменчивость не играет большой роли в эволюции органического мира, потому что : А – носит массовый характер ; Б – адекватна действию факторов среды ; В – не передается по наследству ; Г – носит ненаправленный характер.

Одно из основных положений синтетической теории эволюции гласит, что элементарной единицей эволюции является популяция?

Одно из основных положений синтетической теории эволюции гласит, что элементарной единицей эволюции является популяция.

Синтез каких веществ в клетке носит матричный характер?

Синтез каких веществ в клетке носит матричный характер.

Наиболее острый характер носит борьба?

Наиболее острый характер носит борьба.

Женщина с хорошим характером и крючковатым носом вышла замуж за мужчину со сварливым характером и римским носом (гетерозигота)?

Женщина с хорошим характером и крючковатым носом вышла замуж за мужчину со сварливым характером и римским носом (гетерозигота).

А - сварливый характер, а - хороший характер, В - римский нос, b - крючковатый нос.

Почему эволюция неизбежно должна иметь приспособительный характер?

Докажите , что дыхание через нос имеет преимущества?

Докажите , что дыхание через нос имеет преимущества.

Помогите срочно надо?

Помогите срочно надо!

2. Движущими силами эволюции являются : .

5. Эволюция имеет характеры .

6. Видообразование как этап эволюции, .

Свойства модификации А)наследуются Б)непредсказуемы В)носят единичный характер Г)носят приспособительный характер?

Свойства модификации А)наследуются Б)непредсказуемы В)носят единичный характер Г)носят приспособительный характер.

Ощущение растягивания в зоне костей ( и неприятное ощущение в той области ).

С помощью циркуляторной системы и кислорода осуществляется транспорт веществ в организме.

Гречка используется в пищу для человека.

Пшеница. С помощью него мы изготовливаем хлеб.

Вопрос 1. Птичий мир довольно разнообразен и каждый по - своему уникален в строении и происхожении. Птицы имеют развитые органы слуха, зрения, а также координация движений с центрами в коре головного мозга. Наличие четырехкамерного сердца, возникн..

Планета земля можна называть ковчегом по отнашению вселенной.

Ответ А) , котик для вас.

А) перевариванием пищи.

3) Уотсон и Крик Расшифровка структуры ДНК (1953 г. ) стала одним из поворотных моментов в истории биологии. За выдающийся вклад в это открытие Фрэнсису Крику, Джеймсу Уотсону и Морису Уилкинсу была присуждена Нобелевская премия по физиологии или м..

Необратимость эволюции
Необратимость эволюции (биологическая) , закономерность исторического развития организмов, заключающаяся в том, что организмы, даже возвращаясь в прежнюю среду обитания, не могут стать во всех деталях похожими на ранее существовавшие формы (см. Долло закон) . Согласно современным воззрениям, в основе Н. э. лежат вероятностные процессы. Статистически вероятно повторное возникновение отдельных мутаций, ведущее иногда к повторному появлению отдельных признаков в филогенезе; вероятно также повторение общих направлений отбора, но статистически невероятно воспроизведение генных комплексов, исчезнувших или изменившихся в ходе эволюции организмов. Невероятна также абсолютная неизменность во времени абиотической и биотической среды, к которой приспосабливаются эволюирующие организмы.

? Лит. : Сушкин П. , Обратим ли процесс эволюции? , в сборнике: Новые идеи в биологии, сб. 8, П. , 1915; Давиташвилли Л. Ш. , История эволюционной палеонтологии от Дарвина до наших дней, М. - Л. , 1948; Шмальгаузен И. И. , Проблемы дарвинизма, 2 изд. , Л. , 1969; Dolio L., Les lois de évolution, "Bulletin de la Société Beige de Géologic, de Paléontologie et d'Hydrologie", 1893, t. 7, p. 164-66.

А это не продлежит доказательству, просто точного возврата по эволюционной лестнице точно на то место, где был - быть не может, хотя некие "возвратные" движения возможны, но просто это тоже эволюция - эволюция как наиболее адекватное изменение.

Открытие мутаций и другие успехи генетики в начале ХХ века показали, что изменения фенотипа происходят внезапно. Ранее считали эволюционные изменения длительным процессом, как это следовало из учения Дарвина (рис. 1). Во времена создателя учения о происхождении видов были неизвестны материальные носители информации — гены, хромосомы.

Рис. 1 Основные результаты эволюции

Развитие популяционной генетики и смежных наук привели к формированию, в середине ХХ века, синтетической теории эволюции. Вклад в создание комплекса из дарвинизма и генетики внесли ученые А. Н. Северцов, И. И. Шмальгаузен, С. С. Четвериков, Д. Симпсон, Э. Майр, Д. Холдейн, С. Райт и другие исследователи из разных стран.

Сначала, появление новых работ вызвало кризис учения Дарвина. Понимание сути изменчивости породило идею о том, что эволюция не зависит от факторов внешней среды. Однако, считать основной причиной только возникающие мутации тоже ошибочно.

Выдающийся генетик Т. Морган разрешил возникшую проблему. Ученый доказал, что изменения в геноме постоянно возникают под действием мутагенных факторов. Накопление даже небольших, точечных мутаций важно для последующих преобразований вида, эволюции.

Объединение ведущих положений дарвинизма и генетики привело к созданию синтетической теории эволюции. Именно СТЭ дает наиболее глубокое и точное представление о процессе видообразования.

Согласно синтетической теории:

естественный отбор — направленный фактор эволюции, определяющий ее ход;
отбор способствует избирательному выживанию и преимущественному размножению более приспособленных организмов;
видообразование начинается и происходит под давлением отбора;
механизмы естественного отбора действуют благодаря существованию исходного материала, поставляемого наследственной изменчивостью;
естественный отбор проявляется в рамках борьбы за существование.

Эволюция носит дивергентный характер. Это означает, что один биологический вид может дать начало нескольким подвидам и видам. В то же время, у каждого вида имеется только один предок — популяция, вид.

Эволюция имеет постепенный характер, длительна во времени. Основным этапом является видообразование — смена одной популяции другой. Кроме микроэволюции, происходящей на уровне вида, существуют макроэволюционный процесс. Он не имеет своих особых механизмов, подчиняется тем же законам, что и микроэволюция.

Организмы, относящиеся к одной систематической группе, могут процветать (рис. 2). Это состояние называют биологическим прогрессом. Он достигается благодаря ароморфозам, идиоадаптациям или общей дегенерации Вымирание, исчезновение групп особей с лица Земли — биологический регресс.

Рис. 2 В далекие геологические эпохи процветали рептилии

Эволюция носит необратимый характер. Происходит преимущественно усложнение форм жизни, развиваются приспособления видов к среде обитания. Процесс, согласно научным взглядам, не имеет направления, конечной цели.

Элементарные факторы эволюции

Так называют события и процессы, приводящие к изменению частоты аллелей и генотипических признаков популяции. К элементарным факторам эволюции относятся мутации, популяционные волны, дрейф генов, изоляция и естественный отбор (рассмотрен выше).

Мутационный процесс

В популяциях возникают преимущественно рецессивные мутации. Они накапливаются в гетерозиготах, составляя резерв наследственной изменчивости. Свободное скрещивание гетерозигот приводит к переходу рецессивных аллелей в гомозиготное состояние. Частота таких переходов довольно значительная — 25%.

Благодаря мутациям поддерживается генетическая неоднородность популяции. Непрерывно возникают новые варианты генов. Внешние и внутренние факторы приводят к появлению разных типов мутаций — генных, хромосомных, геномных.

Генные мутации происходят на уровне элементарных носителей наследственной информации — генов. В большинстве случаев они рецессивные. Хромосомные мутации обусловлены потерей или переносом участков одних хромосом на другие. Геномные мутации сводятся к появлению организмов с кратным или некратным увеличением числа хромосом.

Комбинативная изменчивость

Процесс обеспечивает появление новых комбинаций (объединений) генов в генотипе. Повышается вероятность формирования новых фенотипов. Этот фактор вносит свой вклад в эволюционный процесс. Количество вариантов комбинаций зависит от количества хромосом.

Популяционные волны

Дрейф генов

Изоляция

Этот фактор способствует закреплению возникших изменений генетической структуры. Изоляция происходит вследствие появления барьеров — географических, репродуктивных, экологических, поведенческих. Они затрудняют или делают невозможным свободное скрещивание особей, принадлежащих к одному виду. Изоляция в одиночку не создает новые формы организмов. Сохраняются генетические различия между популяциями, что подхватывается естественным отбором.

Исследования С.С. Четверикова

Рис. 3 Дрозофила — объект генетических исследований

Исследователь выявил множество рецессивных мутаций. В гетерозиготной форме они не приносят явный вред организму, но снижают приспособленность к среде обитания. Среди мутаций есть такие, которые на данный момент существования вида не имеют адаптационного значения, но могут оказаться полезными впоследствии. Это резерв наследственной изменчивости. Четвериков выяснил, почему в результате эволюционных изменений доминантная аллель исчезает, а ее рецессивная мутантная аллель сохраняется.

Не менее важны исследования в области динамики популяций. Четвериков заложил основы учения о популяционных волнах. Еще студентом он опубликовал в 1905 году статью о причинах и последствиях массового размножения насекомых. Такие вспышки наносят большой ущерб сельскому и лесному хозяйству. Необходимы меры по быстрому снижению численности.

Роль эволюционной теории в формировании современной естественнонаучной картины мира

Трудно переоценить значение дарвинизма в развитии всех отраслей естествознания, особенно общей биологии и частных дисциплин, антропологии, палеонтологии. Впервые, во времена Дарвина, получили материалистическое объяснение причины и механизмы исторического развития жизни на Земле (рис. 4).

Рис. 4 Основные направления эволюции органического мира на Земле

Теория естественного отбора дала подлинно научное обоснование биологической эволюции. Дарвин при ее создании опирался на материалы, собранные в экспедициях, полевых условиях. Это не были умозрительные заключения, которые излагали в своих трудах его предшественники и некоторые современники.

Эволюционная теория Дарвина с момента своего появления вызвала массу дискуссий. В спорах рождалась истина. Обогатилось содержание общей биологии, ботаники, зоологии. Был дан толчок развитию генетики, селекции, антропологии, палеогеографии.

Синтетическая теория эволюции — не окончательный этап развития учения о происхождении видов. Это отправная точка для дальнейшего совершенствования в XXI веке.

_{Источники изображений:
Рис. 4 — Чернов И. Эволюционное древо. — Дрофа: 2002 г}

Читайте также: