Pitanja o poreklu života i njegovom razvoju zbunjivala su naučnike od davnina. Ljudi su oduvijek nastojali da se približe ovim misterijama, čineći svijet razumljivijim i predvidljivijim. Vjekovima je dominiralo gledište o božanskom početku Univerzuma i života. Teorija evolucije je relativno nedavno osvojila počasno mjesto kao glavna i najvjerovatnija verzija razvoja cjelokupnog života na našoj planeti. Njegove glavne odredbe formulisao je Čarls Darvin sredinom 19. veka. Stoljeće koje je uslijedilo dalo je svijetu mnoga otkrića u oblasti genetike i biologije, što je omogućilo da se dokaže valjanost Darvinovog učenja, da se proširi, kombinuje sa novim podacima. Tako se pojavila sintetička teorija evolucije. Upijala je sve ideje slavnog istraživača i rezultate naučnih istraživanja u raznim oblastima od genetike do ekologije.
Od pojedinca do razreda
Biološka evolucija je istorijski razvoj organizama zasnovan na jedinstvenim procesima funkcionisanja genetskih informacija uodređeni uslovi okoline.
Početna faza svih transformacija, koja na kraju dovodi do pojave nove vrste, je mikroevolucija. Takve promjene se vremenom akumuliraju i završavaju formiranjem novog višeg nivoa organizacije živih bića: roda, porodice, klase. Formiranje supraspecifičnih struktura se obično naziva makroevolucijom.
Slični procesi
Oba nivoa su u osnovi ista. Pokretačke snage i mikro i makro promjena su prirodna selekcija, izolacija, naslijeđe, varijabilnost. Suštinska razlika između ova dva procesa je u tome što je ukrštanje različitih vrsta praktično isključeno. Kao rezultat toga, makroevolucija je zasnovana na međuvrsnoj selekciji. Ogroman doprinos mikroevoluciji daje slobodna razmjena genetskih informacija između jedinki iste vrste.
Konvergencija i divergencija znakova
Glavne linije evolucije mogu imati nekoliko oblika. Snažan izvor različitosti u životu je divergencija osobina. Djeluje i unutar određene vrste i na višim nivoima organizacije. Uslovi sredine i prirodna selekcija dovode do podele jedne grupe na dve ili više, koje se razlikuju po određenim karakteristikama. Na nivou vrste, divergencija može biti reverzibilna. U ovom slučaju, rezultirajuće populacije se ponovo spajaju u jednu. Na višim nivoima, proces je nepovratan.
Drugi oblik je filetska evolucija, koja uključuje transformaciju vrste bez odvajanja jedinkipopulacije. Svaka nova grupa je potomak prethodne i predak sljedeće.
Konvergencija ili "konvergencija" znakova takođe daje značajan doprinos raznolikosti života. U procesu razvoja nepovezanih grupa organizama pod uticajem istih uslova sredine, kod jedinki se formiraju slični organi. Imaju sličnu strukturu, ali različito porijeklo i obavljaju gotovo iste funkcije.
Paralelizam je veoma blizak konvergenciji - obliku evolucije kada se inicijalno divergentne grupe razvijaju na sličan način pod uticajem istih uslova. Tanka je linija između konvergencije i paralelizma i često je teško pripisati evoluciju određene grupe organizama jednom ili drugom obliku.
Biološki napredak
Glavni pravci evolucije prvi put su opisani u radovima A. N. Severtsov. Predložio je da se istakne koncept biološkog napretka. Radovi naučnika ocrtavaju načine da se to postigne, kao i glavne načine i pravce evolucije. Ideje Severcova razvio je I. I. Schmalhausen.
Glavni pravci evolucije organskog svijeta, koje su identificirali naučnici, su biološki napredak, regresija i stabilizacija. Po imenu je lako razumjeti po čemu se ti procesi međusobno razlikuju. Napredak dovodi do formiranja novih osobina koje povećavaju stepen adaptacije organizma na okolinu. Regresija se izražava u smanjenju veličine grupe i njene raznolikosti, što na kraju dovodi do izumiranja. Stabilizacija podrazumeva konsolidaciju stečenih karakteristika i njihovo prenošenje sa generacije na generacijugeneracija pod relativno nepromijenjenim uslovima.
U užem smislu, označavajući glavne pravce organske evolucije, oni označavaju upravo biološki napredak i njegove oblike.
Postoje tri glavna načina za postizanje biološkog napretka:
- arogeneza;
- alogeneza;
- catagenesis.
Arogeneza
Ovaj proces omogućava povećanje ukupnog nivoa organizacije kao rezultat formiranja aromorfoze. Predlažemo da razjasnimo šta se podrazumijeva pod ovim konceptom. Dakle, aromorfoza je smjer evolucije, koji dovodi do kvalitativne promjene u živim organizmima, praćenih njihovim komplikacijama i povećanjem adaptivnih svojstava. Kao rezultat promjene strukture, funkcionisanje pojedinaca postaje intenzivnije, dobijaju priliku da koriste nove, ranije neiskorištene resurse. Kao posljedica toga, organizmi postaju, u određenom smislu, slobodni od uslova okoline. Na višem nivou organizacije, njihove adaptacije su uglavnom univerzalne prirode, dajući mogućnost razvoja bez obzira na uslove okoline.
Dobar primjer aromorfoze je transformacija cirkulacijskog sistema kičmenjaka: pojava četiri komore u srcu i razdvajanje dva kruga cirkulacije krvi - velikog i malog. Evoluciju biljaka karakterizira značajan skok naprijed kao rezultat formiranja polenove cijevi i sjemena. Aromorfoze dovode do pojave novih taksonomskih jedinica: klasa, odeljenja, tipova i kraljevstava.
Aromorfoza, prema Severtsovu, je relativno rijetka evolucijska pojavafenomen. Označava morfofiziološki napredak, koji, zauzvrat, pokreće opći biološki napredak, praćen značajnim proširenjem adaptivne zone.
Socijalna aromorfoza
S obzirom na pravac evolucije ljudske rase, neki naučnici uvode koncept "socijalne aromorfoze". Označava univerzalne promjene u razvoju društvenih organizama i njihovih sistema, koje dovode do komplikacija, veće prilagodljivosti i povećanja međusobnog utjecaja društava. Takve aromorfoze uključuju, na primjer, pojavu države, štamparstva i kompjuterske tehnologije.
Alogeneza
U toku biološkog napretka formiraju se i promene manje globalne prirode. Oni su suština alogeneze. Ovaj smjer evolucije (tabela ispod) ima značajnu razliku od aromorfoze. To ne dovodi do povećanja nivoa organizacije. Glavna posljedica alogeneze je idioadaptacija. Zapravo, to je privatna promjena, zahvaljujući kojoj se tijelo može prilagoditi određenim uvjetima. Ovaj pravac evolucije organskog svijeta omogućava blisko srodnim vrstama da žive u vrlo različitim geografskim područjima.
Izraziti primjer takvog procesa je porodica vukova. Njegove vrste se nalaze u različitim klimatskim zonama. Svaka od njih ima određeni skup adaptacija na svoju okolinu, iako nije značajno superiornija od bilo koje druge vrste u smislu organizacije.
Naučnici identifikuju nekoliko tipova idioadaptacija:
- u obliku (na primjer, aerodinamično tijeloptica vodarica);
- po boji (ovo uključuje mimikriju, upozorenje i zaštitnu boju);
- za reprodukciju;
- za kretanje (membrane vodenih ptica, vazdušna vreća ptica);
- prilagođavanje uslovima okoline.
Razlike između aromorfoze i idioadaptacije
Neki naučnici se ne slažu sa Severcovim i ne vide dovoljne razloge za razliku između idioadaptacija i aromorfoza. Oni vjeruju da se stepen napretka može procijeniti tek nakon što je proteklo značajno vrijeme od kada je došlo do promjene. U stvari, teško je shvatiti do kakvih će evolucijskih procesa dovesti nova kvaliteta ili razvijena sposobnost.
Severcovljevi sljedbenici imaju tendenciju da misle da idioadaptaciju treba shvatiti kao transformaciju oblika tijela, pretjerani razvoj ili smanjenje organa. Aromorfoze su značajne promjene u embrionalnom razvoju i formiranju novih struktura.
Katageneza
Biološka evolucija može nastaviti sa pojednostavljenjem strukture organizama. Katageneza je opća degeneracija, proces koji dovodi do smanjenja organizacije živih bića. Glavni rezultat ove linije evolucije (tabela koja upoređuje tri puta je data u nastavku) je pojava takozvanih katamorfoza ili primitivnih znakova koji zamjenjuju izgubljene progresivne. Primjer organizama koji su prošli fazu opće degeneracije može biti bilo koji parazit. Uglavnom gube sposobnost samostalnog kretanja, njihov nervni sistem je znatno pojednostavljen.i cirkulatorni sistemi. Ali pojavljuju se različite adaptacije za bolji prodor u tijelo domaćina i fiksiranje na odgovarajuće organe.
| Arogeneza | Alogeneza | Katageneza | |
| Velika promjena | aromorfoza | idioadaptacija | katamorfoza |
| Suština smjera |
|
|
|
| Primjeri |
|
|
|
Omjer
Glavni pravci evolucije su međusobno povezani i konstantno se smenjuju u toku istorijskog razvoja. Nakon kardinalnih transformacija u obliku aromorfoze ili degeneracije, počinje period kada se nova grupa organizama počinje raslojavati kao rezultat razvoja po pojedinačnim dijelovima različitih geografskih zona. Evolucija počinje idioadaptacijom. Nakon nekog vremena, akumulirane promjene dovode do novog kvalitativnog skoka.
Pravac evolucije biljaka
Moderna flora se nije pojavila odmah. Kao i svi organizmi, prešao je dug put postanka. Evolucija biljaka uključila je stjecanje nekoliko važnih aromorfoza. Prva od njih bila je pojava fotosinteze, koja je omogućila primitivnim organizmima da koriste energiju sunčeve svjetlosti. Postepeno, kao rezultat transformacije u morfologiji i fotosintetskim svojstvima, nastale su alge.
Sljedeći korak je bio razvoj zemljišta. Za uspješan završetak "misije" bila je potrebna još jedna aromorfoza - diferencijacija tkiva. Pojavile su se mahovine i biljke spore. Dalje usložnjavanje organizacije povezano je s transformacijom procesa i metoda reprodukcije. Takve aromorfoze kao što su ovula, polenova zrna i, konačno, sjeme karakteriziraju golosemenke, koje su evolucijski razvijenije od spora.
Dalje, putevi i pravci evolucije biljaka krenuli su ka još većoj adaptaciji na uslove okoline, povećavajući otpornost na nepovoljne faktore. Kao rezultat pojave tučka i klice, cvjetanje odnkritosjemenjače koje su danas u stanju biološkog napretka.
Animal Kingdom
Evolucija eukariota (eukariotska ćelija sadrži formirano jezgro) sa heterotrofnim tipom ishrane (heterotrofi nisu u stanju da stvaraju organsku materiju pomoću hemo- ili fotosinteze) takođe je bila praćena diferencijacijom tkiva u prvim fazama. Koelenterati imaju jednu od prvih značajnih aromorfoza u evoluciji životinja: u embrionima se formiraju dva sloja, ekto- i endoderm. Kod okruglih i ravnih crva struktura već postaje složenija. Imaju treći zametni sloj, mezoderm. Ova aromorfoza omogućava dalju diferencijaciju tkiva i nastanak organa.
Sljedeća faza je formiranje sekundarne tjelesne šupljine i njena daljnja podjela na sekcije. Annelidi već imaju parapodije (primitivni tip udova), kao i cirkulatorni i respiratorni sistem. Transformacija parapodija u zglobne udove i neke druge promjene uzrokovale su pojavu tipa Artropoda. Već nakon što su sletjeli, insekti su se počeli aktivno razvijati zbog pojave embrionalnih membrana. Danas su najprilagođeniji životu na zemlji.
Takve velike aromorfoze kao što je formiranje notohorda, neuralne cijevi, abdominalne aorte i srca omogućile su pojavu tipa Chordata. Zahvaljujući nizu progresivnih promjena, raznolikost živih organizama popunjena je ribama, amniotima i gmizavcima. Potonji je, zbog prisustva embrionalnih membrana, prestao da zavisi od vode i došao je na kopno.
Sljedećeevolucija ide putem transformacije cirkulacijskog sistema. Postoje toplokrvne životinje. Adaptacije na let omogućile su pojavu ptica. Takve aromorfoze kao što su srce sa četiri komore i nestanak desnog luka aorte, povećanje hemisfera prednjeg mozga i razvoj korteksa, formiranje kaputa i mliječnih žlijezda i niz drugih promjena dovele su do pojave sisari. Među njima su se u procesu evolucije isticale placentarne životinje, koje su danas u stanju biološkog napretka.
Pravci evolucije ljudske rase
Pitanje porijekla i evolucije predaka modernih ljudi još uvijek nije temeljito proučeno. Zahvaljujući otkrićima paleontologije i komparativne genetike, promijenile su se već uspostavljene ideje o našem “pedigreu”. Još prije 15 godina preovladalo je gledište da je evolucija hominida išla linearnim tipom, odnosno da se sastojala od progresivno razvijenijih oblika koji su se sukcesivno zamjenjivali: australopitek, vješti čovjek, arhantrop, neandertalac (paleoantrop), neoantrop (moderni čovek). Glavni pravci ljudske evolucije, kao iu slučaju drugih organizama, doveli su do formiranja novih adaptacija, povećanja nivoa organizacije.
Podaci dobijeni u posljednjih 10-15 godina, međutim, ozbiljno su prilagodili već uspostavljenu sliku. Nova otkrića i ažurirano datiranje ukazuju na to da je evolucija bila složenija. Ispostavilo se da se potfamilija Hominina (pripada porodici Hominida) sastoji od gotovo dvostruko više vrsta negorazmatrano ranije. Njegova evolucija nije bila linearna, već je sadržavala nekoliko istovremeno razvijajućih linija ili grana, progresivnih i ćorsokaka. U različito vrijeme, tri ili četiri ili više vrsta koegzistiraju zajedno. Do sužavanja ove raznolikosti došlo je zbog premještanja evolucijski razvijenijih grupa drugih, manje razvijenih. Na primjer, danas je općeprihvaćeno da su neandertalci i moderni ljudi živjeli u isto vrijeme. Prvi nisu bili naši preci, već su bili paralelna grana koju su istisnuli napredniji hominini.
Progresivne promjene
Glavne aromorfoze koje su dovele do prosperiteta potporodice ostaju nesumnjive. Ovo je bipedalizam i povećanje mozga. Naučnici se ne slažu oko razloga za formiranje prvog. Dugo se vjerovalo da je to prinudna mjera neophodna za razvoj otvorenih prostora. Međutim, noviji podaci govore da su preci ljudi hodali na dvije noge čak i tokom perioda života na drveću. Ova sposobnost se kod njih pojavila odmah nakon odvajanja od linije čimpanza. Prema jednoj verziji, hominini su se prvobitno kretali poput modernih orangutana, stojeći s obje noge na jednoj grani i držeći se za ruke na drugoj.
Rast mozga odvijao se u nekoliko faza. Prvo je počelo sa Homo habilisom (ručnim čovjekom), koji je naučio da napravi najjednostavniji alat. Povećanje volumena mozga poklopilo se s povećanjem udjela mesa u ishrani hominina. Čini se da su Habilis bili čistači. Sljedeće povećanje mozga je također praćeno povećanjem količine mesne hrane ipreseljavanje naših predaka izvan matičnog afričkog kontinenta. Naučnici sugeriraju da je povećanje udjela mesa u prehrani povezano s potrebom da se nadoknadi energija koja se troši na održavanje rada uvećanog mozga. Pretpostavlja se da se sljedeća faza ovog procesa poklopila s razvojem vatre: kuhana hrana se razlikuje ne samo po kvalitetu, već i po sadržaju kalorija, osim toga, vrijeme potrebno za žvakanje je značajno smanjeno.
Glavni pravci evolucije organskog sveta, koji su delovali tokom mnogo vekova, formirali su savremenu floru i faunu. Kretanje procesa ka prilagođavanju na promjenjive uvjete okoline dovelo je do velike raznolikosti životnih oblika. Glavni pravci evolucije djeluju na isti način na svim nivoima organizacije, o čemu svjedoče podaci biologije, ekologije i genetike.
