Учебное пособие для студентов дневной и заочной форм обучения



жүктеу 5.01 Kb.

бет4/15
Дата07.09.2017
өлшемі5.01 Kb.
түріУчебное пособие
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15
Глава 5 
 
ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ 
 
Главные  этапы  на  пути  возникновения  и  развития  жизни,  по-видимому, 
состоят в: 
1)
 
образовании атмосферы из газов, которые могли бы служить «сырьем» 
для синтеза органических веществ (метана, оксида и диоксида углерода, аммиа-
ка, сероводорода, цианистых соединений); 
2)
 
абиогенном  (т.е.  происходящем  без  участия  организмов)  образовании 
простых органических веществ, в том числе мономеров биологических полиме-
ров – аминокислот, сахаров, азотистых оснований, АТФ и других мононуклеоти-
дов; 
3)
 
полимеризации  мономеров  в  биологические  полимеры,  прежде  всего 
белки (полипептиды) и нуклеиновые кислоты (полинуклеотиды); 
4)
 
образовании предбиологических форм сложного химического состава – 
протобионтов, имеющих некоторые свойства живых существ
5)
 
возникновении простейших живых форм, имеющих всю совокупность 
главных свойств жизни, - примитивных клеток; 
6)
 
биологической эволюции возникших живых существ.  
 
5.1. Теории возникновения жизни 
 
С  момента  возникновения  жизни  геологическая  и  геохимическая  история 
Земли  неотделима  от  биологических  процессов.  Их  изучением  занимается  спе-
циальная наука – биогеохимия, созданная в основном трудами нашего выдающе-
гося соотечественника академика В. И. Вернадского. 
По  мнению  ученых,  возраст  Земли  определяется  в  4,5-7  млрд.  лет.  Они 
разделяют историю Земли на длительные промежутки времени  – эры. Эры - на 
периоды, периоды –  на эпохи, эпохи – на века (см. рис. 5.1). 
 

62 
Рис. 5.1. История развития жизни на Земле 
С  глубокой  древности  и  до  нашего  времени  было  высказано  бессчетное 
количество гипотез о происхождении жизни на Земле. Все их многообразие сво-
дится к двум взаимоисключающим точкам зрения: биогенеза и абиогенеза. 
Сторонники  первой  теории  (от  греч.  «био»  –  жизнь и  «генезис»  –  проис-
хождение) полагали, что все живое происходит только от живого. Их противни-
ки защищали теорию абиогенеза («а» – лат. отрицательная приставка); они счи-
тали возможным происхождение живого только из неживого. 
 

63 
Многие  ученые  средневековья  допускали  возможность  самозарождения 
жизни. По их мнению, рыбы могли зарождаться из ила, черви из почвы, мыши из 
грязи, мухи из мяса и т.д. 
Против  теории  самозарождения  в  XVII  в.  выступил  флорентийский  врач 
Франческо Реди. Положив мясо в закрытый горшок, Ф. Реди показал, что в гни-
лом мясе личинки мясной мухи не самозарождаются. Сторонники теории само-
зарождения не сдавались, они утверждали, что самозарождение личинок не про-
изошло по той лишь причине, что в закрытый горшок не поступал воздух. Тогда 
Ф. Реди поместил кусочки мяса в несколько глубоких сосудов. Часть из них он 
оставил открытыми, а часть прикрыл кисеей. Через некоторое время в открытых 
сосудах мясо кишело личинками мух, тогда как в сосудах, прикрытых кисеей, в 
гнилом мясе никаких личинок не было. 
В XVIII в. теорию самозарождения жизни продолжал защищать немецкий 
математик и философ Лейбниц. Он и его сторонники утверждали, что в живых 
организмах  существует  особая  «жизненная  сила».  По  их  мнению  (виталистов) 
(от  лат.  «вита»  –  жизнь),  «жизненная  сила»  присутствует  всюду.  Достаточно 
лишь вдохнуть ее, и неживое станет живым. 
Микроскоп  открыл  людям  микромир.  Наблюдения  показывали,  что  в 
плотно закрытой колбе с мясным бульоном или сенным настоем через некоторое 
время обнаруживаются микроорганизмы. Но стоило прокипятить мясной бульон 
в течение часа и запаять горлышко, как в запаянной колбе ничего не возникало. 
Тогда виталисты выдвинули предположение, что длительное кипячение убивает 
«жизненную  силу»,  которая  не  может  проникнуть  в  запаянную  колбу.  Споры 
между сторонниками абиогенеза и биогенеза продолжались. Даже такой великий 
ученый, как Ламарк, в 1809 г. писал о возможности самозарождения грибков. 
Эксперимент Луи Пастера. С появлением книги Дарвина «Происхождение 
видов» вновь встал вопрос о том, как же все-таки возникла жизнь на Земле. Фран-
цузская  Академия  наук  в  1859  г.  назначила  специальную  премию  за  попытку 
осветить по-новому вопрос о самопроизвольном зарождении. Эту премию в 1862 
г. получил знаменитый французский ученый Луи Пастер. 

64 
Пастер  провел  эксперимент,  соперничавший  по  простоте  со  знаменитым 
опытом Реди. Он кипятил в колбе различные питательные среды, в которых могли 
развиваться  микроорганизмы.  При  длительном  кипячении  в  колбе  погибали  не 
только  микроорганизмы,  но  и  их  споры.  Помня  об  утверждении  виталистов,  что 
мифическая  «жизненная  сила»  не  может  проникнуть  в  запаянную  колбу,  Пастер 
присоединил  к  ней  S-образную  трубку  со  свободным  концом.  Споры  микроорга-
низмов оседали на поверхности дна тонкой изогнутой трубки и не могли проник-
нуть  в  питательную  среду.  Хорошо  прокипяченная  питательная  среда  оставалась 
стерильной, в ней не наблюдалось самозарождения микроорганизмов, хотя доступ 
воздуха (а с ним и пресловутой «жизненной силы») был обеспечен. 
Пастер  своими  опытами  доказал  невозможность  самопроизвольного  за-
рождения жизни. Представлениям о «жизненной силе» – витализму был нанесен 
сокрушительный удар. 
Абиогенный  синтез  органических  веществ.  Эксперимент  Пастера  про-
демонстрировал невозможность  самопроизвольного  зарождения  жизни  в  насто-
ящее время. Вопрос о возникновении жизни на нашей планете долгое время еще 
оставался открытым. 
В 1924 г. известный биохимик академик А. И. Опарин высказал предполо-
жение, что при мощных электрических разрядах в атмосфере Земли, которая 4-
4,5 млрд. лет назад состояла из аммиака, метана, углекислого газа и паров воды, 
могли возникнуть простейшие органические соединения, необходимые для воз-
никновения  жизни.  Предсказания  А.И.  Опарина  оправдались.  В  1955  г.  амери-
канский  исследователь  С.  Миллер,  пропуская  электрические  разряды  напряже-
нием до 60000 В через смесь СН
4
, NH
3
, H
2
 и паров Н
2
О под давлением в несколько 
паскалей  при  температуре  +80°С,  получил  простейшие  жирные  кислоты,  моче-
вину,  уксусную  и  муравьиную  кислоты  и  несколько  аминокислот,  в  том  числе 
глицин и аланин. Как мы знаем, аминокислоты – это те «кирпичики», из которых 
построены  молекулы  белков.  Поэтому  экспериментальное  доказательство  воз-
можности  образования  аминокислот  из  неорганических  соединений  –  чрезвы-
чайно важное указание на то, что первым  шагом на пути возникновения жизни 
на Земле был абиогенный (небиологический) синтез органических веществ. 

65 
Современные взгляды на возникновение жизни 
Гипотеза  А.И.  Опарина.  Наиболее  существенная  черта  гипотезы  А.И.  Опа-
рина – это постепенное усложнение химической структуры и морфологического об-
лика предшественников жизни (предбионтов) на пути к живым организмам. 
Большое количество данных говорит о том, что средой возникновения жизни 
могли  быть  прибрежные  районы  морей  и  океанов.  Здесь,  на  стыке  моря,  суши  и 
воздуха, создавались благоприятные условия для образования сложных органиче-
ских соединений. Например, растворы некоторых органических веществ (сахаров, 
спиртов) обладают большой  устойчивостью и могут существовать неограниченно 
долгое время. В концентрированных растворах белков и нуклеиновых кислот могут 
образовываться сгустки подобно водным растворам желатина. Такие сгустки назы-
вают коацерватными каплями или коацерватами. Коацерваты способны адсорби-
ровать на себя различные вещества. Из раствора в них поступают химические со-
единения, которые преобразуются в результате реакций, проходящих в коацерват-
ных каплях, и выделяются в окружающую среду. 
Коацерваты – это еще не живые существа. Они проявляют лишь внешнее 
сходство  с  такими  признаками  живых  организмов,  как  рост  и  обмен  веществ  с 
окружающей  средой.  Поэтому  возникновение  коацерватов  рассматривают  как 
стадию развития преджизни. 
Коацерваты претерпели очень длительный отбор на устойчивость структу-
ры.  Устойчивость  была  достигнута  вследствии  создания  ферментов,  контроли-
рующих  синтез  тех  или  иных  соединений.  Наиболее  важным  этапом  в  проис-
хождении  жизни  было  возникновение  механизма  воспроизведения  себе  подоб-
ных и наследования свойств предыдущих поколений. Это стало возможным бла-
годаря образованию сложных комплексов нуклеиновых кислот и белков. Нукле-
иновые кислоты, способные к самовоспроизведению, стали контролировать син-
тез белков, определяя в них порядок аминокислот. А белки-ферменты осуществ-
ляли процесс создания новых копий нуклеиновых кислот. Так возникло главное 
свойство, характерное для жизни, –  способность к воспроизведению себе подоб-
ных молекул. 

66 
Как  мы  знаем,  живые  существа  представляют  собой  так  называемые  от-
крытые  системы,  т.е.  системы,  в  которые  энергия  поступает  извне.  Без  по-
ступления  энергии  жизнь  существовать  не  может.  По  способам  потребления 
энергии организмы делятся на две большие группы: автотрофные и гетеротроф-
ные. Автотрофные организмы прямо используют солнечную энергию в процессе 
фотосинтеза  (зеленые  растения  благодаря  хлорофиллу),  гетеротрофные  –  ис-
пользуют энергию, которая выделяется при распаде органических веществ. Оче-
видно,  первые  организмы  были  гетеротрофами,  получающими  энергию  путем 
бескислородного расщепления органических соединений. На заре жизни в атмо-
сфере Земли не было свободного кислорода. Возникновение атмосферы и ее со-
временного  химического  состава  теснейшим образом  связано  с  развитием  жиз-
ни.  Появление  организмов,  способных  к  фотосинтезу,  привело  к  выделению  в 
атмосферу и воду кислорода. В его присутствии стало возможным кислородное 
расщепление органических веществ, при котором получается во много раз боль-
ше энергии, чем при бескислородном. 
 
5.2. Эволюция – процесс исторического развития органического мира 
 
Сущность этого процесса состоит в непрерывном приспособлении живого 
к разнообразным и постоянно меняющимся условиям окружающей среды, в воз-
растающем  со  временем  усложнении  организации  живых  существ.  В  ходе  эво-
люции осуществляется преобразование одних видов в другие. 
Главное в эволюционной теории — идея исторического развития от срав-
нительно простых форм жизни к более высокоорганизованным. Основы научной 
материалистической теории эволюции заложил великий английский натуралист 
Чарльз Дарвин. До Дарвина в биологии в основном господствовало неправиль-
ное понятие об исторической неизменности видов, о том, что их столько, сколь-
ко создано богом. 
Однако  и  до  Дарвина  наиболее  проницательные  биологи  понимали  несо-
стоятельность  религиозных  воззрений на природу,  и  некоторые  из них  умозри-
тельно пришли к эволюционным представлениям. Развитие ботаники и зоологии

67 
изменение общественно-политических взглядов, формирование революционных 
идей  в  конце  XVIII  в.  в  Европе,  особенно  во  Франции,  вело  к  возникновению 
идей эволюционного развития природы и отказу от представлений о неизменно-
сти видов. Бюффон во Франции, Эразм Дарвин, дед Ч. Дарвина, в Англии. Гёте в 
Германии и другие натуралисты и мыслители высказывались в пользу эволюци-
онного возникновения и развития жизни на Земле. Их правильные научные до-
гадки не были, однако, достаточно подкреплены научными фактами, поэтому не 
могут рассматриваться как ясные научные теории. 
Современная  теория  эволюции  опирается  на  учение  Дарвина,  постоянно 
обогащается данными генетики, цитологии, молекулярной биологии, экологии. 
Морфологические доказательства  эволюции.  Особую  ценность для  до-
казательства единства происхождения органического мира представляют формы, 
сочетающие в себе признаки нескольких крупных систематических единиц. Су-
ществование таких промежуточных форм указывает на то, что в прежние геоло-
гические эпохи жили организмы, являющиеся родоначальниками нескольких си-
стематических  групп.  Наглядным  примером  этого  может  служить  одноклеточ-
ный организм эвглена зеленая. Она одновременно имеет признаки, типичные для 
растений  (хлоропласты  способность  использовать  углекислый  газ)  и  для  про-
стейших животных (жгутики, светочувствительный глазок и даже подобие рото-
вого отверстия). 
Еще  Ламарк  ввел  в  зоологию деление животных на  позвоночных  и беспо-
звоночных. Долгое время между ними не обнаруживали связующих звеньев, пока 
исследования  отечественного  ученого  А.О.  Ковалевского  не  установили  связь 
между  этими  группами  животных.  А.О.  Ковалевский  доказал,  что  типичное  на 
первый  взгляд  беспозвоночное  —  сидячая  асцидия  —  развивается  из  свобод-
ноплавающей личинки. Она имеет хорду и очень сходна с ланцетником, предста-
вителем, как тогда считали, позвоночных. На основании таких исследований всю 
группу  животных,  к  которым  принадлежали  и  асцидии,  присоединили  к  позво-
ночным и дали этому типу наименование хордовых. 

68 
Связь  между  разными  классами  животных  также  хорошо  иллюстрирует 
общность  их  происхождения.  Яйцекладущие  (например,  ехидна  и  утконос)  по 
ряду особенностей своей организации промежуточны между рептилиями и мле-
копитающими. 
Строение передних конечностей некоторых позвоночных, например, ласты 
кита, лапы крота, крылья летучей мыши и птиц, лапы крокодила и руки человека, 
несмотря на выполнение этими органами совершенно разных функций, в прин-
ципиальных  чертах  по  своему  строению  –  сходны.  Некоторые  кости  в  скелете 
конечностей  могут  отсутствовать,  другие  –  срастаться,  относительные  размеры 
костей могут меняться, но их гомология, т.е. сходство, основанное на общности 
происхождения, совершенно очевидна. Гомологичными называют такие органы, 
которые развиваются из одинаковых эмбриональных зачатков сходным образом. 
Некоторые органы или их части не функционируют у взрослых животных и 
являются для них  лишними  —  это так называемые  рудиментарные органы  или 
рудименты.  Наличие  рудиментов,  также,  как  и  гомологичных  органов  —  тоже 
свидетельство общности происхождения. Рудиментарные глаза встречаются у со-
вершенно  слепых  животных,  ведущих  подземный  образ  жизни.  Задние  конеч-
ности у кита, скрытые внутри тела — рудимент, свидетельствующий о наземном 
происхождении его предков. У человека тоже известны рудиментарные органы. 
Таковы  мышцы,  двигающие  ушную  раковину,  рудимент  третьего  века,  или  так 
называемой мигательной перепонки, и т.д. 
Для  палеонтологического  доказательства  эволюции  рассмотрим  ряд 
примеров.  Например,  развитие  хордовых  осуществлялось  поэтапно.  Вначале 
возникли низшие хордовые, затем, последовательно во времени,  - рыбы, амфи-
бии и рептилии. Рептилии, в свою очередь, дают начало млекопитающим и пти-
цам. На заре своего эволюционного развития млекопитающие были представле-
ны  небольшим  количеством  видов,  в  то  время  как  число  видов  рептилий  было 
значительно больше. Позднее, резко увеличивается число видов млекопитающих 
и птиц и исчезает большинство видов рептилий. Таким образом, палеонтологи-
ческие данные указывают на смену форм животных и растений во времени. 

69 
В отдельных случаях палеонтология указывает на причины эволюционных 
преобразований. В этом отношении интересна эволюция лошадей. Современные 
лошади произошли от мелких всеядных предков, живших 60 — 70 млн. лет назад 
в  лесах  и  имевших  пятипалую  конечность.  Изменение  климата  на  Земле,  по-
влекшее  за  собой  сокращение  площадей  лесов  и  увеличение  размеров  степей, 
привело к тому, что предки современных лошадей начали осваивать новую сре-
ду обитания — степи. Необходимость защиты от хищников и передвижений на 
большие расстояния в поисках хороших пастбищ привела к преобразованию ко-
нечностей — уменьшению числа фаланг вплоть до одной. Параллельно измене-
нию конечностей происходило преобразование всего организма: увеличение раз-
меров тела, изменение формы черепа и усложнение строения зубов, возникнове-
ние  свойственного  травоядным  млекопитающим  пищеварительного  тракта  и 
многое другое. 
В результате изменения внешних условий под влиянием естественного от-
бора произошло постепенное превращение мелких пятипалых всеядных живот-
ных в крупных травоядных. Богатейший палеонтологический материал  — одно 
из наиболее убедительных доказательств эволюционного процесса, длящегося на 
нашей планете уже более 3 млрд. лет. 
Биогеографические  доказательства  эволюция.  Ярким  свидетельством 
произошедших  и  происходящих  эволюционных  изменений  является  распростра-
нение животных и растений по поверхности нашей планеты. Еще в эпоху великих 
географических  открытий  путешественников  и  натуралистов  поражало  разнооб-
разие  животных  в  дальних  странах,  особенности  их  распространения.  Однако 
лишь А. Уоллесу удалось привести все сведения в систему и выделить шесть био-
географических  областей:  1)  Палеоарктическую,  2)  Неоарктическую  (Палеоарк-
тичсскую и Неоарктичсскую зоны часто объединяют в Голарктическую область), 
3) Индо-Малайскую, 4) Эфиопскую, 5) Неотропическую и 6) Австралийскую. 
Сравнение  животного  и  растительного  мира  разных  зон  дает  богатейший 
научный материал для доказательства эволюционного процесса. Например, флора 
и фауна Палеоарктической и Неоарктической областей, имеют много общего. Это 

70 
объясняется тем, что в прошлом между названными областями существовал сухо-
путный  мост  —  Берингов перешеек.  Неоарктическая и  Неотропическая  области, 
напротив, имеют мало общих черт, хотя в настоящее время соединены Панамским 
перешейком,  это  объясняется  изолированностью  Южной  Америки  в  течение  не-
скольких десятков миллионов лет. После возникновения Панамского моста лишь 
немногим  южноамериканским  видам  удалось  проникнуть  на  север  (дикобраз, 
броненосец,  опоссум).  Североамериканские  виды  преуспели  в  освоении  южно-
американской  области  несколько  больше.  Ламы,  олени,  лисы,  выдры,  медведи 
проникли  в  Южную  Америку,  но  не  оказали  существенного  влияния  на  ее  уни-
кальный видовой состав. Интересен и своеобразен животный мир Австралийской 
области,  так  как  известно,  что  Австралия  обособилась  от  Южной  Азии  еще  до 
возникновения высших млекопитающих. 
Таким образом, распределение видов животных и растений по поверхности 
планеты и их группировка в биогеографические зоны отражает процесс истори-
ческого развития Земли и эволюции живого. 
 
5.3. Вид. Критерии вида. Популяция 
 
В центре представлений Ч, Дарвина об эволюции органического мира сто-
ит понятие вид. Вид объединяет организмы, сходные по морфологическим при-
знакам. Это позволяет отличить одну группу организмов от другой. Такое пони-
мание вида помогло классифицировать огромное разнообразие описанных форм 
организмов и сыграло положительную роль в развитии биологии. Накопление к 
концу  XVII  в.  сведений  о  многообразии  форм  животных  и  растений  привело  к 
представлению о видах как о вполне реальных группах особей. Основополагаю-
щая  работа  о  видах  была  проведена  К.  Линнеем,  который  заложил  основы  си-
стематики. 
До Ч. Дарвина большинство биологов считали, что виды неизменны с мо-
мента  создания  их  «творцом».  Эта  «неизменность»  являлась  решающим  аргу-
ментом всех антиэволюционных учений. 

71 
По мере углубления и расширения исследований различных видов ученые 
перестали ограничиваться редкими музейными экспонатами, а использовали бо-
лее обширный материал. Было установлено, что вид включает организмы, харак-
теризующиеся высокой степенью изменчивости различных признаков. В резуль-
тате этого некоторые ранее самостоятельные виды были объединены в один об-
щий вид. Некоторые ученые даже усомнились в реальности существования вида. 
Они  высказывали  мнение,  что  видов,  как  реальных  биологических  единиц,  в 
действительности в природе не существует, и что границы между видами ученые 
устанавливают более или менее произвольно. Но все дальнейшие исследования 
доказали, что виды реально существуют, они являются важнейшей ступенью ор-
ганизации живой природы. 
Реальность  вида  в  первую  очередь  доказывается  системой  критериев,  ко-
торые позволяют достаточно четко отличить один вид от другого. 
Критерий вида  — это совокупность признаков, отличающих данный вид 
от другого. 
 
Критерии вида 

 
Морфологический критерий вида — один из важнейших. Под морфоло-
гическим критерием вида понимают совокупность внешних признаков организ-
ма.  Долгое  время  этот  критерий  был  главным  и  даже  единственным.  С  его  по-
мощью  легко  различать  виды,  которые  не  являются близкими  родственниками. 
Однако  иногда  виды  внешне  почти  неразличимы,  хотя  в  природе  они  жестко 
изолированы  и  не  скрещиваются  между  собой.  Это  виды-двойники.  Следова-
тельно, морфологический критерий не является достаточным. 

 
Для определения вида не менее важное значение имеет генетический кри-
терий, при котором имеется в виду набор хромосом, свойственный конкретному 
виду. Виды обычно отличаются по числу хромосом или по особенностям их стро-
ения, поэтому генетический критерий достаточно надежен. Однако и он не абсо-
лютный.  Встречаются  случаи,  когда  виды  имеют  практически  неразличимые  по 
строению  хромосомы.  Кроме  того,  в  пределах  вида  могут  быть  широко  распро-
странены хромосомные мутации, что затрудняет его точное определение. 

72 

 
Эколого-географический критерий вида  определяет ареал его обитания. 
Как мы, знаем каждый вид занимает определенную географическую зону и в то-
же время считать данный критерий универсальным нельзя. В природе существу-
ет много близкородственных видов с совмещенным ареалом. 

 
Известно,  что  наиболее  существенной  характеристикой  вида  является 
то, что он представляет собой генетически единую систему. Особи разных попу-
ляций одного вида могут скрещиваться и давать плодовитое потомство. Вслед-
ствие  этого,  гены  могут  распространяться  из  одной  популяции  вида  в  другую, 
образовывать новые комбинации. Но они не могут перейти из одного вида в дру-
гой из-за обособленности видов специальными барьерами. В тех редких случаях, 
когда  «незаконные»  скрещивания  происходят,  включаются  в  действие  много-
численные  изоляционные  механизмы,  ведущие  к  гибели  или  неполноценности 
гамет, зигот, эмбрионов и потомков. 
Итак,  каждый  критерий  в  отдельности  не  может  быть  основанием  для 
определения вида; только в совокупности они позволяют точно выяснить видо-
вую принадлежность живого организма. 
На  основании  изложенного  можно  сделать  следующее  определение  вида: 
вид — это совокупность географически и экологически сходных популяций, спо-
собных в природных условиях скрещиваться между собой, обладающих общими 
морфофизиологическими признаками, биологически изолированных от популяций 
других видов. 
 
5.4. Некоторые характеристики эволюционного процесса 
 
Все особи одного вида животных и растений в большей или меньшей сте-
пени  отличаются  друг  от  друга.  Изменчивость  организмов  —  важный  фактор 
протекания эволюционного процесса. 
Мутационная  изменчивость  играет  роль  главного  поставщика  наслед-
ственных изменений. Именно она является первичным материалом всех эволюци-
онных преобразований. Одним из распространенных типов геномных мутаций яв-
ляется полиплоидия, имеющая важное значение в эволюции растений. Полиплоид-

73 
ные виды растений часто занимают арктические и альпийские зоны. Считают, что 
это связано с их повышенной устойчивостью к неблагоприятным факторам сре-
ды. 
Хромосомные мутации также играют важную эволюционную роль. Преж-
де всего необходимо указать на удвоение генов в одной хромосоме. Именно бла-
годаря удвоениям генов в процессе эволюции накапливается генетический мате-
риал. Нарастание сложности организации живого в ходе исторического развития 
в значительной степени опиралось на увеличение количества генетического ма-
териала. Достаточно сказать, что количество ДНК в клетке у высших позвоноч-
ных примерно в 1000 раз больше, чем у бактерий. Другой тип хромосомных му-
таций, который достаточно часто обнаруживается у животных и растений — пе-
ремещение участка хромосомы. Гетерозиготность по таким хромосомным мута-
циям может препятствовать случайному скрещиванию особей, создавая возмож-
ность изоляции отдельных групп животных и растений внутри вида. 
Наиболее частый тип мутаций — генные. Они играют очень важную роль в 
эволюционном  процессе.  Мутации  отдельных  генов  происходят  редко.  Мутация 
гена возникает в среднем в одной из 100 000 гамет. Но так как количество генов в 
организме (например, млекопитающих) составляет около 100 000, то практически 
каждая особь несет вновь возникшую мутацию. Большинство мутаций рецессив-
ные,  доминантные  мутации  возникают  намного  реже.  Доминантные  и  рецессив-
ные  мутации  ведут  себя  в  популяциях по-разному.  Доминантные  мутации,  даже 
если они находятся в гетерозиготном состоянии, проявляются в фенотипах особей 
уже  первого  поколения  и  подвергаются  действию  естественного  отбора.  Рецес-
сивные же мутации проявляются в фенотипе только в гомозиготном состоянии. 
Как нам известно, рецессивная мутация, прежде чем она проявится в феноти-
пе  гомозигот,  должна  накопиться  в  значительном  количестве  в  популяции.  Эту 
мысль первым высказал выдающийся советский генетик С.С. Четвериков. Он был 
первым ученым, сделавшим важнейший шаг на пути объединения генетики с эво-
люционной теорией. В 1926 г. С.С. Четвериков опубликовал знаменитую работу «О 

74 
некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генети-
ки», с которой и начался новый этап развития эволюционной теории. 
С.С. Четвериков сделал важный вывод о насыщенности природных попу-
ляций  большим  количеством  рецессивных  мутаций.  Он  писал,  что  популяция, 
подобно губке, впитывает рецессивные мутации, оставаясь при этом фенотипи-
чески однородной. Существование такого скрытого резерва наследственной из-
менчивости создает возможность для эволюционных преобразований популяций 
под воздействием естественного отбора. 
Комбинативная  изменчивость.  Как  мы  уже  знаем,  комбинативная  из-
менчивость — это следствие перекреста гомологичных хромосом, их случайно-
го  расхождения  в  мейозе  и  случайного  сочетания  гамет  при  оплодотворении. 
Комбинативная изменчивость ведет к появлению бесконечно большого разнооб-
разия  генотипов  и  фенотипов.  Она  служит  неиссякаемым  источником  наслед-
ственного разнообразия  видов и  основой для  естественного отбора.  Если допу-
стить, что в каждой паре гомологичных хромосом имеется только одна пара ал-
лельных  генов,  то для  человека,  у  которого  гаплоидный  набор хромосом равен 
23. количество возможных гамет составит 2
23
а число возможных генотипов 3
11

Такое огромное количество генотипов в 20 раз превышает численность всех лю-
дей на Земле. Однако в действительности гомологичные хромосомы отличаются 
по нескольким генам и в расчете не учтено явление перекреста. Поэтому количе-
ство возможных генотипов выражается астрономическим числом и можно с уве-
ренностью утверждать, что возникновение двух одинаковых людей практически 
невероятно. Однояйцевые близнецы составляют исключение. 
Громадное  генотипическое  и,  следовательно,  фенотипическое  разнообра-
зие  в  природных  популяциях  является  тем  исходным  эволюционным  материа-
лом, с которым оперирует естественный отбор. 
Развитие  молекулярной  биологии  привело  к  ряду  открытий,  имеющих 
важное  практическое  значение.  К  числу  таких  достижений  принадлежит  созда-
ние  методов  синтеза  и  выделения  генов,  положивших  начало  генетической  ин-
женерии. 

75 
Приспособленность  –  результат  действия  факторов  эволюции.  В  ре-
зультате действия естественного отбора сохраняются особи с полезными для их 
процветания признаками. Они обусловливают хорошую, но не абсолютную, при-
способленность организмов к тем условиям, в которых живут. 
Приспособленность  к  условиям  среды  может  быть  весьма  совершенной, 
что  повышает  шансы  организмов  на  выживание  и  оставление  большего  числа 
потомков. Например, совершенны приспособления стрижа к полету, а дятла — к 
жизни в лесу. Характер приспособлений к жизни в своеобразной среде различен. 
Стриж на лету ловит мелких насекомых: у него широкий рот и короткий клюв. 
Дятел добывает из-под коры личинок насекомых: у него крепкий длинный клюв 
и длинный язык. О приспособленности организмов к окружающей среде свиде-
тельствует множество различных примеров. 
Прогресс и регресс в эволюции. Эволюционный процесс в целом непре-
рывно идет в направлении максимального приспособления живых организмов к 
условиям  окружающей  среды.  Смена  условий  часто  приводит  к  замене  одних 
приспособлений на другие. Однако это же относится к приспособлениям широ-
кого  характера,  дающим  организмам  преимущества  в  различных  условиях  сре-
ды.  Таково,  например,  значение  легких  как  универсального  органа  газообмена 
для наземных позвоночных или цветка как совершенного органа размножения у 
покрытосеменных  растений.  Таким  образом,  биологический  прогресс  может 
осуществляться вследствие как частных, так и общих приспособлений организ-
мов.  Под  биологическим  прогрессом  следует  понимать  возрастание  приспособ-
ленности организмов в окружающей среде, ведущее к увеличению численности и 
более широкому распространению виде. 
Эволюционные  изменения,  происходящие  в  некоторых  видах  и  более 
крупных  таксонах  (семействах,  отрядах)  не  всегда  могут  быть  признаны  про-
грессивными. В таких случаях говорят о биологическом регрессе. Биологический 
регресс  –  это  снижение  уровня  приспособленности  к  условиям  обитания, 
уменьшение численности вида и площади видового ареала. 

76 
Другими разновидностями направлений эволюционного процесса, являет-
ся: ароморфоз, идиоадаптация, общая дегенерация. 
Ароморфоз    морфофизиологический  прогресс,  т.  е.  возникновение  в  ходе 
эволюции признаков, которые существенно повышают уровень организации живых 
организмов. Ароморфозы дают большие преимущества в борьбе за существование, 
открывают возможности освоения новой, прежде недоступной среды обитания. 
Идиоадаптация – это приспособления живого мира к окружающей среде, 
открывающие  перед  организмами  возможность  прогрессивного  развития  без 
принципиальной перестройки их биологической организации.  
Общая дегенерация  резкое упрощение организации, связанное с исчез-
новением целых систем органов и функций. 

77 


1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15


©emirb.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

войти | регистрация
    Басты бет


загрузить материал