Den videnskabelige verden fejrer 200-året for fødslen af Charles Robert Darwin, grundlæggeren af den videnskabelige teori om evolution af Jordens organiske verden. Darwins teori er bredt kendt, bredt diskuteret og gentagne gange kritiseret, men den er den dag i dag "den eneste sande."
Ikke desto mindre skjuler evolutionens processer på Jorden stadig mange mysterier. For eksempel forsvinder hver time tre arter af dyr og fire arter af planter fra jordens overflade. Disse statistikker citeres normalt af "grønne", når det kommer til menneskers skadelige indvirkning på naturen. Hvis disse data er korrekte, bliver biosfæren på vores planet inden for et år udtømt af mere end 60 tusind arter! Men ikke alt er så slemt: Forsvindende repræsentanter for flora og fauna bliver erstattet af nye. Forskere opdager dem jævnligt i naturen. Hvor kommer de fra?
Mærkelige ting i naturen
Tidligere direktør for FN-programmet for miljø Klaus Toepfer hævder, at antallet af truede arter er steget støt siden 2000. Det er svært at sige, hvor sand den almindelige kliché om tre dyrearter i timen er, fordi det er umuligt at opretholde nøjagtige statistikker på dette område. Der er data med mere blide tal: ikke tre dyrearter forsvinder i timen, men kun én om dagen. Men Klaus Toepfer forsikrer, at vores planet fra slutningen af det 16. århundrede til 70'erne af forrige århundrede mistede 109 fuglearter, 64 arter af pattedyr, 20 arter af krybdyr og tre arter af padder. Hvorfor så lidt? Det er trods alt ikke svært at beregne, at over fire århundreder skulle mere end 140 tusind arter være forsvundet?!, skriver sunhome.ru
"For når de taler om et fald i biodiversiteten, mener de primært protozoer eller insekter," forklarer koordinatoren for World Fund Biodiversity Conservation Program dyreliv Vladimir Krever. "De udgør 95 procent af Jordens samlede biomasse, men vi lægger simpelthen ikke mærke til dem." I øvrigt skændes forskere stadig om, hvor mange insekter der er på Jorden - enten 1,5 millioner arter eller 2,5 millioner. stor og lukket fra vi er i verden, den har sine egne processer i gang. Ifølge Krever er det forkert at sige, at de forsvinder, forkert, ja endda spekulativt. En modifikation finder sted, en overgang til mellemformer. Fremkomsten af hybrider er muligt ikke kun i insekter, men også i fisk, padder eller, siger , rotter. Hvad angår forsvindende hvirveldyr, sker denne proces med en hastighed på 1-2 arter hvert par årtier, ikke mere.
I en samtale med vores korrespondent bemærkede kandidat for biologiske videnskaber Zoya Sokolova, at naturen i sig selv ofte bringer forvirring i spørgsmålet om antallet af arter: "Det er vigtigt for videnskabsmænd at etablere en systematisk position for at finde stedet for en bestemt art i klassificeringen af fauna. For eksempel er der sådan en fisk - golomyanka, lever kun i Baikal-søen. De har meget få hanner, de er små og ikke-levedygtige. Hannen vokser til hunnens gæller og faktisk, bliver hendes vedhængsorgan Spørgsmålet er, er dette allerede den nye slags eller er det stadig den samme Golomyanka? Og der er mere end nok sådanne særheder i naturen."
Det viser sig, at der i biologien ikke er nogen nøjagtige data om antallet af arter. Det menes, at dette kun er regnskab, ikke særlig interessant og ikke særlig videnskabeligt. Hver specialist studerer omhyggeligt sin gruppe. Hvis man for eksempel studerer biller - og selv da ikke dem alle (der er mere end 300 tusinde arter), men kun en familie - så kender han måske ikke frugtfluer godt. Og enhver entusiast, der sætter sig for at systematisere information, vil blive konfronteret med det faktum, at i en monografi vil 1035 arter i en given gruppe af dyr blive angivet, og i en anden - 988. Og alt sammen fordi forfatteren til det andet videnskabelige arbejde ikke overvejede nogle arter skal være arter!
"Jeg kan huske, hvordan en af vores lærere, når det kom til biodiversitet, sagde: der er flere urtepotter i dette klasseværelse, giv mig tid, og jeg vil finde en eller to nye arter af jordmider i dem," siger en seniorforsker ved Institut for Biologisk Evolution Det Biologiske Fakultet, Moskva Statsuniversitet Sergei Ivnitsky.- Dette kendetegner niveauet af viden om biodiversitet i vores umiddelbare nærhed. Da opgørelsen af faunaen langt fra er komplet (og revisionen af arter er en konstant proces) , giver det ingen mening at opsummere. Hvis en sådan database oprettes, vil den være meget dynamisk." .
Der er en international kodeks for zoologisk nomenklatur. Han godkender de standarder, som den nye art beskrives efter. Hvis du tror, du har opdaget et hidtil ukendt dyr, skal du publicere i et specialiseret tidsskrift og derefter overbevise anmeldere om, at arten ikke tidligere er beskrevet. Og det er ikke et faktum, at eksperter vil være enige med dig. Forskellene kan være ubetydelige og usynlige for øjet. Man troede engang, at den almindelige malariamyg kun var repræsenteret af én art. Og så viste det sig, at det var en hel gruppe. Forskellene er i ægstadiet af insektudvikling. Siden da har det været med i lærebøger.
Nå, da genetikere blev involveret med biologer, viste det sig, at kromosomsættet af tilsyneladende identiske dyr kan være helt anderledes. For eksempel er der snesevis af arter af gråmus eller skovmus, men det er næsten umuligt at skelne mange af dem ved ydre karakteristika. Men forskellen i antallet og strukturen af deres kromosomer kan være meget betydelig, hvilket er tydeligt synligt under et mikroskop. Og på samme tid blander nært beslægtede arter ikke hinanden - de er i stand til at skelne mellem "venner" og "udlændinge" ved lugt og nogle andre egenskaber. Sergei Ivnitsky sammenligner opdagelsen af nye arter inde i eksisterende med en rededukke: de fjernede låget - der er en anden, under den - en tredje osv.
Og i syre er der liv
På trods af fraværet enkelt base, hist og her blinker antallet af officielt registrerede dyr og planter - omkring 1,8 millioner arter. Og denne liste genopfyldes regelmæssigt - som regel på grund af insekter, der, som det blev sagt, udgør det overvældende flertal af biomassen. Men det viser sig, at større "dyr", der er ukendte for videnskaben, også strejfer rundt på planetens overflade. Beskeder om dette emne begyndte kun at blive vist i de sidste år. Således har en international gruppe af videnskabsmænd for nylig offentliggjort en rapport om forskning i de dybe antarktiske have udført fra 2002 til 2005. Mere end 700 hidtil ukendte arter af hvirvelløse dyr er blevet opdaget i dette hjørne af Verdenshavet. En anden ekspedition i Surinams skove opdagede 24 arter, herunder seks fisk og en frø.
I 2006 opstod en reel sensation: en ny art af pattedyr blev ikke fundet et sted i Afrikas vilde vilde, men i Europa. Væsen blev kaldt den cypriotiske mus (mus cypriacus) - det var på Cypern, den blev opdaget, og undersøgelsen viste, at denne art har levet på øen i omkring 9-10 tusind år! Deres cypriotiske "slægtning" adskilte sig fra andre typer mus ved større øjne, ører og hoved.
Også i 2006 blev resultaterne af forskning udført af World Wildlife Fund-ekspeditionen på øen Kalimantan (Borneo) offentliggjort. I sumpene lykkedes det at finde unikke slanger, der kan skifte farve. I den centrale del af øen, hvor uigennemtrængelige skove forbliver, blev der opdaget en rødbrun løvfrø, som tidligere var ukendt for videnskaben. Der blev opdaget omkring 30 arter af fisk, som viste sig at være de mindste hvirveldyr i verden. Deres længde overstiger ikke en centimeter. Derudover er sumpvandet, hvor de bor, 100 gange surere end almindeligt regnvand. Det vil sige, hvis man tidligere troede, at sådanne farvande simpelthen var uegnede til liv, nu er det blevet klart: det er det sure miljø, der giver behagelige forhold for mange dyrearter og planter, der ikke findes andre steder i naturen.
Generelt er næsten 400 nye dyrearter blevet opdaget og klassificeret på øen Borneo i løbet af de sidste 15 år. Dette er en rigtig "tabt verden" - næsehorn, elefanter, overskyede leoparder og gibboner, som er truet i andre områder af verden, er blevet bevaret der. Kun New Guinea kan sammenlignes med Borneo. For to år siden blev der fundet 20 nye arter af frøer, fire arter af sommerfugle på denne ø, og i 2007 opdagede de en ny art af opossum, som viste sig at være et af de mindste pungdyr i verden, samt en kæmpe rotte.
"Under emhætten" af evolution
Blandt andet lægger folk ikke mærke til, hvordan evolutionen fortsætter i naturen. Når man kritiserer darwinismen, stilles der nogle gange et amatøragtigt spørgsmål: hvorfor bliver aben ikke til et menneske nu? Sig, betyder det ikke, at homo sapiens ikke kunne nedstamme fra primater og slet ikke har nogen "relaterede" forbindelser med dem? Eller at udviklingen er fuldendt? "Nej, det betyder ikke det. Faktum er, at aber for længe siden flyttede væk fra den samme fælles gren med mennesket. Vi fulgte en udviklingsvej, de fulgte en anden," svarer Sergei Ivnitsky. "Nøglen var, at menneskets forfædre kom ned fra træet til jorden, men abernes forfædre forblev. Det er forskellige levesteder. Nå, en moderne abe kommer ned fra et træ, og hvor vil den gå hen? Vil den gå ud på motorvejen? Vil den udvikle oliebrønde?"
Ikke desto mindre fortsætter evolutionen ifølge Sergei Ivnitsky "lige uden for vinduerne." De færreste ved, at kældermyggene, der er så velkendte for os, formerede sig i mange byer rundt om i verden først i 20-30'erne af forrige århundrede. Tidligere levede disse blodsugere i naturen i snavsede reservoirer, og begyndte så pludselig at befolke verdens byer i et lavine-lignende tempo. Desuden "lærte" deres befolkninger at eksistere i lang tid uden blodsugning og ventede på den rigtige mulighed for at drikke blod. Hvordan dette skete er uklart. Men der er et evolutionært spring.
Et andet eksempel er kragen. I den vilde, uberørte natur er dette nu en sjælden fugl, den er ikke i stand til at hakke i en kegle eller fange et insekt. Men kragen har tilpasset sig at bo i en by, hvor der er meget affald, og takket være dens høje rationelle aktivitet udfører den simpelthen mirakler. Krager kaster kiks i vandpytter for at sætte dem i blød og sætter møtrikker under bilhjul og endda på sporvognsskinner. Og når de er mætte, elsker de at spille ondt, skræmme forbipasserende eller rulle af kirkekupler. Her er det tid til at stille spørgsmålet: har denne fugl udviklet sig til et intelligent væsen?
Gennem historien har millioner af dyrearter ændret sig på Jorden. Den gennemsnitlige levetid for en art er omkring en million år. Selvom nogle lever op til 60-70 millioner år, som coelacanth - en gammel lobfinnet fisk. Selvfølgelig ville det være interessant at forstå mekanismerne for arternes udseende og forsvinden (lad os ikke tale om kunstig ødelæggelse). Sergei Ivnitsky mener, at en sådan analogi er passende her. For at finde ud af, hvordan biler kører, drejer og stopper, skal du løfte motorhjelmen og kigge under den. Det mest interessante er der. Og hvad lykkedes det os at opdage "under evolutionens hætte"? Naturlig udvælgelse som motoren i hele processen. Genmutationer som starter. Bevægelsesretningen - ændringer i tegn - blev også fastlagt.
"Naturlig selektion er ligeglad med, hvordan en sort opnår en fordel frem for en anden," siger Sergei Ivnitsky. "På hvert stadie handler selektion blindt til fordel for dem, der efterlader mere kønsmodne afkom. Men som et resultat heraf er udviklingsforløbet for en eller anden grund bliver velordnet, den udvikler sig i bestemte retninger, som strømmen af vand i en kanalseng. Den dag i dag er det mest spændende spørgsmål tilbage: hvordan kan en tilfældig ændring føre til opførelsen af en streng struktur? Uden et svar på dette spørgsmål, er det umuligt at forklare oprindelsen af liv på Jorden. Når alt kommer til alt, så snart et komplekst molekyle blev dannet, "Det skal straks begynde at kollapse. Dette er bevist af termodynamikkens anden lov - om den konstante stigning i entropi , altså kaos. Men i evolutionens tilfælde er det modsatte sandt: bevægelse sker fra simpelt til komplekst, fra kaos til orden."
Forskere sætter deres håb til teorien om dynamikken i ikke-ligevægtssystemer. Denne fysikretning har udviklet sig i løbet af de sidste 20-25 år; det kaldes et nyt udseende inden for videnskab og i biologi i særdeleshed. Og nogle sammenligner det med relativitetsteorien. Denne teori forsøger at forklare, hvordan nye usædvanlige egenskaber opstår i et komplekst system, der passerer en masse energi gennem det. Det er det, vi har brug for for at forklare evolutionens mysterier.
I lang tid har mennesket været forbløffet over mangfoldigheden i den organiske verden. Hvordan opstod det? Læren om naturlig udvælgelse forklarede, hvordan nye arter dannes i naturen. Darwin baserede sine ideer på huslige racer. Oprindeligt var husdyrracer mindre forskellige end i dag. For at forfølge forskellige mål udførte folk kunstig udvælgelse i forskellige retninger. Som et resultat af racen divergeret, altså divergeret i karakteristika indbyrdes og med deres fælles forfædres race.
Divergens i naturlige forhold. Divergens forekommer hele tiden i naturen, og dens drivkraft er naturlig udvælgelse. Jo mere forskellige en arts efterkommere er fra hinanden, jo lettere er de at sprede sig over flere og mere forskelligartede levesteder, og jo lettere er det at formere sig. Darwin ræsonnerede på denne måde. Et eller andet rovdyr med firbenede dyr har nået grænsen for dets evne til at eksistere i dette område. Lad os antage, at landets fysiske forhold ikke har ændret sig; kan dette rovdyr fortsætte med at formere sig? Ja, hvis efterkommere overtager steder besat af andre dyr. Og det kan ske i forbindelse med overgangen til anden mad eller til nye levevilkår (i træer, i vand osv.). Jo mere forskelligartede efterkommerne af dette rovdyr er i deres egenskaber, jo bredere vil de sprede sig.
Darwin giver et eksempel. Hvis man sår urter af én type på et stykke jord og på et andet lignende urter tilhørende flere forskellige arter eller slægter, så bliver den samlede høst i det andet tilfælde større.
I naturen, på et areal lidt større end 1 m 2 , Darwin talte 20 forskellige plantearter, der tilhørte 18 slægter og 8 familier.
Sådanne fakta bekræfter rigtigheden af Darwins holdning: "... den største sum af liv realiseres med den største mangfoldighed af struktur..." Mellem planter af samme art, med deres identiske behov for jord, fugt, belysning osv., opstår den hårdeste biologiske konkurrence. Naturlig udvælgelse vil bevare de former, der er mest forskellige fra hinanden. Jo mere mærkbare forskellene mellem formers adaptive karakteristika bliver, jo mere divergerer formerne selv.
Takket være naturlig udvælgelse er evolutionsprocessen divergerende karakter: fra én begyndelsesform udspringer en hel "fan" af former, som om specielle grene fra én fælles rod, men ikke alle får videreudvikling. Under påvirkning af naturlig selektion bevares i en uendelig lang række generationer nogle former, andre dør ud; samtidig med divergensprocessen er der en udryddelsesproces, og begge af dem er nært beslægtede med hinanden. De mest divergerende former har det største potentiale til at overleve i processen med naturlig selektion, da de konkurrerer mindre med hinanden end de mellemliggende og forfædres, som gradvist tynder ud og dør ud.
En sort er et skridt mod dannelsen af en art. Darwin forestillede sig, at processen med dannelse af nye arter i naturen begynder med opdelingen af arten i intraspecifikke grupper, som han kaldte sorter.
Takket være naturlig udvælgelse og divergens får sorter stadig mere karakteristiske arvelige egenskaber og bliver til specielle, nye arter.
Forskellen mellem sort og art er meget stor. Varianter af samme art blander sig og producerer frugtbart afkom. Arter under naturlige forhold blander sig som regel ikke, på grund af hvilken biologisk isolation af arter forekommer.
For bedre at forklare, hvordan artsdannelsesprocessen foregår i naturen, foreslog Darwin følgende diagram (fig. 11).
Diagrammet viser de mulige udviklingsveje for 11 arter af samme slægt, angivet med bogstaverne A, B, C osv. - op til L inklusive. Afstanden mellem bogstaver viser nærheden mellem arter.
Arter betegnet med bogstaverne D og E eller F og G ligner således hinanden mindre end arterne A og B eller K og L osv. Vandrette linjer angiver individuelle stadier i udviklingen af disse arter, hvor hvert stadie konventionelt tages til være 1000 generationer.
Lad os spore udviklingen af art A. En masse stiplede linjer fra punkt A viser dens efterkommere. På grund af individuel variabilitet vil de adskille sig fra hinanden og fra forældrearten A. Gavnlige ændringer vil blive bevaret i processen med naturlig selektion. Samtidig vil han afsløre sit nyttig handling divergens: de egenskaber, der er mest forskellige fra hinanden (linierne a 1 og m 1 i bundtet) vil forblive, akkumulere fra generation til generation og divergere mere og mere. Over tid anerkender taksonomer a 1 og m 1 som specielle varianter.
Antag, at i løbet af den første fase - de første tusind år - opstod to klart definerede sorter a 1 og m 1 fra art A. Under påvirkning af de forhold, der forårsagede ændringer i forældrearten A, vil disse sorter fortsætte med at ændre sig. Måske vil de på tiende stadie have sådanne forskelle mellem sig selv og med art A, at de bør betragtes som to separate arter: a 10 og m 10. Nogle arter vil dø ud, og måske vil kun f 10 nå det tiende stadie og danne en tredje art. På sidste trin introduceres 8 nye arter, der stammer fra art A: a 14, q 14, p 14, c 14, f 14, o 14, e 14 og t 14. Arterne a 14, q 14 og p 14 er tættere på hinanden end på andre arter og danner én slægt, de resterende arter danner yderligere to slægter. Udviklingen af art I forløber på lignende måde.
Andre arters skæbne er anderledes: af disse er det kun arter E og F, der overlever til tiende stadie, arter E dør derefter ud. Bemærk især arten F 14: den har den dag i dag overlevet næsten uændret fra moderarten F. Dette kan ske, hvis miljøforholdene ikke ændres eller ændres meget lidt over en længere periode.
Darwin understregede, at i naturen var kun de mest divergerende, ekstreme sorter ikke altid bevaret; de mellemste kunne også overleve og føde afkom. En art kan overhale en anden i sin udvikling; Af de ekstreme sorter udvikles nogle gange kun én, men tre kan udvikle sig. Det hele afhænger af, hvordan organismers uendeligt komplekse forhold udvikler sig til hinanden og med miljøet.
Eksempler på artsbestemmelse. Lad os give eksempler på dannelsen af arter, og vi vil bruge udtrykket underarter, accepteret i videnskab i stedet for "variation".
Udbredte arter, såsom brunbjørnen, bjergharen, almindelig ræv og almindelig egern, findes fra Atlanterhavet til Stillehavet og har et stort antal underarter. Mere end 20 arter af ranunkel vokser i den centrale zone af USSR. De stammede alle fra den samme forfædres art. Hans efterkommere fangede forskellige levesteder - stepper, skove, marker - og, takket være divergens, blev de gradvist adskilt fra hinanden, først til underarter, derefter til arter (fig. 12). Se andre eksempler i samme figur.
Speciation fortsætter i dag. I Kaukasus bor der en jay med sort fjerdragt på baghovedet. Den kan endnu ikke betragtes som en selvstændig art; den er en underart af den almindelige jay. Der er 27 underarter af sangspurve fundet i Amerika. De fleste af dem ser lidt forskellige ud fra hinanden, men nogle har skarpe forskelle. Over tid kan underarter, der er mellemliggende i deres egenskaber, uddø, og de ekstreme vil blive selvstændige unge arter, der mister evnen til at krydse hinanden.
Betydningen af isolering. Udbredelsen af artens udbredelsesområde begunstiger naturlig udvælgelse og divergens. Dette sker, når en art slår sig ned i områder, der er isoleret fra hinanden. I sådanne tilfælde er indtrængning af organismer fra et område til et andet stærkt hindret, og muligheden for krydsning mellem dem er kraftigt reduceret eller helt fraværende.
Lad os give eksempler. I Kaukasus, i områder adskilt af høje bjerge, er der særlige underarter af sommerfugle, firben osv. Mange arter og slægter af cilierede dyr lever i Baikal-søen fladorme, krebsdyr og fisk findes ikke andre steder. Denne sø har været adskilt fra andre vandbassiner af bjergkæder i omkring 20 millioner år og er kun forbundet med det arktiske hav gennem floder.
I andre tilfælde kan organismer ikke krydse sig pga biologisk isolation. For eksempel forbliver to typer gråspurve - gråspurv og markspurv - sammen om vinteren, men de yngler normalt på forskellige måder: den første - under hustage, den anden - i huler af træer, langs kanten af skoven . Solsortearten er i øjeblikket opdelt i to grupper, der stadig ikke kan skelnes i udseende. Men en af dem bor i dybe skove, den anden opholder sig i nærheden af menneskers beboelse. Dette er begyndelsen på dannelsen af to underarter.
Konvergens. Under lignende eksistensbetingelser opnår dyr af forskellige systematiske grupper nogle gange lignende tilpasninger til miljøet, hvis de udsættes for den samme selektionsfaktor. Denne proces kaldes konvergens-- konvergens af tegn. For eksempel er de forreste gravende lemmer på en muldvarp og en muldvarp cricket meget ens, selvom disse dyr tilhører forskellige klasser. Hvaler og fisk ligner meget hinanden i kropsform, og lemmerne på svømmende dyr, der tilhører forskellige klasser, ligner hinanden. Fysiologiske egenskaber er også konvergerende. Ophobningen af fedt i pinnipeds og hvaler forklares med resultatet af naturlig udvælgelse i vandmiljøet: det reducerer varmetab i kroppen.
Konvergens inden for fjerne systematiske grupper (typer, klasser) forklares kun af virkningen af lignende eksistensbetingelser på forløbet af naturlig selektion. Konvergens hos relativt nært beslægtede dyr er også påvirket af deres oprindelses enhed, hvilket ser ud til at lette forekomsten af lignende arvelige ændringer. Det er derfor, det observeres oftere inden for samme klasse.
Variation af arter. Darwins doktrin om udviklingen af den organiske verden forklarer arternes mangfoldighed som det uundgåelige resultat af naturlig udvælgelse og den tilhørende divergens af karakterer.
Gradvist, i evolutionsprocessen, blev arterne mere komplekse, den organiske verden steg til et stadigt højere udviklingsniveau. Men overalt i naturen sameksisterer dyr og planter samtidigt, med varierende grader af kompleksitet i deres organisation.
Hvorfor "hævede" naturlig selektion ikke alle lavorganiserede grupper til det højeste organisationsniveau?
Ved naturlig selektion er alle grupper af planter og dyr kun tilpasset deres egne eksistensbetingelser, og derfor kunne de ikke alle stige til det samme høje organisationsniveau. Hvis disse forhold ikke krævede en stigning i kompleksiteten af strukturen, så steg dens grad ikke, fordi, med Darwins ord, "under meget simple levevilkår ville en høj organisation ikke yde nogen service." I Det Indiske Ocean lever under mere eller mindre konstante forhold arter af blæksprutter (nautilus), næsten uændret i mange hundrede tusinde år. Det samme gælder moderne fligefinnede fisk.
Således er den samtidige sameksistens af organismer med varierende strukturel kompleksitet forklaret af teorien om naturlig udvælgelse og divergens.
Resultater af naturlig udvælgelse. Naturlig selektion har tre tæt forbundne vigtige konsekvenser: 1) gradvis komplikation og stigning i organiseringen af levende væsener; 2) organismers tilpasningsevne til miljøforhold; 3) forskellige arter.
Når levevilkårene ændrer sig, stiger antallet af individuelle forskelle mellem individer af samme art som følge af naturlig selektion, og divergens af karakteristika inden for arten noteres. Som følge heraf dannes flere grupper med forskellige karakteristika og egenskaber inden for en art. Naturligvis vil kampen for tilværelsen i de fleste tilfælde føre til gradvis udryddelse af mellemformer og overlevelse af dem, der har tilpasset sig det ændrede miljø. På denne måde dannes flere nye arter fra én forfædres art i den historiske proces.
Ifølge Darwins lære opstår nye arter på grund af arv fra generation til generation og den gradvise ophobning af mindre ændringer erhvervet af organismer under ontogenese. Som et resultat af tilpasningen af organismer inden for en art til forskellige forhold, dannes flere nye arter. I fig. 40 afspejler fremkomsten af tre nye arter fra type A og to nye arter fra type B. Som det fremgår af figuren, førte ændringer i ny art A til gengæld til dannelsen af 14 nye arter. I nogle tilfælde opstår nye arter som følge af gradvise ændringer i forældrearten. Et eksempel på dette er dannelsen af arter E 10, F 10 med en gradvis ændring i arter E, F.
Efterhånden som levevilkårene ændrer sig, ændres også retningen for naturlig udvælgelse. Hvis grupper af individer af samme vidt udbredte art falder ind i forskellige forhold eller begynde for eksempel at jage efter forskellige byttedyr, så vil selektion i disse grupper gå i forskellige retninger. Dette vil føre til dannelsen af forskellige tilpasninger i dem. Som et resultat, fra én type til naturlig selektion der dannes flere nye arter, dvs. artsdannelsesprocessen vil finde sted. For at illustrere dette giver Darwin et diagram over divergens eller divergens af karakterer.
I diagrammet angiver store bogstaver (A, B, C, D osv.) under bundlinjen konventionelt individuelle arter af samme slægt. Parallelle linjer fra bund til top (fra I til XIV) symboliserer generationsskifte over tid. Darwin accepterer traditionelt, at der fra den ene linje til den næste er en ændring på tusind generationer. De stiplede linjer rettet fra bund til top illustrerer disse generationers historiske skæbne på forskellige udviklingsstadier. Jo større afstanden er mellem de stiplede linjer, der krydser én parallel linje, jo større er forskellen mellem divergerende grupper af individer i den tilsvarende generation (II-linje) end mellem punkterne a5 og m5 (V-linje). Dette betyder, at den indledende divergens (forskel) mellem to grupper af efterkommere (a2 og m2) af den almindelige oprindelige art A, der opstod over 2000 generationer, er mindre end de forskelle, der udviklede sig efter 5000 generationer (a5 og m5). Derfor, siger Darwin, kan vi acceptere, at grupperne a2 og m2 er yderligere to varianter af én almindelig art, og grupperne a5 og m5 vil allerede være to nye arter med en fælles forfader (art A).
Ifølge Darwin opstår der således nye arter gennem en række mellemtrin: For det første opstår der to (eller flere) sorter inden for én art; disse sorter, der fortsætter med at divergere i deres karakter, bliver gradvist til underarter og endelig nye arter. En sort repræsenterer et skridt mod dannelsen af en ny art. Desuden giver en gammel art ifølge divergensordningen som regel ikke én, men flere arter.
Divergerende karakter Speciation opstår, fordi den oprindelige forskel mellem organismer inden for en art øger dens antal. Darwin illustrerer dette punkt med dette eksempel: samlet antal Antallet af ulve begynder at stige, efterhånden som forskellige familier af dette rovdyr begynder at jage forskellige byttedyr. Nogle ulve "specialiserer" i husdyr, mens andre er specialiserede i vilde dyr. Som følge heraf stiger det samlede antal ulve. Forskellige retninger af naturlig udvælgelse opstår blandt dem og som en konsekvens divergens.
Lad os vende tilbage til divergensordningen. I løbet af evolutionen opstår der også nye udvælgelsesretninger (de stiplede linjer fra art A og art I forgrener sig gentagne gange). Nogle af disse linjer viser sig at være blindgyder: deres efterkommere overlever ikke til moderne tid (linje XIV) og dør ud, erstattet af mere tilpassede arter. Mange af de oprindelige arter efterlader heller ikke afkom (dvs. de dør ud). Og nogle (linje F i diagrammet) overlever til i dag, næsten uden at ændre deres egenskaber.
På den sidste fase af den betragtede proces udviser de nyligt opståede arter varierende grader af lighed. På linje XIV er 5 grupper af arter tættest på hinanden tydeligt synlige. Årsagen til denne nærhed, som det tydeligt kan ses af diagrammet, er det tætte forhold mellem sådanne arter. Taksonom, der kombinerer nært beslægtede arter til én slægt, hvilket afspejler disse arters slægtskab og fælles oprindelse.
Fødsel til gengæld forenes de i familier, familier til ordener osv. Divergensdiagrammet viser, at i dette tilfælde er grundlaget for sådanne associationer selve evolutionsprocessen. Hvis de er meget nært beslægtede, vil arter tilhøre samme slægt, hvis de er fjernere beslægtede, vil de tilhøre samme familie. Endelig vil meget fjerne arter falde i forskellige klasser af samme type. Dette ville betyde, at alle arter af samme type i sidste ende har én fælles forfader, kun denne forfader er usædvanligt gammel.
Så, moderne systemer planter og dyr afspejler et bestemt udviklingsstadium. Det er samtidig vigtigt at huske det moderne udsigt, beskrevet af taksonomer, er virkelige nu, men historisk midlertidige: engang var de kun underarter; i en fjern fremtid kan de blive slægter, der forener grupper af nye beslægtede arter; disse nye fremtidige arter i moderne tid er kun underarter eller sorter. Divergensdiagrammet forklarer således, hvordan evolution er grundlaget for moderne taksonomi. Samtidig viser det, at divergens uundgåeligt fører til fremkomsten af en række organiske former i naturen.
Divergensdiagrammet hjælper med at forstå et andet vigtigt spørgsmål. Den generelle stigning i mangfoldigheden af organiske former komplicerer i høj grad de forhold, der opstår mellem organismer i naturen. I løbet af den historiske udvikling får derfor som regel de højst organiserede former de største fordele. Således udføres den generelle progressive udvikling af plante- og dyreverdenen på Jorden fra lavere former til højere.
Men i de tilfælde, hvor levevilkårene ikke bliver mere komplicerede, men forbliver praktisk talt uændrede, og organismer bevares uden yderligere komplikationer.
Sammen med divergens kan resultatet af evolution også være det modsatte resultat - konvergens eller konvergens af karakteristika. Konvergens opstår på grund af den ensrettede virkning af naturlig udvælgelse i organismer, der er systematisk fjernt fra hinanden, når disse organismer lever under lignende forhold. Et eksempel på konvergent lighed er den strømlinede kropsform af en haj (fisk), ichthyosaur (uddødt, halset akvatisk krybdyr) og delfin (vandpattedyr). Ligheden af kropsformer her er ikke forårsaget af tæt slægt. men den ensrettede virkning af naturlig udvælgelse i det samme vandmiljø, hvor en sådan form er nyttig for både fisk og delfiner.
På grundlag af virkningen af naturlig selektion dannes således relativ fitness, nye arter dannes, den samlede mangfoldighed af organiske former i naturen øges, og den progressive udvikling af dyre- og planteverdenen på Jorden udføres.
Den mindste taxon (kategori i biologi) kaldes en art. Arter - en gruppe individer, der har lignende morfologiske egenskaber, blander sig frit og producerer samtidig frugtbart afkom. Der er andre, mere omfattende taxa. En gruppe af nært beslægtede arter danner for eksempel en slægt, og fra nært beslægtede slægter dannes en familie, og så videre. Men i dag vil vi tale om den mindste taksonomiske kategori, det vil sige arter. Hvad er en art, hvordan dannes dette taxon, og hvilke artsdannelsesmetoder findes i naturen? Så lad os begynde.
Speciation i naturen
Speciation er processen med dannelse af nye arter og deres ændringer. Der er sådan noget som en barriere for kompatibilitet mellem arter. Hvad er det?
Dette er tilfældet, når arter, når de krydses, ikke har evnen til at producere frugtbart afkom. Ifølge evolutionsteorien afhænger artdannelse af arvelig variation. I dag er der i biologien to typer artsdannelse - geografisk og økologisk. Lad os tale om hver af dem mere detaljeret.
Geografisk art
Geografisk, eller, som det også kaldes, allopatrisk artsdannelse, er dannelsen af nye arter i rumlig isolation. Kort sagt kommer dannelsen af en art fra populationer, der bor i forskellige geografiske områder. Da populationer er adskilt i lang tid, sker genetisk isolation mellem dem.
Det fortsætter, selvom befolkningerne ikke længere er adskilte. Der er mange, der kan citeres. Lad os tage eksemplet med maj-liljekonvalen. Det har fem uafhængige områder, som først blev betragtet som et. Det er vigtigt, at de alle er placeret i ret stor afstand fra hinanden. Racer dukkede op i hvert af territoriet, hvilket førte til dannelsen af uafhængige plantearter. Ved at bruge eksemplet med migration vil vi også overveje spredningen af stormejsen. bor i Europa, begyndte at bosætte sig tættere mod øst. Til dette var der nordlige og sydlige ruter. Tættere mod syd er der dannet underarter som Bukhara og småmejser, og tættere mod nord - de små og store mejser. Sidstnævnte producerer ikke hybrider.
Og så viste det sig, at der som et resultat af en sådan bosættelse opstod en reproduktiv barriere mellem dem. Lad os se på et andet eksempel. Den australske papegøjeart har længe eksisteret i det sydlige Australien. Det er værd at bemærke, at dette er et ret vådt område. Da tørken opstod, ændrede området sig, som et resultat af hvilket territoriet blev opdelt i to dele: østlig og vestlig. Naturligvis, over en lang periode, blev hver af dem dannet forskellige slags papegøjer. Efter lang tid blev det oprindelige område praktisk talt restaureret. Klimatiske forhold blev det samme igen, men engang kunne en enkelt art ikke længere krydse hinanden, da genetisk isolation skete. Således er allopatrisk artsdannelse forbundet med isolation. Som følge heraf dannes nye uafhængige arter.
Økologisk vej for artsdannelse
Der er, udover den geografiske, en anden måde. Dette er økologiske arter. Den har også et andet navn - sympatisk. Hvad er det for en metode? Økologisk artsdannelse er dannelsen af nye arter som følge af individers divergens i individuelle territorier. Det vil sige, at arten i begyndelsen lever i ét område, og senere på grund af stigende konkurrence spreder den sig til andre territorier. For eksempel kan du observere følgende situation. Den store rangle blomstrer hele sommeren. Men slår man græsset i dette område hvert år midt på sommeren, vil planten ikke længere kunne producere frø. Af denne grund bevares frø, der blev givet før eller efter klipning.
Begge typer beliggende i samme eng kan således ikke krydse hinanden. Økologisk artsdannelse kan bekræftes ved tilstedeværelsen af nært beslægtede arter i tilstødende levesteder. Nogle gange falder disse områder endda sammen.
Arten og dens rolle
Metoder til artsdannelse er blevet undersøgt i lang tid, men at studere dette er ret svært. Dette skyldes varigheden af artsdannelsesprocessen. Økologiske og geografiske arter er meget forskellige fra hinanden, men hver af dem har en vis betydning i naturens liv. Deres hovedrolle er dannelsen af nye arter.
