Zinātniskā pasaule atzīmē Zemes organiskās pasaules evolūcijas zinātniskās teorijas pamatlicēja Čārlza Roberta Darvina 200. gadadienu. Darvina teorija ir plaši pazīstama, plaši apspriesta un vairākkārt kritizēta, taču līdz mūsdienām tā ir “vienīgā patiesā”.
Neskatoties uz to, evolūcijas procesi uz Zemes joprojām slēpj daudzus noslēpumus. Piemēram, katru stundu no Zemes virsmas pazūd trīs dzīvnieku sugas un četras augu sugas. Šo statistiku parasti citē “zaļie”, kad runa ir par cilvēka kaitīgo ietekmi uz dabu. Ja šie dati ir pareizi, tad gada laikā mūsu planētas biosfēra tiek noplicināta par vairāk nekā 60 tūkstošiem sugu! Bet ne viss ir tik slikti: izzūdošie floras un faunas pārstāvji tiek aizstāti ar jauniem. Zinātnieki tos regulāri atklāj savvaļā. No kurienes viņi nāk?
Dīvainas lietas dabā
Bijušais ANO programmas direktors vidi Klauss Toepfers apgalvo, ka kopš 2000. gada apdraudēto sugu skaits nepārtraukti pieaug. Grūti pateikt, cik patiesa ir izplatītā klišeja par trīs dzīvnieku sugām stundā, jo precīzu statistiku šajā jomā uzturēt nav iespējams. Ir dati ar saudzīgākiem skaitļiem: stundā pazūd nevis trīs dzīvnieku sugas, bet tikai viena dienā. Bet Klauss Toepfers apliecina, ka no 16. gadsimta beigām līdz pagājušā gadsimta 70. gadiem mūsu planēta zaudēja 109 putnu sugas, 64 zīdītāju sugas, 20 rāpuļu sugas un trīs abinieku sugas. Kāpēc tik maz? Galu galā nav grūti izskaitļot, ka četru gadsimtu laikā vairāk nekā 140 tūkstošiem sugu vajadzēja pazust?!, raksta sunhome.ru
"Tā kā viņi runā par bioloģiskās daudzveidības samazināšanos, viņi galvenokārt domā vienšūņus vai kukaiņus," skaidro Pasaules fonda Bioloģiskās daudzveidības saglabāšanas programmas koordinators. savvaļas dzīvnieki Vladimirs Krēvers. "Tie veido 95 procentus no Zemes kopējās biomasas, bet mēs tos vienkārši nepamanām." Starp citu, zinātnieki joprojām strīdas par to, cik kukaiņu ir uz Zemes - vai nu 1,5 miljoni sugu, vai 2,5 miljoni. milzīgs un noslēgts no mums pasaulē, tajā notiek savi procesi.Pēc Krēvera teiktā, ka tie pazūd ir aplami, pat spekulatīvi Notiek modifikācija, pāreja uz starpformām Hibrīdu parādīšanās. ir iespējams ne tikai kukaiņiem, bet arī zivīm, abiniekiem vai, teiksim, žurkām Kas attiecas uz izzūdošiem mugurkaulniekiem, šis process notiek ar ātrumu 1-2 sugas ik pēc dažām desmitgadēm, ne vairāk.
Bioloģijas zinātņu kandidāte Zoja Sokolova sarunā ar mūsu korespondenti atzīmēja, ka pati daba bieži vien rada neizpratni jautājumā par sugu skaitu: “Zinātniekiem ir svarīgi izveidot sistemātisku pozīciju, atrast konkrētas sugas vietu faunas klasifikācija.Piemēram, ir tāda zivs - golomjanka, dzīvo tikai Baikāla ezerā.Tīšiem ir ļoti maz tēviņu, tie ir mazi un dzīvotnespējīgi.Tēviņš izaug līdz mātītes žaunām un patiesībā kļūst par viņas piedēkļa orgānu.Jautājums ir, vai tas jau ir jaunais veids vai tomēr tā ir tā pati Golomjanka? Un šādu dīvainību dabā ir vairāk nekā pietiekami."
Izrādās, ka bioloģijā nav precīzu datu par sugu skaitu. Tiek uzskatīts, ka tā ir tikai grāmatvedība, ne pārāk interesanta un ne pārāk zinātniska. Katrs speciālists rūpīgi izpēta savu grupu. Ja kāds, teiksim, pēta vaboles - un arī tad ne visas (sugu ir vairāk nekā 300 tūkstoši), bet tikai kādu ģimeni -, tad augļu mušas viņš var slikti pazīt. Un ikviens entuziasts, kurš nolems sistematizēt informāciju, saskarsies ar faktu, ka vienā monogrāfijā tiks norādītas 1035 sugas noteiktā dzīvnieku grupā, bet citā - 988. Un viss tāpēc, ka otrā zinātniskā darba autors nav apsvēris dažas sugas ir sugas!
"Es atceros, kā viens no mūsu skolotājiem, runājot par bioloģisko daudzveidību, teica: šajā klasē ir vairāki puķu podi, dodiet man laiku, un es tajos atradīšu vienu vai divas jaunas augsnes ērču sugas," stāsta vecākā pētniece. Maskavas Valsts universitātes Bioloģijas fakultātes Bioloģiskās evolūcijas katedrā Sergejs Ivņickis.- Tas raksturo zināšanu līmeni par bioloģisko daudzveidību mūsu tuvākajā apkārtnē. Tā kā faunas inventarizācija nebūt nav pabeigta (un sugu pārskatīšana ir pastāvīgs process) , nav jēgas rezumēt. Ja tiks izveidota šāda datu bāze, tā būs ļoti dinamiska." .
Ir Starptautiskais zooloģiskās nomenklatūras kodekss. Viņš apstiprina standartus, pēc kuriem tiek aprakstīta jaunā suga. Ja domājat, ka esat atklājis iepriekš nezināmu dzīvnieku, jums tas jāpublicē specializētā žurnālā un pēc tam jāpārliecina recenzenti, ka suga iepriekš nav aprakstīta. Un tas nav fakts, ka eksperti jums piekritīs. Atšķirības var būt nenozīmīgas un acij neredzamas. Kādreiz tika uzskatīts, ka parasto malārijas odu pārstāv tikai viena suga. Un tad izrādījās, ka tā ir vesela grupa. Atšķirības ir kukaiņu attīstības olu stadijā. Kopš tā laika tas ir iekļauts mācību grāmatās.
Nu, kad ģenētiķi iesaistījās biologos, izrādījās, ka šķietami identisku dzīvnieku hromosomu komplekts var būt pilnīgi atšķirīgs. Piemēram, ir vairāki desmiti pelēko pīļu jeb meža peles sugu, taču daudzas no tām ir gandrīz neiespējami atšķirt pēc ārējām pazīmēm. Bet to hromosomu skaita un struktūras atšķirība var būt ļoti nozīmīga, kas ir skaidri redzama mikroskopā. Un tajā pašā laikā cieši saistītās sugas savā starpā nekrustojas - tās spēj atšķirt “draugus” un “citplanētiešus” pēc smaržas un dažām citām īpašībām. Sergejs Ivņickis salīdzina jaunu sugu atklāšanu esošajās ar ligzdojošu lelli: viņi noņēma vāku - ir vēl viens, zem tā - trešā utt.
Un skābē ir dzīvība
Neskatoties uz prombūtni viena bāze, šur tur uzplaiksnī oficiāli reģistrēto dzīvnieku un augu skaits – aptuveni 1,8 miljoni sugu. Un šis saraksts tiek regulāri papildināts - parasti kukaiņu dēļ, kas, kā teikts, veido lielāko daļu biomasas. Taču izrādās, ka pa planētas virsmu klīst arī lielāki zinātnei nezināmi “dzīvnieki”. Ziņojumi par šo tēmu sāka parādīties tikai pēdējie gadi. Tādējādi starptautiska zinātnieku grupa nesen publicēja ziņojumu par dziļo Antarktikas jūru pētījumiem, kas veikti no 2002. līdz 2005. gadam. Šajā Pasaules okeāna nostūrī ir atklātas vairāk nekā 700 iepriekš nezināmas bezmugurkaulnieku sugas. Cita ekspedīcija Surinamas mežos atklāja 24 sugas, tostarp sešas zivis un vienu vardi.
2006. gadā notika īsta sensācija: jauna zīdītāju suga tika atrasta nevis kaut kur Āfrikas savvaļā, bet gan Eiropā. Radījumu sauca par Kipras peli (mus cypriacus) – tieši Kiprā tā tika atklāta, un pētījums parādīja, ka šī suga uz salas dzīvo jau aptuveni 9-10 tūkstošus gadu! Viņu Kipras “radinieks” no cita veida pelēm atšķīrās ar lielākām acīm, ausīm un galvu.
Tāpat 2006. gadā tika publicēti Pasaules Dabas fonda ekspedīcijas Kalimantānas salā (Borneo) veikto pētījumu rezultāti. Purvos izdevās atrast unikālas čūskas, kas spēj mainīt krāsu. Salas centrālajā daļā, kur saglabājušies necaurejami meži, tika atklāta zinātnei līdz šim nezināma sarkanbrūna koku varde. Tika atklātas aptuveni 30 zivju sugas, kas izrādījās mazākie mugurkaulnieki pasaulē. To garums nepārsniedz vienu centimetru. Turklāt purva ūdens, kurā viņi dzīvo, ir 100 reizes skābāks nekā parastais lietus ūdens. Respektīvi, ja iepriekš tika uzskatīts, ka šādi ūdeņi ir vienkārši nepiemēroti dzīvībai, tad tagad ir kļuvis skaidrs: tieši skābā vide nodrošina komfortablus apstākļus daudzām dzīvnieku un augu sugām, kas nekur citur dabā nav sastopamas.
Kopumā pēdējo 15 gadu laikā Borneo salā ir atklātas un klasificētas gandrīz 400 jaunas dzīvnieku sugas. Šī ir īsta “pazudusī pasaule” - tur ir saglabājušies degunradži, ziloņi, mākoņainie leopardi un giboni, kas ir apdraudēti citos pasaules reģionos. Tikai Jaungvineja var salīdzināt ar Borneo. Pirms diviem gadiem uz šīs salas tika atrastas 20 jaunas varžu sugas, četras tauriņu sugas, un 2007. gadā viņi atklāja jaunu oposuma sugu, kas izrādījās viens no mazākajiem zaķveidīgajiem pasaulē, kā arī milzis. žurka.
Evolūcijas "zem pārsega".
Cita starpā cilvēki nepamana, kā dabā turpinās evolūcija. Kritizējot darvinismu, dažkārt tiek uzdots amatierisks jautājums: kāpēc pērtiķis tagad nepārvēršas par cilvēku? Sakiet, vai tas nenozīmē, ka homo sapiens nevarēja būt cēlies no primātiem un viņam vispār nav "saistītu" saistību ar tiem? Vai arī evolūcija ir pabeigta? "Nē, tas nenozīmē. Fakts ir tāds, ka pērtiķi jau sen ir attālinājušies no viena kopīgā zara ar cilvēku. Mēs gājām vienu attīstības ceļu, viņi sekoja citam," atbild Sergejs Ivņickis. "Galvenais bija tas, ka cilvēks senči nokāpa no koka zemē, bet pērtiķu senči palika.Tie ir dažādi biotopi.Nu mūsdienu mērkaķis nokāpj no koka,un kur tas dosies?Izies uz šosejas? attīstīt naftas urbumus?"
Neskatoties uz to, evolūcija, pēc Sergeja Ivņicka domām, turpinās "tieši aiz logiem". Reti kurš zina, ka mums tik pazīstamie pagraba odi daudzās pasaules pilsētās savairojušies tikai pagājušā gadsimta 20.-30.gados. Iepriekš šie asinssūcēji dzīvoja dabā netīros ūdenskrātuvēs, un tad pēkšņi sāka apdzīvot pasaules pilsētas lavīnai līdzīgā tempā. Turklāt viņu populācijas “iemācījās” ilgu laiku pastāvēt bez asinssūkšanas, gaidot īsto iespēju dzert asinis. Kā tas notika, nav skaidrs. Bet ir evolūcijas lēciens.
Vēl viens piemērs ir vārna. Savvaļā, neskartā dabā šis tagad ir rets putns, tas nav spējīgs knābāt čiekuru vai noķert kukaini. Bet vārna ir pielāgojusies dzīvei pilsētā, kur ir daudz atkritumu, un, pateicoties savai augstajai racionālajai aktivitātei, tā vienkārši dara brīnumus. Vārnas mētā krekerus peļķēs, lai samērcētu, un liek uzgriežņus zem automašīnu riteņiem un pat uz tramvaja sliedēm. Un, kad viņi ir pilni, viņiem patīk izspēlēt nerātnus, baidot garāmgājējus vai ripot no baznīcas kupoliem. Ir pienācis laiks uzdot jautājumu: vai šis putns ir kļuvis par saprātīgu radību?
Vēstures gaitā uz Zemes ir mainījušies miljoniem dzīvnieku sugu. Vienas sugas vidējais dzīves ilgums ir aptuveni miljons gadu. Lai gan daži dzīvo līdz 60-70 miljoniem gadu, piemēram, koelakants - sena daivu zivs. Protams, būtu interesanti izprast sugu parādīšanās un izzušanas mehānismus (par mākslīgo iznīcināšanu nerunāsim). Sergejs Ivņickis uzskata, ka šāda līdzība šeit ir piemērota. Lai uzzinātu, kā automašīnas brauc, pagriežas un apstājas, jāpaceļ motora pārsegs un jāpaskatās zem tā. Pats interesantākais ir tur. Un ko mums izdevās atklāt evolūcijas “zem pārsega”? Dabiskā atlase kā visa procesa dzinējspēks. Gēnu mutācijas kā starteris. Tika noteikts arī kustības virziens - zīmju izmaiņas.
"Dabiskajai atlasei ir vienalga, kā viena šķirne iegūst priekšrocības pār otru," saka Sergejs Ivņickis. "Katrā posmā selekcija akli darbojas par labu tiem, kas atstāj seksuāli nobriedušākus pēcnācējus. Taču rezultātā evolūcijas gaita kāds iemesls kļūst sakārtots, tas attīstās noteiktos virzienos, piemēram, ūdens plūsma kanāla gultnē. Līdz šai dienai joprojām ir intriģējošākais jautājums: kā nejaušas izmaiņas var novest pie stingras konstrukcijas uzbūves? Bez atbildes uz šo jautājumu jautājumu, nav iespējams izskaidrot dzīvības izcelsmi uz Zemes. Galu galā, tiklīdz izveidojās sarežģīta molekula, "tai nekavējoties jāsāk sabrukt. Par to liecina otrais termodinamikas likums - par pastāvīgu entropijas pieaugumu. , tas ir, haoss. Bet evolūcijas gadījumā ir otrādi: kustība notiek no vienkāršas uz sarežģītu, no haosa uz kārtību."
Zinātnieki cer uz nelīdzsvarotu sistēmu dinamikas teoriju. Šis fizikas virziens ir attīstījies pēdējo 20-25 gadu laikā, to sauc par jaunu skatījumu zinātnē un jo īpaši bioloģijā. Un daži to salīdzina ar relativitātes teoriju. Šī teorija mēģina izskaidrot, kā sarežģītā sistēmā, kas caur to izlaiž daudz enerģijas, parādās jaunas neparastas īpašības. Tas ir tas, kas mums ir nepieciešams, lai izskaidrotu evolūcijas noslēpumus.
Jau ilgu laiku cilvēku pārsteidz organiskās pasaules daudzveidība. Kā tas radās? Dabiskās atlases doktrīna izskaidroja, kā dabā veidojas jaunas sugas. Darvins savas idejas balstīja uz mājas šķirnēm. Sākotnēji mājdzīvnieku šķirnes bija mazāk dažādas nekā mūsdienās. Tiecoties pēc dažādiem mērķiem, cilvēki veica mākslīgo atlasi dažādos virzienos. Šķirnes rezultātā atšķīrās, t.i., atšķiras pēc īpašībām savā starpā un ar savu kopīgo senču šķirni.
Dabisko apstākļu atšķirība. Dabā atšķirības notiek visu laiku, un tās dzinējspēks ir dabiskā atlase. Jo vairāk atšķiras vienas sugas pēcnācēji, jo vieglāk tie izplatās daudzskaitlīgākos un daudzveidīgākos biotopos, un jo vieglāk ir vairoties. Darvins sprieda šādi. Kāds plēsīgs četrkājainais šajā apgabalā ir sasniedzis savu pastāvēšanas spēju robežu. Pieņemsim, ka valsts fiziskie apstākļi nav mainījušies; vai šis plēsējs var turpināt vairoties? Jā, ja pēcnācēji pārņem vietas, ko aizņem citi dzīvnieki. Un tas var notikt saistībā ar pāreju uz citu pārtiku vai jauniem dzīves apstākļiem (kokos, ūdenī utt.). Jo daudzveidīgāki ir šī plēsoņa pēcnācēji pēc īpašībām, jo plašāk tie izplatīsies.
Darvins sniedz piemēru. Ja vienā zemes gabalā iesējat viena veida garšaugus, bet citā, līdzīgā - vairākām dažādām sugām vai ģintīm piederošus garšaugus, tad otrajā gadījumā kopraža būs lielāka.
Dabā apgabalā, kas ir nedaudz lielāks par 1 m 2 , Darvins saskaitīja 20 dažādas augu sugas, kas pieder pie 18 ģintīm un 8 ģimenēm.
Šādi fakti apstiprina Darvina izvirzītās nostājas pareizību: “...vislielākā dzīvības summa tiek realizēta ar vislielāko struktūras daudzveidību...” Starp vienas sugas augiem ar identiskām vajadzībām pēc augsnes, mitruma, apgaismojums utt., notiek vissīvākā bioloģiskā konkurence. Dabiskā atlase saglabās tās formas, kas visvairāk atšķiras viena no otras. Jo pamanāmākas kļūst formu adaptīvo īpašību atšķirības, jo vairāk atšķiras pašas formas.
Pateicoties dabiskajai atlasei, evolūcijas process ir atšķiras raksturs: no vienas sākotnējās formas rodas vesels formu “vēdītājs”, it kā īpaši zari no vienas kopīgas saknes, bet ne visi saņem tālāku attīstību. Dabiskās atlases ietekmē bezgala garā paaudžu virknē vienas formas saglabājas, citas izmirst; vienlaikus ar diverģences procesu notiek izzušanas process, un tie abi ir cieši saistīti viens ar otru. Vislielākais potenciāls izdzīvot dabiskās atlases procesā ir visdažādākajām formām, jo tās savā starpā konkurē mazāk nekā starpposma un senču formas, kas pakāpeniski izzūd un izmirst.
Šķirne ir solis ceļā uz sugas veidošanos. Darvins iedomājās, ka jaunu sugu veidošanās process dabā sākas ar sugu sadalīšanos starpsugu grupās, ko viņš nosauca šķirnes.
Pateicoties dabiskajai atlasei un atšķirībai, šķirnes iegūst arvien izteiktākas iedzimtības pazīmes un kļūst par īpašām, jaunām sugām.
Atšķirība starp šķirni un sugām ir ļoti liela. Vienas sugas šķirnes krustojas un rada auglīgus pēcnācējus. Dabiskos apstākļos sugas, kā likums, nekrustojas, kā rezultātā notiek sugu bioloģiskā izolācija.
Lai labāk izskaidrotu, kā veidošanās process notiek dabā, Darvins piedāvāja šādu diagrammu (11. att.).
Diagrammā parādīti iespējamie evolūcijas ceļi 11 vienas ģints sugām, kas apzīmētas ar burtiem A, B, C utt. - līdz L ieskaitot. Atstarpes starp burtiem parāda sugu tuvumu.
Tādējādi sugas, kas apzīmētas ar burtiem D un E vai F un G, ir mazāk līdzīgas viena otrai nekā sugas A un B, vai K un L utt. Horizontālās līnijas norāda atsevišķus šo sugu evolūcijas posmus, un katru posmu parasti uzskata par būt 1000 paaudzēm.
Izsekosim sugas A evolūcijai. Punktu līniju kopa no punkta A attēlo tās pēcnācējus. Individuālās mainīguma dēļ tie atšķirsies savā starpā un no pamatsugas A. Dabiskās atlases procesā tiks saglabātas labvēlīgas izmaiņas. Tajā pašā laikā viņš atklās savu noderīga darbība diverģence: raksturlielumi, kas visvairāk atšķiras viens no otra (saišķa līnijas a 1 un m 1), saglabāsies, uzkrājas no paaudzes paaudzē un atšķirsies arvien vairāk. Laika gaitā taksonomisti atzīst 1 un m 1 kā īpašas šķirnes.
Pieņemsim, ka pirmajā posmā - pirmajos tūkstoš gados - no A sugas radās divas skaidri noteiktas šķirnes a 1 un m 1. To apstākļu ietekmē, kas izraisīja izmaiņas mātes sugā A, šīs šķirnes turpinās mainīties. Varbūt desmitajā posmā viņiem būs tādas atšķirības savā starpā un ar sugu A, ka tās jāuzskata par divām atsevišķām sugām: a 10 un m 10. Dažas sugas izmirs, un, iespējams, tikai f 10 sasniegs desmito stadiju, veidojot trešo sugu. Pēdējā posmā tiek ieviestas 8 jaunas sugas, kuru izcelsme ir suga A: a 14, q 14, p 14, c 14, f 14, o 14, e 14 un t 14. Sugas a 14, q 14 un p 14 ir tuvāk viena otrai nekā citām sugām un veido vienu ģints, pārējās sugas veido vēl divas ģintis. I sugas evolūcija norit līdzīgi.
Citu sugu liktenis ir atšķirīgs: no tām tikai E un F sugas izdzīvo līdz desmitajai stadijai, E suga pēc tam izmirst. Īpaši jāatzīmē suga F 14: tā ir saglabājusies līdz mūsdienām gandrīz nemainīga salīdzinājumā ar pamatsugu F. Tas var notikt, ja vides apstākļi ilgā laika periodā nemainās vai mainās ļoti maz.
Darvins uzsvēra, ka dabā ne vienmēr saglabājās tikai atšķirīgākās, ekstrēmākās šķirnes, arī vidējās var izdzīvot un dzemdēt pēcnācējus. Viena suga savā attīstībā var apsteigt citu; No ekstrēmajām šķirnēm dažkārt attīstās tikai viena, bet var attīstīties trīs. Viss atkarīgs no tā, kā veidojas bezgala sarežģītās organismu attiecības savā starpā un ar vidi.
Specifikāciju piemēri. Sniegsim sugu veidošanās piemērus, un izmantosim šo terminu pasugas, pieņemts zinātnē, nevis "dažādi".
Plaši izplatītas sugas, piemēram, brūnais lācis, kalnu zaķis, parastā lapsa un parastā vāvere, ir sastopamas no Atlantijas okeāna līdz Klusajam okeānam, un tām ir liels skaits pasugu. PSRS centrālajā zonā aug vairāk nekā 20 vībotņu sugas. Viņi visi cēlušies no vienas un tās pašas senču sugas. Viņa pēcnācēji tvēra dažādus biotopus - stepes, mežus, laukus - un, pateicoties diverģencei, pamazām atdalījās viens no otra, vispirms pasugās, tad sugās (12. att.). Apskatiet citus piemērus tajā pašā attēlā.
Specifikācija turpinās arī šodien. Kaukāzā dzīvo sīlis ar melnu apspalvojumu pakausī. To vēl nevar uzskatīt par neatkarīgu sugu, tā ir parastā sīķa pasuga. Amerikā ir sastopamas 27 dziesmu zvirbuļu pasugas. Lielākā daļa no tiem nedaudz atšķiras viens no otra, taču dažiem ir krasas atšķirības. Laika gaitā pasugas, kas ir starpposma raksturlielumos, var izmirt, un ekstrēmās kļūs par neatkarīgām jaunām sugām, kas zaudē spēju krustoties savā starpā.
Izolācijas nozīme. Sugas izplatības zonas plašums veicina dabisko atlasi un diverģenci. Tas notiek, kad suga apmetas apgabalos, kas ir izolēti viens no otra. Šādos gadījumos tiek ievērojami apgrūtināta organismu iekļūšana no viena apgabala uz otru un krasi samazināta vai vispār nav iespējama to krustošanās iespēja.
Sniegsim piemērus. Kaukāzā apgabalos, ko atdala augsti kalni, ir īpašas tauriņu, ķirzaku uc pasugas. Baikāla ezerā dzīvo daudzas skropstu dzīvnieku sugas un ģintis. plakanie tārpi, vēžveidīgie un zivis, kas nav nekur citur. Šis ezers ir atdalīts no citiem ūdens baseiniem ar kalnu grēdām aptuveni 20 miljonus gadu un ir savienots ar Ziemeļu Ledus okeānu tikai caur upēm.
Citos gadījumos organismi nevar krustoties, jo bioloģiskā izolācija. Piemēram, divu veidu zvirbuļi - mājas zvirbulis un lauka zvirbulis - ziemā uzturas kopā, taču parasti tie ligzdo dažādos veidos: pirmais - zem māju jumtiem, otrs - koku dobumos, gar meža malām. . Patlaban melnspārnu sugas ir iedalītas divās grupās, kuras pēc izskata joprojām nav atšķiramas. Bet viens no viņiem dzīvo dziļos mežos, otrs uzturas cilvēku dzīvesvietas tuvumā. Tas ir divu pasugu veidošanās sākums.
Konverģence. Līdzīgos eksistences apstākļos dažādu sistemātisku grupu dzīvnieki dažkārt iegūst līdzīgu adaptāciju videi, ja tie tiek pakļauti vienam un tam pašam selekcijas faktoram. Šo procesu sauc konverģence-- zīmju konverģence. Piemēram, kurmja un kurmja kriketa priekšējās rakšanas ekstremitātes ir ļoti līdzīgas, lai gan šie dzīvnieki pieder pie dažādām klasēm. Vaļveidīgie un zivis pēc ķermeņa formas ir ļoti līdzīgi viens otram, un dažādām klasēm piederošo peldošo dzīvnieku ekstremitātes ir līdzīgas. Arī fizioloģiskās īpašības ir saplūstošas. Tauku uzkrāšanās roņveidīgajiem un vaļveidīgajiem ir izskaidrojama ar dabiskās atlases rezultātu ūdens vidē: tas samazina ķermeņa siltuma zudumus.
Konverģence attālu sistemātisku grupu (tipu, klašu) ietvaros ir izskaidrojama tikai ar līdzīgu eksistences apstākļu ietekmi uz dabiskās atlases gaitu. Salīdzinoši cieši radniecīgu dzīvnieku konverģenci ietekmē arī to izcelsmes vienotība, kas, šķiet, veicina līdzīgu iedzimtu izmaiņu rašanos. Tāpēc vienas klases ietvaros tas tiek novērots biežāk.
Sugu daudzveidība. Darvina doktrīna par organiskās pasaules evolūciju skaidro sugu daudzveidību kā neizbēgamu dabiskās atlases rezultātu un ar to saistīto raksturu atšķirības.
Pamazām evolūcijas procesā sugas kļuva sarežģītākas, organiskā pasaule pacēlās arvien augstākā attīstības līmenī. Tomēr visur dabā dzīvnieki un augi vienlaikus pastāv līdzās, un to organizācija ir dažāda sarežģītības pakāpe.
Kāpēc dabiskā atlase “nepacēla” visas zemi organizētās grupas līdz augstākajam organizācijas līmenim?
Dabiskās atlases rezultātā visas augu un dzīvnieku grupas ir pielāgotas tikai saviem eksistences apstākļiem, un tāpēc tās visas nevarēja pacelties līdz vienlīdz augstam organizācijas līmenim. Ja šie apstākļi neprasa palielināt struktūras sarežģītību, tad tās pakāpe nepalielinājās, jo, pēc Darvina vārdiem, "ļoti vienkāršos dzīves apstākļos augsta organizācija nesniegtu nekādus pakalpojumus". Indijas okeānā vairāk vai mazāk nemainīgos apstākļos galvkāju sugas (nautilus) dzīvo gandrīz nemainīgas daudzus simtus tūkstošu gadu. Tas pats attiecas uz mūsdienu daivu zivīm.
Tādējādi dažādas struktūras sarežģītības organismu vienlaicīga līdzāspastāvēšana tiek skaidrota ar dabiskās atlases un diverģences teoriju.
Dabiskās atlases rezultāti. Dabiskajai atlasei ir trīs cieši saistītas svarīgas sekas: 1) dzīvo būtņu organizācijas pakāpeniska sarežģīšana un palielināšanās; 2) organismu pielāgošanās spējas vides apstākļiem; 3) sugu daudzveidība.
Mainoties dzīves apstākļiem, pieaug individuālo atšķirību skaits starp vienas sugas īpatņiem dabiskās atlases rezultātā un tiek atzīmēta īpašību diverģence sugas ietvaros. Rezultātā vienas sugas ietvaros veidojas vairākas grupas ar dažādām pazīmēm un īpašībām. Protams, cīņa par eksistenci vairumā gadījumu novedīs pie pakāpeniskas starpformu izzušanas un to izdzīvošanas, kas ir pielāgojušies mainītajai videi. Tādā veidā no vienas senču sugas vēsturiskajā procesā veidojas vairākas jaunas sugas.
Saskaņā ar Darvina mācībām jaunas sugas rodas mantojuma dēļ no paaudzes paaudzē un pakāpenisku nelielu izmaiņu uzkrāšanos, ko organismi iegūst ontoģenēzes laikā. Vienas sugas ietvaros esošajiem organismiem adaptācijas rezultātā dažādiem apstākļiem veidojas vairākas jaunas sugas. Attēlā 40 atspoguļo trīs jaunu sugu parādīšanos no A tipa un divu jaunu sugu parādīšanos no B tipa. Kā redzams attēlā, izmaiņas jaunā sugā A savukārt izraisīja 14 jaunu sugu veidošanos. Dažos gadījumos jaunas sugas rodas pakāpenisku vecāku sugu izmaiņu rezultātā. Piemērs tam ir sugu E 10, F 10 veidošanās ar pakāpenisku E, F sugu maiņu.
Mainoties dzīves apstākļiem, mainās arī dabiskās atlases virziens. Ja vienas un tās pašas plaši izplatītas sugas indivīdu grupas ietilpst dažādi apstākļi vai sākt, piemēram, medīt dažādus laupījumus, tad atlase šajās grupās notiks dažādos virzienos. Tas novedīs pie dažādu pielāgojumu veidošanās tajos. Rezultātā no viena veida līdz dabiskā izlase veidojas vairākas jaunas sugas, t.i., notiks sugu veidošanās process. Lai to ilustrētu, Darvins sniedz diagrammu par rakstzīmju novirzēm vai atšķirībām.
Diagrammā lielie burti (A, B, C, D utt.) zem apakšējās rindas parasti norāda atsevišķas vienas ģints sugas. Paralēlas līnijas no apakšas uz augšu (no I līdz XIV) simbolizē paaudžu maiņu laika gaitā. Darvins parasti pieņem, ka no vienas rindas uz nākamo notiek tūkstoš paaudžu maiņa. No apakšas uz augšu vērstās punktētās līnijas ilustrē šo paaudžu vēsturisko likteni dažādos attīstības posmos. Jo lielāks attālums starp punktotajām līnijām, kas šķērso vienu paralēlu līniju, jo lielāka ir atšķirība starp atšķirīgām indivīdu grupām attiecīgajā paaudzē (II līnija) nekā starp punktiem a5 un m5 (V līnija). Tas nozīmē, ka sākotnējā atšķirība (atšķirība) starp divām kopējās sākotnējās sugas A pēcnācēju grupām (a2 un m2), kas radās 2000 paaudzēs, ir mazāka nekā atšķirības, kas izveidojušās pēc 5000 paaudzēm (a5 un m5). Tāpēc, saka Darvins, mēs varam pieņemt, ka grupas a2 un m2 ir vēl divas vienas izplatītas sugas šķirnes, un grupas a5 un m5 jau būs divas jaunas sugas, kurām ir kopīgs sencis (suga A).
Tādējādi, saskaņā ar Darvinu, jaunas sugas rodas caur virkni starpposmu: pirmkārt, vienas sugas ietvaros rodas divas (vai vairākas) šķirnes; šīs šķirnes, turpinot atšķirties pēc rakstura, pakāpeniski kļūst par pasugām un, visbeidzot, par jaunām sugām. Šķirne ir solis ceļā uz jaunas sugas veidošanos. Turklāt saskaņā ar atšķirību shēmu, kā likums, viena veca suga rada nevis vienu, bet vairākas sugas.
Atšķirīgs raksturs Speciācija notiek tāpēc, ka sākotnējā organismu atšķirība sugā palielina to skaitu. Darvins ilustrē šo punktu ar šo piemēru: kopējais skaits Vilku skaits sāk pieaugt, jo dažādas šī plēsoņa ģimenes sāk medīt dažādus laupījumus. Daži vilki “specializējas” mājlopu audzēšanā, bet citi – savvaļas dzīvniekiem. Līdz ar to palielinās kopējais vilku skaits. Starp tiem rodas dažādi dabiskās atlases virzieni un līdz ar to atšķirības.
Atgriezīsimies pie diverģences shēmas. Evolūcijas gaitā rodas arī jauni selekcijas virzieni (atkārtoti zarojas punktētās līnijas no sugas A un sugas I). Dažas no šīm līnijām izrādās strupceļi: to pēcnācēji līdz mūsdienām neizdzīvo (XIV līnija) un izmirst, aizstājot ar vairāk pielāgotām sugām. Daudzas no sākotnējām sugām arī neatstāj pēcnācējus (t.i., izmirst). Un daži (līnija F diagrammā) izdzīvo līdz mūsdienām, gandrīz nemainot to īpašības.
Aplūkotā procesa pēdējā posmā jaunizveidotajām sugām ir dažādas līdzības pakāpes. XIV līnijā ir skaidri redzamas 5 viena otrai vistuvākās sugu grupas. Šāda tuvuma iemesls, kā skaidri redzams diagrammā, ir šādu sugu ciešās attiecības. Taksonomists, apvienojot cieši radniecīgas sugas vienā ģints, tādējādi atspoguļojot šo sugu radniecību un kopīgo izcelsmi.
Dzemdības savukārt tās apvienojas ģimenēs, ģimenes ordeņos utt. Diverģences diagramma parāda, ka šajā gadījumā šādu asociāciju pamatā ir pats evolūcijas process. Ja tie ir ļoti cieši saistīti, sugas piederēs vienai un tai pašai ģints, ja tās ir radniecīgākas, tās piederēs vienai ģimenei. Visbeidzot, ļoti attālas sugas iedalīsies dažādās viena veida klasēs. Tas nozīmētu, ka visām viena veida sugām galu galā ir viens kopīgs sencis, tikai šis sencis ir neparasti sens.
Tātad, modernas sistēmas augi un dzīvnieki atspoguļo noteiktu evolūcijas posmu. Tajā pašā laikā ir svarīgi to atcerēties mūsdienīgi skati, ko aprakstījuši taksonomi, tagad ir īstas, bet vēsturiski īslaicīgas: kādreiz tās bija tikai pasugas; kādā tālā nākotnē tie var kļūt par ģintīm, kas apvieno jaunu radniecīgu sugu grupas; šīs jaunās nākotnes sugas mūsdienās ir tikai pasugas vai šķirnes. Tādējādi atšķirību diagramma izskaidro, kā evolūcija ir mūsdienu taksonomijas pamatā. Tajā pašā laikā tas parāda, ka atšķirības neizbēgami noved pie dažādu organisko formu rašanās dabā.
Atšķirību diagramma palīdz izprast vēl vienu svarīgu jautājumu. Vispārējā organisko formu daudzveidības palielināšanās ievērojami sarežģī attiecības, kas rodas starp organismiem dabā. Tāpēc vēsturiskās attīstības gaitā vislielākās priekšrocības parasti saņem visaugstāk organizētās formas. Tādējādi vispārējā augu un dzīvnieku pasaules attīstība uz Zemes tiek veikta no zemākām formām uz augstākām.
Taču tajos gadījumos, kad dzīves apstākļi nekļūst sarežģītāki, bet paliek praktiski nemainīgi, un organismi tiek saglabāti bez turpmākiem sarežģījumiem.
Līdztekus diverģencei evolūcijas rezultāts var būt arī pretējs rezultāts – konverģence jeb raksturlielumu konverģence. Konverģence notiek dabiskās atlases vienvirziena darbības dēļ organismos, kas atrodas sistemātiski tālu viens no otra, kad šie organismi dzīvo līdzīgos apstākļos. Konverģentas līdzības piemērs ir haizivs (zivs), ihtiozaura (izmiris ūdens rāpulis ar kaklu) un delfīns (ūdens zīdītājs) racionalizētā ķermeņa forma. Ķermeņa formu līdzību šeit neizraisa tuva dzimta. tība, bet dabiskās atlases vienvirziena darbība tajā pašā ūdens vidē, kur šāda forma ir noderīga gan zivīm, gan delfīniem.
Tādējādi, pamatojoties uz dabiskās atlases darbību, veidojas relatīvā piemērotība, veidojas jaunas sugas, palielinās kopējā organisko formu daudzveidība dabā un notiek progresīva dzīvnieku un augu pasaules attīstība uz Zemes.
Mazāko taksonu (kategoriju bioloģijā) sauc par sugu. Suga - īpatņu grupa, kam ir līdzīgas morfoloģiskās īpašības, kas brīvi krustojas un vienlaikus rada auglīgus pēcnācējus. Ir arī citi, plašāki taksoni. Cieši radniecīgu sugu grupa, piemēram, veido ģints, un no cieši radniecīgām dzimtām veidojas dzimta utt. Bet šodien mēs runāsim par mazāko taksonomisko kategoriju, tas ir, sugām. Kas ir suga, kā šis taksons veidojas un kādas specifikācijas metodes pastāv dabā? Tātad, sāksim.
Specifikācija dabā
Speciācija ir jaunu sugu veidošanās un to izmaiņu process. Ir tāda lieta kā starpsugu saderības barjera. Kas tas ir?
Tas ir gadījumā, ja sugas, krustojot, nespēj radīt auglīgus pēcnācējus. Saskaņā ar evolūcijas teoriju, specifika ir atkarīga no iedzimtas variācijas. Mūsdienās bioloģijā ir divu veidu specifikācijas - ģeogrāfiskā un ekoloģiskā. Parunāsim par katru no tiem sīkāk.
Ģeogrāfiskā specifikācija
Ģeogrāfiskā vai, kā to sauc arī, alopatriskā specifika, ir jaunu sugu veidošanās telpiskā izolācijā. Vienkārši sakot, sugas veidošanās nāk no populācijām, kas dzīvo dažādos ģeogrāfiskos apgabalos. Tā kā populācijas ilgstoši ir atdalītas, starp tām notiek ģenētiska izolācija.
Tas saglabājas pat tad, ja populācijas vairs nav nošķirtas. Var minēt daudzus.Ņemsim par piemēru maijpuķīti. Tam ir piecas neatkarīgas zonas, kuras vispirms tika uzskatītas par vienu. Ir svarīgi, lai tie visi atrastos diezgan lielā attālumā viens no otra. Katrā no teritorijām parādījās sacīkstes, kas izraisīja neatkarīgu augu sugu veidošanos. Tāpat, izmantojot migrācijas piemēru, aplūkosim lielās zīles izkliedi. dzīvojot Eiropā, sāka apmesties tuvāk austrumiem. Šim nolūkam bija ziemeļu un dienvidu maršruti. Tuvāk dienvidiem ir izveidojušās tādas pasugas kā Buhāra un mazās zīles, bet tuvāk ziemeļiem - mazās un lielās zīles. Pēdējie neražo hibrīdus.
Un tā izrādījās, ka šādas nokārtošanas rezultātā starp viņiem radās reproduktīvā barjera. Apskatīsim citu piemēru. Austrālijas papagaiļu suga Dienvidaustrālijā pastāv jau sen. Ir vērts atzīmēt, ka šī ir diezgan mitra vieta. Iestājoties sausumam, teritorija mainījās, kā rezultātā teritorija tika sadalīta divās daļās: austrumu un rietumu. Dabiski, ka ilgā laika periodā veidojās katrs no tiem Dažādi papagaiļi. Pēc ilgāka laika sākotnējā teritorija praktiski tika atjaunota. Klimatiskie apstākļi atkal kļuva tāds pats, bet reiz viena suga vairs nevarēja krustoties, jo notika ģenētiskā izolācija. Tādējādi alopatriskā specifikācija ir saistīta ar izolāciju. Tā rezultātā veidojas jaunas neatkarīgas sugas.
Ekoloģiskais veidošanās ceļš
Papildus ģeogrāfiskajam ir vēl viens veids. Šī ir ekoloģiskā specifika. Tam ir arī otrs nosaukums – simpātisks. Kāda veida metode šī ir? Ekoloģiskā specifikācija ir jaunu sugu veidošanās indivīdu novirzīšanās rezultātā atsevišķās teritorijās. Tas ir, sākumā suga dzīvo vienā apgabalā, bet vēlāk, pieaugot konkurencei, tā izplatās uz citām teritorijām. Piemēram, varat novērot šādu situāciju. Lielais grabulis zied visu vasaru. Bet, ja šajā apvidū katru gadu pļaujat zāli vasaras vidū, augs vairs nespēs ražot sēklas. Šī iemesla dēļ tiek saglabātas sēklas, kas tika dotas pirms vai pēc pļaušanas.
Tādējādi abi veidi, kas atrodas vienā pļavā, nevar krustoties. Ekoloģisko specifiku var apstiprināt tuvu radniecīgu sugu klātbūtne blakus esošajos biotopos. Dažkārt šīs jomas pat sakrīt.
Specifikācija un tās loma
Speciācijas metodes ir pētītas jau ilgu laiku, taču to pētīšana ir diezgan sarežģīta. Tas ir saistīts ar specifikācijas procesa ilgumu. Ekoloģiskā un ģeogrāfiskā specifika ļoti atšķiras viena no otras, tomēr katrai no tām ir noteikta nozīme dabas dzīvē. To galvenā loma ir jaunu sugu veidošanās.
