Was ist Evolution in der Biologie kurz gesagt. Die wichtigsten Bestimmungen der Evolutionslehre von Ch. Darwin. Arten von Beweisen für die Evolution

Das natürliche Phänomen der Veränderungen von Populationen, Arten, höheren Taxa, Biozönosen, Flora und Fauna, Genen und Merkmalen im Laufe der Zeit während der Erdgeschichte.

Wissenschaftliche Evolutionstheorien erklären, wie Evolution abläuft, was ihre Mechanismen sind.

allgemeine Eigenschaften

Genau genommen ist die biologische Evolution der Prozess der zeitlichen Veränderung der erblichen Eigenschaften oder des Verhaltens einer Population lebender Organismen. Erbliche Meilensteine ​​sind im Erbgut des Organismus (meist DNA) kodiert. Evolution ist nach der synthetischen Evolutionstheorie in erster Linie das Ergebnis dreier Prozesse: zufällige Mutationen des Erbguts, zufällige genetische Abweichung (engl. Gendrift) und nicht zufällige natürliche Auslese innerhalb von Gruppen und Arten.

Die natürliche Selektion, einer der Prozesse, die die Evolution steuern, ist das Ergebnis von Unterschieden in den Fortpflanzungschancen zwischen Individuen in einer Population. Dies folgt zwangsläufig aus folgenden Tatsachen:

• Natürliche, erbliche Variation existiert innerhalb von Gruppen und zwischen Arten
• Organismen der Überzüchtung (die Anzahl der Nachkommen überschreitet die Grenze des garantierten Überlebens)
• Organismen mit hervorragender Überlebens- und Regenerationsfähigkeit
• In jeder Generation geben diejenigen, die sich erfolgreich reproduzieren, ihr erbliches Chichi mit Sicherheit an die nächste Generation weiter, während erfolglose Reproduzierer dies nicht tun.

Wenn Eigenschaften die evolutionäre Fitness der Individuen erhöhen, die sie tragen, dann überleben und reproduzieren diese Individuen eher als andere Organismen in der Population. So geben sie mehr Kopien erfolgreicher Erbanlagen an die nächste Generation weiter. Eine entsprechende Abnahme der Fitness aufgrund von schädlichem Qichi führt zu ihrer Entstehung. Im Laufe der Zeit kann dies zur Anpassung führen: die allmähliche Anhäufung neuer (und das Fortbestehen bestehender), die die Population lebender Organismen im Allgemeinen an ihre Umgebung und ökologische Nische anpassen.

Obwohl die natürliche Selektion in ihrer Funktionsweise nicht zufällig ist, haben andere kapriziöse Kräfte einen starken Einfluss auf den Evolutionsprozess. Bei sich sexuell fortpflanzenden Organismen führt zufällige genetische Variation zu erblichen, die durch Zufall und zufällige Paarung ziemlich häufig werden. Dieser ziellose Prozess kann in bestimmten Situationen (insbesondere in kleinen Gruppen) durch natürliche Auslese beeinflusst werden.

In unterschiedlichen Umgebungen können natürliche Selektion, zufällige genetische Variationen und ein klein wenig Zufälligkeit in den auftretenden und gespeicherten Mutationen dazu führen, dass sich verschiedene Gruppen (oder Teile einer Gruppe) in verschiedene Richtungen entwickeln. Bei ausreichender Meinungsverschiedenheit können zwei Gruppen sexuell reproduzierbarer Organismen so unterschiedlich werden, dass sie eine separate Art bilden, insbesondere wenn die Fähigkeit zur Kreuzung zwischen den beiden Gruppen verloren geht.

Experimente zeigen, dass alle lebenden Organismen auf der Erde einen gemeinsamen Vorfahren haben. Diese Schlussfolgerung wurde aufgrund des gemeinsamen Vorhandenseins von L-Aminosäuren in Proteinen, des Vorhandenseins eines gemeinsamen genetischen Codes in allen Lebewesen, der Möglichkeit der Klassifizierung durch Vererbung in Kategorien, der Verschachtelung, der Homologie von DNA-Sequenzen und der Gemeinsamkeit der meisten getroffen gemeinsame biologische Prozesse.

Obwohl die erste Erwähnung der Idee der Evolution bis in die Antike reicht, erhielt sie ihre neueste, moderne Form in den Schriften von Alfred Wallace und Charles Darwin in ihrem gemeinsamen Artikel in der Linnean Society in London. (Linnean Society of London) und später in Darwins On the Origin of Species (1859). In den 1930ern Die Synthetische Evolutionstheorie verband die Evolutionstheorie mit der Genetik von Gregor Mendel.

Die Evolution von Organismen erfolgt aufgrund von Änderungen in erblichen Merkmalen. Beispielsweise ist die Augenfarbe einer Person ein erbliches Merkmal, das eine Person von ihren Eltern erhält. Erbanlagen werden von Genen gesteuert. Die Gesamtheit der Gene eines Organismus ist sein Genotyp.

Die Gesamtheit aller Merkmale, die die Struktur und das Verhalten eines Organismus ausmachen, wird als Phänotyp bezeichnet. Diese Anzeichen entstehen durch die Wechselwirkung des Genotyps dieses Organismus mit Umweltbedingungen. Das heißt, nicht jedes phänotypische Merkmal eines Organismus wird vererbt. Sonnenbrand ist beispielsweise auf die Wechselwirkung des menschlichen Erbguts mit Sonnenlicht zurückzuführen, sodass ein Sonnenbrand nicht nachlässt. Im Allgemeinen bräunen Menschen auf unterschiedliche Weise, was sich aus ihrem Genotyp ergibt. Einige Menschen haben zum Beispiel eine solche erbliche Eigenschaft wie Albinzym. Albinos werden nicht braun und reagieren sehr empfindlich auf Sonneneinstrahlung – sie bekommen leicht einen Sonnenbrand.

Gründe für Evolution

Kopieren von Matrix mit Fehlern

Das Leben auf der Erde basiert auf dem Prozess des Kopierens von Nukleinsäuremolekülen - DNA und RNA. Der Kopiervorgang erfolgt nach dem Matrixprinzip der Komplementarität: Ein Nukleinsäuremolekül kann für sich ein gepaartes bilden, und von diesem gepaarten Molekül wird ein Molekül abgelesen, das mit dem ursprünglichen identisch ist. Somit sind DNA- und RNA-Moleküle zur unbegrenzten Vermehrung fähig.

Beim Kopieren treten aufgrund der Unvollkommenheit des Replikationssystems zwangsläufig Fehler auf. Durch diese Fehler enthalten DNA- und RNA-Kopien kleine Unterschiede, die jedoch mit der Zeit zunehmen. Dieser Prozess der Selbsterschaffung mit Veränderungen wird genannt konvariante Reduktion.

Bestimmte unbelebte Systeme wie Kristalle oder einige chemische Kreisläufe können sich mit Fehlern unbegrenzt reproduzieren. Aber das Lebende ist insofern anders, als es diese Fehler unverändert an die nächsten Generationen weitergeben kann. Diese Fehler oder Mutationen verändern praktisch nicht die physikalisch-chemischen Eigenschaften von Nukleinsäuremolekülen, sondern beeinflussen die Informationen, die lebende Organismen daraus lesen. Somit zeigen lebende Organismen Vererbung und Variabilität ihrer Merkmale, die jeweils durch Kopieren und Mutation in Nukleinsäuremolekülen verursacht werden.

Homöostase und Stabilität der Ontogenese

Die ständige Vervielfältigung von DNA mit Fehlern führt dazu, dass sich die in jedem Molekül vorhandene Erbinformation im Laufe der Zeit stark verändert. Moderne lebende Organismen verfügen über Schutzsysteme gegen übermäßige Veränderungen in der Nukleotidsequenz des DNA-Moleküls. Dazu gehören Reparaturenzyme, Suppressoren beweglicher Elemente des Genoms, antivirale Abwehrmechanismen etc.

Trotzdem werden die Gene mit einigen Veränderungen an die nächste Generation weitergegeben, wodurch die Population lebender Organismen der gleichen Art in der Regel keine Individuen enthält, bei denen die gesamte DNA-Sequenz gleich ist. Gleichzeitig ist die phänotypische Variabilität oft geringer als die genetische Variabilität, da Interaktionen zwischen verschiedenen Genen in der Ontogenese den Einfluss von Veränderungen in einzelnen Genen unterdrücken. So erreichen vielzellige Organismen die Stabilität der individuellen Entwicklung, was zur Erhaltung der Artnorm führt.

Selektives Überleben und Fortpflanzung

RNA- und DNA-Moleküle sowie lebende Organismen vermehren sich je nach ihren eigenen Eigenschaften und Umweltbedingungen mit unterschiedlicher Effizienz. Organismen können sterben, bevor sie den Zeitpunkt der Reproduktion erreichen, und diejenigen, die überleben, hinterlassen eine unterschiedliche Anzahl von Nachkommen. Diejenigen Organismen, die überlebten und sich effizient reproduzierten, konnten dies aus zwei Gruppen von Gründen tun: der Konformität ihrer Genvarianten mit Umweltbedingungen oder einer Kombination von Umständen, die nichts mit der „Qualität“ der Allele zu tun hatten. Entsprechend wird der Einfluss der ersten Gruppe auf die Verteilung von Allelen in der Bevölkerung durch das Konzept der natürlichen Selektion und die zweite Gruppe durch das Konzept der genetischen Drift beschrieben.

Natürliche Auslese

Natürliche Selektion ist selektives Überleben (Langzeitüberleben) und Fortpflanzung der am besten an die Umweltbedingungen angepassten Individuen in einer Population. Je angepasster eine Pflanze oder ein Tier ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass sie die Fortpflanzungszeit überleben, und desto mehr Nachkommen werden sie hinterlassen. Die Fitness hängt vom Vorhandensein von Allelen von Genen im Genotyp eines Individuums ab, die das Überleben und die Fortpflanzung fördern. Da alle Organismen einer Population unterschiedliche Genotypen aufweisen, wird unter stabilen Bedingungen die Zahl der Träger von unter diesen Bedingungen günstigeren Gen-Allelen über Generationen zunehmen.

Darüber hinaus erzeugen Umweltbedingungen einen Wettbewerb um Überleben und Reproduktion zwischen Organismen. Daher geben Organismen, die Allele besitzen, die ihnen einen Vorteil gegenüber ihren Konkurrenten verschaffen, diese Allele an ihre Nachkommen weiter. Allele, die diesen Vorteil nicht bieten, werden nicht an die nächste Generation weitergegeben.

genetische Drift

Genetische Drift ist ein Prozess der Veränderung der Allelhäufigkeit, der durch Ursachen verursacht wird, die nicht mit dem Einfluss von Allelen auf die Fitness von Individuen zusammenhängen. Daher wird Gendrift als neutraler Mechanismus für die Evolution von Genen und Populationen bezeichnet. Die Beziehung zwischen dem Einfluss der natürlichen Selektion und der genetischen Drift in einer Population variiert in Abhängigkeit von der Selektionskraft und der effektiven Größe der Population (der Anzahl reproduktionsfähiger Individuen). In großen Populationen spielt die natürliche Selektion normalerweise eine große Rolle, in kleinen Populationen herrscht genetische Drift vor. Das Überwiegen der genetischen Drift in kleinen Populationen kann sogar zur Fixierung schädlicher Mutationen führen. Infolgedessen kann eine Änderung der Populationsgröße den Verlauf der Evolution erheblich verändern. Der Flaschenhalseffekt, wenn die Populationsgröße stark abnimmt und dadurch die genetische Vielfalt verloren geht, führt zu einer größeren Populationshomogenität.

Allgemeiner Verlauf der Evolution

Die ersten Spuren von Leben auf der Erde sind auf 3,5 bis 3,8 Milliarden Jahre datiert. Dies sind die Überreste des prokaryotischen Lebens - Stromatolithen. Vor etwa 3 Milliarden Jahren tauchten die ersten Photosyntheseprodukte auf, die Cyanobakterien waren. Die ersten Eukaryoten erschienen vor etwa 1,6 bis 1,8 Milliarden Jahren. Dies führt zu einer "Sauerstoffkatastrophe" - einem starken Anstieg der Sauerstoffkonzentration in der Erdatmosphäre. Vielzellige Eukaryoten entstanden wiederholt in verschiedenen Gruppen, aber die ersten zuverlässigen Fossilien stammen aus der Zeit vor etwa 750 Millionen Jahren (kryogene Periode), und das Auftreten einer vielfältigen ozeanischen Biota ist mit der Vendian-Periode verbunden (Ediacaran-Biota, vor etwa 600 Millionen Jahren). Das Erscheinen von Skeletttieren und ihren reichen Überresten erfolgte im Kambrium vor etwa 550 bis 520 Millionen Jahren. Dann erschienen die meisten modernen Tierarten.

Im Silur kamen erstmals Pflanzen an Land. Im Devon siedelten sich die ersten Amphibien und Arthropoden an Land. Im Perm tauchten Reptilien auf, die die Erde während des Mesozoikums beherrschten. Mehrere Gruppen therapsidischer Reptilien entwickelten sich weiter zu Säugetieren. In der Kreidezeit tauchten Vögel auf und blühende Pflanzen begannen zu gedeihen. Im Känozoikum dominierten Säugetiere und Insekten blühten ebenfalls auf. Im Anthropogen führte eine der Primatengruppen, die Hominiden, zur menschlichen Evolution. Im Pleistozän-Holozän wird der Mensch zu einer geologischen Kraft, die die Evolution der gesamten Biosphäre beeinflusst.

Eigenschaften der Evolution

Der Verlauf der Evolution des Lebens zeigt mehrere End-to-End-Muster, die objektiv sind und oft mathematisch beschrieben werden. Die Evolutionsbiologie untersucht zusätzliche Mechanismen der Evolution oder neue Möglichkeiten zur Umsetzung der ursprünglichen Prinzipien, die es uns ermöglichen, die Essenz dieser Muster grundlegend zu verstehen. Die Hauptmerkmale der Evolution sind: die Entstehung von an die Umwelt angepassten Organismen, morphologischer und funktioneller Fortschritt, die Entstehung neuer Organe und Strukturen (Emergenz), der Übergang zur sexuellen Fortpflanzung, das Artensterben und das Wachstum der Artenvielfalt .

Anpassung

Moderne Arten scheinen gut an die Umweltbedingungen angepasst zu sein, in denen sie leben. Gleichzeitig sind Anpassungen auf die Umgebung beschränkt, in der sie normalerweise verwendet werden: Wenn ein Organismus in eine neue Umgebung wechselt, wird er oft völlig unangepasst oder zumindest weniger angepasst als die "einheimischen" Bewohner anderer Bedingungen. Vor dem Aufkommen des evolutionären Weltbildes erstaunte die ziemlich eindeutige Übereinstimmung der Eigenschaften eines Organismus mit den Bedingungen seiner „heimischen“ Umgebung die Forscher so sehr, dass sie dies für eine Folge des Wirkens übernatürlicher Kräfte hielten. Allerdings ist die Anpassung fast eine notwendige Folge der Evolution, da an die Umweltbedingungen weniger angepasste Organismen aufgrund natürlicher Selektion immer weniger zur genetischen Vielfalt einer Population beitragen. Gleichzeitig hängt der Ursprung der Anpassungen selbst nicht unbedingt von der Selektion ab, sondern kann eine Nebenwirkung anderer Anpassungen oder eine Kombination von Umständen im Allgemeinen sein (eine Folge genetischer Drift).

Fortschritt und Autonomie

Aus kernfreien Bakterienzellen entstehen im Laufe der Evolution komplexe eukaryotische Zellen. Eukaryoten erwerben anschließend Mehrzelligkeit, bilden Gewebe und Organe. Tiere entwickeln Nervensysteme und haben komplexe Verhaltensweisen, die es ihnen ermöglichen, in vielen Umgebungen zu überleben. Der Mensch, als Höhepunkt der tierischen Evolution, hat die Fähigkeit erreicht, in jeder Umgebung zu leben, einschließlich außerirdischer.

Entstehung

Im Laufe der Evolution kommt es oft zu einer Neukombination von Organismenteilen und Genen, zu einer Funktionsänderung alter Strukturen. Einige Prozesse und Teile von Organismen entstanden jedoch zum ersten Mal. Photosynthese in Cyanobakterien, DNA-Replikationsproteine, Translationsapparat, Fischschuppen und dergleichen.

Zweihäusig

Die ersten Tiere waren Hermaphroditen, und unter den höheren Hermaphroditen gibt es fast keine.

Sex und Rekombination

Bei asexuellen Organismen werden Gene gemeinsam vererbt (sie geimpft) und sich während der Reproduktion nicht mit den Genen anderer Individuen vermischen. Die Nachkommen derselben Fortpflanzungsorganismen enthalten aufgrund unabhängiger Sortierung eine zufällige Mischung von Chromosomen ihrer Eltern. Während des verwandten Prozesses der homologen Rekombination tauschen Geschlechtsorganismen DNA zwischen zwei homologen Chromosomen aus. Rekombination und unabhängiges Sortieren ändern die Allelfrequenzen nicht, ändern aber ihre Assoziativität miteinander, wodurch Nachkommen mit neuen Allelkombinationen entstehen. Sex erhöht im Allgemeinen die genetische Variation und kann die Evolutionsrate erhöhen. Asexualität kann jedoch unter bestimmten Bedingungen Vorteile haben, da sie sich in einigen Organismen neu entwickelt hat. Asexualität kann zwei Sätze von Allelen des divergierenden Genoms zulassen und als Ergebnis zur Entstehung neuer Funktionen führen. Durch Rekombination können gleiche Allele, die zusammen sind, unabhängig vererbt werden. Die Häufigkeit von Rekombinationen ist jedoch gering (etwa zwei Fälle pro Chromosom pro Generation). Infolgedessen werden Gene, die sich nebeneinander auf demselben Chromosom befinden, nicht immer durch den Prozess der genetischen Rekombination verschoben und tendenziell zusammen vererbt. Dieses Phänomen wird als Genverknüpfung bezeichnet. Die Genverknüpfung wird bewertet, indem die Häufigkeit von zwei Allelen auf demselben Chromosom gemessen wird (Messung des Kopplungsungleichgewichts). Die Gruppe von Allelen, die normalerweise zusammen abnehmen, wird als Haplotyp bezeichnet. Dies ist wichtig, wenn eines der Allele eines bestimmten Haplotyps einen großen Vorteil im Kampf ums Dasein bietet: Eine positive natürliche Selektion führt zu einer selektiven Säuberung (Englisch) Selective Sweep), was dazu führt, dass auch die Häufigkeit anderer Allele dieses Haplotyps zunimmt. Dieser Effekt wird genetisches Trampen genannt. Wenn Allele nicht durch Rekombination getrennt werden können (z. B. im Y-Chromosom von Säugetieren), sammeln sich schädliche Mutationen an (cm. Müllers Ratsche). Durch die Veränderung von Allelkombinationen führt die sexuelle Fortpflanzung zur Entfernung schädlicher und zur Verbreitung nützlicher Mutationen in der Population. Darüber hinaus können die Rekombination und Sortierung von Genen Organismen mit neuen vorteilhaften Kombinationen von Genen versorgen. Dieser positive Effekt wird jedoch dadurch ausgeglichen, dass Sex die Fortpflanzungsrate verringert. (cm. Die Evolution der sexuellen Fortpflanzung) und kann die Zerstörung nützlicher Genkombinationen verursachen. Die Gründe für die Evolution der sexuellen Fortpflanzung sind immer noch nicht ganz klar, und diese Frage ist immer noch ein aktives Forschungsgebiet auf dem Gebiet der Evolutionsbiologie. Es regte neue Ideen über die Mechanismen der Evolution an, wie die Hypothese der Roten Königin.

Aussterben

In der Erdgeschichte kam es immer wieder zu Massensterben lebender Organismen. Dies war das Aussterben an der Grenze zwischen der vendischen und der kambrischen Periode, als die Ediacara-Biota starb, der Perm- und Trias-Periode, der Kreidezeit und der Eozän-Periode. Nach dem Massensterben alter Organismengruppen begann die Blüte jener Gruppen, die das Aussterben überlebten. Auch kleinere Aussterben, wie das nacheiszeitliche Aussterben großer Säugetiere nach der letzten Eiszeit, führen zu Veränderungen in Organismengruppen. Der Mensch hat zum Aussterben der Arten geführt, die am anfälligsten für seine vom Menschen verursachten Aktivitäten sind.

Wachstum der Biodiversität

Paläontologische Funde zeigen trotz ihrer Unvollständigkeit und Beschränktheit eine Zunahme der Biodiversität sowohl im Ozean als auch an Land.

Evolutionsstufen

Auf verschiedenen Ebenen der Organisation des Lebens spielen Eigenschaften der Evolution und ihrer Mechanismen unterschiedliche Rollen.

• genetisch
• genomisch
• Population
• Spezifisch
• Taxon
• Ökosystem
• biosphärisch

Mutationen

Genetische Variation entsteht durch zufällige Mutationen, die in den Genomen von Organismen auftreten. Mutationen sind Veränderungen in der DNA-Nukleotidsequenz, die durch Strahlung, Viren, Transposons, chemische Mutagene und Kopierfehler verursacht werden, die während der Meiose oder DNA-Replikation auftreten. Diese Mutagene erzeugen verschiedene Arten von Veränderungen in der DNA-Nukleotidsequenz: Sie können keine Wirkung haben, das Genprodukt verändern oder das Gen vollständig an seiner Funktion hindern. Studien an Fruchtfliegen haben gezeigt, dass, wenn Mutationen Veränderungen in dem Protein verursachen, das von einem bestimmten Gen kodiert wird, die Folgen wahrscheinlich schädlich sind. Etwa 70 % dieser Mutationen führen zu bestimmten Störungen, der Rest ist neutral oder förderlich. Da Mutationen häufig schädliche Auswirkungen auf Zellen haben, haben Organismen DNA-Reparaturmechanismen entwickelt, die Mutationen eliminieren. Somit ist die optimale Mutationsrate ein Kompromiss zwischen dem Preis einer hohen Häufigkeit schädlicher Mutationen und dem Preis der Stoffwechselkosten (z. B. die Synthese von Reparaturenzymen), um diese Häufigkeit zu reduzieren. Einige Organismen, wie Retroviren, haben eine so hohe Mutationsrate, dass fast jeder ihrer Nachkommen ein mutiertes Gen besitzt. Diese hohe Mutationsrate kann von Vorteil sein, da sich diese Viren sehr schnell weiterentwickeln und so Reaktionen des Immunsystems vermieden werden.

Mutationen können große DNA-Abschnitte betreffen, wie z. B. Genduplikationen, die das Rohmaterial für die Evolution neuer Gene darstellen. Bei Tieren treten im Durchschnitt alle Millionen Jahre Dutzende bis Hunderte von Genverdopplungen auf. Die meisten Gene, die ein gemeinsames Vorfahrengen teilen, gehören zur gleichen genetischen Familie. Neue Gene werden auf verschiedene Weise gebildet, im Allgemeinen durch Duplikation von Vorfahrengenen oder durch Rekombination von Teilen verschiedener Gene, was zur Bildung neuer Kombinationen von Nukleotiden mit neuen Funktionen führt. Neue Gene bilden neue Proteine ​​mit neuen Funktionen. Zum Beispiel werden vier Gene verwendet, um die Strukturen des menschlichen Auges zu bilden, die für die Wahrnehmung von Licht verantwortlich sind: drei für das Farbsehen (Zapfen) und eines für das Nachtsehen (Stäbchen), alle diese Gene stammen von einem Ahnengen ab . Ein weiterer Vorteil des Duplizierens eines Gens oder sogar eines ganzen Genoms besteht darin, dass es die Redundanz (Redundanz) des Genoms erhöht; Dadurch kann ein Gen neue Funktionen übernehmen, während eine Kopie dieses Gens die ursprüngliche Funktion übernimmt. Veränderungen in Chromosomen können als Ergebnis großer Mutationen auftreten, wenn DNA-Segmente innerhalb eines Chromosoms abbrechen und sich dann an anderer Stelle auf dem Chromosom wieder anheften. Nariklad, zwei Chromosomen der Gattung Homo fusioniert, um das menschliche Chromosom 2 zu bilden. Diese Verschmelzung fand in der phylogenetischen Reihe anderer Affen nicht statt, das heißt, sie haben diese Chromosomen getrennt. Die wichtigste Rolle solcher chromosomaler Umlagerungen in der Evolution ist die Beschleunigung der Populationsdivergenz mit der Bildung neuer Arten aufgrund der Tatsache, dass weniger Populationskreuzungen auftreten.

DNA-Sequenzen, die sich im Genom bewegen können (Mobile genetische Elemente), wie Transposons, bilden den größten Teil des genetischen Materials von Pflanzen- und Tiergenmaterial und sind wichtig für die Evolution von Genomen. Beispielsweise sind im menschlichen Genom über eine Million Alu-Sequenzen vorhanden, die nun dazu dienen, die Regulation der Genexpression durchzuführen. Ein weiterer Effekt dieser mobilen DNAs ist, dass sie vorhandene Gene mutieren oder sogar entfernen können und so die genetische Vielfalt erhöhen.

Das Problem der Entstehung des Lebens

Anerkennung der Evolution durch die katholische Kirche

Die katholische Kirche erkennt in der Enzyklika von Papst Pius XII. lat. humanigenes, dass die Evolutionstheorie den Ursprung des menschlichen Körpers (aber nicht seiner Seele) erklären kann, mahnt jedoch zur Vorsicht im Urteil und bezeichnet die Evolutionstheorie als Hypothese. 1996 bestätigte Papst Johannes Paul II. in einem Brief an die Päpstliche Akademie der Wissenschaften die Annahme des theistischen Evolutionismus als gültige Position für den Katholizismus, indem er feststellte, dass die Evolutionstheorie mehr als eine Hypothese sei. Daher ist der Kreationismus unter Katholiken buchstäblich flüssig (J. Keane ist eines der wenigen Beispiele). Dem theistischen Evolutionismus und der Theorie des „intelligenten Designs“ zuneigend, weist der Katholizismus in der Person seiner höchsten Hierarchen, einschließlich des 2005 gewählten Papstes Benedikt XVI., dennoch bedingungslos den materialistischen Evolutionismus zurück.

Allgemeines Konzept der Evolution

In der Literatur finden wir häufig den Begriff „Evolution“. Aber wir können seine Bedeutung nicht immer klar erklären. Daher werden wir uns in diesem Artikel mit der Frage der Evolution im Allgemeinen und der Evolution lebender Organismen im Detail befassen. Das erklärende Wörterbuch gibt die folgende Erklärung dieses Begriffs:

Kernpunkte dieser Definition sind die Thesen über die Irreversibilität von Veränderungen und den allmählichen (schrittweisen) Übergang von einem Zustand in einen anderen.

Im weitesten Sinne können wir über die Evolution der Moral sprechen, die Evolution der Mode, was jede Entwicklung impliziert. Schauen wir uns nun die biologische Evolution genauer an.

biologische Evolution

Erinnern wir uns an die bekannte Phase: „Alles fließt, alles verändert sich“, können wir sie erfolgreich auf lebende Organismen anwenden. Auch sie unterliegen Veränderungen. Der Prozess der Evolution ist auch für sie charakteristisch. Die moderne Biologie gibt folgende Interpretation des Evolutionsbegriffs:

Bestimmung 2

„Die biologische Evolution ist ein natürlicher, irreversibler Prozess der Entwicklung von Wildtieren, der mit einer Veränderung der genetischen Zusammensetzung von Populationen, der Bildung von Anpassungen, Artbildung und Artensterben, der Transformation von Ökosystemen und der Biosphäre insgesamt einhergeht.“

Während der Entwicklung der Wissenschaft entstand eine Vielzahl von Theorien, die versuchten, den Mechanismus evolutionärer Transformationen zu erklären.

Entwicklung evolutionärer Sichtweisen in der Wissenschaft

Von Beginn der Entwicklung des menschlichen Wissens an wurde ein Komplex eng miteinander verbundener Wissenschaften gebildet, die die Natur untersuchten. Dieser Komplex wurde Naturwissenschaft genannt.

Schon in der Antike beschäftigten sich Naturwissenschaftler (damals noch Naturphilosophen) mit der Beschreibung von Pflanzen und Tieren. In der Wissenschaft hat sich lange Zeit die deskriptive Erkenntnismethode durchgesetzt. Aber oft führte es nur zu einer unsystematischen, chaotischen Anhäufung wissenschaftlicher Fakten. Schon Aristoteles und Theophrast versuchten, das Wissen über lebende Organismen zu systematisieren, indem sie sie in Pflanzen und Tiere einteilten. Carl von Linné versuchte, ein kohärentes System der organischen Welt zu schaffen. Aber lange Zeit konnten Wissenschaftler die Gründe für die Artenvielfalt lebender Organismen, den Mechanismus für das Auftreten von Veränderungen in lebenden Organismen, nicht erklären.

Metaphysische Ansichten leugnen Veränderungen in der organischen Welt. Und Kreationismus beinhaltet das Eingreifen einer Kraft – des „Schöpfers“ in die Erschaffung von Leben und lebenden Organismen. Beide Theorien können das Vorhandensein fossiler Formen und die Gründe für ihr Aussterben nicht erklären.

Die Theorie des Transformismus, die auf dem Höhepunkt der industriellen Revolution und der gesellschaftlichen Transformationen des 18. bis 19. Jahrhunderts entstand, erkannte bereits die Möglichkeit des Artenwechsels und versuchte, den Mechanismus dieser Veränderungen zu erklären.

Die Ideen des Transformismus fanden ihre Weiterentwicklung in den Arbeiten des berühmten französischen Wissenschaftlers Jean-Baptiste Lamarck. Er war der erste, der eine ganzheitliche Theorie der historischen Entwicklung von Flora und Fauna erstellte. Er widersetzte sich aktiv dem metaphysischen Postulat der Unveränderlichkeit der Formen des Lebendigen.

Lamarck räumte die Möglichkeit der spontanen Erzeugung von Leben aus unbelebter Natur ein. Lamarck nannte die Komplikation der Organisation lebender Organismen von der niedrigsten zur höchsten Ebene im Prozess der Evolutionsabstufung. Aber Lamarcks Ansichten spiegelten auch ein idealistisches Weltbild wider. So erklärte er zum Beispiel die Evolution der höheren Tiere durch den Wunsch nach Verbesserung.

Bemerkung 1

Die Ideen des Lamarckismus, Entdeckungen in der Zytologie, die Errungenschaften der Paläontologie und persönliche Beobachtungen ermöglichten es dem herausragenden britischen Forscher Charles Darwin, seine Evolutionstheorie zu entwickeln. Darwins Theorie der Entstehung der Arten bot der Biowissenschaft viele Jahre lang eine verlässliche theoretische Grundlage für die weitere Forschung.

Aber das menschliche Wissen steht nicht still. Darwins Theorie kann die neuen Fakten nicht mehr erklären. Daher ist derzeit die Synthetische Evolutionstheorie (STE) allgemein anerkannt. Es ist eine Synthese aus klassischem Darwinismus und Populationsgenetik. STE ermöglicht es, den Zusammenhang zwischen dem Material der Evolution (genetische Mutationen) und dem Mechanismus der Evolution (natürliche Selektion) zu erklären.

Evolution ist der Prozess der historischen Entwicklung der organischen Welt. Das Wesen dieses Prozesses besteht in der kontinuierlichen Anpassung der Lebewesen an vielfältige und sich ständig ändernde Umweltbedingungen, in der im Laufe der Zeit zunehmenden Komplexität der Organisation der Lebewesen. Im Laufe der Evolution wird eine Art in eine andere umgewandelt.

Schwerpunkt Evolutionstheorie- die Idee der historischen Entwicklung von relativ einfachen Lebensformen zu höher organisierten. Die Grundlagen der wissenschaftlich-materialistischen Evolutionstheorie wurden von dem großen englischen Naturforscher Charles Darwin gelegt. Vor Darwin wurde die Biologie weitgehend von dem Missverständnis beherrscht, dass Arten historisch unveränderlich sind, dass es so viele von ihnen gibt, wie Gott sie geschaffen hat. Schon vor Darwin verstanden jedoch die scharfsinnigsten Biologen die Widersprüchlichkeit religiöser Ansichten über die Natur, und einige von ihnen kamen spekulativ zu evolutionären Ideen.

Der prominenteste Naturforscher, Charles Darwins Vorgänger, war der berühmte französische Wissenschaftler Jean-Baptiste Lamarck. In seinem berühmten Buch „Philosophie der Zoologie“ bewies er die Variabilität der Arten. Lamarck betonte, dass die Konstanz der Arten nur ein scheinbares Phänomen sei, sie hänge mit der kurzen Dauer der Artenbeobachtungen zusammen. Die höheren Lebensformen sind laut Lamarck im Laufe der Evolution aus den niederen hervorgegangen. Die Evolutionslehre von Lamarck war nicht ausreichend demonstrativ und fand bei seinen Zeitgenossen keine breite Anerkennung. Erst nach den herausragenden Arbeiten von Charles Darwin setzte sich die evolutionäre Idee durch.

Die moderne Wissenschaft hat sehr viele Fakten, die die Existenz des Evolutionsprozesses beweisen. Dies sind Daten aus Biochemie, Embryologie, Anatomie, Taxonomie, Biographie, Paläontologie und vielen anderen Disziplinen.

Embryologischer Beweis- die Ähnlichkeit der Anfangsstadien der Embryonalentwicklung von Tieren. K. M. Baer untersuchte die Embryonalentwicklung verschiedener Gruppen und entdeckte die Ähnlichkeit dieser Prozesse in verschiedenen Gruppen von Organismen, insbesondere in den frühen Entwicklungsstadien. Später schlägt E. Haeckel auf der Grundlage dieser Schlussfolgerungen vor, dass diese Ähnlichkeit eine evolutionäre Bedeutung hat, und auf ihrer Grundlage wird ein "biogenetisches Gesetz" formuliert - die Ontogenese ist eine kurze Reflexion der Phylogenie. Jedes Individuum durchläuft in seiner individuellen Entwicklung (Ontogenese) die embryonalen Stadien der Ahnenformen. Die Untersuchung nur der frühen Entwicklungsstadien des Embryos eines Wirbeltiers erlaubt uns nicht, mit Genauigkeit zu bestimmen, zu welcher Gruppe sie gehören. Unterschiede werden in späteren Entwicklungsstadien gebildet. Je enger die Gruppen, zu denen die untersuchten Organismen gehören, desto länger bleiben die Gemeinsamkeiten in der Embryogenese erhalten.?

Morphologisch- Viele Formulare vereinen die Merkmale mehrerer großer systematischer Einheiten. Bei der Untersuchung verschiedener Gruppen von Organismen wird deutlich, dass sie sich in einer Reihe von Merkmalen grundlegend ähneln. Zum Beispiel ist der Aufbau der Gliedmaßen bei allen vierbeinigen Tieren einem fünffingrigen Glied nachempfunden. Diese Grundstruktur wurde bei verschiedenen Arten aufgrund unterschiedlicher Lebensbedingungen verändert: Dies ist das Glied eines Equihufers, das sich beim Gehen auf nur einen Finger stützt, und die Flossen eines Meeressäugers und das grabende Glied eines Maulwurfs und der Flügel einer Fledermaus.

Organe, die nach einem einzigen Plan gebaut sind und sich aus einzelnen Anlagen entwickeln, werden als homolog bezeichnet. Homologe Organe können an sich nicht als Beweis für die Evolution dienen, aber ihr Vorhandensein weist auf den Ursprung ähnlicher Gruppen von Organismen von einem gemeinsamen Vorfahren hin. Ein markantes Beispiel für Evolution ist das Vorhandensein rudimentärer Organe und Atavismen. Rudimentäre Organe sind Organe, die ihre ursprüngliche Funktion verloren haben, aber im Körper verbleiben. Beispiele für Rudimente sind: beim Menschen, das bei Wiederkäuern eine Verdauungsfunktion ausübt; Beckenknochen von Schlangen und Walen, die in ihnen keine Funktion erfüllen; Steißbeinwirbel beim Menschen, die als Überreste des Schwanzes gelten, den unsere entfernten Vorfahren hatten. bezeichnet die Manifestation von Strukturen und Organen in Organismen, die für angestammte Formen charakteristisch sind. Klassische Beispiele für Atavismen sind Multinippel und Tailing beim Menschen.

Paläontologisch- Die fossilen Überreste vieler Tiere können miteinander verglichen und Gemeinsamkeiten gefunden werden. Basierend auf der Untersuchung fossiler Überreste von Organismen und dem Vergleich mit lebenden Formen. Sie haben ihre Vor- und Nachteile. Zu den Vorteilen gehört die Möglichkeit, aus erster Hand zu sehen, wie sich eine bestimmte Gruppe von Organismen in verschiedenen Zeiträumen verändert hat. Zu den Nachteilen gehört, dass die paläontologischen Daten aus verschiedenen Gründen sehr unvollständig sind. Dazu gehören beispielsweise die schnelle Vermehrung toter Organismen durch Tiere, die sich von Aas ernähren; Weichkörperorganismen sind extrem schlecht erhalten; und schließlich, dass nur ein kleiner Teil der fossilen Überreste gefunden wird. Angesichts dessen gibt es viele Lücken in den paläontologischen Daten, die der Hauptkritikpunkt von Gegnern der Evolutionstheorie sind.

Heute werden wir darüber sprechen, was Evolution in der Biologie ist, welche Bedeutung sie hat. Wenn wir über dieses Thema sprechen, können wir natürlich die Evolutionstheorie von Charles Darwin nicht ignorieren, die sie der Welt vorgeschlagen hat und die bis heute existiert.

Was ist Evolution in der Biologie? Es ist üblich, unter diesem Begriff allmähliche Veränderungen zu verstehen, die nicht sehr auffällig sind. Als Folge dieses Prozesses gibt es aber auch grundlegende Veränderungen. Die Evolution in der Biologie kann sogar zur Entstehung neuer Arten von Lebewesen oder zu einer radikalen Veränderung und Anpassung alter Arten führen. Welche Bedeutung hat die Evolution in der Naturwissenschaft? Sicher Schlüssel. Das werden Sie am Ende dieser Arbeit verstehen.

Evolution

Lassen Sie uns nun ein wenig über das wichtigste Konzept unseres Artikels sprechen. Was ist Evolution in der Biologie? Es ist wichtig zu verstehen, dass dieses Phänomen irreversibel ist und direkt mit dem historischen Prozess, der Entwicklung der Tierwelt, zusammenhängt. Man kann die Evolution einzelner Teile der Biosphäre oder allgemein alles Lebens auf unserem Planeten betrachten. Denken Sie daran, dass sich nur ein lebender Organismus entwickeln kann.

Früher war Evolution so etwas wie „Revolution“ entgegengesetzt. Aber im Laufe des sorgfältigen Studiums dieser beiden Prozesse stellte sich heraus, dass Evolution und Revolution ziemlich schwer voneinander zu unterscheiden sind. Wieso den? Die Evolution kann Millionen von Jahren dauern oder schnell sein. Die Grenzen zwischen diesen beiden Prozessen sind also sehr fließend geworden.

Einige glauben, dass der Mensch das Ergebnis der Evolution ist, das heißt, wir stammen von alten Affen ab. Diese Theorie wurde von dem berühmten Wissenschaftler Charles Darwin aufgestellt. Und die Theorie heißt evolutionär. Ob Sie es glauben oder nicht, jeder entscheidet für sich, denn jetzt gibt es viele andere mögliche Hypothesen. Aber da wir in unserer Arbeit über Evolution sprechen, können wir Darwins Theorie nicht außer Acht lassen. Wir empfehlen Ihnen, gleich loszulegen.

Darwins Theorie

Charles Darwin war der erste, der der Menschheit erklärte, was Evolution in der Biologie ist. Wir erwähnen auch, dass seine Theorie auf den Arbeiten von T. Malthus basierte, der die Welt 1778 mit seiner Abhandlung über die Bevölkerung vorstellte. Durch das Studium dieser Arbeit war Charles Darwin in der Lage, die Grundgesetze zu formulieren, die Kräfte, die die Evolution vorantreiben. Worum geht es in der Arbeit von T. Malthus? Er erklärte, was mit uns passieren würde, wenn das Bevölkerungswachstum nicht durch irgendwelche Faktoren gehemmt würde.

Wir stellen auch fest, dass Darwin die Theorie von Malthus auf andere lebende Systeme übertragen hat, sein Hauptbeitrag zur Wissenschaft ist die Erklärung, wie Evolution abläuft. Er führte erstmals das Konzept der „natürlichen Auslese“ ein. Es sei erwähnt, dass ein anderer Wissenschaftler (A.R. Wallace) zu demselben Schluss kommen konnte. Dann schlossen sich Darwin und Wallace zusammen und sprachen bei einem Treffen 1858 mit einem gemeinsamen Bericht, und bereits 1859 präsentierte Charles Darwin der Welt sein Werk Über den Ursprung der Arten.

Moderne Theorie

Also, was Evolution in der Biologie ist, haben wir bereits nach der Theorie von Charles Darwin definiert. Aber es gibt auch eine moderne (auch synthetische) Evolutionstheorie. Werfen wir einen kurzen Blick darauf.

Die Theorie des Neo-Darwinismus ist eine Darwin-Wallace-Theorie, die im 20. Jahrhundert aktualisiert wurde. Dies geschah infolge der Aktualisierung und Hinzufügung neuer Daten in den Bereichen:

• Genetik;
• Paläontologie;
• Molekularbiologie;
• Ökologie;
• Ethologie.

Warum heißt diese Theorie synthetisch? Gerade weil es eine Synthese der Hauptpositionen von Charles Darwin ist.

Gesetze der Evolution

• die Evolutionsgeschwindigkeit ist nicht dieselbe;
• die Bildung neuer Arten erfolgt in einfachen Formen;
• Fälle von regressiver Evolution werden festgestellt;
• Die Evolution erfolgt aufgrund einiger Faktoren (Mutationen, natürliche Selektion, genetische Drift).

Faktoren der Evolution

Wir haben gelernt, was Evolution in der Biologie und ihr Wesen ist. Lassen Sie uns jetzt über die Faktoren sprechen. Sie wurden als Ergebnis des Studiums und der Systematisierung des gesamten angesammelten Wissens über die Evolution erhalten. Nur so können die treibenden Kräfte gesehen und verstanden werden, die es vielen (weniger ans Überleben angepassten) Arten ermöglichen, auf unserem Planeten zu bleiben.

Es gibt also nur drei Hauptfaktoren:

• Bevölkerungswellen;
• Gruppenisolation.

Auswahlformulare

Apropos Evolution, wir können mehrere Formen der natürlichen Selektion unterscheiden:

• stabilisierend;
• ziehen um;
• störend.

Der erste Typ zielt darauf ab, die Stabilität einer bestimmten Art aufrechtzuerhalten. Betrachten Sie das Beispiel der Spatzen. Während eines starken Sturms wurden 136 sterbende Vögel gefunden. 64 von ihnen starben, weil sie entweder kurze oder lange Flügel hatten. Individuen mit einer durchschnittlichen Größe überlebten, da sie robuster waren.

Der Beweger manifestiert sich wie folgt: das Verschwinden von Gliedmaßen bei Schlangen oder Augen bei Höhlentieren, Finger bei Huftieren und so weiter. Das heißt, das Organ (oder ein Teil davon), das das Tier nicht braucht, verschwindet einfach.

Ein Beispiel für disruptive Selektion können Schnecken (genauer gesagt ihre Farbe) sein. Wenn der Boden braun ist, hat die Schale einen braunen oder gelben Farbton.

EVOLUTION (in der Biologie) EVOLUTION (in der Biologie)

EVOLUTION (in der Biologie), die unumkehrbare historische Entwicklung der Tierwelt. Bestimmt durch Variabilität (cm. VARIABILITÄT), Vererbung (cm. VERERBUNG) und natürliche Auslese (cm. NATÜRLICHE AUSLESE) Organismen. Begleitet von ihrer Anpassung an die Existenzbedingungen, die Entstehung und das Aussterben von Arten, die Transformation von Biogeozänosen (cm. BIOGEOCENOSE) und die Biosphäre insgesamt.

Enzyklopädisches Wörterbuch. 2009 .

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Hat eine doppelte Bedeutung. Normalerweise wird dieser Begriff genauso verstanden wie in der Philosophie, dh er bedeutet die Entwicklung einer Form aus einer anderen, und E. ist im allgemeinen biologischen Sinne ein Synonym für Transformismus (siehe). Aber auch die Theorie von E. ... ... Enzyklopädisches Wörterbuch F.A. Brockhaus und I.A. Efron

- (in der Biologie) die unumkehrbare historische Entwicklung der belebten Natur. Sie wird durch Variabilität, Vererbung und natürliche Selektion der Organismen bestimmt. Begleitet von ihrer Anpassung an die Existenzbedingungen, die Bildung und das Aussterben von Arten, ... ... Großes enzyklopädisches Wörterbuch

- (von lat. evolutio Deployment) im weitesten Sinne ein Synonym für Entwicklung; (reim. irreversible) Veränderungsprozesse in der belebten und unbelebten Natur sowie in sozialen Systemen. E. kann zu Komplikationen, Differenzierungen, Erhöhungen führen ... ... Philosophische Enzyklopädie

Die Entwicklung von Organismen von niedrigeren Organisationsebenen des Lebendigen zu modernen hochorganisierten Formen; irreversible Veränderungen in der Vielfalt und Anpassung von Artenpopulationen; Ausdruck sukzessiver genetischer Transformationen (Veränderungen); ... ... Ökologisches Lexikon

- (von lat. evolutio Deployment), ein unumkehrbarer historischer Prozess. lebende Veränderungen. Von zahlreichen ungerichtete Mutationen als elementare evolutionäre. Material bildet die natürliche Selektion solche Kombinationen von Merkmalen und Eigenschaften, die zu ... ... Biologisches Lexikon

Änderungen der Anpassungsmerkmale und Anpassungsformen von Populationen von Organismen. Die erste konsistente Theorie von E. b. wurde 1809 fr vorgeschlagen. Naturforscher und Philosoph Zh.B. Lamarck. Um die fortschreitende Entwicklung in der Natur im Laufe der Zeit zu erklären, ist dies ... ... Philosophische Enzyklopädie

Biologische Evolution, die historische Entwicklung von Organismen. Sie wird durch erbliche Variabilität, Existenzkampf, natürliche und künstliche Selektion bestimmt. Führt zur Bildung von Anpassungen (Anpassungen) von Organismen an ihre Bedingungen ... ... Große sowjetische Enzyklopädie

Dieser Artikel behandelt die biologische Evolution. Für andere Verwendungen des Begriffs im Artikeltitel siehe Evolution (Begriffsklärung). Phi ... Wikipedia

Die Evolutionslehre (auch Evolutionismus und Evolutionismus) ist ein System von Ideen und Konzepten in der Biologie, das die historische fortschreitende Entwicklung der Biosphäre der Erde, ihrer konstituierenden Biogeozänosen sowie einzelner Taxa und Arten bekräftigt, die ... Wikipedia

Die Anthropogenese (oder Anthroposoziogenese) ist Teil der biologischen Evolution, die zur Entstehung der Spezies Homo sapiens führte, die sich von anderen Hominiden, Menschenaffen und Plazentasäugern trennte, dem Prozess der historischen evolutionären Entstehung ... Wikipedia

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• Die Evolution der Ontogenese, Ozernyuk N.D. Die Evolution der Ontogenese wird als das Hauptproblem der evolutionären Entwicklungsbiologie angesehen, da die evolutionären Transformationen von Organismen auf Änderungen in ihrer Ontogenese beruhen. Integration…