Сравнительная характеристика путей и направлений эволюции практическая: Практическая работа «Сравнительная характеристика путей и направлений эволюции» 11 кл (химбио)

Практическая работа «Сравнительная характеристика путей и направлений эволюции» 11 кл (химбио)

Практическая работа № 4 Вариант 1

«Сравнительная характеристика путей и направлений эволюции»

Задание № 1.

Заполнить понятия о биологическом прогрессе и биологическом регрессе:

Примеры

Биологический прогресс

Биологический регресс

Задание № 2

1.Заполните пропуски в тексте.

1) Ароморфоз, ………….. и …………..являются путями эволюционного

процесса.

2) Все три пути эволюции могут приводить биологические виды к состоянию

биологического ………. .

3) Биологический прогресс характеризуется ………….численности особей,

……………….ареала вида, ……………. скорости видообразования.

4) Биологический регресс характеризуется ………….. чертами.

5) И биологический прогресс, и биологический ………. видов могут быть

связаны с деятельностью……………. .

Задание № 3

Выберите три верных ответа из шести:

Какие из перечисленных примеров относят к идиоадаптациям?

1) развитие образовательных тканей у растений

2) наличие ловчих аппаратов у насекомоядных растений

3) отсутствие хлорофилла у растений-паразитов

4) появление триплоидного эндосперма у покрытосеменных

5) мелкая, сухая пыльца у ветроопыляемых растений

6) железистые волоски на листьях душистой герани

Задание № 4

Установите последовательность возникновения ароморфозов в животном мире в процессе эволюции:

А) Специализация тканей и органов

Б) Появление многоклеточности

В) Внутриутробное развитие зародыша

Г) Двусторонняя симметрия тела

Д) Внутреннее оплодотворение

Е) Теплокровность

Практическая работа № 4 Вариант 2

«Сравнительная характеристика путей и направлений эволюции»

Задание № 1.

Заполнить основные направления биологического прогресса

Пути биологического

прогресса

Чем характеризуется

Примеры

Ароморфоз

Идиоадаптация

Задание № 2

Установить соответствие между названиями организмов и биологическим явлениям:

1) возникновение хлорофилла и фотосинтеза в процессе эволюции;

2) образование усиков на листьях гороха;

3) утрата листьев у кактусов;

4) образование хобота у слона;

5) возникновение постоянной температуры тела (теплокровность) у млекопитающих;

6) утрата органов пищеварения у паразитических червей;

7) зачатки тазовых костей в толще мышц у кита;

8) рождение хвостатых людей;

9) зачатки хвостовых позвонков в скелете человека;

10) сходство внутреннего строения передних конечностей лошади и крыла птицы.

А — ароморфоз; Б — идиоадаптация; В- дегенерация; Г- рудименты; Д- атавизмы;

Ж- гомологичные органы; З- аналогичные органы.

Задание № 3

Выберите три верных ответа из шести:

К ароморфозам относят:

1) образование клубней у картофеля

2) появление семян у голосеменных

3) появление обтекаемой формы тела у дельфина

4) появление тканей и органов у растений

5) появление цветка у покрытосеменных

6) образование прицепок у плода череды

Задание № 4

Установите последовательность появления ароморфозов в эволюции позвоночных животных:

А) двухкамерное сердце

Б) развитие детеныша в матке

В) роговая чешуя в покровах

Г) легочное дыхание

Практическая работа № 4 Вариант 3

«Сравнительная характеристика путей и направлений эволюции»

Задание № 1

Заполните таблицу «Пути достижения биологического прогресса»

Идиоадаптация

Дегенерация

Тест: Ароморфоз, идиоадаптация

1.Развитие у птиц крыльев, обеспечивших им возможность полета, характеризуют как:

1) конвергенцию 3) идиоадаптацию

2) ароморфоз 4) дегенерацию

2.К идиоадаптациям у голосеменных растений относят:

1) появление спор 3) образование плода

2) образование семян 4) видоизменение листьев

3.В результате какого эволюционного процесса водные животные разных классов (акулы, ихтиозавры, дельфины) приобрели сходную форму тела:

1) дивергенции 3) параллелизма

2) конвергенции 4) дегенерации

4.Общая дегенерация у многих видов паразитических червей привела к:

1) ароморфозу 3) биологическому регрессу

2) идиоадаптации 4) биологическому прогрессу

5.Примером ароморфоза можно считать:

1) утрату шерстного покрова слонами

2) появление яиц пресмыкающихся и их последующее развитие на суше

3) удлинение конечностей лошади

4) возникновение хвоста павлина

6.Пример идиоадаптации:

1) превращение листьев кактуса в колючки

2) утрата органов кровообращения у плоских червей

3) возникновение теплокровности

4) возникновение челюстей у рыб

7. Пример общей дегенерации:

1) превращение листьев кактуса в колючки

2) утрата органов кровообращения у плоских червей

3) возникновение теплокровности

4) возникновение челюстей у рыб

8.Концепцию морфофизиологического и биологического прогресса и путей его достижения предложил:

1) А.О.Ковалевский 3) А.Н.Северцов

2) И.И.Мечников 4) С.С.Четвериков

9.В эволюции позвоночник животных замена жаберного дыхания легочным – пример:

1) ароморфоза 3) идиоадаптации

2) дегенерации 4) конвергенции

10.Какие из организмов находятся в состоянии биологического регресса:

1) белые журавли 3) бактерии стафилококка

2) печеночные сосальщики 4) комнатные мухи

Практическая работа № 4 Вариант 4

«Сравнительная характеристика путей и направлений эволюции»

Задание № 1

Заполните таблицу «Пути достижения биологического прогресса»

Идиоадаптация

Дегенерация

Тест: Ароморфоз, идиоадаптация

1.Какой из названных ароморфозов сформировался в процессе эволюции органического мира позже остальных:

1) позвоночник 3) 2 круга кровообращения

2) теплокровность 4) половой процесс размножения

2.Плоская форма тела у камбалы – это пример:

1) ароморфоза 3) общей дегенерации

2) идиоадаптации 4) биологического прогресса

3.Не является ароморфозом:

1) появление челюстей у позвоночных животных

2) появление внутреннего скелета

3) возникновение двух кругов кровообращения

4) увеличение размеров тела

4.Примером дегенерации является отсутствие:

1) стебля у повилики 3) конечностей у змей

2) зубов у птиц 4) жабр у взрослых лягушек

5.Длинный липкий язык, которым хамелеон ловит насекомых, это:

1) ароморфоз 3) дегенерация

2) идиоадаптация 4) дивергенция

6.Укажите неверное утверждение «Ароморфоз ведет к»:

1) общему подъему организации

2) повышению интенсивности жизнедеятельности

3) формированию частных приспособлений

4) формированию приспособлений широкого значения

7.Идиоадаптации способствуют возникновению:

1) семейств 3) типов

2) царств 4) отделов

8.Какие ароморфозы позволили древним пресмыкающимся вытеснить древних земноводных:

1) покровительственная окраска

2) роговой покров, развитые легкие

3) покровительственная окраска, способность к регенерации

4) четырехкамерное сердце, теплокровность

9.Пример ароморфоза у хвойных растений – возникновение:

1) плода 3) цветка

2) семени 4) корней

10.Сокращение численности и ареала уссурийского тиора является примером:

1) биологического регресса

2) дегенерация

3) биологического прогресса

4) ароморфоза

3.Какие из перечисленных примеров иллюстрируют общую дегенерацию:

1) отсутствие легких у рыб

2) отсутствие зрения у животных, живущих под землей

3) редукция органов чувств у паразитических червей

4) отсутствие хвоста у лягушки

5) превращение корней растения повилики в присоски

6) утрата кишечника ленточными червями

4. Установите соответствие между примерами и путями эволюционного процесса: 5.Установите последовательность появления ароморфозов в эволюции позвоночных животных:

А) двухкамерное сердце

Б) развитие детеныша в матке

В) роговая чешуя в покровах

Г) легочное дыхание

6.Установите последовательность возникновения ароморфозов в животном мире в процессе эволюции:

А) Специализация тканей и органов

Б) Появление многоклеточности

В) Внутриутробное развитие зародыша

Г) Двусторонняя симметрия тела

Д) Внутреннее оплодотворение

Е) Теплокровность

Тема 12. Главные пути и направления эволюции

(лабораторное)

Цели занятия

1. Выяснить, что эволюция в целом не имеет направленного (предопреде­ленного) характера.

Основные понятия

биологический прогресс, биологический регресс, биологи­ческая стабилизация, критерии биологического прогресса и регресса, ароморфоз, аррогенез, аллогенез, идиоадаптация, дегенерация, катагенез, гипергенез и

др.

Теоретические вопросы

  1. Главные направления и пути эволюционного процесса (дивергенция, конвергенция, параллелизм).

  2. Прогресс в эволюции. Критерии биологического прогресса.

  3. Пути биологического прогресса по А.Н. Северцову и И.И. Шмальгаузену.

  4. В чем различия в характеристике направлений и путей эволюционного прогресса разными авторами?

  5. Соотношение между ароморфозами и идиоадаптациями. Ключевые ароморфозы у разных групп растений и животных.

  6. Смена фаз эволюционного процесса или закон А.Н. Северцова.

  7. Биологический регресс, его критерии. Вымирание и тупики эволюции.

  8. Биологическая стабилизация.

  9. Направление и направленность эволюции. Суть понятий.

  10. Необратимость эволюционного процесса. Как понимаете неограничен­ность эволюционного процесса?

  11. Проблема вымирания видов.

  12. Правило прогрессивной специализации.

  13. Правило происхождения от неспециализированных предков.

Как понимать сетчатую эволюцию?

Лабораторная работа Выяснение основных направлений органической эволюции

Материал: коллекции насекомых, чучела различных видов птиц, рептилий, млекопитающих, гербарии растений различных экологических групп.

Пособия: таблицы, рисунки, схемы, примеры аллогенезов у млекопитаю­щих, примеры гипергенезов (ископаемые формы). Схема соотношений между арогенезами и катагенезами, пример параллелизма.

Оборудование: подносы, определители, справочники.

Задания и методические рекомендации

  1. Внимательно рассмотрите раздаточный материал. Выделите примеры аллогенезов у млекопитающих, среди коллекций насекомых, растений. Опиши­те, какие частные приспособления имеются у данных организмов.

  2. Выделите среди имеющегося материала примеры арогенезов. Опишите, в чем проявляется повышение организации, приспособление.

  1. Приведите примеры гипергенезов и ответьте, почему животные, кото­рые пошли по пути гипергенезов, оказались малоприспособленными и были обречены на вымирание.

  1. Заполните таблицы 27, 28, 29.

Таблица 27

Сравнительная характеристика объективных показателей

основ­ных направлений органической эволюции

Направление эволюции

Объективные показатели

Примеры

Биологический прогресс

Биологический регресс

Таблица 28

Сравнительная характеристика главных направлений

органиче­ской эволюции

Главные направления орга­нической эволюции

Краткая характери­стика

Примеры органической эволюции

Ароморфоз

Идиоадаптация

Дегенерация

Таблица 29

Определение важнейших ароморфозов, идиодаптаций у

растений иживотных.

Вид растения, животного

Признаки унаследован­ные у предков

Ароморфозы

Идиоадаптации

Выводы по теме:

  1. Живые организмы при всем многообразии их организации обладают чертами сходства. Глубина сходства зависит от степени родства групп организ­мов

  1. Эволюция осуществляется во времени и пространстве как последова­тельный и необратимый процесс возникновения приспособительного многооб­разия органических форм.

  2. Пути и направленность возникновения органического многообразия форм различны и определяются диалектической связью внешних и внутренних факторов эволюции и местом вида в биогеоценозах.

  3. Прогрессивная эволюция осуществляется на основе дифференциации и интеграции элементов биологических систем на всех уровнях их организации.

  1. Высокие темпы микроэволюционных сдвигов обусловлены качеством происходящих преобразований, их высокой адаптивной ценностью (Н. Н. Иор­данский).

  2. Процессы микроэволюции неразрывно связаны с процессами макро­эволюции.

Рекомендуемая литература

  1. Георгиевский А.Б. Дарвинизм. М.: Просвещение, 1985.

  2. Грант В. Эволюция организмов. М.: Мир, 1980.

  3. Иорданский Н.Н. Эволюция жизни. М., 2001.

4. Константинов А.В. Краткий очерк теории эволюции. Минск: Высшая школа, 1977.

  1. Парамонов А.А. Дарвинизм. М.: Просвещение, 1978.

  2. Попов А.А. Основы теории эволюции. Казань, 1995, 2000.

  3. Северцов А.С. Главные направления эволюционного процесса. М-Л.,1976.

  4. Северцов А.С. Направленность эволюции. М.: МГУ, 1990.

  5. Шмальгаузен И.И. Проблемы дарвинизма, Л.: Наука, 1969.

Методика изучения темы «направление эволюции органического мира» в разделе «общая биология» средней общеобразовательной школы Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 372.857

Lamekhov Yu.G., Doctor of Sciences (Biology), Professor, South Ural State Humanitarian-Pedagogical University (Chelyabinsk, Russia),

E-mail: [email protected]

Lamekhova E.A., Cand. of Sciences (Pedagogy), senior lecturer, South Ural State Humanitarian-Pedagogical University (Chelyabinsk, Russia),

E-mail: [email protected]

TECHNIQUE OF STUDYING THE THEME «THE DIRECTION OF THE EVOLUTION OF ORGANIC WORLD» IN THE SECTION «GENERAL BIOLOGY» OF SECONDARY EDUCATIONAL SCHOOL. The article deals with a problem of methods of studying one of the topical issues in the school section «General Biology» -the direction of the evolution of the organic world. The contents include a review of the history of the development of ideas about the direction of the evolution of the organic world. Particular attention is paid to the ideas of Charles Darwin, which lead to the formation of the doctrine of biological progress, biological stabilization and biological regression. Biological progress as the most common variant of macroevolutionary transformations is characterized through criteria that are manifested in the development of taxa of different levels. The ways of achievement of biological process are allocated according to the views of A.N. Severtsov and I.I. Shmalgauzen. When describing aromorphosis as a way to achieve biological progress, a comparative analysis of definitions of this variant of evolutionary transformations is carried out. The characteristics of such components of idiomaticity are allomorphs and specialization. The article provides information about the method of studying general degeneration and cenogenesis. The authors also describe cause-effect relationships between the ways of achieving biological progress and the directions of evolution of the organic world.

Key words: methods of teaching biology, directions of evolution of organic world, doctrine of biological progress, biological stabilization, biological regression, methods of studying general degeneration and cenogenesis.

Ю.Г. Ламехов, д-р биол. наук, проф., Южно-Уральский государственный гуманитарно-педагогический университет, г. Челябинск,

Е-mail: [email protected]

Е.А. Ламехова, канд. пед. наук, доц. Южно-Уральский государственный гуманитарно-педагогический университет, г. Челябинск,

Е-mail: [email protected]

МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ «НАПРАВЛЕНИЕ ЭВОЛЮЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА» В РАЗДЕЛЕ «ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ» СРЕДНЕЙ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЫ

В статье рассматривается проблема методики изучения одной из актуальных тем в школьном разделе «Общая биология» — направления эволюции органического мира. В содержание включен обзор истории развития представлений о направлении эволюции органического мира. Особое внимание уделено идеям Ч. Дарвина, приведшим к формированию учения о биологическом прогрессе, биологической стабилизации и биологическом регрессе. Биологический прогресс как самый распространенный вариант макроэволюционных преобразований охарактеризован через критерии, которые проявляются в развитии таксонов разного уровня. Описаны пути достижения биологического процесса, выделяемые в соответствии со взглядами А.Н. Северцова и И.И. Шмальгаузена. При описании ароморфоза как пути достижения биологического прогресса. Проведён сравнительный анализ определений этого варианта эволюционных преобразований. Дана характеристика таких составляющих идиодаптации, как алломорфоз и специализация. В статье приводятся сведения о методике изучения общей дегенерации и ценогенезов. Также уделено внимание описанию причинно-следственных связей между путями достижения биологического прогресса и направлениями эволюции органического мира.

Ключевые слова: методика обучения биологии, направления эволюции органического мира, учение о биологическом прогрессе, биологическая стабилизация, биологический регресс, методика изучения общей дегенерации и ценогенезов.

Развитие науки, в том числе биологии, сопровождается описанием новых фактов, с последующей их систематизацией, которая приводит к формулировке теоретических обобщений. Накопленные фактические данные по-разному встраиваются в существующую систему знаний и отношение к ним может изменяться в зависимости, например от изменений, произошедших в науке.

История развития биологической науки с описанием основных достижений и причин, повлиявших на ее развитие, описана в ряде источников [1; 2; 3; 4]. Выявление закономерностей исторического развития биологии, как комплекса наук о живой природе, позволяет прийти к выводу о важной методологической роли этой науки. Так, в биологии возникла эволюционная методологическая концепция, ставшая основой мировоззренческих представлений [5]. Особую роль в развитии эволюционной биологии, а также общественного и индивидуального сознания, сыграла разработка представлений о направлениях эволюции органического мира. Развитие совокупности знаний и формирование обобщений по такой проблеме как направления эволюции органического мира, происходило под влиянием следующих достижений в развитии биологии:

— описание разнообразия растений и животных;

— развитие учения о виде;

— классификация видов и создание учения о лестнице существ;

— описание ископаемых форм растений и животных;

— развитие учения об эмбриональном развитии организмов;

— появление идеи об эволюции живых организмов;

— формулировка эволюционного учения Ж.Б. Ламарка;

— создание теории естественного отбора Ч. Дарвина;

— оформление синтетической теории эволюции.

Длительность формирования представлений о направлениях эволюции органического мира, а так же особое значение этого достижения в развитии эволюционной биологии, определяют необходимость научно обоснованного и методически грамотного подхода к организации изучения этой темы. Формирование представлений о направлениях эволюции происходило на фоне второй глобальной научной революции [6]. В литературе обсуждается необходимость междисциплинарного подхода при изучении теории эволюции в средней и высшей школе, что имеет непосредственное отношение к организации изучения направлений эволюции живых организмов [7]. Изучение истории формирования представлений об эволюции органического мира и учения о направлениях эволюции достиг-

нет большего образовательного результата при использовании знаний о закономерностях взаимодействия организмов и окружающей среды [8].

Содержание информации, которая рекомендуется для изучения по теме «направления эволюции» излагается в учебных изданиях [9; 10; 11]. Опыт работы позволяет предложить следующий вариант части учебной программы, в котором представлена последовательность вопросов, включенных в тему «Направления эволюции органического мира».

Развитие представлений о направлениях эволюции органического мира. Значение работ Аристотеля в описании классификации организмов и развитии учения о виде. Представления Ж.Кювье об изменении уровня организации организмов, обитавших на Земле. Распространение теории катастроф. Вклада Ж.Б. Ламарка в разработку учения о направлениях эволюции. Сущность эволюционного подхода Ж.Б. Ламарка. Направления эволюции, описанные Ж.Б. Ла-марком. Определение прогресса и его причины. Основные идеи, Ч. Дарвина о повышении уровня организации в процессе эволюции, частном и общем результатах эволюционного процесса. Развитие представлений Ч. Дарвина о результатах эволюционного процесса в работах А.Н. Северцова и И.И. Шмальгаузена. Направления эволюции органического мира: биологический прогресс, биологический регресс и биологическая стабилизация. Определения направлений с позиций синтетической теории эволюции. Критерии биологического прогресса и биологического регресса. Примеры видов растений и животных, развивающихся в направлении биологического прогресса, регресса и стабилизации.

Пути достижения биологического прогресса: ароморфоз, идиоадаптация, общая дегенерация и ценогенез. Ароморфоз. Определения ароморфозов. Виды изменений в строении и функционировании органов, относящиеся к ароморфо-зам. Последовательность возникновения ароморфозов в эволюции растительного и животного мира. Критерии ароморфозов. Идиоадаптации. Определение идиоадаптаций. Примеры идиоадаптаций растений и животных. Виды специализации: теломорфоз, гиперморфоз, катаморфоз и гипоморфоз. Эволюционное значение видов специализации. Общая дегенерация. Примеры организмов, развивающихся по пути общей дегенерации. Причины общей дегенерации. Цено-генезы. Определение ценогенезов. Примеры ценогенезов в развитии растений и животных.

Соотношение между путями биологического прогресса и направлениями эволюции органического мира. Возникновение ароморфозов. Процесс форми-

рования идиоадаптаций. Смена направлений эволюции. Причины и механизмы перехода совокупности организмов с развития в направлении биологического прогресса на развитие в направлении биологического регресса. Характер действия факторов эволюции при развитии совокупности организмов в направлении биологического регресса.

Значение учения А.Н. Северцова и И.И. Шмальгаузена о направлениях эволюции и путях достижения биологического прогресса.

При изучении учебного материала по обсуждаемой теме, в соответствии с предложенным выше фрагментом учебной программы, рекомендуется описать значение работ Аристотеля и Ж.Кювье в зарождении учения о направлениях эволюции. Оба ученых не признавали реальность эволюции, но внесли вклад в зарождение представлений о направлениях эволюционного процесса. Аристотель, описав около 500 видов животных, предложил вариант лестницы существ, расположив известные ему формы в определенном порядке. Признание восходящей ступенчатости, предложенного варианта лестницы существ, вызывало интерес к причинам, обусловившим развитие организмов от низших форм к высшим. Ж. Кювье, являлся сторонником теории катастроф. Ученый признавал положение о том, что сначала на земле существовали примитивные организмы, после гибели которых возникали существа с более высоким уровнем организации. Ж. Кювье не признавал наличие филогенетической связи между вымершими организмами и новыми группировками. Такой подход позволял ученому, отрицая реальность эволюции как процесса, признавать усложнение строения организмов, появляющихся после прекращения очередной катастрофы. Таким образом, зарождение идей, приведших к появлению представлений о направлениях эволюции, было связано в большей степени с анализом данных таких зарождающихся наук, как систематика и палеонтология.

Эволюционный подход к проблеме впервые осуществил Ж.Б. Ламарк. Учёный выделили два направления эволюции: вертикальное, приводящее к повышению уровня организации организмов и горизонтальное, благодаря которому повышается уровень приспособленности без повышения уровня организации. В настоящее время, в синтетической теории эволюции, признаются такие пути достижения биологического прогресса, как ароморфоз и идиоадаптация, которые соответствуют двум направлениям эволюции, впервые описанным Ж.Б. Ламар-ком. Идеи ученого о направлениях эволюции носили ярко выраженный прогрессивный характер, но они не получили признания, т. к. Ж.Б. Ламарк считал, что причиной эволюции является внутреннее стремление к прогрессу, заложенное в каждый организм с момента рождения. Эволюционный подход в решении такой макроэволюционной проблемы, как направления эволюции, развил Ч. Дарвин, признавая наличие материальных факторов эволюционного процесса. Безусловная заслуга Ч. Дарвина, связанная с развитием учения о направлениях эволюции органического мира, подтверждается следующими выводами ученого:

— повышение уровня организации является частным результатом эволюции;

— общий результат эволюционного процесса — повышение уровня приспособленности.

Сформулированные Ч. Дарвиным выводы лежат в основе противоречия между ламаркизмом и дарвинизмом. В соответствии со взглядами а, в процессе эволюции уровень организации не может снижаться, т. к. этому препятствует внутреннее стремление к прогрессу, заложенное в каждый организм с момента рождения. Подход Ч. Дарвина к описанию эволюционого развития организмов шире, чем подход Ж.Б. Ламарка. В соответствии со взглядами Ч. Дарвина, эволюционный процесс может протекать в направлении повышения или снижения уровня организации, если при этом повышается уровень приспособленности к среде обитания.

Идеи Ч. Дарвина о направлениях эволюции органического мира развивали А.Н. Северцов и И.И. Шмальгаузен. Ученые признавали реальность развития совокупностей организмов в трех направлениях:

1) биологический прогресс;

2) биологическая стабилизация;

3) биологический регресс, или вымирание.

Названные направления эволюции описаны в научной [12; 13; 14; 15] и учебной литературе [9; 10; 11]. При изучении направлений эволюции органического мира необходимо особое внимание уделять формулировке определения и примерам, подтверждающим реальность проявления того или иного направления эволюции. Самым распространенным направлением является биологический прогресс. Реальность этого направления подтверждается изменением состояния биосферы за период с возникновения жизни на Земле по настоящее время. При формулировке определения биологического прогресса необходимо подчеркнуть, что вариант определения, признаваемый в синтетической теории эволюции, опирается на выводы, сформулированные Ч. Дарвиным. Этот вариант можно сформулировать следующим образом: «Биологический прогресс — это повышение уровня приспособленности организмов, происходящее при смене поколений организмов». Если при формулировке определения опираться на учение Ж.Б. Ламарка, то определение будет иметь следующий вид: «Биологический прогресс — это повышение уровня организации в процессе эволюции». Биологический прогресс проявляется наряду с другими направлениями эволюции, поэтому возникает необходимость выделения критериев на основании которых можно объективно отличить проявление одного из направлений эволюции от другого.

Описывая критерии биологического прогресса, очень важно подчеркнуть, что прогрессивное развитие может проявляться по отношению к совокупностям организмов разного уровня. В итоге прогресс и его критерии могут быть применены к явлениям, происходящим, как на микроэволюционном, так и на макроэволюцион-ном уровнях. При описании биологического регресса, можно исходить из того, что это направление эволюции противоположно по своим результатам биологическому прогрессу. Особое внимание важно уделить такому направлению эволюции как биологическая стабилизация. К сожалению, не во всех источниках уделено внимание описанию биологической стабилизации. Как и в предыдущих случаях, необходимы формулировка определения, критериев биологической стабилизации и примеров эволюционных преобразований, соответствующих этому направлению эволюции. При изучении биологической стабилизации необходимо подчеркнуть, что это событие не означает остановки эволюционного процесса. Дело в том, что сохранение возникшего уровня приспособленности к среде обитания так же является одним из результатов эволюции, который достигается благодаря проявлению действия факторов эволюционного процесса.

В учебной литературе, как правило, указываются следующие пути достижения биологического прогресса: ароморфоз, идиоадаптация, общая дегенерация и ценогенез [10; 16]. Изучение сущности названных путей достижения биологического прогресса должно сопровождаться формулировкой определения или определений, если признается несколько вариантов определений, примерами и описанием эволюционного значения приведенных примеров. Особое значение играет обоснование примеров, относимых к тому или иному варианту путей достижения биологического прогресса.

Ароморфозу, как пути достижения биологического прогресса, дают, как правило, следующий вариант определения: «ароморфоз, или морфофизиологи-ческий прогресс — повышение уровня организации» [16]. Другой вариант определения формулируется следующим образом: «ароморфоз — прогрессивное усовершенствование морфофизиологической организации» [9]. В обоих вариантах определения ароморфоза указывается, что этот путь достижения биологического прогресса приводит к повышению уровня организации. С учётом того, что эволюция является процессом, происходящим при смене поколений организмов, определение ароморфоза можно сформулировать следующим образом: «Аромор-фоз — это повышение уровня организации потомков по сравнению с предками».

И.И. Шмальгаузен [13], описывая сущность ароморфозов, пришел к выводу о том, что ароморфозы достигаются усложнением органов и функций и включают следующие виды изменений:

— прогрессивные гистологические изменения;

— прогрессивные изменения величины и формы органов;

— дифференцировка органов;

— увеличение числа органов;

— изменение расположения органов в пределах организма.

Приведенные изменения, проявляющиеся в ходе филогенеза, позволяют

отличить ароморфозы от других путей достижения биологического прогресса. Выделение ароморфозов среди разных вариантов эволюционных преобразований, возможно при учете критериев, описанных в литературе [15]. К их числу относятся:

— адаптивность признака;

— длительность существования признака в ходе филогенеза;

— ароморфозы, в отличие от других путей достижения биологического прогресса, обеспечивают расширение адаптивной зоны потомков по сравнению с предками.

Таким образом, одним из аспектов, связанных с характеристикой аромор-фозов, является их значение в проявлении такого процесса как расширение адаптивной зоны потомков по сравнению с предками. Известно, что ширина адаптивной зоны зависит от разнообразия экологических факторов, к которым приспособлены организмы [17]. Значит, приобретение ароморфозов в процессе эволюции приводит к повышению уровня организации, которое связано с расширением адаптивной зоны.

При описании ароморфозов особое внимание рекомендуется уделять последовательности возникновения ароморфозов в процессе эволюции растений и животных. Примеры ароморфозов лучше записывать в таблицы. Можно рекомендовать следующие формы таблиц (табл. 1).

Таблица 1

Последовательность возникновения ароморфозов в эволюции растений

№ п/п Название группы растений Примеры видов Ароморфозы

При заполнении таблицы можно выделять группы растений или называть надвидовые таксоны. После заполнения таблицы рекомендуется ответить на следующие вопросы:

— На примере одного из приведенных ароморфозов, докажите, что выбранный признак относится к ароморфозам.

— Какие группы растений приобрели минимальное количество ароморфозов, а какие — максимальное?

— Приведите примеры ароморфозов, распространившихся на большое количество надвидовых таксонов.

— Какие ароморфозы проявляются в фенотипе у небольшого количества надвидовых таксонов?

— К каким эволюционно значимым результатам приводит приобретение ароморфозов в процессе эволюции?

Примеры ароморфозов, возникших в процессе эволюции животных, можно также привести в форме таблицы, с учетом принадлежности организмов к над-видовым таксонам. Кроме этого, рекомендуется учитывать ароморфозы, связанные с разными признаками фенотипа животных: с особенностями морфологии, анатомии и физиологии.

Приобретение ароморфозов, приводит к повышению уровня организации. Группа организмов, получившая в процессе эволюции максимальное количество ароморфозов, может приобрести новый эволюционный статус. И.И. Шмальгау-зен [13] считал, что высшей формой эволюционного развития совокупности ароморфозов является эпиморфоз. В соответсвии со взглядами ученого эпиморфоз — это состояние вида, обеспечивающее ему господство над средой обитания. К числу характеристик эпиморфоза относятся:

— овладеть всей средой обитания в биосфере может только один вид;

— достижение эпиморфоза связано с приобретением максимально возможного количества ароморфозов;

— статус эпиморфоза, достигнутый Человеком разумным, связан с развитием головного мозга и последующими эволюционными преобразованиями.

В итоге, Человек разумный, приобредший в процессе эволюции ароморфозы, ставшие основой последующих эволюционных преобразований, оказался в состоянии вида, овладевшего средой обитания в большей степени по сравнению с другими видами биосферы. Выделение эпиморфоза, как способа достижения биологического прогресса, с одной стороны описывает эволюционные превращения, происходящие после приобретения ароморфозов, а с другой, является вариантом оценки экологических изменений, которые переживает вид.

Второй путь достижения биологического прогресса — идиоадаптация. В учебной литературе приводятся следующие варианты определения идиоадаптаций: «идиоадаптация — преобразование исходной ароморфной организации соответственно частным условиям среды» [9], или «идиоадаптация — выработка частных приспособлений без повышения уровня организации» [16]. Оба варианта определений описывают идиоадаптации, но с разных точек зрения. В первом варианте идиоадаптация оценивается как процесс преобразования возникших ароморфозов, а во втором идиоадаптации охарактеризованы с точки зрения возникающего эволюционного результата. Приведенные определения не противоречат другу, в данном случае скорее проявляется взаимное дополнение двух вариантов определений. При описании идиоадаптаций, необходимо привести примеры изменений, относящихся к идиоадаптациям и обосновать их правильность. Выбор вариантов идиоадаптаций должен проводиться с учетом следующих рекомендаций:

— идиоадаптации проявляются у всех видов живых организмов и на всех уровнях организации жизни;

— идиоадаптации возникают по всем признакам фенотипа и вырабатываются по отношению ко всем факторам внешней среды;

— идиоадаптации распространяются в пределах вида или совокупности родственных видов.

Учет приведенных рекомендаций позволит привести правильные и разнообразные примеры идиоадаптаций.

Сложность формулировки определения идиоадаптации объясняется тем, что при описании идиоадаптаций необходимо учитывать явления, связанные с идиоадаптацией и результаты, к которым эти явления приводят. Принципиальный вклад в развитие учения о направлениях эволюции и, соответственно, об идиоадаптациях, сделан И.И. Шмальгаузеном [12; 13], который предложил выделять в пределах идиоадаптации две составляющие: алломорфоз и специализацию. Под алломорфозом ученый понимал преобразования организации, связанные с дальнейшим приспособлением к условиям обитания при сохранении предкового типа взаимоотношений со средой. Примером алломорфоза как процесса эволюционного характера, является, например, изменение способа перемещения рептилий в пределах воздушно-наземной среды обитания. К ал-ломорфозам, проявившимся в эволюции растений, относятся все варианты формирования метаморфозов вегетативных органов. Специализация, в соответствии со взглядами И.И. Шмальгаузена [12; 13], определяется как приспособление к узким условиям окружающей среды или как сужение адаптивной зоны потомков по сравнению с предками. В итоге при развитии по пути алломорфозов не уменьшается количество связей со средой обитания. Этот результат проявляется при специализации, которая делится на четыре вида: теломорфоз, гиперморфоз, ка-таморфоз и гипоморфоз. При описании видов специализации, необходима формулировка определения и ссылка на примеры (табл. 2).

Общая дегенерация (или морфофизиологический регресс) — вторичное упрощение организации [16]. С нашей точки зрения формулировку определения можно расширить и сформулировать ее в следующем варианте: «Общая дегенерация — это упрощение строения при повышении уровня приспособленности, происходящее в связи с паразитическим или сидячим образом жизни». Преимущества предложенного варианта определения заключаются в следующем:

— в определении указаны результаты, к которым приводит развитие по пути общей дегенерации;

— подчеркивается особенность общей дегенерации, при которой снижается уровень организации, но повышается уровень приспособленности к среде обитания;

— учитывая первые два положения, характеризующие общую дегенерацию, можно прийти к выводу о том, что предложенный вариант определения носит эколого-эволюционный характер.

При изучении общей дегенерации следует обратить внимание на тот факт, что А.Н. Северцов относил общую дегенерацию к самостоятельным путям достижения биологического прогресса, а И.И. Шмальгаузен рассматривал ее в качестве вида специализации. Такой подход не противоречит учению о направлениях эволюции органического мира и расширяет представления об общей дегенерации, которая может быть отнесена к специализации, т. к. паразиты являются организмами, приспособленными к узким условиям среды обитания.

Статус ценогенеза, как пути достижения биологического прогресса, предложен А.Н. Северцовым [18] , который определил ценогенез, как выработку приспособлений, обеспечивающих выживание организмов на ранних стадиях онтогенеза. И.И. Шмальгаузен [12;13] вывел ценогенезы из путей достижения биологического прогресса, т. к. ценогенезы могут быть отнесены либо к аромор-фозам, либо к идиоадаптациям.

Важнейшим вкладом И.И. Шмальгаузена в разработку учения о направлениях эволюции органического мира является описание связи между путями биологического прогресса и направлениями эволюции органического мира. Ме-

Таблица 2

Виды специализации

№ п/п Название и определение вида специализации Результаты, важные с эволюционной и экологической точек зрения Примеры специализации

1. Теломорфоз- специализация по питанию и защитным приспособлениям — появление реликтов; — вымирание; — возникновение ароморфозов. — покровительственная окраска певчего кузнечика; — появление животных, питающихся одним видом корма (панды, коала и др.)

2. Гиперморфоз(гигантизм) -переразвитие организма или частей его тела. — вымирание; — изменение взаимоотношений в системе «хищник-жертва»; — влияние на проявления действия полового отбора. — появление гигантских растений (секвойи, баобабы, многие вымершие растения ) — гигантские виды животных, как среди вымерших, так и среди современных.

3. Катаморфоз (общая дегенерация) — снижение уровня организации потомков по сравнению с предками в результате паразитического или сидячего образа жизни — утрата некоторых ароморфозов; — приобретение новых вариантов идиоадаптаций; — изменения в проявлении форм борьбы за существование. Возникновение паразитических видов растений и животных. Приспособление к сидячему образу жизни.

4. Гипоморфоз ( неотения ) — выпадение стадии взрослого организма в онтогенезе — появление новых жизненных форм у растений; — изменения в ходе эволюции онтогенеза. Формирование новых группировок организмов у плоских червей, ракообразных, насекомых, хвостатых амфибий и др. групп организмов.

ханизмы, лежащие в основе этих макроэволюционных преобразований, описаны в литературе [9; 10; 13]. И.И. Шмальгаузен выявил следующие закономерности:

— ароморфозы возникают в ответ на резкие изменения условий окружающей среды;

— ароморфозы перекрывают неблагоприятные для организмов изменения условий среды обитания;

— благодаря возникшим ароморфозам совокупности организмов выживают в изменяющихся условиях;

— на базе возникшего ароморфоза в процессе эволюции формируются идиоадаптации, распространяющиеся на определенную совокупность видов.

Описанные закономерности в форме причинно-следственных связей появляются при смене направлений эволюции и путей достижения биологического прогресса. Генетическую связь между путями достижения биологического прогресса можно проиллюстрировать на примере формирования идиоадаптаций. С нашей точки зрения, это можно продемонстрировать, приведя примеры аро-морфозов, на базе которых в процессе эволюции возникают идиоадаптации. Называя варианты ароморфозов нельзя упускать из вида, что ароморфозы распространяются в пределах крупных надвидовых таксонов, а идиоадаптации, в типичном случае, проявляются в фенотипе особей одного или близкородственных видов. В таблице приведены примеры ароморфозов и идиоадаптаций (табл. 3).

Процесс перехода в развитии группы с направления биологического прогресса на направление биологического регресса происходит по этапам :

1. Возникновение ароморфоза. Этот результат эволюции позволяет совокупности организмов развиваться в направлении биологического прогресса.

2. Развитие идиоадаптаций на базе возникшего ароморфоза. Совокупность организмов продолжает развиваться в направлении биологического прогресса.

3. Переход от идиоадаптаций к специализации. На этой стадии эволюционных преобразований, при смене условий окружающей среды, возможно вымирание организмов, которое проявляется при развитии в направлении биологического регресса. В итоге на стадии, соответствующей проявлению специализации, совокупность организмов реализует смену направления эволюции с биологиче-

Библиографический список

Таблица 3

Примеры ароморфозов и возникающих на их основе идиоадаптаций

№ п/п Ароморфозы Идиоадаптации

1. Семя цветкового растения — высокое содержание белка в семенах фасоли; — оболочки семени кокосовой пальмы.

2. Цветок покрытосеменного растения — соцветие головка клевера лугового; — гигантский цветок Раффлезии Арнольди.

3. Перьевой покров птиц — развитие пуховых перьев серого гуся; — яркая окраска оперения у павлина.

4. Кожа млекопитающих — редукция волосяного покрова у кашалота; — развитие подкожного жира у морского котика.

ского прогресса на направление биологического прогресса. Специализация не приводит к однозначному варианту развития совокупностей организмов. Если проявляется, например теломорфоз, то это может привести к возникновению нового ароморфоза, который приведет к развитию группы организмов в направлении биологического прогресса.

Изучение закономерностей эволюции, проявляющихся в разных направлениях, достигнет лучшего результата при проведении лабораторных занятий [19; 20]. При иллюстрации закономерностей эволюционных преобразований, рекомендуется использовать материалы по биологии, как отдельных групп организмов [21], так и данные по состоянию биологического разнообразия определенных регионов [22].

Таким образом, методика изучения такой макроэволюционной проблемы как направления эволюции органического мира, является одним из вариантов сочетания достижений эволюционной биологии, а так же взаимодействия методических приемов и методов обучения, направленных на овладение учебным материалом.

1. История биологии. С древнейших времен до начала XX века. Под редакцией С.Р Микулинского. Москва: Наука, 1972.

2. История биологии. С начала XXвека до наших дней. Под редакцией Л.Я. Бляхера. Москва: Наука, 1975.

3. Воронцов Н.Н. Развитие эволюционных идей в биологии. Москва: Прогресс Традиция, 1999.

4. Павлович С.А. История биологии и медицины в лицах. Минск: Высшая школа, 2010.

5. Методология биологии: новые идеи (синергетика, семиотика, коэволюция). Отв. ред. О.Е. Баксанский. Москва: Эдиториал УРСС, 2001.

6. Ламехова Е.А., Ламехов Ю.Г. Вторая глобальная научная революция и формирование эволюционной теории. Сб. статей международной научно-практической конференции. Уфа: АЭТЕРНА, 2017: 23 — 26.

7. Ламехов Ю.Г. Междисциплинарный подход при изучении теории эволюции в средней и высшей школе. Сборник статей Международной научно-практической конференции. Уфа: АЭТЕРНА, 2017: 146 — 149.

8. Ламехова Е.А., Ламехов Ю.Г Значение экологических знаний при изучении истории формирования представлений об эволюции в высшей школе. Материалы IVмеждународной научно-практической конференции. Самара: ССГПу, 2018: 271 — 278.

9. Георгиевский А.Б. Дарвинизм. Москва: Просвещение, 1985.

10. Северцов А.С. Теория эволюции. Москва: Владос, 2005.

11. Яблоков А.В. Эволюционное учение. Москва: Высш. шк., 1998.

12. Шмальгаузен И.И. Проблемы дарвинизма. Ленинград: Наука, 1969.

13. Шмальгаузен И.И. Избранные труды. Пути и закономерности эволюционного процесса. Москва: Наука, 1983.

14. Северцов А.С. Главные направления эволюционного процесса. Москва: МГУ 1967.

15. Северцов А.С. Направленность эволюции. Москва: МГУ1990.

16. Северцов А.С. Основы теории эволюции. Москва,1987.

17. Симпсон Дж. Г. Темпы и формы эволюции. Москва: ИЛ, 1948.

18. Северцов А.Н. Главные направления эволюционного процесса. Москва: МГУ 1967.

19. Ламехова Е.А., Ламехов Ю.Г Методика проведения лабораторных занятий по теории эволюции при изучении общей биологии в средней школе. Сборник материалов Всероссийской с международным участием научно-практической конференции. Москва: МГОУ 2017.

20. Ламехов Ю.Г. Значение лабораторных занятий по теории эволюции для профессиональной подготовки будущих учителей биологии. Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции. Челябинск: ЧГПУ, 2008.

21. Ламехова Е.А., Ламехов Ю.Г. Эволюционный подход к изучению биологии птиц в высшей школе Материалы IX Всероссийской научно-практической конференции. Красноярск: КГПУ 2017.

22. Уткина Т.В., Ламехова Е.А., Ламехов Ю.Г К вопросу о методике изучения биологического разнообразия в средней общеобразовательной школе. Инновационная наука. 2016; 3-2: 203 — 208.

References

1. Istoriya biologii. S drevnejshih vremen do nachala XX veka. Pod redakciej S.R. Mikulinskogo. Moskva: Nauka, 1972.

2. Istoriya biologii. S nachala XX veka do nashih dnej. Pod redakciej L.Ya. Blyahera. Moskva: Nauka, 1975.

3. Voroncov N.N. Razvitie ‘evolyucionnyh idej v biologii. Moskva: Progress Tradiciya, 1999.

4. Pavlovich S.A. Istoriya biologii i mediciny v licah. Minsk: Vysshaya shkola, 2010.

5. Metodologiya biologii: novye idei (sinergetika, semiotika, ko’evolyuciya). Otv. red. O.E. Baksanskij. Moskva: ‘Editorial URSS, 2001.

6. Lamehova E.A., Lamehov Yu.G. Vtoraya global’naya nauchnaya revolyuciya i formirovanie ‘evolyucionnoj teorii. Sb. statej mezhdunarodnojnauchno-prakticheskoj konferencii. Ufa: A’ETERNA, 2017: 23 — 26.

7. Lamehov Yu.G. Mezhdisciplinarnyj podhod pri izuchenii teorii ‘evolyucii v srednej i vysshej shkole. Sbornik statej Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. Ufa: A’ETERNA, 2017: 146 — 149.

8. Lamehova E.A., Lamehov Yu.G. Znachenie ‘ekologicheskih znanij pri izuchenii istorii formirovaniya predstavlenij ob ‘evolyucii v vysshej shkole. Materialy IV mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. Samara: SSGPU, 2018: 271 — 278.

9. Georgievskij A.B. Darvinizm. Moskva: Prosveschenie, 1985.

10. Severcov A.S. Teoriya ‘evolyucii. Moskva: Vlados, 2005.

11. Yablokov A.V. ‘Evolyucionnoe uchenie. Moskva: Vyssh. shk., 1998.

12. Shmal’gauzen I.I. Problemy darvinizma. Leningrad: Nauka, 1969.

13. Shmal’gauzen I.I. Izbrannye trudy. Puti izakonomernosti ‘evolyucionnogo processa. Moskva: Nauka, 1983.

14. Severcov A.S. Glavnye napravleniya ‘evolyucionnogo processa. Moskva: MGU, 1967.

15. Severcov A.S. Napravlennost’ ‘evolyucii. Moskva: MGU,1990.

16. Severcov A.S. Osnovy teorii ‘evolyucii. Moskva,1987.

17. Simpson Dzh. G. Tempy i formy ‘evolyucii. Moskva: IL, 1948.

18. Severcov A.N. Glavnyenapravleniya ‘evolyuclonnogoprocessa. Moskva: MGU, 1967.

19. Lamehova E.A., Lamehov Yu.G. Metodika provedeniya laboratornyh zanyatij po teorii ‘evolyucii pri izuchenii obschej biologii v srednej shkole. Sbornikmaterialov Vserossijskojs mezhdunarodnym uchastiem nauchno-prakticheskoj konferencii. Moskva: MGOU, 2017.

20. Lamehov Yu.G. Znachenie laboratornyh zanyatij po teorii ‘evolyucii dlya professional’noj podgotovki buduschih uchitelej biologii. Materialy IV Vserossijskojnauchno-prakticheskoj konferencii. Chelyabinsk: ChGPU, 2008.

21. Lamehova E.A., Lamehov Yu.G. ‘Evolyucionnyj podhod k izucheniyu biologii ptic v vysshej shkole Materialy IX Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii. Krasnoyarsk: KGPU, 2017.

22. Utkina T.V., Lamehova E.A., Lamehov Yu.G. K voprosu o metodike izucheniya biologicheskogo raznoobraziya v srednej obscheobrazovatel’noj shkole. Innovacionnaya nauka. 2016; 3-2: 203 — 208.

Статья поступила в редакцию 08.02.19

УДК 378:81:159.9; 81’33

Levina O.M., senior teacher, Moscow City University (Moscow, Russia), E-mail: [email protected]

PROBLEM OF VERBAL MANIPULATION IN MODERN INTERCULTURAL FOREIGN-LANGUAGE EDUCATION. The researcher’s analysis of literature on the following research shows increasing interest that concerns verbal manipulation of addressee. Much attention of the article is given to a problem of verbal manipulation realization of another culture in the context of foreign-language teaching in a language university. The research expresses the author’s own opinion on the present situation in the world, when culture plays the role of a means of verbal manipulation and intercultural communicators act as a manipulator and manipulated. Nowadays geopolitical situation makes it necessary to clarify the aim of intercultural foreign-language education, that will provide a student of a language university with some appropriate competence. The above-mentioned education will help the students to overcome verbal manipulation in the context of intercultural communication.

Key words: communicative strategy, linguistic personality, intercultural communication, intercultural communicative competence, intercultural approach, intercultural foreign language education, speech manipulation.

О.М. Левина, ст. преп., Московский городской педагогический университет, г. Москва, E-mail: [email protected]

ПРОБЛЕМА РЕЧЕВОЙ МАНИПУЛЯЦИИ В КОНТЕКСТЕ МЕЖКУЛЬТУРНОГО ИНОЯЗЫЧНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Анализ литературы по теме исследования показал возросший за последнее время интерес к вопросу манипулятивного воздействия на адресата. В настоящей статье проблема реализации речевой манипуляции иной культуры актуализируется в контексте обучения иностранному языку в языковом вузе. Проведенное исследование позволило представить свое видение сложившейся ситуации на мировой арене, где культура выступает в качестве средства реализации речевой манипуляции, а партнеры по межкультурной коммуникации выполняют роли манипулятора и манипулируемого. Вызов времени (геополитическая обстановка) обусловливает необходимость уточнения цели межкультурного иноязычного образования, которая будет предусматривать подготовку будущего специалиста к межкультурной коммуникации в тех условиях, когда скрытое воздействие партнера по межкультурному взаимодействию может привести к изменению культурных ценностных ориентаций адресата сообщения.

Ключевые слова: языковая личность, коммуникативная стратегия, межкультурная коммуникация, межкультурная коммуникативная компетенция, межкультурный подход, межкультурное иноязычное образование, речевая манипуляция.

«Если раньше пропаганда и психологическое давление на страну и ее население чаще всего лишь предваряло военные действия, то сегодня информационные войны безо всякого вмешательства силовых структур способны делить и сокрушать целые государства» [1, с. 4].

Не подвергается сомнению вышеозначенная позиция А.Ю. Петухова, поскольку в настоящее время информация, помимо своих прямых функций (познавательной — получение новых знаний, коммуникативной — взаимодействие людей) с возрастающей значимостью выполняет функцию управления / формирования поведения, образа мысли, мировоззрения человека. При этом, преобразуя свое содержание не в созидательную, а в разрушительную силу, информация расширяет поле своего воздействия в мировом масштабе благодаря развитию средств массовой информации (далее — СМИ) и Интернету.

Информационному манипулятивному воздействию на современном этапе формирования внешнеполитических отношений подверглось и Российское государство. Отмечается применение целого комплекса мероприятий по манипулированию сознанием населения в рамках «единой смысловой и целеположенной сети», где информационная война рассматривается в качестве «составной части относительно нового понятия сетевых войн» [2]. Население подвергается речевой манипуляции в самых разных сферах жизни: в СМИ, экономике, политике, науке, образовании, культуре и т. д.

Именно культура, рассматриваемая не только как продукт совместной жизнедеятельности людей, но и как одно из средств манипуляции сознанием, представляет для ученых обширное исследовательское поле (Ю.А. Ермаков, М.Р. Желтухина и т. д.). Повышенное внимание на себя обращает феномен речевой манипуляции в рамках «взаимодействия культур», «межкультурной коммуникации», «межкультурного общения».

Особую значимость приобретает проблема изучения воздействия (речевой манипуляции) иной культуры в рамках обучения иностранному языку [3; 4]. В этом контексте образование рассматривается как инструмент «мягкой силы» [5].

Речевая манипуляция, выступающая основным инструментом «словесного воздействия», выстраивает зачастую непреодолимый культурный барьер [6]. Как следствие, учет и преодоление эффекта манипулятивного коммуникативного воздействия представляет особо актуальную проблему в контексте целеполага-ния межкультурного иноязычного образования в языковом вузе.

В условиях тотального манипулятивного воздействия со стороны стран первого круга («мягкая сила», «лингвистический империализм» «лингвицизм»), не представляется уместным говорить о возможности достижения паритетности чужой и собственной культур в рамках межкультурной коммуникации. Более того, мы можем наблюдать, что адресанты сообщения оперируют потребностями (желаниями, интересами) и чувствами субъекта (эмоциями), определенными «духовными» идеалами и культурными ценностями, а также приемами (тактиками), способствующими навязыванию субъекту неких мнений, которые не совпадают с его культурной ценностной ориентацией [7].

Все это противоречит целевому ориентиру языкового образования, провозглашающему необходимость формировать субъекта поликультурной и мульти-лингвальной мировой цивилизации [8]. В связи с замещением знаниецентриче-ской направленности обучения на культуросообразную (Е.И. Пассов) полагаем уместным отметить необходимость в уточнении цели межкультурного иноязычного образования, которая будет отвечать потребностям межкультурного коммуниканта, стремящегося эффективно взаимодействовать в условиях манипулятив-ного воздействия иной культуры.

Уместно заметить, что положительная результативность межкультурной коммуникации достигается не посредством преодоления языкового барьера, а с помощью средств и способов, позволяющих справиться с барьером культурным [9]. Однако культурная составляющая другого лингвосоциума не ограничивается лишь компонентами, «несущими национально-специфическую окраску» (например, традиции, обычаи, бытовая культура), но и прослеживается в особенностях «национальной картины мира», «культурной реальности» той или иной цивилизации [9]. При этом зачастую происходит наделение иной культуры некими ценностями родной культуры, затрудняющее и так непростое взаимодействие партнеров по межкультурной коммуникации. В итоге укоренение стереотипности мышления относительно другого лингвосоциума приводит к нарушению всего процесса межкультурного общения [10].

Однако следуя представлению Н.В. Барышникова, считающего межкультурную коммуникацию «коммуникативным мероприятием», в котором коммуникант может столкнуться с давлением, манипуляцией, трюками и уловками, обучающемуся необходимо быть готовым к любым условиям общения, и даже «дать достойный отпор разжигателям информационной войны» [11].

(PDF) Практикум по менеджменту: учебное пособие

В первом цехе по ремонту КИП работают 72 человека, из них

11 женщин. Инженерно-технических работников, имеющих высшее

образование, – 8 человек. Слесарей КИП 6 разряда – 6 человек, 5

разряда – 12 человек, 4 разряда – 20 человек, 3 разряда – 10 чело-

век, 2 разряда – 6 человек, учеников – 5 человек, МОП – 5 человек.

Из них в возрасте до 20 лет – 12 человек, с 21 до 30 лет – 20 чело-

век, с 31 до 40 лет – 14 человек, с 41 до 50 лет – 11, с 51 до 60 лет –

13, свыше 60 лет – 2 человека. По национальности: 28 человек –

русские, 30 человек – татары, 14 человек – другой национальности.

Текучесть кадров – 6,3 %.

Во втором цехе по обслуживанию электрооборудования ра-

ботает 56 человек, из них 7 женщин. ИТР, имеющих высшее обра-

зование, – 6 человек. Электромонтеров 6 разряда – 12 человек,

5 разряда – 35 человек, 4 разряда – 17 человек, 3 разряда – 5 чело-

век, 2 разряда – 5 человек, МОП – 5 человек. Среди них в возрасте

до 20 лет – 17 человек, с 21 до 30 лет – 32 человека, с 31 до 40 лет –

27 человек, с 41 до 50 лет – 12 человек, с 51 до 60 лет – 3 человека,

свыше 60 лет – 10 человек. По национальности: 35 человек – рус-

ские, 56 человек – татары, 10 человек – другой национальности. Те-

кучесть кадров – 1,1 %.

В третьем цехе по ремонту механического оборудования ра-

ботает 101 человек, из них 4 женщины. ИТР – 22 человека. Слеса-

рей 6 разряда – 6 человек, 5 разряда – 12 человек, 4 разряда – 20 че-

ловек, 3 разряда – 10 человек, 2 разряда – 6 человек, учеников – 5

человек, МОП – 5 человек. Из них в возрасте до 20 лет – 12 чело-

век, с 21 до 30 лет – 20 человек, с 31 до 40 лет – 14 человек, с 41 до

50 лет – 11, с 51 до 60 лет – 13, свыше 60 лет – 2 человека. По на-

циональности: 28 человек – русские, 30 человек – татары, 14 чело-

век – другой национальности. Текучесть кадров – 6,3 %.

В цехе пиролиза работает 54 человека, из них женщин 12 че-

ловек. Инженерно-технических работников с высшим образовани-

ем – 10 человек. Аппаратчиков 6 разряда – 5 человек, 5 разряда –

10 человек, 4 разряда – 18 человек, 3 разряда – 7 человек, МОП – 4

человека. По возрасту: до 20 лет – 5 человек, с 21 до 30 лет – 17 че-

ловек, с 31 до 40 лет – 17 человек, с 41 до 50 лет – 9 человек, с 51 до

60 лет – 6 человек. По национальности: 24 человека – русские,

22 человека – татары, 8 человек – другой национальности. Теку-

честь кадров – 3,5 %.

Личная безопасность в современной жизни

XXI век принес людям не только достижения в области технического прогресса, облегчившие жизнь, но и массу проблем, затрудняющих ее, а иногда делающих просто невыносимой. Болезни, изменение климата, нарушение экологического равновесия, войны и т.д. Все это таким или иным образом отражается на нас.

Многие считают, что эти беды обойдут их стороной, никакие глобальные проблемы не коснутся. Но дело в том, что большие катаклизмы порождают малые, которые, возможно заденут вас или ваших близких.

Сегодня бедой нашей страны стал разгул вседозволенности и бесконтрольности, породивший рост преступности. Причем преступления становятся жестокими и изощренными. Самыми распространенными уголовными преступлениями в наше время считаются убийства, наркоторговля, угон автомобилей, рэкет, грабежи и кражи. От них не застрахованы ни простые граждане, ни известные люди.

Как же защититься от всех напастей и крушений, которые могут коснуться нас в повседневной жизни? Вот здесь появляется понятие безопасности, обеспечение которой и позволяет в какой-то мере застраховаться от всевозможных проблем и включает в себя комплекс мер, направленных на сохранение вашей жизни и членов вашей семьи, личного имущества.

Соблюдение элементарных правил личной безопасности помогает человеку, как доказывает жизнь, избежать различных физических и моральных травм.

Данный материал представляет Вашему вниманию аспекты проблемы обеспечения безопасности человека в современном обществе. Однако предугадать все ситуации, которые может при готовить жизнь, вряд ли под силу кому-либо. Поэтому советы, которые представлены далее, не являются панацеей от всех бед. Возможно вы столкнетесь с явлением не затронутыми в нашем разделе. В этом случае, мы надеемся, вы сможете найти правильное решение, используя наши советы как базу. Искушенному читателю что-то может показаться смешным и обыденным, но тем не мнение не стоит перелистывать страницу или бросать чтение на середине журнала, ведь добрый совет сможет однажды спасти вам жизнь.

Энергичный, но добродушный шлепок акушерки по «пятой точке» вводит младенца в мир жизнедеятельности, дает ему возможность набрать в легкие воздуха, как бы командует: «Живи.», «Выживай!». С момента появления на Божий свет человека подстерегают опасности. Возможно, они и одержали бы победу над человеческим родом, но у разумного человека есть основной метод зашиты от козней «беса» опасности – БЕЗОПАСНОСТЬ.

Эта богиня Доброты на протяжении тысячелетий, верно, служит человеку, отражая опасности щитом, на котором алмазом опыта жизнедеятельности выгравирован девиз: «Предупрежден, значит вооружен». С древних времен обеспечение персональной безопасности и сохранение здоровья — один из важнейших практических интересов человечества.

Недаром кардинал и генералиссимус Франции Ришелье оставил будущим поколениям мудрое наставление: «… Безопасность – это категория неизмеримо более высокая, чем величие».

В условиях современного общества вопросы безопасности жизнедеятельности резко обострились и приняли характерные черты проблемы выживания человека, то есть «остаться в живых, уцелеть, уберечься от гибели».

Поэтому, как ради себя, так и ради других, следует знать основы безопасности жизнедеятельности. Это то же самое, что использование ремня безопасности во время управления автомобилем. Это выражение уважения к человеку. Это жизнеутверждающая позиция.

«Зри в корень», – говорил гениальный Козьма Прутков. Давайте вместе «позрим», что такое безопасность, безопасный.

Этимология слова: БЕЗ + ОПАСНЫЙ = БЕЗОПАСНЫЙ.

Опасный – «содержащий в себе возможность бедствия, несчастья», «способный причинить кому-либо зло, вред» и т.п. В памятниках древнерусской письменности XI века встречается в форме «опасъный» – «охранительный, тщательный». Впоследствии слабый «ъ» исчез, звук «с» отвердел. Значение, вероятно, развивалось следующим образом: «заботливый» — «предостерегающий», далее «внушающий опасение, осторожность», «грозящий опасностью» — «способный причинить несчастье». Приставка без (безо, безъ) выражает значение «не имеющий чего-либо». На базе предложного сочетания «без опаса» (опасъ — охрана, защита) образовано прилагательное «безопасный» — «не грозящий опасностью», «защищенный». В словаре русского языка С. Л. Ожегова говорится: «Безопасность – положение, при котором не угрожает опасность кому-нибудь, чему-нибудь».

Безопасность жизнедеятельности — это состояние окружающей среды, при котором с определенной вероятностью исключено причинение вреда существованию человека.

Уже у древних римлян понятие безопасность (лат. seciaitas) олицетворяло общественную и личную безопасность, гарантированную властями. Ее культовое значение отразилось даже в монетных знаках.

Безопасность и жизнедеятельность взаимосвязаны.

Жизнедеятельность – сложный биологический процесс, происходящий в организме человека, позволяющий сохранить здоровье и работоспособность. Необходимым и обязательным условием протекания биологического процесса является деятельность. В широком смысле это слово означает разносторонний процесс создания человеком условий для своего существования и развития. Основными видами деятельности человека являются труд, учение, игра. Другие виды деятельности – общественно-политическая, педагогическая, военная и т.д. возникли благодаря труду, который всегда носил общественный характер.

В процессе разнообразной активной деятельности человек вступает во взаимодействие с окружающей средой. Под этим понятием понимают все то, что нас окружает, что прямо или косвенно воздействует на нашу повседневную жизнь и деятельность.

Окружающая среда оказывает постоянное воздействие на здоровье человека посредством материальных факторов: физических, химических и биологических. Безусловно, что на человека, как социальное существо, непосредственное влияние оказывают и психогенные факторы.

В ходе длительной эволюции человек приспособился к природной окружающей среде» и любые ее изменения неблагоприятно влияют на его здоровье. Организму человека свойственно. безболезненно переносить те или иные воздействия лишь до тех пор, пока они не превышают пределов адаптационных возможностей человека. В противном случае происходит повреждение организма, которое при достижении определенной степени изменений квалифицируется как несчастный случай (травма) или заболевание.

Повреждение организма может, произойти в результате как непосредственных контактных внешних воздействий (механических, электрических, химических и т.п.), так и дистанционных (теплового, светового и пр.). Повреждения могут возникать сразу после воздействия или спустя определенное время после него (например, после радиационного облучения).

Опасные и вредные факторы обычно имеют внешне определенные пространственные области их проявления, так называемые опасные зоны.

Нахождение человека в опасной зоне является одним из условий возникновения повреждения организма. При этом опасный фактор (опасность) должен обладать достаточной энергией, чтобы вызвать повреждение организма.

Но в большинстве случаев люди сами не придают должного значения скрытой опасности и поступают себе во вред. Характерный пример пренебрежительного отношения к опасности — нарушение правил уличного движения. Вряд ли найдется пешеход, не знающий, для чего установлены светофоры. И, тем не менее, многие идут на красный свет. Итог этому — примерно половина дорожных происшествий происходит по вине пешеходов.

Жизнь – дело рискованное. «Для того чтобы жить, надо больше мужества, чем для того, чтобы умереть», – утверждал итальянский драматург Витторио Альфьери. Это действительно так. С опасностями человек столкнулся с момента своего появления на Земле. Вначале это были природные опасности: пониженная или повышенная температура воздуха, атмосферные осадки, солнечная радиация, молнии, встречи с дикими животными, ядовитыми насекомыми и растениями, стихийные явления природы (землетрясения, наводнения, ураганы, лесные пожары и т.д.).

С развитием человеческого общества к природным опасностям непрерывной чередой прибавлялись техногенные опасности, то есть рожденные техникой. Научно-технический прогресс, наряду с благами, принес и неисчислимые бедствия, как человеку, так и окружающей среде.

Техногенные опасности могут проявляться в виде аварий технических систем, пожаров, взрывов и других трудно предсказуемых событий. Попадая в зону действия подобных экстремальных ситуаций, люди рискуют получить травмы различной степени тяжести.

Следует заметить, что человек и сам является часто источником опасности. Своими действиями или бездействием он может создать для себя и окружающих реальную угрозу жизни и здоровью. Опасности, создаваемые человеком, очень разнообразны. Войны, социально-политические конфликты, преступления, проституция, наркомания, СПИД, голод, нищета, бескультурье – эти и другие пороки человеческого общества – социальные опасности.

Таким образом, опасности окружающего мира условно разделены на три четко выделенные группы: природные, техногенные и социальные.

Ученые пришли к выводу, что какой бы деятельностью ни занимался человек, где бы он ни находился, всегда рядом с ним существуют скрытые силы, представляющие для него угрозу. Это – потенциальные, то есть возможные опасности (потенциальный в переводе с латинского означает «скрытая сила»).

Постоянное наличие вокруг нас потенциальных опасностей вовсе не значит, что несчастье обязательно произойдет. Для этого необходимы определенные условия. Эти условия называют причинами.

Причиной несчастного случая очень часто служит наша собственная беспечность или неосторожность окружающих. Для сохранения своего здоровья и жизни необходимо хорошо знать и своевременно устранять причины, при которых происходит превращение потенциальных опасностей в действительные.

Уберечься от несчастья удается не всегда, поскольку некоторые опасности не зависят от наших действий, проявляются внезапно, не оставляя времени на размышление, на спасение. Например, взрыв, землетрясение, ураган.

В книге «Дианетика» (Современная наука душевного здоровья) Рон Хаббард пишет: «Существует пять разновидностей реакций человека на источник опасности. Пять направлений он может выбрать для решения любой проблемы. Действия его также можно оценить пятью разными способами. Сравнение с черной пантерой является здесь удачным.

Давайте предположим, что черная пантера в плохом настроении сидит в доме человека по имени Гарик. Гарику надо идти спать на второй этаж. Но на ступеньках – черная пантера. Проблема заключается в том, как подняться по лестнице. Существует всего пять действий, которые Гарик может предпринять:

  1. может атаковать пантеру;
  2. может убежать из дома и от пантеры;
  3. может использовать другую лестницу и избежать встречи с черной пантерой;
  4. может игнорировать животное (представить, что ее нет и попытаться пройти мимо нее) и
  5. может сдаться пантере.

Вот пять механизмов:

  • атаковать;
  • отступить;
  • избежать;
  • проигнорировать;
  • сдаться.

Любые действия подпадают под эти категории. И все они отмечаются в жизни. Все реакции можно разрешить «одним из указанных пяти способов». До тех пор, пока человек атакует действительно существующую угрозу, он находится в неплохой форме, он «нормальный»!

ПРЕОДОЛЕНИЕ ЗОНЫ РИСКА И СТРАХА

С первых минут появления на свет и до дней последних человек постоянно пребывает в «зоне риска». Какие только напасти ни подкарауливают его на жизненном пути. Такой авторитет в области безопасности, как, например, английская фирма «Artur D. Littre», занимающаяся уже более 100 лет вопросами безопасности, пришла к выводу, что опасность может быть оценена количественно, например, величиной риска. Под риском как количественной мерой опасности обычно подразумевают возможность (либо вероятность) возникновения нежелательного события за определённый отрезок времени.

В таблице приведена вероятность риска стать жертвой некоторых видов опасностей в течение года.

Вид опасности Вероятность случаев в году

Общий риск 1 из 700

Автомобильные катастрофы 1 из 4,000

Преступления 1 из 4,000

Отравление 1 из 5,000

Умышленное убийство 1 из 7,000

Утопление 1 из 10,000

Падение 1 из 25,000

Пожар и ожог 1 из 28,000

Авиакатастрофа 1 из 50,000

Электрический ток 1 из 65,000

Железная дорога 1 из 150,000

Промышленная авария, катастрофа 1 из 170,000

Стихийное бедствие 1 из 1,600,000

Авария на ядерном реакторе 1 из 300,000,000

Чтобы противостоять эпидемии насилия, опасности и страха, необходимо знать два ограничивающих момента:

  • до какого предела дойти, где грань между страхом губительным и страхом, данным человеку во спасение;
  • необходимо твердое знание заповедей безопасного поведения, ибо оно переходит в новое качество – имидж силы, уверенности, безопасности.

Пословица гласит: «Не тот пропал, кто в беду попал, а тот пропал, кто духом упал». Присутствие духа значительно увеличивает шансы на спасение человека в любой ситуации.

ПРИСУТСТВИЕ ДУХА

Природное это качество или его можно воспитать? Вот несколько примеров.

Настоящим кошмаром во время боевых действий на Тихом океане для американских летчиков и моряков стали акулы. Пережить воздушный бой или торпедную атаку было, по словам ветеранов, гораздо легче, чем качаться в шлюпке или на плотике под палящим тропическим солнцем и гадать, кто появится раньше – спасательное судно или черный плавник. Педантичные янки собрали громадный объем данных по случаям нападения акул на одиночных людей и группы моряков, уцелевших после потопления их судов, потратили значительные средства на поиск всевозможных средств борьбы с морскими разбойницами. Испытывались химические вещества предположительно годные для отпугивания акул, различные виды оружия, но самое главное — вырабатывались рекомендации по поведению людей, подвергающихся опасности. После того как выяснилась практически полная неэффективность всех химикалий, а также способность, например, большой белой акулы без видимого неудовольствия переносить попадания в голову пуль полной обоймы армейского кольта калибра 11.43, основное внимание сосредоточили на выяснении ключевого вопроса: что же привлекает акулу к потенциальной жертве?

Ученые пришли к парадоксальному выводу: основной приманкой для вечно голодной хищницы является не запах крови и тем более не внешний вид непривычных для океанской пустыни предметов — спасательных плотиков или болтающихся в надувных жилетах двуногих. Оставалось предположить, что существует некая «эманация страха», выделяемая людьми. Физический носитель этой эманации – гипотетическое вещество, которое вырабатывает организм запаниковавшего человека, так и не был установлен, но справедливость заключения американцев позже подтверждалась и аквалангистами команды Кусто, достаточно бесцеремонно обращавшимися с «белыми убийцами», и работами специалистов, изучавших многовековой опыт традиционных культур ныряльщиков за жемчугом.

Бытующие сейчас представления об энерго-информационном обмене позволяют связать этот пример со случаем, вошедшим в число легенд о мастерах японских будо. Холодной осенней ночью хромоногий воин пытался одолеть один из поросших густым лесом перевалов горной области Кай – домена князя Такэда. Это был будущий главный советник князя и его лучший полководец Ямамото Канноцукэ. В чащобе самурая ожидала встреча со стаей голодных волков. Первым побуждением мастера клинка было намерение перерубить подбиравшихся поближе серых хищников. Однако воспитанное с детских лет глубокое уважение к мечу – святыне для средневекового члена японской воинской касты – заставило Канноцукэ выпустить рукоять. Оскорбить клинок кровью животного самурай не захотел, однако выбираться из смертельно опасного положения было необходимо.

На помощь воину пришло искусство управления внутренней энергией Киай, секретная техника, культивируемая в японских школах традиционного будо. Зажав большие пальцы рук в ладони методом «крепкого сжатия», Канноцукэ расправил плечи, распрямился и захромал навстречу волкам. Завороженные образом проявленной мощи, изливаемым вовне потоком энергии, звери присели на хвосты и не осмелились атаковать необычного человека.

Как и любое искусство, имеющее целью раскрыть внутренний потенциал человека, Киай-до опирается на несколько простых аксиом. Человек обладает неким количеством вселенской энергии ки (японское прочтение китайского термина «ци»), стоит как полноправный участник в цепи энергообмена Небо-Человек-Земля. Каждое физическое действие человека, каждое душевное движение или мысль пронизаны ки. Концентрируя и распределяя ки, осознанно используя его в любом виде деятельности, человек способен существенно улучшить достигаемые результаты. Естественно, что самым важным для самураев было боевое применение ки – и как средства поражения, и как средства реанимации раненых и контуженных. Стоит спутать или прервать поток своего ки при выполнении удара или блока, инициатива перейдет к противнику. Стоит вложить в пущенную стрелу силу всей полноты своего бытия – она пронижет и двойной доспех, и каменную скалу.

Любого самурая готовили к управлению своим и чужим ки. Строго говоря, название искусства Киай-до значит «Путь единения ки», возможно – своего ки и энергии противника. Разумеется, такое объединение в японском смысле слова и означает контроль, управление, владение.

Считалось, что мастера Киай-до способны пересылать свое ки без помощи физического тела, и рассказы о подвигах прославленных воинов это подтверждают: убить врага насыщенным ки, особо модулированным криком, или вернуть к жизни впавшего в кому соратника было для них достаточно обычным делом. Развитое ки было залогом неуязвимости в бою, выносливости в походе, стойкости организма во время эпидемий.

Похожие школы существовали и существуют не только в Японии. И единственным, пожалуй, отличием Киай-до и схожего по идеологии, но гораздо более популярного современного воинского искусства Айки-до от других эзотерических систем Востока и Запада состоит в том, что японцы говорят не о накоплении внутренней энергии, а о постоянном изливании своего ки вовне.

Современному человеку стоит обратить внимание на следующие аксиомы Киай-до: страх спутывает ваше ки, а проникновение внешнего потока подчиняет вас чужой воле. Используя этот традиционный восточный понятийный аппарат, легко объяснить, что же происходит с человеком, попавшим в экстремальную ситуацию.

Онемение, пересохшее горло, «ватные» руки и ноги, вросшие в землю, пустота в голове, состояние паники, охватившее всё существо находящегося в опасности человека, – типичные симптомы «спутанного» ки. Таким образом, состояние духа напрямую влияет на способность адекватно реагировать на угрозу – отбиваться, бежать или хотя бы по делу ответить подошедшему к вам в темном переулке гражданину.

Второй аспект проблемы – влияние присутствия духа на излучение вовне своего или втягивание в себя внешнего потока. Утратив самообладание, человек неизбежно подчиняется чужой воле, открывается внешнему ки. В образовавшуюся потенциальную яму, пустоту рано или поздно внедряется чужая сила.

Именно эту пустоту безошибочно чувствуют хищники — волки и акулы, а также хищники мира людей – преступники. Состояние пустоты, дефицит жизненной силы и воли, по которому бандиты выделяют жертву среди уличной толпы, на языке современных специалистов по выживанию в условиях каменных джунглей называется виктимностью.

Виктимология – это учение о поведении жертвы, которое объясняет, чем руководствуется уличный грабитель или насильник во время выбора жертвы.

Новый термин «виктимология» представляет собой сложное словообразование от латинского «виктима», что означает «жертва» и греческого «логос» – знание, наука.

Выдающийся американский специалист в данной области профессор Бетти Грейсон путем серии исследований показала, что преступнику требуется в среднем семь секунд для визуальной оценки потенциального объекта для нападения – его физической подготовки, темперамента и тому подобного. Точно, хотя и бессознательно, преступник отмечает все: неуверенность взгляда, вялую осанку, несмелость движений, психическую подавленность, физические недостатки, утомление – словом все, что сыграет ему на руку.

Чтобы выделить и классифицировать основные личностные особенности потенциальной жертвы, Грейсон засняла на видеопленку пешеходов, принадлежащих к разным возрастным и социальным группам. Запись была продемонстрирована заключенным, отбывающим срок в различных тюрьмах США. Предположения исследователя подтвердились: подавляющее большинство осужденных, которые были опрошены по отдельности, выбрали из массовки одних и тех же людей, которые, по их мнению, могли бы стать легкой добычей.

В результате математического анализа выяснилось, что потенциальную жертву преступники часто выделяют по некоторым отличительным особенностям, движений. Это может быть их общая несогласованность, неуклюжесть походки – слишком размашистая или семенящая, которая привлекает внимание на фоне единого людского потока.

А доктор Джоуэл Кирх, спортивный психолог и основатель Американского спортивного института, вместе со своим сотрудником Джорджем Леонардо подвели итог этой работы, определив две обобщенные категории людей: так называемую «группу риска» и тех, кому практически не грозит опасность стать объектом нападения. Первых условно можно назвать хлюпиками: они плохо физически организованы, расслаблены и несобранны психически. Вторые уверены в себе, как говорится, «ладно скроены, крепко сшиты», они смотрят и ступают уверенно.

Человеку, который чувствует себя относящимся к группе риска, для начала следует изучить себя: походку, жесты, мимику и заняться их коррекцией. Практически каждый человек в той или иной степени наделен артистическими способностями. Внушить себе уверенный стиль поведения и следовать ему среди уличной толпы может любой.

Уверенно поднятая голова» прямой спокойный взгляд позволят создать вам некий защитный психологический щит. Этим вы исполните наставление мудрого Соломона: «Не соревнуй человеку, поступающему насильственно, и не избирай ни одного из его путей».

Быть и казаться — совсем не одно и то же. Можно выглядеть донельзя «крутым», завести соответствующий «прикид», выражение лица, цветные наколки и машину «для мужчин, не привыкших чувствовать себя вторыми», но любая собака, тем более профессиональные «душеведы» – преступники — моментально поймут, что, кроме «понта», у этого человека ничего нет. Бандитов не зря называют волками – межличностные отношения в их среде очень похожи на динамичный, постоянно возобновляемый баланс сил в стае серых хищников. Ситуация, в которой одно слово или поступок могут кардинально изменить ранг человека в сложной, но понятной для всех членов сообщества иерархии, заставляет с особым вниманием относиться не только к собственным действиям, но и к малейшим оттенкам душевных движений других. В результате даже не самые выдающиеся люди этой субкультуры моментально различают фальшь, двоемыслие.

Внутренняя сила и органично связанное с ней ощущение неуязвимости, безопасности есть то, что имитировать невозможно. Поэтому человеку, не желающему попасть из трудного положения в труднейшее, следует прежде всего четко представить — до какого предела он сможет дойти, отстаивая принятый образ.

Понять, чем вы на самом деле располагаете, – значит сделать первый шаг к новой силе и новым возможностям. Аура безопасности станет реальной защитой.


МБОУ Академический лицей им. Г.А. Псахье

11 марта 2022 года стартует открытая региональная метапредметная игра «В мире мусора» для обучающихся 7-х классов общеобразовательных организаций Томской области, которая проводится в соответствии с планом работы Ассоциации учителей географии Томской области.
Задания метапредметной игры составлены на межпредметной основе и направлены на расширение экологических знаний, развитие творческого потенциала, формирование естественнонаучного мировоззрения обучающихся и доступны по ссылке в период 14-17 марта.

Информируем, ответы участников метапредметной игры принимаются с 14 по 17 марта включительно. Приглашаем обучающихся принять участие в игре, участие в которой бесплатное!

Слово «эколо́гия» состоит из двух слов от др.-греч. οἶκος — обиталище, жилище, дом, имущество и λόγος — понятие, учение, наука. Сегодня общепринято считать экологию наукой о взаимодействиях живых организмов между собой и с их средой обитания. Погрузившись в игру, участники будут решать вопросы экологии, особенно одну из крупнейших проблем человечества – мусор. Нужно сказать, что справиться с мусором люди пытаются уже много сотен лет, но пока ни одна попытка не привела к окончательному успеху. Иногда даже кажется, что проблема только усугубляется — условия всё время меняются, и, казалось бы, найденное удачное решение уже не подходит. К тому же, чаще всего мы пытаемся бороться с последствиями вместо того, чтобы устранить причину. Поэтому сейчас мировые лидеры в поисках решения проблемы отходов составляют планы и программы на 10, 20 и даже 50 лет вперёд, прогнозируя развитие технологий, внедрение различных природоохранных законов, постепенного изменения сознания и поведения людей в быту и в бизнесе. Самое лучшее решение находится, когда собственный вклад вносит большое количество умов и сердец.

Организаторы игры:

Варзарова Элина Геннадьевна, учитель географии МБОУ Академического лицея г. Томска имени Г.А. Псахье., тел. +7 953 929 88 98 [email protected]
Негодина Инна Сергеевна, председатель Ассоциации учителей географии Томской области, +7 901 611 82 66 [email protected]

Сайт игры

6.4. Макроэволюция. Направления и пути эволюции (А.Н. Северцов, И.И. Шмальгаузен). Биологический прогресс и регресс, ароморфоз, идиоадаптация, дегенерация. Причины биологического прогресса и регресса. Гипотезы возникновения жизни на Земле. Эволюция органического мира. Основные ароморфозы в эволюции

6.4. Макроэволюция. Направления и пути эволюции (А.Н. Северцов, И.И. Шмальгаузен). Биологический прогресс и регресс, ароморфоз, идиоадаптация, дегенерация. Причины биологического прогресса и регресса. Гипотезы возникновения жизни на Земле. Эволюция органического мира. Основные ароморфозы в эволюции растений и животных

Основные направления эволюционного процесса. Анализ проблемы прогрессивной эволюции осуществил российский ученый А.Н. Северцов.

Прежде всего, А.Н. Северцов предложил различать биологический прогресс и морфофизиологический прогресс.

Биологический прогресс – это просто определенный успех той или иной группы живых организмов в жизни: высокая численность, большое видовое разнообразие, широкая область распространение.

Морфофизиологический прогресс – это появление качественно новых, более сложных форм жизни в присутствии уже существующих, вполне сформировавшихся групп. Так, например, многоклеточные организмы появились в мире, населенном одноклеточными, а млекопитающие и птицы в мире, населенном рептилиями.

По мнению А.Н. Северцева биологический прогресс может быть достигнут тремя путями:

Ароморфозы[11]. Приобретение прогрессивных особенностей строения, выводящих ту или иную группу организмов на качественно новый уровень Именно путем ароморфозов возникают крупные таксономические группы – роды, семейства, отряды и т.д. Примерами ароморфозов могут служить возникновение фотосинтеза, возникновение полости тела, многоклеточности, кровеносной и других систем органов, и т.д.

Идиоадаптации, частные приспособления, не носящие принципиального характера, но позволяющие преуспеть в определенной, более или менее узкой среде. Примеры идиоадаптаций: форма и окраска тела, приспособленность конечностей насекомых и млекопитающих к жизни в определенной среде обитания и т.д.

Дегенерация, упрощение строения, переход в более простую среду обитания, потеря уже существующих приспособлений.

Примерами дегенераций могут служить: потеря кишечника ленточными червями, потеря стебля у ряски.

Наряду с биологическим прогрессом используется понятие биологический регресс. Биологическим регрессом называют сокращение численности, видового разнообразия, области распространения той или иной группы организмов.

Предельным случаем биологического регресса является вымирание той или иной группы организмов.

Основные этапы эволюции растительного и животного мира. Эволюция растений. Первые живые организмы возникли примерно 3,5 млрд лет назад. Они, по-видимому, питались продуктами абиогенного происхождения и были гетеротрофами. Высокая скорость размножения привела к возникновению конкуренции за пищу, а следовательно к дивергенции. Преимущество получили организмы, способные к автотрофному питанию – сначала к хемосинтезу, а затем и к фотосинтезу. Около 1 млрд лет назад эукариоты разделились на несколько ветвей, от части которых возникли многоклеточные растения (зеленые, бурые и красные водоросли), а так же грибы.

Основные условия и этапы эволюции растений. В связи с образованием почвенного субстрата на суше растения стали выходить на сушу. Первыми были псилофиты. От них возникла целая группа наземных растений – мхов, плаунов, хвощей, папоротников, размножающихся спорами. От семенных папоротников произошли голосеменные растения. Размножение семенами освободило половой процесс у растений от зависимости от водной среды. Эволюция шла по пути сокращения гаплоидного гаметофита и преобладания диплоидного спорофита.

В каменноугольном периоде палеозойской эры древовидные папоротникообразные образовали каменноугольные леса.

После общего похолодания климата господствующей группой растений стали голосеменные растения. Затем начинается расцвет покрытосеменных цветковых растений продолжающийся до сего дня.

Основные особенности эволюции растительного мира.

– Переход к преобладанию спорофита над гаметофитом.

– Развитие женского заростка на материнском растении.

– Переход от оплодотворения в воде к независимомому от водной среды опылению и оплодотворению.

– Расчленение тела растений на органы, развитие проводящей сосудистой системы, опорных и защитных тканей.

– Совершенствование органов размножения и перекрестного опыления у цветковых в связи с эволюцией насекомых.

– Развитие зародышевого мешка для защиты эмбриона от неблагоприятных влияний внешней среды.

– Возникновение разнообразных способов распространения семян и плодов.

Эволюция животных. Предполагается, что животные произошли либо от общего ствола эукариот, либо от одноклеточных водорослей, подтверждением чего является существование эвглены зеленой и вольвокса, способных как к автотрофному, так и к гетеротрофному питанию.

Наиболее древними животными были губки, кишечнополостные, черви, иглокожие, трилобиты. Затем появляются моллюски. Позже начинается расцвет рыб, сначала их бесчелюстных предков, а затем и рыб, обладавших челюстями. От первых челюстноротых возникли лучеперые и кистеперые рыбы. Кистеперые имели в плавниках опорные элементы, из которых позже развились конечности наземных позвоночных. Из этой группы рыб возникли амфибии, а затем и другие классы позвоночных.

Наиболее древние амфибии, жившие в девоне, – ихтиостеги. Расцвет амфибий произошел в карбоне.

От амфибий ведут свое начало рептилии, завоевавшие сушу благодаря появлению механизма засасывания воздуха в легкие, отказу от кожного дыхания, появлению покрывающих тело роговых чешуй и оболочек яиц, защищающих эмбрионы от высыхания и других воздействий среды. Среди рептилий, предположительно, выделилась группа динозавров, давшая начало птицам.

Первые млекопитающие появились в триасовом периоде мезозойской эры. Основными прогрессивными биологическими особенностями млекопитающих стали вскармливание детенышей молоком, теплокровность, развитая кора головного мозга.

Основные особенности эволюции животного мира. Эволюция животных характеризуется дифференциацией клеток и тканей по строению и функциям, специализацией органов и систем органов.

Свобода перемещения и способы добывания пищи (заглатывание кусков) определили выработку сложных механизмов поведения. Внешняя среда, колебания ее факторов оказывали меньшее влияние на животных, чем на растения, т.к. у животных развивались и совершенствовались механизмы внутренней саморегуляции организма.

Важным этапом эволюционного развития животных стало возникновение твердого скелета. У беспозвоночных сформировался наружный скелет, – иглокожие, членистоногие, моллюски; у позвоночных появился внутренний скелет. Преимущества внутреннего скелета заключаются в том, что, в отличии от наружнего скелета он не ограничивает увеличения размеров тела.

Прогрессивное развитие нервной системы, стало основой для возникновения системы условных рефлексов.

Эволюция животных привела к развитию группового адаптивного поведения, что стало основанием для появления человека.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть А

А1. Крупные генетические перестройки, приводящие к повышению уровня организации, называются

1) идиоадаптациями 3) ароморфозами

2) дегенерацией 4) дивергенцией

А2. Предки какого типа современных животных имели внутренний скелет?

1) кишечнополостных 3) моллюсков

2) хордовых 4) членистоногих

А3. Папоротники эволюционно прогрессивнее мохообразных потому, что у них появились

1) стебли и листья 3) органы

2) споры 4) проводящие системы

А4. К ароморфозам растений можно отнести возникновение

1) окраски цветка

2) семени

3) соцветий

4) вегетативного размножения

А5. Какие факторы обеспечили пресмыкающимся расцвет на суше?

1) полное разделение артериальной и венозной крови

2) яйцеживорождение, способность жить в двух средах

3) развитие яйца на суше, пятипалые конечности, легкие

4) развитая кора головного мозга

А6. Идея биологической эволюции органического мира согласуется с представлениями о

1) мутационном процессе

2) наследовании приобретенных признаков

3) божественном творении мира

4) стремлении организмов к прогрессу

А7. Теорию стабилизирующего отбора разработал

1) В.И. Сукачев

2) А.Н. Северцов

3) И.И. Шмальгаузен

4) Е.Н. Павловский

А8. Примером идиоадаптации можно считать возникновение:

1) шерсти у млекопитающих

2) второй сигнальной системы у человека

3) длинных ног у гепарда

4) челюстей у рыб

А9. Примером ароморфоза можно считать возникновение

перьев у птиц

красивого хвоста у павлина

крепкого клюва у дятла

длинных ног у цапли

А10. Укажите пример идиоадаптации у млекопитающих.

1) возникновение плаценты

2) развитие шерсти и волос

3) теплокровность

4) мимикрия

Часть В

В1. К ароморфозам растений относится появление

1) семени

2) корнеклубней

3) ветвистых побегов

4) проводящих тканей

5) двойного оплодотворения

6) сложных листьев

В2. Установите последовательность возникновения эволюционных идей

A) идея изменяемости видов

Б) идея божественного творения видов

B) признание факта эволюционного развития

Г) появление синтетической теории эволюции

Д) выяснение механизмов эволюционного процесса Е) эмбриологические доказательства эволюции

ВЗ. Соотнесите перечисленные признаки растений и животных с направлениями эволюции

Часть С

С1. Что устанавливает закон Мюллера-Геккеля?

С2. Почему малочисленные виды подлежат охране, а многочисленные нет?

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Определение эволюционных отношений — концепции биологии

Глава 12: Разнообразие жизни

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Сравнение гомологичных и аналогичных признаков
  • Обсудить цель кладистики

Ученые собирают информацию, которая позволяет им устанавливать эволюционные связи между организмами. Подобно детективной работе, ученые должны использовать доказательства, чтобы раскрыть факты.В случае филогении эволюционные исследования сосредоточены на двух типах доказательств: морфологических (форма и функция) и генетических.

Организмы, которые имеют сходные физические характеристики генетических последовательностей и , как правило, более тесно связаны, чем те, у которых нет таких последовательностей. Признаки, которые перекрываются как морфологически, так и генетически, называются гомологичными структурами; сходство проистекает из общих эволюционных путей. Например, как показано на рис. 1, кости крыльев летучих мышей и птиц, руки человека и передняя нога лошади представляют собой гомологичные структуры.Обратите внимание, что структура представляет собой не просто одну кость, а скорее группу из нескольких костей, расположенных сходным образом в каждом организме, даже если элементы структуры могут изменить форму и размер.


Рисунок 1: Крылья летучих мышей и птиц, передняя нога лошади, плавник кита и рука человека являются гомологичными структурами, что указывает на то, что летучие мыши, птицы, лошади, киты и люди имеют общее эволюционное прошлое. (фото а: модификация работы Стива Хиллебранда, USFWS; фото б: модификация работы У.С. БЛМ; кредит c фото: модификация работы Вирендры Канкарии; кредит d фото: модификация работы правительства России / Wikimedia Commons)

Вводящие в заблуждение появления

Некоторые организмы могут быть очень близкородственными, даже несмотря на то, что незначительное генетическое изменение вызвало значительное морфологическое различие, из-за которого они выглядят совершенно по-другому. Например, шимпанзе и люди, черепа которых показаны на рис. 2, очень похожи генетически, имея 99% общих генов.Однако шимпанзе и люди обнаруживают значительные анатомические различия, в том числе степень выступания челюсти у взрослых и относительную длину наших рук и ног.


Рисунок 2: (а) Челюсть шимпанзе выдается в гораздо большей степени, чем (б) челюсть человека. (кредит а: модификация работы Пасториуса/Wikimedia Commons)

Однако неродственные организмы могут быть отдаленно родственными, но казаться очень похожими, обычно потому, что у обоих развилась общая адаптация к схожим условиям окружающей среды.Примером могут служить обтекаемые формы тела, формы плавников и придатков, а также форма хвостов у рыб и китов, которые являются млекопитающими. Эти структуры имеют внешнее сходство, потому что они приспособлены к движению и маневрированию в одной и той же среде — воде. Когда сходная характеристика возникает в результате адаптивной конвергенции (конвергентной эволюции), а не из-за тесного эволюционного родства, она называется аналогичной структурой. В другом примере насекомые используют крылья, чтобы летать, как летучие мыши и птицы.Мы называем их обоими крыльями, потому что они выполняют одну и ту же функцию и имеют внешне сходную форму, но эмбриональное происхождение этих двух крыльев совершенно различно. Различие в развитии или эмбриогенезе крыльев в каждом случае является признаком того, что насекомые и летучие мыши или птицы не имеют общего предка, имевшего крыло. Структуры крыльев, показанные на [Рис. 3], развивались независимо в двух линиях.

Сходные признаки могут быть как гомологичными, так и аналогичными. Гомологичные признаки имеют общий эволюционный путь, который привел к развитию этого признака, а аналогичные признаки — нет.Ученые должны определить, какой тип сходства демонстрирует признак, чтобы расшифровать филогению изучаемых организмов.


Рисунок 3: Крыло медоносной пчелы похоже по форме на крыло птицы и крыло летучей мыши и выполняет ту же функцию (полет). Крылья птиц и летучих мышей являются гомологичными структурами. Однако крыло медоносной пчелы имеет другое строение (оно состоит из хитинового экзоскелета, а не костяного эндоскелета) и эмбриональное происхождение. Типы крыльев пчелы и птицы или летучей мыши иллюстрируют аналогию — похожие структуры, которые не имеют общей эволюционной истории.(фото a: модификация работы US BLM; кредит b: модификация работы Стива Хиллебранда, USFWS; кредит c: модификация работы Джона Салливана)

 

На этом веб-сайте есть несколько примеров, показывающих, как внешний вид может ввести в заблуждение при понимании филогенетических взаимоотношений организмов.

 

Молекулярные сравнения

С развитием технологии ДНК расцвела область молекулярной систематики, которая описывает использование информации на молекулярном уровне, включая секвенирование ДНК.Новый анализ молекулярных признаков не только подтверждает многие ранние классификации, но и вскрывает допущенные ранее ошибки. Молекулярные признаки могут включать различия в аминокислотной последовательности белка, различия в индивидуальной последовательности нуклеотидов гена или различия в расположении генов. Филогении, основанные на молекулярных признаках, предполагают, что чем более похожи последовательности в двух организмах, тем более они связаны между собой. Различные гены изменяются эволюционно с разной скоростью, и это влияет на уровень, на котором они могут использоваться для выявления родственных связей.Быстро меняющиеся последовательности полезны для определения взаимоотношений между близкородственными видами. Более медленно развивающиеся последовательности полезны для определения взаимоотношений между отдаленно родственными видами. Чтобы определить отношения между очень разными видами, такими как Eukarya и Archaea, используемые гены должны быть очень древними, медленно развивающимися генами, которые присутствуют в обеих группах, например гены рибосомной РНК. Сравнение филогенетических деревьев с использованием различных последовательностей и обнаружение их сходства помогает укрепить уверенность в предполагаемых отношениях.

Иногда два сегмента ДНК отдаленно родственных организмов случайным образом имеют высокий процент общих оснований в одних и тех же местах, в результате чего эти организмы кажутся близкородственными, хотя на самом деле это не так. Например, плодовая мушка на 60 процентов совпадает с ДНК человека. 2 В этой ситуации были разработаны компьютерные статистические алгоритмы, помогающие идентифицировать фактические отношения, и, в конечном счете, совместное использование как морфологической, так и молекулярной информации более эффективно для определения филогении.

Эволюция в действии

Почему филогенез имеет значение? Помимо расширения нашего понимания эволюционной истории видов, наш собственный филогенетический анализ имеет множество практических применений. Два из этих приложений включают понимание эволюции и передачи болезней и принятие решений об усилиях по сохранению. Исследование 3 MRSA (метициллин-резистентный Staphylococcus aureus ), устойчивой к антибиотикам патогенной бактерии, проведенное в 2010 году, проследило происхождение и распространение штамма на протяжении последних 40 лет.Исследование выявило сроки и закономерности перемещения резистентного штамма из места своего происхождения в Европе в центры инфекции и развития в Южной Америке, Азии, Северной Америке и Австралазии. Исследование показало, что введение бактерий в новые популяции происходило очень редко, возможно, только один раз, а затем распространялось от этого ограниченного числа людей. Это противоречит возможности того, что многие люди перенесли бактерии из одного места в другое. Этот результат говорит о том, что чиновники общественного здравоохранения должны сосредоточиться на быстром выявлении контактов людей, инфицированных новым штаммом бактерий, чтобы контролировать его распространение.

Второй областью применения филогенетического анализа является сохранение. Биологи утверждают, что важно защищать виды на всем филогенетическом дереве, а не только на одной его ветви. Это позволит сохранить больше вариаций, созданных эволюцией. Например, усилия по сохранению должны быть сосредоточены на одном виде, не имеющем сестринских видов, а не на другом виде, который имеет группу близких сестринских видов, которые недавно эволюционировали. Если единственный эволюционно отличный вид вымрет, будет потеряно непропорционально большое количество вариаций дерева по сравнению с одним видом в группе близкородственных видов.В исследовании, опубликованном в 2007 году 4 , даны рекомендации по сохранению видов млекопитающих во всем мире, исходя из того, насколько они эволюционно различны и находятся под угрозой исчезновения. Исследование показало, что их рекомендации отличались от приоритетов, основанных просто на уровне угрозы исчезновения вида. В исследовании рекомендуется защищать некоторых находящихся под угрозой исчезновения и ценных крупных млекопитающих, таких как орангутаны, гигантские и малые панды, а также африканские и азиатские слоны. Но они также обнаружили, что некоторые гораздо менее известные виды должны быть защищены в зависимости от того, насколько они эволюционно различны.К ним относятся ряд грызунов, летучих мышей, землероек и ежей. Кроме того, есть некоторые находящиеся под угрозой исчезновения виды, которые не считаются очень важными с точки зрения эволюционной самобытности, включая виды оленьих мышей и песчанок. Хотя многие критерии влияют на решения по сохранению, сохранение филогенетического разнообразия обеспечивает объективный способ защиты всего спектра разнообразия, порожденного эволюцией.

 

Построение филогенетических деревьев

Как ученые строят филогенетические деревья? В настоящее время наиболее распространенным методом построения филогенетических деревьев является метод, называемый кладистикой.Этот метод сортирует организмы по кладам, группам организмов, которые наиболее тесно связаны друг с другом и предком, от которого они произошли. Например, на рисунке 4 все организмы в заштрихованной области произошли от одного предка, имевшего амниотические яйца. Следовательно, все эти организмы также имеют амниотические яйца и образуют единую кладу, также называемую монофилетической группой. Клады должны включать предковые виды и всех потомков точки ветвления.

Художественное соединение


Рисунок 4: Ящерицы, кролики и люди произошли от общего предка, у которого развилось амниотическое яйцо.Таким образом, ящерицы, кролики и люди принадлежат к кладе Amniota. Позвоночные — это более крупная клада, в которую также входят рыба и минога.

Какие животные на этом рисунке принадлежат к кладе, в которую входят животные с шерстью? Что появилось раньше: волосы или амниотическое яйцо?

[reveal-answer q=”612045″]Показать ответ[/reveal-answer]
[hidden-answer a=”612045″] Кролики и люди принадлежат к кладе, в которую входят животные с шерстью. Амниотическое яйцо эволюционировало раньше волос, потому что клада Amniota ответвляется раньше, чем клада, включающая животных с волосами.[/скрытый ответ]

Клады могут различаться по размеру в зависимости от того, на какую точку ветвления ссылаются. Важным фактором является то, что все организмы клады или монофилетической группы происходят из одной точки дерева. Это можно запомнить, потому что монофилетика распадается на «моно», что означает один, и «филетика», что означает эволюционное родство.

 

Общие характеристики

Cladistics основывается на трех допущениях. Во-первых, живые существа связаны происхождением от общего предка, что является общим предположением эволюции.Во-вторых, видообразование происходит путем разделения одного вида на два, никогда не более чем на два одновременно и по существу в один момент времени. Это несколько спорно, но приемлемо для большинства биологов как упрощение. Третье допущение состоит в том, что черты изменяются со временем в достаточной степени, чтобы считаться находящимися в другом состоянии. Также предполагается, что можно определить фактическое направление изменения состояния. Другими словами, мы предполагаем, что амниотическое яйцо является более поздним состоянием признака, чем неамниотическое яйцо.Это называется полярностью изменения характера. Мы знаем это по отношению к группе вне клады: например, насекомые имеют неамниотические яйца; следовательно, это более старое или родовое состояние характера. Кладистика сравнивает ингруппы и аутгруппы. Внутренняя группа (ящерица, кролик и человек в нашем примере) — это группа анализируемых таксонов. Внешняя группа (в нашем примере ланцетник, минога и рыба) — это вид или группа видов, которые разошлись до линии, содержащей интересующую(ие) группу(ы).Сравнивая членов ингруппы друг с другом и с членами аутгруппы, мы можем определить, какие характеристики являются эволюционными модификациями, определяющими точки ветвления филогенеза ингруппы.

Если характеристика обнаруживается у всех членов группы, это общий наследственный признак, поскольку в ходе происхождения каждого из членов клады не было изменений в этой черте. Хотя эти черты кажутся интересными, потому что они объединяют кладу, в кладистике они считаются бесполезными, когда мы пытаемся определить отношения членов клады, потому что все члены одинаковы.Напротив, рассмотрим характеристику амниотического яйца [Рисунок 4]. Только некоторые из организмов имеют эту черту, а те, у которых она есть, называют общим производным признаком, потому что эта черта изменилась в какой-то момент во время происхождения. Этот персонаж действительно рассказывает нам об отношениях между членами клады; это говорит нам о том, что ящерицы, кролики и люди группируются более тесно вместе, чем любой из этих организмов с рыбой, миногой и ланцетником.

Иногда сбивающий с толку аспект «наследственных» и «производных» признаков заключается в том, что эти термины относительны.Один и тот же признак может быть либо наследственным, либо производным, в зависимости от используемой диаграммы и сравниваемых организмов. Ученые находят эти термины полезными при различении клад во время построения филогенетических деревьев, но важно помнить, что их значение зависит от контекста.

Выбор правильных отношений

Построение филогенетического дерева, или кладограммы, на основе данных символов — монументальная задача, решение которой обычно возлагается на компьютер. Компьютер рисует дерево таким образом, что все клады имеют один и тот же список производных символов.Но необходимо принять и другие решения, например, что, если присутствие вида в кладе поддерживается всеми общими производными признаками этой клады, кроме одного? Один из выводов состоит в том, что эта черта развилась у предка, но затем снова изменилась у этого вида. Также следует предположить, что состояние признака, проявляющееся в двух кладах, развилось независимо в этих кладах. Эти несоответствия распространены в деревьях, составленных из характерных данных, и усложняют процесс принятия решения о том, какое дерево наиболее точно представляет реальные отношения между таксонами.

Чтобы помочь в колоссальной задаче выбора лучшего дерева, ученые часто используют концепцию, называемую максимальной экономией, которая означает, что события происходили самым простым и очевидным образом. Это означает, что «лучшее» дерево — это дерево с наименьшим количеством перестановок символов, наименьшим количеством независимых изменений символов и наименьшим количеством изменений символов по всему дереву. Компьютерные программы просматривают все возможные деревья, чтобы найти небольшое количество деревьев с простейшими эволюционными путями.Начав со всех гомологичных признаков в группе организмов, ученые могут определить наиболее очевидный и простой порядок эволюционных событий, в котором произошли эти признаки.

Практика экономии: зайдите на этот веб-сайт, чтобы узнать, как максимальная экономия используется для создания филогенетических деревьев (обязательно перейдите ко второй странице).

 

Эти инструменты и концепции — лишь некоторые из стратегий, которые ученые используют для решения задачи раскрытия эволюционной истории жизни на Земле.В последнее время новые технологии открыли удивительные открытия с неожиданными отношениями, например тот факт, что люди, кажется, более тесно связаны с грибами, чем грибы с растениями. Звучит невероятно? По мере роста информации о последовательностях ДНК ученые станут ближе к составлению карты эволюционной истории всей жизни на Земле.

Чтобы построить филогенетические деревья, ученые должны собрать информацию о характере, которая позволит им установить эволюционные связи между организмами.Используя морфологические и молекулярные данные, ученые работают над выявлением гомологичных характеристик и генов. Сходства между организмами могут быть связаны либо с общей эволюционной историей (гомологии), либо с отдельными эволюционными путями (аналогии). После того, как гомологичная информация идентифицирована, ученые используют кладистику для организации этих событий в качестве средства для определения временной шкалы эволюции. Ученые применяют концепцию максимальной экономии, которая гласит, что наиболее вероятный порядок событий, вероятно, является самым простым кратчайшим путем.Для эволюционных событий это будет путь с наименьшим количеством основных расхождений, которые коррелируют с данными.

Какое утверждение об аналогиях верно?

  1. Возникают только как ошибки.
  2. Они являются синонимами гомологичных признаков.
  3. Они возникают в результате сходного давления окружающей среды.
  4. Это форма мутации.

[reveal-answer q=»638856″]Показать ответ[/reveal-answer]
[скрытый-ответ a=»638856″]3[/hidden-answer]

Какой признак важен для кладистики?

  1. общие производные признаки
  2. общие черты предков
  3. аналогичные признаки
  4. экономные черты

[reveal-answer q=”198429″]Показать ответ[/reveal-answer]
[скрытый-ответ a=”198429″]1[/hidden-answer]

Что верно в отношении организмов, принадлежащих к одному кладу?

  1. Все они имеют одинаковые основные характеристики.
  2. Они произошли от общего предка.
  3. Все они находятся на одном дереве.
  4. У них идентичные филогении.

[reveal-answer q=”341845″]Показать ответ[/reveal-answer]
[скрытый-ответ a=”341845″]2[/hidden-answer]

Какое допущение кладистики сформулировано неверно?

  1. Живые существа связаны происхождением от общего предка.
  2. Видообразование может произвести один, два или три новых вида.
  3. Черты меняются от одного состояния к другому.
  4. Можно определить полярность изменения состояния символа.

[reveal-answer q=”352072″]Показать ответ[/reveal-answer]
[скрытый-ответ a=”352072″]2[/hidden-answer]

Монофилетическая группа – это ________.

  1. филогенетическое дерево
  2. общий производный признак
  3. состояние символа
  4. клада

[reveal-answer q=”353726″]Показать ответ[/reveal-answer]
[скрытый-ответ a=”353726″]4[/hidden-answer]

Дельфины и рыбы имеют сходную форму тела.Является ли этот признак более вероятным гомологичным или аналогичным признаком?

Дельфины — млекопитающие, а рыбы — нет, а это означает, что их эволюционные пути (филогенезы) совершенно разные. Дельфины, вероятно, приспособились к подобному строению тела после возвращения к водному образу жизни, и поэтому эта черта, вероятно, аналогична.

Опишите максимальную экономию.

Максимальная экономия предполагает, что события произошли самым простым и очевидным образом, а путь эволюции, вероятно, включает наименьшее количество крупных событий, совпадающих с имеющимися свидетельствами.

Как биолог определяет полярность изменения характера?

Биолог смотрит на состояние персонажа во внешней группе, т. е. организма, находящегося вне клады, для которой разрабатывается филогенез. Полярность изменения характера — от состояния персонажа во внешней группе ко второму состоянию.

Сноски

  1. Гиббонс, А. (2012, 13 июня). Наука сейчас . Получено с http://news.sciencemag.org/sciencenow/2012/06/bonobo-genome-sequenced.html
  2. История сравнительного геномного анализа . (2002, декабрь). Получено с http://www.genome.gov/10005835
  3. Харрис, С.Р. и другие. 2010. Эволюция MRSA при внутрибольничной передаче и межконтинентальном распространении. Наука 327:469–474.
  4. Исаак Н.Дж., Терви С.Т., Коллен Б., Уотерман С., Бэйли Дж.Е. (2007) Млекопитающие на грани: приоритеты сохранения на основе угрозы и филогении. PLoS ONE 2(3): e296.doi:10.1371/journal.pone.0000296

Глоссарий

аналогичная конструкция
признак, найденный в двух таксонах, которые выглядят похожими из-за конвергентной эволюции, а не из-за происхождения от общего предка
клада
группа таксонов с одним и тем же набором общих производных признаков, включая предковый вид и всех его потомков
кладистика
метод, используемый для организации гомологичных признаков для описания филогений с использованием общего потомка в качестве основного критерия, используемого для классификации организмов
максимальная экономия
применяя самый простой и очевидный способ с наименьшим количеством шагов
молекулярная систематика
методы использования молекулярных доказательств для выявления филогенетических взаимоотношений
монофилетическая группа
(также клады) организмы, имеющие общего предка
общий родовой признак
признак филогенетической ветви, который является общим для определенной клады
общий производный символ
признак на филогенетическом дереве, общий только для определенной клады организмов

 

Сравнительный метод – обзор

2 Применение сравнительного метода

Чтобы иметь возможность применять сравнительный метод, необходимо знать некоторые технические термины.

Праязык .(a) Когда-то говорили на языке предков, от которого произошли дочерние языки; (б) язык, реконструированный сравнительным методом, представляющий язык предков, от которого произошли сравниваемые языки. (Насколько реконструкция является точной и полной, (a) и (b) должны совпадать.)

Родственный язык . Языки, которые родственны друг другу в силу того, что произошли от одного общего предка (пра- язык) сестры; то есть языки, принадлежащие к одной семье, являются сестрами друг другу.

Родственное слово .Слово, родственное слову в родственных языках по причине того, что эти формы были унаследованы этими родственными языками от общего слова праязыка, от которого произошли родственные языки.

Родственный набор . Набор слов, которые связаны друг с другом в родственных языках, потому что они унаследованы и происходят от одного слова праязыка.

Звуковое соответствие .По сути, набор «родственных» звуков; звуки, обнаруженные в родственных словах родственных наборов, которые соответствуют между родственными языками, потому что они происходят от общего предкового звука.(Предполагается, что звуковое соответствие повторяется в различных родственных наборах). говорят, что первоначальное звучание праязыка отражается звуком, происходящим от него в дочернем языке. (Cf. Campbell 1998, p. 112.)

При применении сравнительного метода сначала ищутся потенциальные родственные языки среди родственных языков (или среди языков, для которых есть основания подозревать родство).Удобно начинать с родственных слов из «базового словаря» (части тела, термины близкого родства, небольшие числа, общие географические термины), поскольку они, как правило, не заимствованы из других языков. В конечном счете, именно систематические звуковые соответствия, обнаруженные при применении сравнительного метода, показывают, какие из них являются истинными родственными. Слова, которые похожи из-за случайности, заимствования и других негенетических факторов, обычно не демонстрируют повторяющихся звуковых соответствий, которые имеют истинные родственные слова.Некоторые родственные языки греческого, латинского и английского языков (представителей индоевропейской семьи языков) показаны в таблице 1.

Pod- oep- oep ‘opert ‘ oepth ‘ ‘ oepth ‘ ‘ oepth ‘ ‘ opere Patē’r Patē’r Pater Отец ‘Отец

Далее ищут звуковые корреспонденты.Например, в родственных словах из Таблицы 1 первый звук в каждом из родственных наборов демонстрирует звуковое соответствие

Греческийp, Латинский, Английскийf

Поскольку звуковое соответствие повторяется в этих (и многих других) родственных наборах, маловероятно, что что это могло произойти по чистой случайности.

После определения звуковых соответствий следующим шагом является восстановление исходного звука. Лингвисты постулируют, что исходный звук в праязыке, скорее всего, был основан на фонетических свойствах звуков в дочерних языках, представленных в наборе звуковых соответствий.Общие рекомендации помогают определить наиболее реалистичную реконструкцию. Во-первых, известное направление определенных звуковых изменений является ценным ключом. Например, многие языки изменили p на f , но изменение в другую сторону, f на p , происходит крайне редко. В этом случае говорят, что ожидаемое направление — от p до f (а не от f до p ). При этом для звукового соответствия греческого p -, латинского p -, английского f -, * p восстанавливается, поскольку замена * p на f , который был бы необходим для получения английского рефлекса f , находится в ожидаемом направлении.(Обратите внимание, что звездочка, как здесь с * p , символизирует реконструированные вещи.) Если бы * f были постулированы для протозвука, от которого произошло это звуковое соответствие, то необходимо было бы предположить изменение от * f до p на греческом и латинском языках, что противоречит ожидаемой направленности. Следовательно, * p реконструируется в данном случае вместе с предположением, что английский язык претерпел общее звуковое изменение * p на f .

Другим правилом является принцип «побеждает большинство»: если нет доказательств обратного, для протозвука реконструируется звук, совпадающий с конкретным звуком в наборе соответствий, который встречается в наибольшем числе дочерних языков. В этом примере, поскольку p встречается как на греческом, так и на латыни, а f только на английском языке, «победа большинства» выбирает * p для реконструкции. За этим стоит здравый смысл; менее вероятно, что одно и то же изменение (здесь * f в p ) произошло бы независимо несколько раз (здесь по-гречески и по-латыни), чем то, что одно изменение произошло бы только один раз ( * p до f , только на английском языке).Интерпретация большинства, однако, может быть сложной, требуя осторожности при применении «выигрыша большинства». изменения в дочерних языках сработали.

Когда реконструированы все протозвуки, можно реконструировать слова праязыка. Например, в родственном наборе греческое pod , латинское ped , английское foot ‘фут’, * p уже реконструировано как первый звук этого слова в праязыке на основе р -, р -, ф — комплект соответствия только что рассмотрен.Для второго звука ( o , e , oo ) * e реконструируется на основе доказательств, недоступных в этом коротком примере; соответствия для гласных сложны. Для последнего звука слова свидетельства из других родственных наборов показывают, что звуковое соответствие, греческое d , латинское d , английское t , повторяется и что наилучшей реконструкцией для этого звука является * t . Если сложить эти реконструированные звуки вместе, * p для первого звука, * e для второго и * d для третьего, то получится реконструкция * 0 пед . ‘ слово на праязыке.Таким образом можно восстановить словарный запас праязыка.

Реконструкция звука, слова или больших частей праязыка, по сути, представляет собой гипотезу (фактически набор взаимосвязанных гипотез) относительно того, какими должны были быть эти аспекты праязыка. Гипотетические реконструкции можно проверить; иногда они ошибаются; иногда их необходимо модифицировать на основе новых идей. Эти идеи могут включать новые интерпретации уже имеющихся данных или новую информацию, которая может появиться.Открытие ранее неизвестного языка может предоставить новые свидетельства, другие свидетельства исторических событий, происходивших между праязыком и его потомками, которые могут изменить то, как рассматриваются части праязыка. Например, с открытием и дешифровкой хеттского (и других языков анатолийской ветви индоевропейской) изменилась вся картина праиндоевропейской фонологии.

Существует множество общих трактовок сравнительного метода; более четкие отчеты см. в Anttila (1989), Arlotto (1981), Campbell (1998), Crowley (1997), Hock and Joseph (1996) и Trask (1996).

12.2: Определение эволюционных отношений — Биология LibreTexts

Ученые собирают информацию, которая позволяет им устанавливать эволюционные связи между организмами. Подобно детективной работе, ученые должны использовать доказательства, чтобы раскрыть факты. В случае филогении эволюционные исследования сосредоточены на двух типах доказательств: морфологических (форма и функция) и генетических.

Две меры подобия

Организмы, которые имеют сходные физические характеристики генетических последовательностей и , как правило, более тесно связаны, чем те, которые не имеют.Признаки, которые перекрываются как морфологически, так и генетически, называются гомологичными структурами; сходство проистекает из общих эволюционных путей. Например, как показано на рисунке \(\PageIndex{1}\), кости крыльев летучих мышей и птиц, руки человека и передняя нога лошади являются гомологичными структурами. Обратите внимание, что структура представляет собой не просто одну кость, а скорее группу из нескольких костей, расположенных сходным образом в каждом организме, даже если элементы структуры могут изменить форму и размер.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Крылья летучих мышей и птиц, передняя нога лошади, ласты кита и рука человека являются гомологичными структурами, что указывает на то, что летучие мыши, птицы, лошади, киты, и люди имеют общее эволюционное прошлое. (фото a: модификация работы Стива Хиллебранда, USFWS; фото b: модификация работы US BLM; фото c: модификация работы Вирендры Канкария; фото d: модификация работы губернатора России / Wikimedia Commons )

Вводящая в заблуждение внешность

Некоторые организмы могут быть очень близкородственными, даже несмотря на то, что незначительное генетическое изменение вызвало значительное морфологическое различие, из-за которого они выглядят совершенно по-другому.Например, шимпанзе и люди, черепа которых показаны на рис. \(\PageIndex{2}\), очень похожи генетически, имея 99% общих генов. Однако шимпанзе и люди обнаруживают значительные анатомические различия, в том числе степень выступания челюсти у взрослых и относительную длину наших рук и ног.

Рисунок \(\PageIndex{2}\): (а) Челюсть шимпанзе выступает в гораздо большей степени, чем (б) челюсть человека.(кредит: модификация работы «Pastorius»/Wikimedia Commons)

Тем не менее, неродственные организмы могут быть дальними родственниками, но казаться очень похожими, обычно потому, что у обоих развилась общая адаптация к схожим условиям окружающей среды. Примером могут служить обтекаемые формы тела, формы плавников и придатков, а также форма хвостов у рыб и китов, которые являются млекопитающими. Эти структуры имеют внешнее сходство, потому что они приспособлены к движению и маневрированию в одной и той же среде — воде.Когда сходная характеристика возникает в результате адаптивной конвергенции (конвергентной эволюции), а не из-за тесного эволюционного родства, она называется аналогичной структурой. В другом примере насекомые используют крылья, чтобы летать, как летучие мыши и птицы. Мы называем их обоими крыльями, потому что они выполняют одну и ту же функцию и имеют внешне сходную форму, но эмбриональное происхождение этих двух крыльев совершенно различно. Различие в развитии или эмбриогенезе крыльев в каждом случае является признаком того, что насекомые и летучие мыши или птицы не имеют общего предка, имевшего крыло.Структуры крыла, показанные на рисунке \(\PageIndex{3}\), развивались независимо в двух линиях.

Сходные признаки могут быть как гомологичными, так и аналогичными. Гомологичные признаки имеют общий эволюционный путь, который привел к развитию этого признака, а аналогичные признаки — нет. Ученые должны определить, какой тип сходства демонстрирует признак, чтобы расшифровать филогению изучаемых организмов.

Рисунок \(\PageIndex{3}\): Крыло медоносной пчелы похоже по форме на крыло птицы и крыло летучей мыши и выполняет ту же функцию (полет).Крылья птиц и летучих мышей являются гомологичными структурами. Однако крыло медоносной пчелы имеет другое строение (оно состоит из хитинового экзоскелета, а не костяного эндоскелета) и эмбриональное происхождение. Типы крыльев пчелы и птицы или летучей мыши иллюстрируют аналогию — похожие структуры, которые не имеют общей эволюционной истории. (фото a: модификация работы US BLM; кредит b: модификация работы Стива Хиллебранда, USFWS; кредит c: модификация работы Джона Салливана)

Molecular Comparisons

С развитием технологии ДНК расцвела область молекулярной систематики, которая описывает использование информации на молекулярном уровне, включая секвенирование ДНК.Новый анализ молекулярных признаков не только подтверждает многие ранние классификации, но и вскрывает допущенные ранее ошибки. Молекулярные признаки могут включать различия в аминокислотной последовательности белка, различия в индивидуальной последовательности нуклеотидов гена или различия в расположении генов. Филогении, основанные на молекулярных признаках, предполагают, что чем более похожи последовательности в двух организмах, тем более они связаны между собой. Различные гены изменяются эволюционно с разной скоростью, и это влияет на уровень, на котором они могут использоваться для выявления родственных связей.Быстро меняющиеся последовательности полезны для определения взаимоотношений между близкородственными видами. Более медленно развивающиеся последовательности полезны для определения взаимоотношений между отдаленно родственными видами. Чтобы определить отношения между очень разными видами, такими как Eukarya и Archaea, используемые гены должны быть очень древними, медленно развивающимися генами, которые присутствуют в обеих группах, например гены рибосомной РНК. Сравнение филогенетических деревьев с использованием различных последовательностей и обнаружение их сходства помогает укрепить уверенность в предполагаемых отношениях.

Иногда два сегмента ДНК отдаленно родственных организмов случайным образом имеют высокий процент общих оснований в одних и тех же местах, в результате чего эти организмы кажутся близкородственными, хотя на самом деле это не так. Например, плодовая мушка на 60 процентов совпадает с ДНК человека. 2 В этой ситуации были разработаны компьютерные статистические алгоритмы, помогающие идентифицировать фактические отношения, и, в конечном счете, совместное использование как морфологической, так и молекулярной информации более эффективно для определения филогении.

ЭВОЛЮЦИЯ В ДЕЙСТВИИ: почему важна филогения?

Помимо расширения нашего понимания эволюционной истории видов, в том числе и нашего собственного, филогенетический анализ имеет множество практических применений. Два из этих приложений включают понимание эволюции и передачи болезней и принятие решений об усилиях по сохранению. Исследование 3 MRSA (метициллин-резистентный Staphylococcus aureus ), устойчивых к антибиотикам патогенных бактерий, проведенное в 2010 году, проследило происхождение и распространение штамма на протяжении последних 40 лет.Исследование выявило сроки и закономерности перемещения резистентного штамма из места своего происхождения в Европе в центры инфекции и развития в Южной Америке, Азии, Северной Америке и Австралазии. Исследование показало, что введение бактерий в новые популяции происходило очень редко, возможно, только один раз, а затем распространялось от этого ограниченного числа людей. Это противоречит возможности того, что многие люди перенесли бактерии из одного места в другое. Этот результат говорит о том, что чиновники общественного здравоохранения должны сосредоточиться на быстром выявлении контактов людей, инфицированных новым штаммом бактерий, чтобы контролировать его распространение.

Второй областью применения филогенетического анализа является сохранение. Биологи утверждают, что важно защищать виды на всем филогенетическом дереве, а не только на одной его ветви. Это позволит сохранить больше вариаций, созданных эволюцией. Например, усилия по сохранению должны быть сосредоточены на одном виде, не имеющем сестринских видов, а не на другом виде, который имеет группу близких сестринских видов, которые недавно эволюционировали. Если единственный эволюционно отличный вид вымрет, будет потеряно непропорционально большое количество вариаций дерева по сравнению с одним видом в группе близкородственных видов.В исследовании, опубликованном в 2007 году 4 , даны рекомендации по сохранению видов млекопитающих во всем мире, исходя из того, насколько они эволюционно различны и находятся под угрозой исчезновения. Исследование показало, что их рекомендации отличались от приоритетов, основанных просто на уровне угрозы исчезновения вида. В исследовании рекомендуется защищать некоторых находящихся под угрозой исчезновения и ценных крупных млекопитающих, таких как орангутаны, гигантские и малые панды, а также африканские и азиатские слоны. Но они также обнаружили, что некоторые гораздо менее известные виды должны быть защищены в зависимости от того, насколько они эволюционно различны.К ним относятся ряд грызунов, летучих мышей, землероек и ежей. Кроме того, есть некоторые находящиеся под угрозой исчезновения виды, которые не считаются очень важными с точки зрения эволюционной самобытности, включая виды оленьих мышей и песчанок. Хотя многие критерии влияют на решения по сохранению, сохранение филогенетического разнообразия обеспечивает объективный способ защиты всего спектра разнообразия, порожденного эволюцией.

Построение филогенетических деревьев

Как ученые строят филогенетические деревья? В настоящее время наиболее распространенным методом построения филогенетических деревьев является метод, называемый кладистикой.Этот метод сортирует организмы по кладам, группам организмов, которые наиболее тесно связаны друг с другом и предком, от которого они произошли. Например, на рисунке \(\PageIndex{4}\) все организмы в заштрихованной области произошли от одного предка, имевшего амниотические яйца. Следовательно, все эти организмы также имеют амниотические яйца и образуют единую кладу, также называемую монофилетической группой. Клады должны включать предковые виды и всех потомков точки ветвления.

ИСКУССТВО СОЕДИНЕНИЕ

Рисунок \(\PageIndex{4}\): Ящерицы, кролики и люди произошли от общего предка, в котором развилась амниотическая яйцеклетка.Таким образом, ящерицы, кролики и люди принадлежат к кладе Amniota. Позвоночные — это более крупная клада, в которую также входят рыба и минога.

Какие животные на этом рисунке принадлежат к кладе, в которую входят животные с шерстью? Что появилось раньше: волосы или амниотическое яйцо?

Клады могут различаться по размеру в зависимости от того, на какую точку ветвления ссылаются. Важным фактором является то, что все организмы клады или монофилетической группы происходят из одной точки дерева. Это можно запомнить, потому что монофилетика распадается на «моно», что означает один, и «филетика», что означает эволюционное родство.

Общие характеристики

Cladistics основывается на трех допущениях. Во-первых, живые существа связаны происхождением от общего предка, что является общим предположением эволюции. Во-вторых, видообразование происходит путем разделения одного вида на два, никогда не более чем на два одновременно и по существу в один момент времени. Это несколько спорно, но приемлемо для большинства биологов как упрощение. Третье допущение состоит в том, что черты меняются со временем в достаточной степени, чтобы их можно было считать находящимися в другом состоянии.Также предполагается, что можно определить фактическое направление изменения состояния. Другими словами, мы предполагаем, что амниотическое яйцо является более поздним состоянием признака, чем неамниотическое яйцо. Это называется полярностью изменения характера. Мы знаем это по отношению к группе вне клады: например, насекомые имеют неамниотические яйца; следовательно, это более старое или родовое состояние характера. Кладистика сравнивает ингруппы и аутгруппы. Внутренняя группа (ящерица, кролик и человек в нашем примере) — это группа анализируемых таксонов.Внешняя группа (в нашем примере ланцетник, минога и рыба) — это вид или группа видов, которые разошлись до линии, содержащей интересующую(ие) группу(ы). Сравнивая членов ингруппы друг с другом и с членами аутгруппы, мы можем определить, какие характеристики являются эволюционными модификациями, определяющими точки ветвления филогенеза ингруппы.

Если характеристика обнаруживается у всех членов группы, это общий наследственный признак, поскольку в ходе происхождения каждого из членов клады не было изменений в этой черте.Хотя эти черты кажутся интересными, потому что они объединяют кладу, в кладистике они считаются бесполезными, когда мы пытаемся определить отношения членов клады, потому что все члены одинаковы. Напротив, рассмотрим характеристику амниотического яйца на рисунке \(\PageIndex{4}\). Только некоторые из организмов имеют эту черту, а те, у которых она есть, называют общим производным признаком, потому что эта черта изменилась в какой-то момент во время происхождения. Этот персонаж действительно рассказывает нам об отношениях между членами клады; это говорит нам о том, что ящерицы, кролики и люди группируются более тесно вместе, чем любой из этих организмов с рыбой, миногой и ланцетником.

Иногда сбивающий с толку аспект «наследственных» и «производных» признаков заключается в том, что эти термины относительны. Один и тот же признак может быть либо наследственным, либо производным, в зависимости от используемой диаграммы и сравниваемых организмов. Ученые находят эти термины полезными при различении клад во время построения филогенетических деревьев, но важно помнить, что их значение зависит от контекста.

Выбор правильных отношений

Построение филогенетического дерева, или кладограммы, на основе данных символов — монументальная задача, решение которой обычно возлагается на компьютер.Компьютер рисует дерево таким образом, что все клады имеют один и тот же список производных символов. Но необходимо принять и другие решения, например, что, если присутствие вида в кладе поддерживается всеми общими производными признаками этой клады, кроме одного? Один из выводов состоит в том, что эта черта развилась у предка, но затем снова изменилась у этого вида. Также следует предположить, что состояние признака, проявляющееся в двух кладах, развилось независимо в этих кладах. Эти несоответствия распространены в деревьях, составленных из характерных данных, и усложняют процесс принятия решения о том, какое дерево наиболее точно представляет реальные отношения между таксонами.

Чтобы помочь в колоссальной задаче выбора лучшего дерева, ученые часто используют концепцию, называемую максимальной экономией, которая означает, что события происходили самым простым и очевидным образом. Это означает, что «лучшее» дерево — это дерево с наименьшим количеством перестановок символов, наименьшим количеством независимых изменений символов и наименьшим количеством изменений символов по всему дереву. Компьютерные программы просматривают все возможные деревья, чтобы найти небольшое количество деревьев с простейшими эволюционными путями.Начав со всех гомологичных признаков в группе организмов, ученые могут определить наиболее очевидный и простой порядок эволюционных событий, в котором произошли эти признаки.

КОНЦЕПЦИЯ В ДЕЙСТВИИ

Практика экономии: зайдите на этот веб-сайт, чтобы узнать, как максимальная экономия используется для создания филогенетических деревьев (обязательно перейдите ко второй странице).

Эти инструменты и концепции — лишь некоторые из стратегий, которые ученые используют для решения задачи раскрытия эволюционной истории жизни на Земле.В последнее время новые технологии открыли удивительные открытия с неожиданными отношениями, например тот факт, что люди, кажется, более тесно связаны с грибами, чем грибы с растениями. Звучит невероятно? По мере роста информации о последовательностях ДНК ученые станут ближе к составлению карты эволюционной истории всей жизни на Земле.

Резюме раздела

Чтобы построить филогенетические деревья, ученые должны собрать информацию о характере, которая позволит им установить эволюционные связи между организмами.Используя морфологические и молекулярные данные, ученые работают над выявлением гомологичных характеристик и генов. Сходства между организмами могут быть связаны либо с общей эволюционной историей (гомологии), либо с отдельными эволюционными путями (аналогии). После того, как гомологичная информация идентифицирована, ученые используют кладистику для организации этих событий в качестве средства для определения временной шкалы эволюции. Ученые применяют концепцию максимальной экономии, которая гласит, что наиболее вероятный порядок событий, вероятно, является самым простым кратчайшим путем.Для эволюционных событий это будет путь с наименьшим количеством серьезных расхождений, которые коррелируют с данными.

Эволюция и разнообразие – Возможности биологии

Эволюция и разнообразие являются результатом взаимодействия между организмами и окружающей их средой, а также последствий этих взаимодействий в течение длительных периодов времени. Организмы постоянно приспосабливаются к окружающей среде, и разнообразие существующих сред способствует разнообразию приспособленных к ним организмов.В последние годы новые методы и подходы открыли захватывающие новые пути исследования процессов, которые порождают эволюцию и разнообразие. В результате сейчас существует больше возможностей для продвижения знаний, чем в любой период с 1930-х и 1940-х годов, когда эволюционная биология и генетика объединились в том, что стало называться современным синтезом эволюционной биологии.

Процессы и результаты эволюции показаны на примере эволюции устойчивости насекомых к инсектицидам и устойчивости бактерий к антибиотикам

Первым синтетическим органическим инсектицидом, который был принят для практического использования, был ДДТ, который был представлен в 1941 году.У ДДТ оказалось много преимуществ, потому что в надлежащей дозе он был токсичен для насекомых, но не для человека. Как следствие, ДДТ быстро стали использовать во всем мире для борьбы с комнатными мухами, комарами и множеством других насекомых-вредителей. После первоначального успеха ДДТ многие другие экзотические химические соединения стали применяться в качестве инсектицидов. За введением и широким использованием каждого из них быстро последовала эволюция устойчивости у большого числа видов насекомых. Фактически, к 1976 году более 200 видов насекомых стали устойчивыми к ДДТ; некоторые виды выработали множественную устойчивость к четырем или более группам химических инсектицидов.

Во многих случаях устойчивость к инсектицидам возникает в результате действия одного гена, хотя также происходят множественные другие генетические изменения, которые могут модифицировать реакцию на инсектициды. У обыкновенной комнатной мухи резистентность возникает из-за присутствия фермента под названием ДДТаза, естественная функция которого неизвестна. Мутантные формы фермента превращают ДДТ в относительно безвредное соединение ДДЭ. Устойчивость комара Aedes aegypyti также связана с ферментом ДДТазой, но не с ферментом комнатной мухи.

Эволюция устойчивости к инсектицидам настолько распространена, потому что популяции насекомых часто содержат редкие мутантные варианты, которые уже обладают устойчивостью. Воздействие инсектицида дает преимущество этим мутантам, и в течение нескольких поколений их частота постепенно увеличивается за счет нормальных типов, пока не останется очень мало нормальных чувствительных типов.

Замечательный принцип популяционной генетики гласит, что резистентность к инсектицидам может развиваться примерно через 5–50 поколений вредителей, независимо от вида насекомых, географического региона, природы пестицида, частоты и метода применения и других, казалось бы, важных переменных. .Это явление возникает из-за того, что время, необходимое для развития значительной устойчивости, зависит от логарифма общего увеличения частоты гена устойчивости в результате применения пестицидов, которое в широком диапазоне реалистичных значений эффективно ограничивается от 5 до 50 поколений. Быстрая, повторяющаяся эволюция устойчивости к инсектицидам во многих частях мира отражает действие этого простого математического принципа.

Аналогичная ситуация объясняет повторяющуюся эволюцию устойчивости к антибиотикам у бактерий: редкие типы бактерий, содержащие гены устойчивости, получают преимущество в присутствии антибиотика и в конечном итоге вытесняют нормальные чувствительные типы.В данном случае чрезмерное использование недорогих антибиотиков не только в медицине, но и в кормах для животных, рыбоводстве и сельском хозяйстве способствовало развитию устойчивости к антибиотикам у широкого спектра микроорганизмов. Во многих случаях гены устойчивости содержатся в мобильных генетических элементах, которые могут передаваться от одного организма к другому, и их распространение привело к широкому распространению генов устойчивости среди патогенных и непатогенных форм.

Молекулярная эволюция устойчивости к антибиотикам аналогична процессу, который бактерии использовали на протяжении тысячелетий для выработки устойчивости к встречающимся в природе антибиотикам и к почве, загрязненной смертельными концентрациями тяжелых металлов.Ген резистентности, развившийся у одного вида бактерий, потенциально может быть распространен среди многих других с помощью молекул, известных как плазмиды, которые передаются между подходящими хозяевами при клеточном контакте. Эти плазмиды иногда захватывают мобильные последовательности ДНК, содержащие гены, устойчивые к антибиотикам, и придают устойчивость клеткам-хозяевам. Когда антибиотики широко используются и присутствуют в окружающей среде, предпочтение отдается клеткам, содержащим плазмиды устойчивости, и плазмида распространяется.Во многих случаях плазмиды устойчивости приобрели гены одновременной устойчивости к пяти или более химически неродственным антибиотикам. Для некоторых патогенных бактерий, таких как гонорея, устойчивость к антибиотикам стала настолько распространенной, что клиническое лечение серьезно затруднено.

Неоднократно демонстрировалась эволюция устойчивости к инсектицидам в популяциях насекомых, устойчивости к антибиотикам в популяциях микробов, устойчивости к гербицидам в популяциях растений и толерантности к тяжелым металлам в популяциях растений и бактерий.В любом случае генетическая изменчивость и естественный отбор обеспечивают удивительно эффективный процесс адаптации организмов к окружающей среде. Изучение эволюции и разнообразия жизни на Земле связано с темпом, способом и моделями таких адаптаций.

ЭВОЛЮЦИЯ УСТОЙЧИВОСТИ К ИНСЕКТИЦИДАМ

Некоторые из наиболее ярких примеров эволюции в действии являются результатом естественного отбора на устойчивость к химическим пестицидам в естественных популяциях насекомых и других сельскохозяйственных вредителей.В 1940-х годах, когда химические пестициды были впервые применены в больших масштабах, примерно 7 процентов сельскохозяйственных культур в Соединенных Штатах были уничтожены насекомыми. За первоначальными успехами в химической борьбе с вредителями последовала постепенная потеря эффективности. Сегодня более 400 видов вредителей выработали значительную устойчивость к одному или нескольким пестицидам, и 13 процентов урожая в Соединенных Штатах теряется из-за насекомых.

Во многих случаях значительная устойчивость к пестицидам развивается в течение 5-50 поколений, несмотря на большие различия в видах насекомых, инсектицидах и способах применения.Теоретическая популяционная генетика помогает нам понять этот очевидный парадокс. Многие виды резистентности к инсектицидам являются результатом единичных мутантных генов. Гены устойчивости часто являются частично доминантными, поэтому изменение частоты гена устойчивости примерно регулируется уравнением

, в котором p и q — соответственно частоты генов устойчивости и чувствительности, исходно (время 0) и в момент времени t поколения после применения инсектицида, а s измеряет степень, в которой устойчивые насекомые предпочтительнее чувствительных.

До применения пестицида частота p 0 гена резистентной мутации обычно близка к 0. Применение пестицида увеличивает частоту гена, иногда на много порядков, но значительная резистентность отмечается у популяция вредителя еще до того, как частота гена p 1 возрастает более чем на несколько процентов. Таким образом, в качестве грубых приближений мы можем предположить, что q 0 и q 1 настолько близки к 1, что p 0 ) и In( p 1 / q 1 ) = In( p 1 ).Используя эти приближения, уравнение подразумевает, что t = (2/ s ) In( p 1 / p 0 ). Во многих случаях отношение p 1 / p 0 может варьироваться от 1 × 10 2 до, возможно, 1 × 10 7 , а s или больше обычно может быть равно . В этом широком диапазоне значений параметров время t эффективно ограничивается от 5 до 50 поколений для появления значительной степени устойчивости к пестицидам.Детали в реальных случаях будут зависеть от таких факторов, как размер популяции насекомых и степень генетической изоляции между местными популяциями, и можно ожидать, что эволюция полигенной устойчивости займет несколько больше времени, чем устойчивость к одному гену. Тем не менее пример демонстрирует предсказательную силу математических подходов в эволюционной биологии.

Некоторые из самых захватывающих современных исследовательских возможностей в области эволюции и разнообразия являются результатом технических инноваций в молекулярной биологии

Методы молекулярной биологии выявили высокий уровень детализации в исследованиях вариаций ДНК и их анализе.Они открыли неожиданный путь геномной эволюции благодаря активности мобильных элементов. Они открыли перенос отдельных генов между видами в качестве основного нового инструмента для изучения механизмов и последующих событий видообразования. И они сделали возможной интеграцию методов молекулярной биологии с вопросами полевой естественной истории, такими как использование полиморфизмов митохондриальной ДНК для изучения структуры популяций и миграции рыб и других организмов.

Применение методов молекулярной биологии впервые сделало возможным начало синтеза микробиологии и эволюционной биологии. Эти два месторождения развивались почти в полной изоляции друг от друга. Микробиология относится к числу наименее эволюционно ориентированных биологических дисциплин, а эволюционная биология — это эволюционная биология многоклеточных животных. Исследования на стыке этих дисциплин приведут к определению новых эволюционных принципов и более глубокому пониманию уже установленных принципов.Возможно, самым удивительным первоначальным результатом исследований микробной эволюции стало открытие того, что некоторые ученые считают особым царством организмов, — архебактерий, которые сочетают в себе некоторые черты более знакомых видов бактерий (эубактерий) с другими, характерными для эукариотических организмов.

Действительно, палеобиологи сейчас считают, что биота Земли состояла исключительно из бактерий по крайней мере две трети ее общей истории. Многие эволюционные инновации были вызваны изменениями внутриклеточной биохимии, а не изменениями формы, размера или физической организации организмов.Более того, глобальная биота, особенно бактерии, с их разнообразными физиологическими возможностями, взаимодействовала с глобальной окружающей средой и изменяла ее многочисленными важными способами, такими как создание нашей богатой кислородом атмосферы.

Применение молекулярных методов также способствовало современной революции в систематике. Молекулярные исследования ДНК и белков в настоящее время обычно используются для различения видов и оценки филогенетических отношений между близкородственными видами.Прямое секвенирование ДНК дает филогенетически полезные данные почти быстрее, чем их можно проанализировать. Предполагаемые генеалогические отношения, основанные на макромолекулах, обычно согласуются с отношениями, основанными на морфологии, но молекулярные исследования часто помогают разрешить морфологически неоднозначные отношения.

Общее сходство макромолекул обеспечивает надежную меру времени эволюции только тогда, когда изучаемые молекулы эволюционируют с примерно одинаковой скоростью в разных линиях и в разное время.Вопрос о том, действительно ли последовательности ДНК развиваются с регулярной скоростью, как молекулярные часы, до сих пор вызывает много споров, но имеющиеся данные предполагают, по крайней мере, умеренную регулярность. Концепция молекулярных часов предоставила уникальное и мощное временное измерение в эволюционных исследованиях и расширила, а также дополнила выводы из летописи окаменелостей. Однако не все данные согласуются с гипотезой о том, что молекулярная эволюция происходит с почти постоянной скоростью, и необходимы дополнительные доказательства, чтобы подтвердить обоснованность гипотезы и определить область ее применения.

Взрывной рост знаний о последовательностях ДНК создал острую потребность в новых видах вычислительных технологий и алгоритмов, а также в новых статистических подходах, позволяющих интерпретировать данные с максимальной выгодой. При надлежащем анализе новые виды данных с невиданным ранее уровнем детализации выявят закономерности в истории эволюции; таким образом, новые данные прольют свет не только на эволюцию макромолекул, но и на процессы эволюции морфологии, истории жизни и физиологии.К сожалению, анализ данных о последовательностях, который должен объединить специалистов в области статистики, компьютерных наук, математики, молекулярной биологии, популяционной генетики, биологии развития и систематики, отстает по мере накопления все большего количества данных. В то же время крайне необходимы более обширные данные о степени изменчивости последовательностей ДНК внутри видов.

Технические инновации, изменившие исследования эволюции и разнообразия, не ограничиваются молекулярной биологией

Исследования в области биомеханики, экологии и поведения получили огромную пользу от усовершенствованных методов фотографии и телеметрии, и почти во всех областях исследования современные компьютеры облегчают сложное имитационное моделирование и анализ данных.Палеобиология извлекла пользу из методов органической геохимии, которые позволяют определять природу и изотопные характеристики органических соединений биологического происхождения, сохранившихся в древних отложениях, а также из новых методов радиометрического определения возраста и новых данных о геологической и тектонической истории Земли. . Эти подходы в сочетании с информацией, полученной из молекулярной биологии, обещают способствовать новым знаниям о таких фундаментальных эволюционных событиях, как происхождение беспозвоночных, позвоночных, растений и человека.Даже более ранние докембрийские события, такие как появление фотосинтеза, кислородозависимого дыхания, ядерных клеток, эукариотического полового размножения и современного типа анаэробно-аэробной глобальной среды, могут быть в пределах досягаемости новых подходов.

Прогресс в изучении эволюции и разнообразия не требует технических инноваций, хотя часто приносит пользу от них. Успехи также приходят от синтеза ранее разрозненных областей, от новых взглядов на проблемы или от новых концепций.Таким образом, в эволюции и разнообразии слишком большой акцент на технической виртуозности и модности может привести к возникновению своего рода шаблона научного прогресса, с большой активностью и волнением на переднем крае, но с небольшим отставанием в области практического применения. фундаментальные открытия часто развиваются.

Хотя достижения молекулярной биологии открыли множество интересных направлений в эволюции и разнообразии, многочисленные фундаментальные проблемы возникают на уровнях биологической организации выше уровня молекул.На эволюцию популяций организмов влияют взаимодействия с окружающей средой физиологии, развития и поведения на уровнях, не поддающихся молекулярному анализу. Молекулярная биология — это помощь, но не панацея в открытии и классификации организмов. А процессы видообразования и вымирания, хотя и являются основополагающими для эволюции и разнообразия, являются популяционными, а не молекулярными процессами.

Эволюционный процесс

Популяционная генетика продолжает уделять особое внимание генетической изменчивости — ее природе, причинам и сохранению в популяциях

Исследования популяционной генетики или генетической изменчивости стали значительно более сложными с использованием молекулярных методов и новых типов материалов, включая микробные организмы и хлоропластную и митохондриальную ДНК.Прогресс в молекулярной биологии оказался особенно полезным для популяционной генетики и обещает помочь в решении ряда нерешенных проблем в этой области. Генетическая изменчивость может быть решена на конечном уровне последовательности ДНК. При таком уровне разрешения становится возможным определить, быстро ли эволюционируют гены, сильно различающиеся в популяциях. Распределение полиморфизмов ДНК внутри и между видами является результатом действия эволюционных сил, которые во многих случаях слишком слабы или слишком сложны для измерения в лаборатории или в полевых условиях; можно сделать вывод об их величине из анализа самих последовательностей.Богатые возможности выводов, которые можно сделать из данных о последовательности ДНК, требуют значительных усилий в этом направлении.

Техника сайт-направленного мутагенеза также открывает новые возможности для популяционной генетики

Традиционно выводы об эволюционных ограничениях молекулярной структуры делались путем сравнения гомологичных молекул у разных видов. С помощью сайт-направленного мутагенеза выводы можно проверить напрямую, преднамеренно изменяя части интересующей молекулы, повторно вводя ген измененной молекулы в живые организмы и изучая эффекты изменений.Такие эксперименты выявляют не только то, какие изменения влияют на молекулу, но и величину этих эффектов. Впервые популяционные генетики могут изучать набор мутантных молекул, хорошо охарактеризованных на молекулярном уровне.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ДНК В ЭВОЛЮЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

Сравнение последовательностей ДНК и белков произвело революцию в реконструкции эволюционных отношений между организмами, потому что сами последовательности содержат информацию об истории их предков, которую можно извлечь с помощью соответствующих статистических методов.Столь же убедительные выводы можно сделать из сравнения последовательностей между особями внутри вида. Это возможно, потому что последовательности также содержат информацию об эволюционных силах, сформировавших их, которую можно изучать, чтобы делать выводы о масштабах естественного отбора, важности случайных процессов, роли рекомбинации и так далее.

Два исследования последовательностей ДНК среди природных изолятов бактерии Escherichia coli подчеркивают силу молекулярного подхода.Одно исследование было сосредоточено на последовательностях ДНК в гене gnd , который кодирует фермент 6-фосфоглюконатдегидрогеназу. Цель состояла в том, чтобы оценить долю наблюдаемых аминокислотных полиморфизмов, которые являются селективно нейтральными. Это было центральным вопросом в популяционной генетике на протяжении более десяти лет, но он не поддавался разрешению, потому что большинству статистических тестов наблюдаемых частот генов и большинству лабораторных экспериментов не хватает мощности для определения коэффициентов отбора соответствующей величины.Хотя можно ожидать, что большинство случайных аминокислотных замен будут вредными, лишь небольшая часть вредных мутаций когда-либо закрепляется в виде полиморфизмов в природных популяциях. Следовательно, можно ожидать, что значительная часть аллелей, которые становятся полиморфными, будут избирательно или почти нейтральными.

Идея изучения последовательностей ДНК заключается в том, что полиморфизмы нуклеотидов в молчащих сайтах, которые не изменяют аминокислотные последовательности, могут использоваться в качестве внутренних стандартов для сравнения с полиморфизмами аминокислот в том же гене.При сравнении 768 нуклеотидов в гене gnd в семи штаммах E. coli было обнаружено 12 аминокислотных полиморфизмов и 78 молчащих полиморфизмов. Все 12 полиморфизмов аминокислот встречаются в одиночных конфигурациях (это означает, что шесть штаммов имеют общую аминокислоту в сайте и только один штамм отличается), тогда как только около половины молчащих полиморфизмов проявляют эту конфигурацию. Основываясь только на этом различии, можно сделать вывод, что не более шести аминокислотных замен могут быть селективно нейтральными.В качестве альтернативы, если предположить, что все аминокислотные полиморфизмы являются умеренно вредными, степень отбора, необходимая для объяснения преобладания одноэлементных конфигураций, составляет всего около 1,6 × 10 -7 , степень отбора слишком мала, чтобы ее можно было обнаружить, кроме как с помощью сравнения последовательностей ДНК.

Второе исследование касалось случаев генетической рекомбинации среди природных изолятов E. coli . Доказательства рекомбинации были обнаружены в области 1871 пары нуклеотидов вокруг гена phoA , который кодирует щелочную фосфатазу, в 10 природных изолятах.Область содержала 87 полиморфных нуклеотидных сайтов, из которых 42 были общими для двух или более штаммов. Сравнение общих полиморфизмов дало четкие доказательства внутригенной рекомбинации в том, что полиморфные нуклеотиды, общие для двух или более штаммов, имеют тенденцию к пространственной кластеризации внутри гена. Предполагаемые события обмена включали короткие участки ДНК порядка нескольких сотен пар нуклеотидов. Хотя репродукция E. coli считается в значительной степени клональной, клональная репродукция, тем не менее, согласуется с рекомбинацией с участием коротких участков ДНК, поскольку большинство генов по-прежнему передаются от одного родителя.Это еще один пример того, как последовательность ДНК может содержать информацию о своей истории, которую нелегко вывести из прямых экспериментов.

Процесс мутации, который до недавнего времени казался результатом по существу простого процесса замены или перегруппировки нуклеотидов, теперь оценивается как включающий механизмы для создания эволюционной новизны за счет движения и других действий мобильных элементов. В самом деле, практически все белки могли быть созданы в ходе эволюции путем перестройки экзонных единиц, которые кодируют меньшие структурные домены, способные укладываться автономно и выполнять элементарные функции, такие как связывание лигандов.Если это так, то это означало бы, что эволюцию новых функций нельзя уподоблять пресловутой обезьяне, клевающей пишущую машинку в надежде создать что-то значимое; аналогия скорее должна быть с обезьяной, которая может тасовать целые слова, целые предложения и абзацы.

Рекомбинация, традиционно считавшаяся важной с точки зрения создания генетической изменчивости посредством новых комбинаций генов, приобрела новое измерение в популяционной генетике из-за своей консервативной роли в поддержании сходства между членами мультигенных семейств.Однако мало что известно о скорости конверсии генов в мультигенных семьях или о роли внутригенной рекомбинации в создании новых генетических вариаций.

Изучение естественного отбора остается одной из основных задач биологов-эволюционистов

Понимание механизмов отбора в естественных популяциях все еще недостаточно. На молекулярном уровне необходимо понять, как изменения в белковых молекулах влияют на приспособленность, и критически оценить вклад выборочно нейтральных мутаций в молекулярную эволюцию.Эти проблемы идеально подходят для применения сайт-направленного мутагенеза в экспериментальных организмах, таких как бактерии, дрожжи и дрозофилы . На фенотипическом уровне необходимо понять, как гены, влияющие на количественные признаки, реагируют на естественный отбор. Это область, в которой в последнее время были достигнуты существенные успехи в теории и в которой можно ожидать дальнейшего прогресса. Анализ многофакторных признаков необходим для понимания генетической основы и наследования многих генетически сложных признаков заболеваний у людей, включая наиболее распространенные врожденные дефекты и расстройства у взрослых.Это также важно в эволюции и разнообразии в интерпретации эволюции таких многофакторных признаков, как морфология.

Значительные методологические проблемы естественного отбора включают трудности в измерении репродуктивных компонентов, включая отбор по фертильности и половую асимметрию в отборе, взаимодействия ядерно-цитоплазматических генов в приспособленности, а также разработку статистических моделей и планов экспериментов для оценки компонентов приспособленности при инбридинге ( как у некоторых растений).Исследования отбора в естественных местообитаниях часто затруднены из-за отсутствия строгого количественного подхода к изучению окружающей среды и ее изменчивости.

Оценка роли популяционной структуры в эволюции также омрачена важными нерешенными проблемами, такими как необходимость совершенствования методов оценки скорости миграции, определение роли взаимодействий между генотипами в отборе, оценка значения отбора среди демес (локальная популяция близкородственных организмов) в генетической дивергенции и трансформации популяций.Генетическая дифференциация приводит к изменчивости среди популяций, и в настоящее время разрабатываются методы статистического анализа такого пространственного паттернирования.

Прогресс в нашем понимании видообразования, эволюции и поддержания разнообразия

Разнообразие организмов является прямым и неизбежным результатом видообразования, процесса, посредством которого один вид эволюционирует в два или более различных. Условия, необходимые для инициации, стимулирования и завершения процесса видообразования, до сих пор плохо изучены и, следовательно, противоречивы.Для решения этой проблемы в последние годы были предприняты большие усилия по изучению биологических и генетических признаков близкородственных таксонов, активно претерпевающих разную степень дифференциации. В этих исследованиях используются три подхода: полевой, экспериментальный и теоретический.

Значительные успехи были достигнуты благодаря анализу генетической изменчивости и структуры природных популяций. Многие из этих исследований посвящены насекомым. Например, гавайская дрозофила , быстро размножившаяся на формирующихся островах архипелага, служит выдающейся модельной системой для изучения взаимосвязей между географической изоляцией, размером популяции, половым отбором и генетической дивергенцией.Тот факт, что острова можно точно датировать по геологическому времени, дает уникальную возможность выяснить, как эволюционировали эти виды. События-основатели, за которыми последовали повторные расширения и сокращения популяции, сопровождаемые сильным половым отбором, по-видимому, способствовали быстрому расхождению изолированных популяций этих мух.

Причины видообразования различны у Rhagoletis , группы экономически важных мух, личинки которых паразитируют на плодах самых разных растений.За последние 150 лет виды этих мух сформировали генетически отличные расы хозяев на интродуцированных растениях при отсутствии каких-либо географических барьеров для потока генов. Эти расы, по-видимому, находятся на ранних стадиях видообразования. Подробные поведенческие, экологические, биохимические и молекулярные исследования показали, что, поскольку спаривание у этих мух происходит на плоде-хозяине, гены, управляющие выбором хозяина, напрямую влияют на выбор партнера.

Другой подход к изучению видообразования в природных популяциях фокусируется на генетическом и биологическом результате гибридизации в зонах перекрытия либо между ранее географически изолированными, но близкородственными популяциями, восстановившими контакт, либо в зонах перехода через резкое экологическое граница между популяциями, приспосабливающимися к разным местообитаниям.Эти исследования проводятся на широком круге животных и растений. Цель таких исследований — установить, могут ли различные системы распознавания партнеров и репродуктивной изоляции развиваться в зонах контакта в результате избирательного процесса, называемого подкреплением, или развиваться как побочный продукт геномной дивергенции в изоляции. Повышенное генетическое разрешение, недавно обеспечиваемое молекулярными методами, вносит значительный вклад в наше понимание того, как гибридизация влияет на процесс видообразования.

Третий подход к изучению видообразования включает прямые эксперименты по отбору в лаборатории. Такие эксперименты предполагают, что значительный прогресс в направлении видообразования может происходить быстро, даже перед лицом значительного потока генов. Этот экспериментальный подход обещает проверить некоторые гипотезы о механизмах видообразования, которые в настоящее время возникают в результате исследований природных популяций.

В последние годы были разработаны теоретические популяционные генетические модели с использованием аналитических подходов и подходов компьютерной стимуляции в попытке понять, при каких условиях виды эволюционируют в природе.Эти модели становятся все более изощренными и биологически значимыми и позволяют лучше понять процесс видообразования, а также модели для изучения в природе или в лаборатории условий, при которых может происходить видообразование.

Изучение видообразования, одна из наиболее важных областей исследований в эволюционной биологии, имеет прямое отношение к нашему пониманию происхождения разнообразия организмов в прошлом, настоящем и будущем. Она оставила преобладавшую в прошлом описательную, сравнительную фазу в пользу более эмпирического подхода к изучению механизмов видообразования.В результате недавних исследований было получено достаточно доказательств того, что мы находимся на пороге решения некоторых из самых трудных проблем, касающихся способов видообразования. Растущий интерес к микробной эволюции также побуждает к новому анализу видовой концепции и видообразования у прокариот.

Изучение эволюции организации и состава генома все еще находится в зачаточном состоянии

Несмотря на то, что мы знаем, что общая генетическая организация хромосом в некоторых группах бактерий строго консервативна, причины этого неясны.Точно так же у эукариот неизвестны принципы, управляющие сохранением или изменениями в структуре или организации хромосом. Геномная эволюция также включает в себя неизвестный вклад различных локализованных и рассредоточенных семейств ДНК с высокой повторяемостью и многочисленных типов мобильных элементов с различными характеристиками и эволюционными последствиями. В более широком смысле геномная эволюция также включает эволюцию вирусных геномов и взаимодействие с геномами хозяина. Недавно стало ясно, что геномы некоторых растений подвергаются новому и потенциально важному механизму эволюции в ответ на стресс окружающей среды.Например, растения в условиях стресса проявляют выраженные фенотипические изменения, связанные с наследственными изменениями числа копий нескольких мультигенных семейств, включая последовательности рибосомной ДНК. Новые методы манипулирования и клонирования больших молекул ДНК будут иметь решающее значение для изучения эволюции на уровне хромосом.

Несмотря на амбициозность, синтез дисциплин, характеризующих современную эволюционную биологию, следует распространить на такие области, как биология развития, нейробиология и поведение.Мало что известно о возможных последовательностях развития, доступных для организмов с определенными генотипами, или о новых видах путей развития, доступных путем мутации из уже существующих генотипов. Кроме того, практически ничего не известно о генетической детерминации сложного поведения животных и о том, как это поведение влияет на эволюцию молекулярных и морфологических признаков.

Результат эволюции

Изучение адаптации по-прежнему широко распространено в биологии

Наиболее драматический результат эволюционного процесса проявляется в адаптации современных организмов.Одним из главных достижений Дарвина в «Происхождении видов » было показать, что изысканные приспособления организмов, которые «по праву вызывают наше восхищение», могут быть объяснены чисто механическим процессом естественного отбора. адаптация является результатом как технических, так и концептуальных нововведений, произошедших за последние несколько десятилетий. Некоторые из технических достижений уже упоминались. В качестве примера концептуальных нововведений в настоящее время общепризнано, что черты обычно не развиваются на благо группы или вида, поскольку в целом, а за те прямые или косвенные преимущества, которые они дают своему обладателю.Междемический отбор может представлять собой исключение из этого обобщения, но общая важность междемического отбора для изменения генотипического состава вида неизвестна. Поиск теорий, отличных от группового отбора, для объяснения загадочных признаков привел к обильному распространению концепций, касающихся, например, отбора, действующего не на самих индивидуумов, а посредством повышения приспособленности их родственников, и компромиссов между плодовитостью и смертностью в жизни. -исторические стратегии. Однако некоторые явления остаются загадочными, например, партеногенез не заменяет быстро половое размножение, хотя скорость его размножения теоретически выше.

Другие концептуальные достижения также обогатили изучение адаптации. Во-первых, осознание того, что организмы часто защищают себя от изменений давления отбора. Например, животные могут выбирать видовую микросреду обитания, а семена могут прорастать в ответ на сигналы, сигнализирующие о благоприятных условиях. Другой важной концепцией является ограничение развития: способ, которым определенные приспособления закрывают другие возможные пути приспособления, тем самым ограничивая дальнейший эволюционный потенциал вида.Например, экзоскелет членистоногих обеспечивает места для прикрепления мышц, обеспечивающие быстрое движение, но также ограничивает максимальный размер животных.

Изучение адаптации также выиграло от интеграции ранее разделенных областей. Например, экология и поведение все больше интегрируются в эволюционную биологию. Изучая генетические и филогенетические аспекты физиологических, морфологических и биохимических признаков, биологи наводят мосты между эволюционной биологией и физиологией, развитием и молекулярной биологией.

Среди многочисленных многообещающих возможностей для исследований в области адаптации есть исследования эволюционной и функциональной морфологии, которая все чаще включает биомеханику. Применение количественных инженерных принципов в сочетании с компьютерным моделированием переместило эту область от описательных к аналитическим исследованиям. Этот подход позволяет анализировать конкретные механические свойства биологических материалов, взаимосвязь между дизайном организмов и окружающей их средой, а также понимать повторяющиеся исторические закономерности в эволюции дизайна и ограничения, наложенные на дизайн эволюционной историей.

Физиологическая адаптация растений и животных к факторам, включая температуру, засушливость и осмотический стресс, подробно анализировалась экологами-физиологами, чей подход становится все более эволюционным. Действительно, некоторые исследователи начали изучать индивидуальную изменчивость физиологических признаков, пытаясь определить физиологические механизмы, чтобы разделить изменчивость на генетические и негенетические причины.

Важные достижения были достигнуты в поведенческой экологии и эволюционной биологии

Понимание таких явлений, как использование среды обитания, выбор пищи, социальная агрегация, сотрудничество, каннибализм и ритуализированный конфликт, значительно расширилось за последнее десятилетие.Половой отбор стал главной темой как поведения, так и популяционной генетики, и недавно была продемонстрирована реальность полового отбора по выбору самок у птиц. Следующим шагом является проверка предсказания о том, что мужские характеристики развиваются вместе с женским предпочтением еще более преувеличенных мужских характеристик, практически без ограничений. Совместная эволюция характеристик распознавания самцов и самок может играть ключевую роль в видообразовании животных.

Эволюция историй жизни обеспечивает активную область контакта между областями экологии и эволюции, как и изучение того, как взаимодействующие виды приспосабливаются друг к другу и как такая коэволюция влияет на структуру экологических сообществ.За последнее десятилетие такие исследования вышли за рамки предыдущих акцентов на конкуренции и хищничестве и охватили, среди прочего, паразитизм и мутуализм.

Изучение адаптации активизировалось введением новых концепций и теорий, все более экспериментальным и аналитическим подходом, а также усилением связи между областями. Включение популяционно-генетической теории и филогенетического анализа в изучение адаптации только начинается и обещает быть поучительным.Чтобы добиться успеха, необходимо преодолеть несколько препятствий. Проверка теорий в естественных популяциях часто требует значительного времени — часто лет — прежде чем они обретут реальное содержание; в некоторых областях, таких как физиология, необходимо разработать методы для автоматизации измерения множества людей.

Хотя современные молекулярные методы обещают внести свой вклад в понимание многочисленных нерешенных вопросов, связанных с процессами и историей эволюции, не менее важным вкладом станут новые концептуальные, статистические и технические подходы в таких областях, как популяционная генетика, филогенетический анализ и биология развития.Важнейшими среди малоизученных областей эволюции являются отношения между эволюционными процессами на популяционном уровне и долгосрочными эволюционными изменениями, связанными с происхождением видов и высших таксонов. Крайне необходим мост между почти отдельными областями популяционной генетики, с одной стороны, и систематикой, с другой. Прогресс в построении таких связей, возможно, придется ждать достижений в области биологии развития и творческих новых подходов в генетике и развитии, но некоторые достижения в этих областях обещают, что популяционные и исторические исследования могут информировать друг друга.

Например, мы можем предвидеть, что благодаря использованию молекулярных последовательностей или большого количества морфологических признаков, или и того, и другого вскоре будет достаточно надежных филогений групп родственных видов. В группах, поддающихся генетическим исследованиям или исследованиям развития, сочетание генетического и филогенетического или палеонтологического анализа дает возможность изучить многочисленные открытые вопросы. К ним относятся такие вопросы, как (1) являются ли быстро развивающиеся признаки более изменчивыми генетически, чем медленно развивающиеся признаки; (2) существуют ли генетические корреляции между характеристиками, которые развиваются согласованно в разных филогенезах, или же наблюдаемые филогенетические корреляции являются результатом только совместной адаптации и естественного отбора; и (3) являются ли корреляции между видами результатом общего происхождения, а не адаптации или генетической корреляции.Это некоторые из богатых полей, доступных на уровне организмов для исследования эволюции и разнообразия.

Связь между популяционной генетикой и долгосрочной эволюцией также будет укрепляться по мере того, как биологи-эволюционисты обращаются к биологии развития и генетике развития. Наибольший прогресс наступит, когда механизмы развития будут более полно поняты. Даже сейчас мы можем надеяться на некоторое понимание, возможно, путем сравнения развития и экспериментов не только между отдаленно родственными видами организмов, такими как лягушки и саламандры, но также и между близкородственными видами, у которых гибридизация или экспериментальный перенос генетического материала могут оказаться возможными.Среди забытых вопросов, вновь выходящих на передний план, — какова механистическая основа бесплодия видовых гибридов? Несколько генов ответственны за стерильность гибридов или много? Почему мутации большого эффекта обычно вредны и каковы их плейотропные эффекты? И наоборот, какие процессы изменяются, когда постепенные полигенные изменения приводят к жизнеспособному фенотипу, который может напоминать нежизнеспособный фенотип единичной мутации с большим эффектом? Какова эволюционная природа инвариантных или эволюционно консервативных признаков и каково их отношение к представлениям о канализированных фенотипах, которые развиваются постоянным образом в самых разных средах? Какие отношения существуют между функциональными, фенотипическими, генетическими и онтогенетическими корреляциями между признаками?

Исследования в области функциональной морфологии и биомеханики имеют основной целью анализ закономерностей разнообразия на уровне целых организмов

Функциональные морфологи изучают механизмы интеграции организмов, как правило, в рамках как филогенетических, так и эволюционных структур.Сложные организмы высоко интегрированы, и основная модель организации большинства основных таксонов консервативна. Этот консерватизм, вероятно, возникает из-за сопряжений или взаимосвязей между частями организмов, которые стабилизируют морфологию. Эти связи могут быть генетическими (плейотропия, генетические корреляции и т. д.), связанными с развитием (индуктивные взаимодействия), функциональными (физиологическими, поведенческими) или структурными (прямые связи между частями). Функциональные морфологи изучают организмы, чтобы описать такие связи.После понимания такие связи можно использовать для объяснения того, почему эволюция, скорее всего, пойдет в одних направлениях, а не в других, и почему определенные структуры и функции не развивались в прошлом и вряд ли появятся в будущем. Таким образом, многие функциональные морфологи озабочены ограничениями эволюции и возможностями, возникающими при устранении таких ограничений. Кроме того, определенные эволюционные явления могут привести к разобщению, за которым может последовать включение новшеств и адаптивное излучение.Например, некоторые саламандры потеряли легкие в результате приспособления к жизни в быстро текущих ручьях; Таким образом, гиобранхиальная система перестала выполнять свою роль дыхательного насоса и превратилась в высокоскоростной язык, летящий на большие расстояния. Современная функциональная морфология использует широкий спектр методов, в том числе высокоскоростное видео, кинематические и рентгеновские киносистемы для визуализации движения и поведения, электромиографические и другие физиологические подходы для характеристики паттернов движения, нейробиологические методы, такие как современные методы окрашивания для отслеживания. нейронные компоненты интегрированных систем и даже количественные генетические методы анализа паттернов взаимодействия для анализа вариаций внутри индивидуумов.

Применение принципов из области материаловедения, инженерии, клеточной биологии и биологии развития, экологии и эволюционной биологии к изучению структуры и функций растений и животных быстро прогрессирует и обещает будущее. Область биомеханики относительно молода; она отличается от функциональной морфологии тем, что сосредоточена на деталях структурной организации и применима от уровня клеток до уровня целых организмов, обращенных к окружающей среде.Виды предпринятых исследований варьируются от изучения структуры цитоскелета до исследования коллагеновых волокон, покрывающих дерму китов и рыб, и значения этих структур для функций. Недавние открытия включают биомеханическое значение расположения спикул в телах губок, причины организации удержания у гигантских водорослей и способы, с помощью которых морские анемоны переживают удары, которые они получают в приливных зонах. Биомеханические подходы привели к новому пониманию организации и функции хорды, значения остеогенных паттернов и организации мышц.Некоторые исследователи охватывают небольшой пробел функциональной морфологией, в то время как другие расширяют свои интересы до хирургических и других медицинских применений биомеханических перспектив.

Систематика — ключевая дисциплина эволюционной биологии

В китайской пословице называть вещи своими именами — систематика — это начало мудрости. Современная систематика, которая лежит в основе изучения адаптации, подчеркивает основную роль распознавания и наименования, но одновременно распространяется на все другие дисциплины, связанные с биологическим разнообразием.Систематика включает в себя таксономию, то есть обзор, распознавание, наименование, описание и идентификацию видов организмов, а также разработку классификаций организмов, помещая их в таксоны от уровня популяции до уровня царства. На другом уровне анализа он охватывает изучение отношений, происхождения и истории этих таксонов, включая факторы, которые привели к их происхождению и сформировали их историю.

Систематика, постепенно трансформируемая принципами и методами из других дисциплин, несет главную ответственность за анализ разнообразия и придание таким знаниям более доступной формы.Каталогизация организмов еще настолько неполна, что мы даже не знаем с точностью до порядка числа видов на Земле. Хотя около 1,4 миллиона видов всех видов организмов были официально названы с тех пор, как Линней ввел биномиальную систему идентификации видов в 1753 году, эта цифра сильно недооценивает разнообразие жизни. Учитывая огромное разнообразие одних только насекомых и недостаточную представленность в каталоге многих видов организмов, например микробов, разумно предположить, что абсолютное число видов всех групп на Земле колеблется где-то между 5 и 30 миллионами.

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ МОРФОЛОГИЯ И ЭВОЛЮЦИОННАЯ ЭКОЛОГИЯ

Три Великих озера Африки — Виктория, Танганьика и Малави — являются домом для трех замечательных сообществ видов. В каждом озере обитает от 150 до 200 эндемичных видов семейства цихлид, мелких и средних рыб, похожих на солнечную рыбу. В общей сложности почти 600 видов представляют поразительные 3 процента, а может быть, и больше, видов рыб в мире. Почему их так много? Имеет ли их морфология какое-либо отношение к удивительному разнообразию видов?

В общем, когда виды сосуществуют, они делят некоторые ресурсы, такие как пища или пространство, таким образом, чтобы уменьшить конкурентное перекрытие.Такая специализация часто сопровождается разнообразием некоторых физических или поведенческих особенностей вида. Исследования африканских цихлид выявили огромное разнообразие двух признаков: их поведения, в том числе кормления, и морфологии их челюстей. Их пищевые привычки варьируются от соскребания водорослей с нижней стороны камней до поедания чешуи других рыб. Одни виды часто выкусывают у других рыб глаза, другие соскребают водоросли с листьев высших растений, одни поедают рыбу целиком, другие поедают беспозвоночных и т. д.Их челюсти демонстрируют удивительное разнообразие формы, размера и зубного ряда. Кроме того, у цихлид, как и у большинства костистых рыб, есть глоточные челюсти — «горловые зубы». Но у цихлид глоточные челюсти более специализированы и изменчивы, чем у большинства других костистых рыб.

В течение многих лет цихлиды Великих озер считались ярким примером адаптивной морфологии, связанной с адаптивной радиацией. Считалось, что необычная морфологическая приспособляемость челюстей позволила наблюдать замечательную адаптивную радиацию.Определенные морфологические характеристики их глоточных челюстей позволили этим челюстям адаптироваться к некоторым функциям, обычно выполняемым ротовыми челюстями. Это освободило ротовые челюсти, чтобы они могли выполнять уникальные функции по сбору пищи, почти как рука; ротовые челюсти также имеют характеристики, которые, по-видимому, обеспечивают большее разнообразие функций, чем у большинства других костистых рыб.

Вышеупомянутая интерпретация является более правдоподобной, поскольку радиация произошла три раза в трех разных озерах.Существует даже естественный контроль: несколько других семейств рыб, у которых отсутствуют приспособления челюстей цихлид, обитают в тех же озерах, но не излучают подобным образом.

Но недавно возникли загадочные вопросы. Например, семейство цихлид представлено в африканских озерах двумя подсемействами, каждое из которых имеет описанные выше специализированные глоточные и ротовые челюсти, специализации, которые, как предполагается, позволили наблюдать большое видообразование. Но бурное видообразование произошло прежде всего в одном подсемействе — Haplochromines.Подсемейство тилапинов насчитывает относительно немного видов. Почему? Другой вопрос касается харакоидов Амазонии, группы рыб, в которую входят пираньи. У них, как и у африканских цихлид, огромное количество видов, но им не хватает специализации челюстей цихлид.

Наконец, недавно стало ясно, что на поведенческое и морфологическое разнообразие африканских цихлид большое влияние оказывают факторы окружающей среды. Это означает, что различия, наблюдаемые в природе, могут не быть полностью или даже в большей степени генетически обусловленными.

Африканские цихлиды по-прежнему представляют огромный интерес с точки зрения эволюции. Но вместо того, чтобы быть хрестоматийным примером какого-либо конкретного явления, они представляют собой естественную лабораторию для изучения эволюции, экологии и морфологии. И это исследование все еще находится на захватывающих ранних стадиях.

Правильная классификация видов важна, потому что вид не похож на молекулу в облаке молекул, а скорее представляет собой уникальную популяцию организмов; конец линии, отделившейся от наиболее близкородственных видов тысячи или даже миллионы лет назад.Виды сформировались в их нынешние формы путем мутаций и естественного отбора, в ходе которых выживали определенные генетические комбинации и воспроизводились дифференцированно из почти невообразимо большего количества. Никакие два вида, какими бы близкими они ни были, не взаимозаменяемы больше, чем две сонаты Моцарта. Каждый вид организма невероятно богат генетической информацией. Генетическая информация в составляющих основаниях, составляющих ДНК в одной мышиной клетке, если перевести ее в обычные буквы печатного текста, почти заполнила бы все 15 изданий Британской энциклопедии , издаваемых с 1768 года.

Поскольку другие эволюционные дисциплины, включая экологию, биогеографию и биологию поведения, зависят от систематики, необходимо рассмотреть всю иерархию важных проблем. Две из них выделяются в том смысле, что продвижение к их решениям необходимо, чтобы поставить другие дисциплины на прочную основу. Первая проблема состоит в том, чтобы определить величину и причины биологического разнообразия, а вторая — в том, чтобы определить наиболее надежные меры гомологии и их значение для филогенетических отношений.

При определении величины и причин биологического разнообразия систематикам, несомненно, не удастся получить полный каталог жизни на Земле, но целенаправленные усилия принесут много дивидендов. Более глубокое понимание биологического разнообразия обещает разрешить некоторые противоречия в современной теории и в то же время открыть новые продуктивные области исследований. Кроме того, ответы повлияют на множество смежных дисциплин, повлияют на наше представление о месте человека в порядке вещей и откроют возможности для развития новых знаний, имеющих социальную значимость.Например, борьба с переносимыми комарами болезнями, такими как малярия, выиграла от возможности выделять в отдельные виды комаров, которые морфологически почти идентичны, но отличаются поведением и способностью передавать болезни.

Систематика также является дисциплиной с ограничением по времени, потому что большая часть разнообразия теряется из-за вымирания, вызванного ускоряющимся разрушением естественной среды обитания. Это особенно верно для влажных тропических лесов, где, как считается, обитает более половины видов в мире.Хотя темпы вымирания трудно оценить, отчасти из-за неадекватной систематики, нынешние темпы вымирания, по-видимому, приближаются или превышают 1000-кратную среднюю скорость в прошлое геологическое время. К сожалению и, возможно, зловеще для человечества, большинству тропических лесов, а вместе с ними и многим тысячам видов растений и животных, похоже, суждено исчезнуть в течение следующих 30 лет. Не будет преувеличением сказать, что человечество вовлечено в гонку, в которой систематика должна играть решающую роль.

С практической точки зрения, растения являются источником многих жизненно важных лекарств и фармацевтических препаратов, многие виды содержат гены устойчивости к болезням и другие желательные признаки, которые потенциально могут улучшить сельскохозяйственные сорта, и многие из них сами потенциально могут быть превращены в важные сельскохозяйственные культуры. Например, таксономия растений стимулировалась и, в свою очередь, активизировалась открытием более 10 000 вторичных соединений, разбросанных среди огромного количества видов. Эти вещества (алкалоиды, терпены, фенолы, цианогены и глюкозинолаты) одинаково важны для понимания эволюции растений и улучшения благосостояния человека.Таким образом, изучение биологического разнообразия и стремление к его сохранению основываются не только на эстетических принципах.

Систематика также включает исследования взаимосвязей между организмами

Исследования филогенетических взаимоотношений между организмами помогают в развитии и оценке теорий об эволюционных процессах. Модели происхождения видов стимулировались, а также направлялись развитием концепции видов в систематике. Филогенетическая информация важна во многих областях эволюционной биологии.Например, в биогеографии встречаемость нелетающих бескилевых птиц (страуса, нанду, эму и др.) в Африке, Южной Америке, Австралии и Новой Зеландии, по-видимому, не согласуется с морфологическими и молекулярными данными, указывающими на то, что птицы имеют общего предка. Парадокс разрешается знанием того, что все птицы отделились от общей стаи, которая населяла большой южный континент Гондваны до того, как он разделился и рассеялся в результате континентального дрейфа. Филогенетическая информация лежит в основе сравнительного метода изучения адаптации.Положительная адаптивная ценность для конкретной характеристики предполагается, когда два или более отдаленно родственных организма претерпели параллельную эволюцию этой характеристики, например формы или цвета цветка. Филогенетический анализ также необходим для понимания последовательности эволюционных преобразований признаков и для оценки скорости эволюционных изменений, будь то морфологических или молекулярных.

Одной из главных задач систематики является выяснение филогенетических, или генеалогических, отношений между организмами.Вывод генеалогии является желательной целью как для окаменелых форм, так и для живых организмов, происхождение которых плохо задокументировано в летописи окаменелостей. Реконструкция филогенетической истории часто сама по себе представляет большой интерес, например, при установлении родственных отношений между людьми и другими высшими приматами. Но реконструкция филогенетических деревьев имеет и множество других применений. Действительно, филогенетические данные являются источником почти всего, что мы знаем о закономерностях эволюционных изменений в течение миллионов лет, включая конвергентную эволюцию, параллельную эволюцию, адаптивную радиацию и мозаичную эволюцию.Филогенетические исследования были необходимы для понимания того, как виды пришли к своему нынешнему географическому распределению, а также для интерпретации процессов и скорости изменений на уровне ДНК.

Только за последние 20 лет были сформулированы логические и доказательные критерии установления филогенетических связей. Благодаря этим иногда противоречивым разработкам систематика превратилась в очень сложную, строгую науку, в которой ведущую роль играют математика, статистика и молекулярная биология.Современная систематика сильно отличается от того, что было даже 10 лет назад, и ставит чрезвычайно сложные вопросы.

Важным шагом в этой революции стала разработка методов классификации, которые позволили получить древовидные диаграммы, отражающие сходство между организмами, по объективным критериям за счет использования соответствующих математических выражений, оцениваемых с помощью компьютерных алгоритмов. Такого рода процедуры кластеризации, впервые разработанные для биологической классификации, с тех пор используются во многих других приложениях, например, в лингвистике.

Древовидные диаграммы, полученные с помощью процедур кластеризации, не обязательно отражают генеалогические отношения в филогенетических деревьях, если только сходство двух видов не прямо пропорционально тому, насколько недавно они отделились от своего общего предка. Пропорциональности не существует, когда многие характеристики претерпевают конвергентную эволюцию или когда разные эволюционные линии развиваются с разной скоростью. Однако были также разработаны методы, направленные на установление правильных филогенетических отношений между видами, хотя эти методы иногда трудно применять на практике из-за неопределенностей и неоднозначностей в данных.Важным направлением текущих исследований является разработка статистических методов для оценки степени неопределенности оценок филогенетического родства. Точно так же, как оценки числовых величин должны сопровождаться доверительными интервалами, дающими точность оценок, предполагаемые модели филогенетических отношений должны сопровождаться какой-то мерой их надежности.

Традиционно полагаясь на наиболее доступные данные, обычно на морфологические характеристики сохранившихся музейных образцов, современная систематика также включает другие источники данных, такие как экология, поведение, генетика и биохимия.Сила систематики недавно была дополнена данными молекулярной биологии. Электрофоретически различимые белки в настоящее время обычно используются для различения видов и оценки филогенетических взаимоотношений между близкородственными видами, а расщепления последовательностей ДНК, таких как митохондриальная ДНК, ферментами рестрикции обеспечивают многочисленные систематические признаки.

Эволюционная история

Летопись окаменелостей вносит особый вклад в эволюционную биологию и знания о современном разнообразии

Хотя вопросы как процесса, так и результата являются центральными в эволюции и разнообразии, история эволюции имеет только один источник первичной прямой свидетельство, один суд последней инстанции, которая является палеонтологической летописью.Таким образом, исследования в области палеобиологии напрямую затрагивают все аспекты эволюции и разнообразия.

Летопись окаменелостей обеспечивает жизненно важное временное измерение для понимания биологического разнообразия и истории жизни. Текущая база данных палеобиологии состоит из записей о примерно 250 000 вымерших видов растений, животных и микроорганизмов, встречающихся в отложениях, охватывающих более 3,5 миллиардов лет истории Земли. Хотя летопись включает лишь небольшую часть всех когда-либо существовавших ископаемых таксонов, систематические коллекции музеев и университетов содержат десятки миллионов задокументированных образцов, во многих случаях с хорошим представлением отдельных видов в пространстве и времени.

Что касается истории разнообразия, летопись окаменелостей может быть проанализирована, чтобы определить, является ли разнообразие сейчас более высоким, чем в геологическом прошлом, можно ли ожидать, что эволюция разнообразия достигнет устойчивого уровня, и была ли структура сообщества изменились за геологическое время.

Палеобиология уникальна тем, что является единственным источником данных об определенных эволюционных процессах и событиях. Например, хотя наблюдательная и экспериментальная работа большинства биологов обязательно ограничивается процессами и явлениями, которые являются относительно быстрыми или обычными, палеобиологи, извлекающие выгоду из глубины геологической летописи, имеют доступ к гораздо более редким событиям.

Геологическая летопись также документирует уникальный и продолжительный естественный эксперимент по адаптации. Многие биологические инновации возникли, расцвели и угасли задолго до появления современной биоты. Исследования в области палеобиологии могут пролить свет на то, когда возникли эти утраченные приспособления и были ли они лучшим решением функциональных проблем, чем сегодняшние живые организмы.

Адаптивная радиация — вспышки видообразования, при которых количество видов в биологической группе или адаптивной зоне увеличивается экспоненциально в течение относительно короткого времени с сопутствующим расширением разнообразия структуры и функций — хорошо задокументированы в летописи окаменелостей, но это неясно, аналогичны ли эти масштабные адаптивные излучения вспышкам видообразования меньшего масштаба, наблюдаемым, например, у гавайских дрозофилид и африканских цихлид.

ВОССТАНИЕ МУРАВЕЙ

В 1967 году Гарвардский университет получил первые известные образцы ископаемых муравьев мезозойского возраста, два прекрасно сохранившихся экземпляра в прозрачном оранжевом янтаре из красного дерева, которое росло 80 миллионов лет назад в Нью-Джерси. Эти образцы стали чем-то вроде прорыва в изучении эволюции насекомых. До этого самым старым известным окаменелостям было от 30 до 40 миллионов лет (от эпохи олигоцена) и они выглядели вполне современными. Основные черты эволюции муравьев уже были конкретизированы.Единственным филогенетическим деревом, которое можно было вывести из таких свидетельств, была крона с отрезанными стволом и корнями. Мезозойские муравьи предоставили то, что оказалось частью ствола.

Вскоре после этого советские палеонтологи начали описывать длинную серию других муравьевидных окаменелостей, также возрастом около 80 миллионов лет, давая отдельное научное название почти каждому экземпляру. Когда в 1986 году все эти кусочки были собраны воедино и к ним были добавлены окаменелости из Нью-Джерси, возникла замечательная картина: образцы разделились на три класса, представляющие касту рабочих, касту маток и самцов самых примитивных муравьев.У рабочих не было крыльев и было пропорционально маленькое брюшко, что является признаком бесплодной касты. Эти окаменелости позволили заключить, что социальная жизнь у муравьев зародилась 80 миллионов лет назад, что является поразительным выводом, учитывая отсутствие таких древних окаменелостей.

Тщательное изучение американских и советских окаменелостей показало, что они похожи на то, что ожидалось от предков муравьев. Их анатомия представляла собой мозаику черт, некоторые из которых типичны для несоциальных ос, а некоторые — более современные, но все же типичны для обычных муравьев.Они предоставили первую подсказку относительно группы ос, от которой произошли муравьи.

Гарвардская коллекция недавно получила первые окаменелости муравья среднего эоценового возраста, на этот раз из Арканзаса. Китайские и советские палеонтологи не отставали, обнаружив образцы эоцена из Маньчжурии и Сахалина соответственно. Считается, что этим муравьям от 50 до 60 миллионов лет, и большинство из них сильно отличаются от мезозойских окаменелостей. Они разнообразны, представляют как современные таксономические группы, так и (в одном случае) род, не слишком далекий от мезозойских муравьев.Таким образом, похоже, что муравьи, как и млекопитающие, перешагнули порог в конце мезозойской эры. По какой-то еще не понятной причине они превратились в очень разнообразную, господствующую в мире группу.

Энтомологи и палеонтологи продолжают жадные поиски окаменелостей из мезозойских и раннекайнозойских отложений. Вопросы, на которые мы надеемся ответить, включают: когда, где и от каких осоподобных насекомых произошли муравьи; именно тогда, когда они излучались в свой современный вид; направления, по которым они распространялись по миру; и, что не менее важно, какие черты способствовали их впечатляющему успеху.

Вымирание стало судьбой почти всех когда-либо существовавших видов

Вымирание как биологический процесс трудно изучать в современных условиях. Хотя фоновая скорость вымирания низка — по оценкам, примерно одно глобальное вымирание на миллион видов в год — вымирание не только частое в геологическом масштабе времени, но и стало причиной многих полных изменений в биологическом составе Земли. Надлежащее понимание эволюционного процесса невозможно без знания темпов вымирания, совершенно независимо от важности такого знания для оценки масштабов увеличения темпов вымирания в результате деятельности человека в наше время.

Понимание экологических причин и эволюционных последствий случайных коротких периодов массового вымирания в истории Земли является ключевой проблемой палеобиологии. Самое серьезное массовое вымирание произошло 250 миллионов лет назад и уничтожило от 75 до 95 процентов живших тогда видов. Короче говоря, глобальная биота была на грани полного уничтожения. Несколько менее жестокие массовые вымирания разбросаны по летописи окаменелостей. Недавняя работа, посвященная вероятности того, что некоторые массовые вымирания были вызваны падением метеоритов, показывает надежду на установление прочных связей между биологической эволюцией и космической средой.В сочетании с более спекулятивной возможностью того, что вымирания, вызванные ударами, являются регулярно периодическими, эта гипотеза открывает возможность серьезных сдвигов в способах интерпретации эволюции глобальной биоты.

В течение последних 2 миллионов лет летописи окаменелостей, составляющих эпоху плейстоцена, существуют особые возможности для изучения биологического разнообразия. В течение этого периода биота была в основном современной, но подвергалась воздействию хорошо задокументированных крупных изменений климата и географии, которые подготовили почву для нынешнего распространения видов растений и животных.Современные влажные тропические леса, если взять только один пример, можно понять, только зная исторические предпосылки, которые привели к их нынешнему распределению и составу. Это понимание имеет решающее значение для разработки стратегии борьбы с последствиями деятельности человека, особенно во влажных тропиках.

Палкобиологи добились значительного прогресса за последние два десятилетия

На другом конце временной шкалы были получены поразительные результаты исследований в расшифровке древнейших записей о жизни на Земле.Мало того, что жизнь зародилась намного раньше, чем предполагали биологи, но, что еще более удивительно, земная биота на протяжении столь длительного периода состояла исключительно из бактерий. Эти находки окаменелостей изменили представления об эволюции и разнообразии и вновь подчеркнули тот факт, что, если рассматривать длительный период геологического времени, значительная часть эволюционного прогресса является результатом изменений во внутриклеточной биохимии бактерий.

Палеобиология включает в себя несколько областей исследований, которые обещают внести значительный вклад в эволюционную биологию и другие области естественных наук.Среди них происхождение самой жизни, в том числе не только то, когда она зародилась, какими процессами и в каких средах, но также и то, может ли жизнь существовать где-то еще в нашей Солнечной системе или во Вселенной. Такие вопросы созрели для изучения в ближайшее десятилетие, потому что недавний прогресс в изучении древних докембрийских окаменелостей расширил известную летопись жизни на Земле до более чем 3,5 миллиардов лет. Изучение еще более древних отложений в сочетании с лабораторными исследованиями химических реакций, которые могут происходить в безжизненной среде, и биохимическими исследованиями существующих микробных организмов обещают предоставить новые доказательства зарождения жизни и среды, в которой зародилась жизнь.

Организмы, живущие сегодня, хорошо приспособлены к капризам их современной окружающей среды

Условия окружающей среды, такие как состав атмосферы, дневной и ночной световой режим и температурные условия, заметно изменились в течение геологического времени. Примерно 1,7 миллиарда лет назад, намного позже возникновения живых систем, атмосфера содержала слишком мало кислорода для поддержания обязательно дышащих воздухом форм жизни. Продолжительность дня постепенно удлинялась по мере постепенного увеличения расстояния между Землей и Луной, и есть убедительные доказательства того, что средняя температура поверхности Земли заметно изменилась.Каждый эволюционирующий вид приспосабливался к окружающей среде, в которой он возник, и по мере того, как окружающая среда менялась, жизнь развивалась и строилась на основах, которые были установлены при более ранних режимах. Следовательно, записанная в генетике, биохимии, клеточной структуре и общей анатомии живых организмов может быть закодированной историей их эволюции. Например, анализ полос роста ископаемых кораллов и моллюсков позволил проследить изменения длины дня, вызванные приливным трением.Еще более впечатляющим было недавнее признание циклов климатических изменений Миланковича за последние 700 000 лет, которые почти наверняка были ответственны за импульсы континентального оледенения в эпоху плейстоцена.

Глубоководное бурение за последние два десятилетия предоставило непрерывные разрезы, в которых возможен важный анализ эволюционных изменений на уровне популяции. Это повышенное разрешение в летописи окаменелостей вводит временную шкалу, сравнимую с микроэволюционными изменениями в популяционной генетике, и открывает более полный синтез этих двух дисциплин.Океаническая летопись окаменелостей превосходна за последние 160 миллионов лет, а глубоководные керны представляют собой богатый источник информации об эволюции одновидовых линий. Статистические анализы уже задокументировали важные модели морфологических изменений и нередкое отсутствие таких изменений, известных как стаз. Но исследования, проведенные до сих пор, только коснулись поверхности этой области, и нам еще многое предстоит узнать о темпе и способе эволюции.

Многое еще предстоит узнать о времени и природе основных эволюционных событий.Некоторые из них, такие как происхождение беспозвоночных, позвоночных, цветковых растений, покрытосеменных растений и человека, с середины XIX века признаются важными исследовательскими проблемами. Другие события, такие как появление фотосинтеза, кислородозависимого дыхания, анаэробно-аэробной глобальной экосистемы, ядерных клеток и эукариотического полового размножения, стали рассматриваться только недавно, когда возрос интерес к докембрийской летописи окаменелостей. Будущие исследования будут способствовать лучшему пониманию времени и контекста основных эволюционных событий в истории жизни на Земле.

Адаптивная эволюция | Безграничная биология

Естественный отбор и адаптивная эволюция

Естественный отбор стимулирует адаптивную эволюцию, отбирая и увеличивая встречаемость полезных признаков в популяции.

Цели обучения

Объясните, как естественный отбор ведет к адаптивной эволюции

Ключевые выводы

Ключевые моменты
  • Естественный отбор увеличивает или уменьшает биологические признаки в популяции, тем самым отбирая особей с большей эволюционной приспособленностью.
  • Особь с высокой эволюционной приспособленностью внесет более полезный вклад в генофонд следующего поколения.
  • Относительная приспособленность, которая сравнивает приспособленность организма с другими в популяции, позволяет исследователям установить, как может развиваться популяция, определяя, какие особи вносят дополнительный вклад в следующее поколение.
  • Стабилизирующий отбор, направленный отбор, диверсифицирующий отбор, частотно-зависимый отбор и половой отбор способствуют тому, как естественный отбор может влиять на изменчивость внутри популяции.
Основные термины
  • естественный отбор : процесс, при котором отдельные организмы или фенотипы, обладающие благоприятными признаками, с большей вероятностью выживают и размножаются
  • плодовитость : количество, уровень или способность производить потомство
  • Дарвиновская приспособленность : средний вклад в генофонд следующего поколения, который вносит средняя особь определенного генотипа или фенотипа

Введение в адаптивную эволюцию

Естественный отбор действует только на наследуемые признаки популяции: отбирает полезные аллели и, таким образом, увеличивает их частоту в популяции, а отбор против вредных аллелей и, таким образом, снижает их частоту.Этот процесс известен как адаптивная эволюция. Однако естественный отбор действует не на отдельные аллели, а на целые организмы. Индивидуум может нести очень полезный генотип с результирующим фенотипом, который, например, увеличивает способность к размножению (плодовитость), но если тот же индивидуум также несет аллель, приводящий к смертельному заболеванию в детстве, этот фенотип плодовитости не будет передан. следующему поколению, потому что человек не доживет до репродуктивного возраста.Естественный отбор действует на уровне индивидуума; он отбирает особей с большим вкладом в генофонд следующего поколения, известный как эволюционная приспособленность организма (или дарвиновская приспособленность).

Адаптивная эволюция вьюрков : Путем естественного отбора популяция вьюрков эволюционировала в три отдельных вида, адаптировавшись к различным факторам давления отбора. Клюв каждого из трех современных вьюрков адаптирован к его жизненному циклу и рациону.

Фитнес часто поддается количественной оценке и измеряется учеными в полевых условиях. Однако значение имеет не абсолютная приспособленность особи, а ее сравнение с другими организмами в популяции. Эта концепция, называемая относительной приспособленностью, позволяет исследователям определить, какие особи дают дополнительное потомство следующему поколению, и, таким образом, как может развиваться популяция.

Существует несколько способов, которыми отбор может влиять на изменчивость популяции:

  • стабилизирующий отбор
  • выбор направления
  • разнообразный выбор
  • выбор в зависимости от частоты
  • половой отбор

Поскольку естественный отбор влияет на частоты аллелей в популяции, особи могут становиться более или менее генетически схожими, а проявляемые фенотипы могут становиться более сходными или более несопоставимыми.В конце концов, естественный отбор не может создать совершенные организмы с нуля, он может лишь создать популяции, которые лучше приспособлены к выживанию и успешному размножению в своей среде посредством вышеупомянутого отбора.

Галапагосские острова с Дэвидом Аттенборо : Через двести лет после того, как Чарльз Дарвин ступил на берег Галапагосских островов, Дэвид Аттенборо отправляется на этот дикий и загадочный архипелаг. Среди флоры и фауны этих заколдованных вулканических островов Дарвин сформулировал свои новаторские теории эволюции.Путешествуйте с Аттенборо, чтобы узнать, как жизнь на островах продолжала развиваться в биологической изоляции и как постоянно меняющийся вулканический ландшафт породил виды и подвиды, которых нет больше нигде в мире.

Стабилизирующий, направленный и диверсифицирующий отбор

Стабилизирующий, направленный и диверсифицирующий отбор уменьшает, сдвигает или увеличивает генетическую изменчивость популяции.

Цели обучения

Контрастно-стабилизирующий отбор, направленный отбор и диверсифицирующий отбор.

Ключевые выводы

Ключевые моменты
  • Стабилизирующий отбор приводит к уменьшению генетической изменчивости популяции, когда естественный отбор отдает предпочтение среднему фенотипу и отбирает крайние вариации.
  • При направленном отборе генетическая изменчивость популяции смещается в сторону нового фенотипа при воздействии изменений окружающей среды.
  • Диверсифицирующий или разрушительный отбор увеличивает генетическую изменчивость, когда естественный отбор отбирает два или более экстремальных фенотипа, каждый из которых имеет определенные преимущества.
  • При диверсифицирующем или разрушительном отборе средние или промежуточные фенотипы часто менее приспособлены, чем любой крайний фенотип, и вряд ли будут занимать видное место в популяции.
Основные термины
  • направленный отбор : способ естественного отбора, при котором предпочтение отдается одному фенотипу, вызывая постоянное смещение частоты аллеля в одном направлении
  • подрывной отбор : (или диверсифицирующий отбор) способ естественного отбора, при котором крайние значения признака отдаются предпочтение перед промежуточными значениями
  • стабилизирующий отбор : тип естественного отбора, при котором генетическое разнообразие уменьшается по мере того, как популяция стабилизируется на определенном значении признака

Стабилизирующий выбор

Если естественный отбор благоприятствует среднему фенотипу, отбирая крайнюю изменчивость, популяция подвергается стабилизирующему отбору.Например, в популяции мышей, живущих в лесу, естественный отбор будет отдавать предпочтение особям, которые лучше всего сливаются с лесной подстилкой и с меньшей вероятностью будут замечены хищниками. Если предположить, что земля имеет довольно постоянный оттенок коричневого, те мыши, чей мех наиболее точно соответствует этому цвету, скорее всего, выживут и размножатся, передав свои гены коричневой шерсти. Мыши, несущие аллели, которые делают их немного светлее или немного темнее, будут выделяться на фоне земли и, скорее всего, умрут от хищничества.В результате такого стабилизирующего отбора генетическая изменчивость популяции снизится.

Стабилизирующий отбор : Стабилизирующий отбор происходит, когда популяция стабилизируется на определенном значении признака и снижается генетическое разнообразие.

Выбор направления

При изменении окружающей среды популяции часто подвергаются направленному отбору, который отбирает фенотипы на одном конце спектра существующей изменчивости.

Классическим примером такого рода селекции является эволюция плодожорки в Англии в восемнадцатом и девятнадцатом веках.До промышленной революции мотыльки были преимущественно светлого цвета, что позволяло им сливаться со светлыми деревьями и лишайниками в окружающей среде. Когда фабрики начали извергать сажу, деревья потемнели, а хищным птицам стало легче заметить светлых мотыльков.

Направленный отбор : Направленный отбор происходит, когда предпочтение отдается одному фенотипу, вызывая постоянное смещение частоты аллеля в одном направлении.

Со временем частота встречаемости меланической формы моли увеличилась, поскольку их более темная окраска обеспечивала маскировку на фоне закопченного дерева; у них была более высокая выживаемость в местах обитания, пострадавших от загрязнения воздуха.Точно так же гипотетическая популяция мышей может эволюционировать и приобрести другую окраску, если их среда обитания в лесной подстилке изменится. Результатом этого типа отбора является сдвиг генетической изменчивости популяции в сторону нового, подходящего фенотипа.

Эволюция перцового мотылька : морфы Typica и carbonaria, живущие на одном дереве. Типика светлого цвета (ниже рубца на коре) почти невидима на этом экологически чистом дереве, что маскирует его от хищников.

Диверсифицирующий (или подрывной) отбор

Иногда естественный отбор может отобрать два или более различных фенотипа, каждый из которых имеет свои преимущества.В этих случаях промежуточные фенотипы часто менее приспособлены, чем их экстремальные аналоги. Известный как диверсифицирующий или разрушительный отбор, он наблюдается во многих популяциях животных, у которых есть несколько стратегий спаривания самцов, таких как омары. Крупные, доминирующие альфа-самцы получают себе пару грубой силой, в то время как маленькие самцы могут тайно проникать к самкам на территории альфа-самца. В этом случае будут отобраны как альфа-самцы, так и «крадущиеся» самцы, но против них будут отобраны самцы среднего размера, которые не могут обогнать альфа-самцов и слишком велики для тайных совокуплений.

Диверсифицирующий (или подрывной) отбор : Диверсифицирующий отбор происходит, когда крайние значения признака предпочтительнее промежуточных значений. Этот тип отбора часто стимулирует видообразование.

Диверсифицирующий отбор может также иметь место, когда изменения окружающей среды благоприятствуют особям на обоих концах фенотипического спектра. Представьте себе популяцию мышей, живущих на пляже со светлым песком, перемежающимся пятнами высокой травы. В этом сценарии предпочтение отдается светлым мышам, которые сливаются с песком, а также темным мышам, которые могут прятаться в траве.С другой стороны, мыши средней окраски не сливались бы ни с травой, ни с песком и, таким образом, с большей вероятностью были бы съедены хищниками. Результатом этого типа отбора является увеличение генетической изменчивости по мере того, как популяция становится более разнообразной.

Сравнение типов естественного отбора

Типы естественного отбора : Различные типы естественного отбора могут влиять на распределение фенотипов в популяции. При (а) стабилизирующем отборе предпочтение отдается среднему фенотипу.В (б) направленном отборе изменение окружающей среды сдвигает спектр наблюдаемых фенотипов. В (в) диверсифицирующем отборе отбираются два или более крайних фенотипа, в то время как средний фенотип отбирается против.

Выбор в зависимости от частоты

При частотно-зависимом отборе предпочтение отдается обычным или редким фенотипам посредством естественного отбора.

Цели обучения

Описать частотно-зависимый выбор

Ключевые выводы

Ключевые моменты
  • Отрицательный частотно-зависимый отбор отбирает редкие фенотипы в популяции и увеличивает генетическую изменчивость популяции.
  • Положительный частотно-зависимый отбор выбирает общие фенотипы в популяции и снижает генетическую изменчивость.
  • В примере самцов ящериц с боковыми пятнами популяции каждого цветового узора увеличиваются или уменьшаются на разных стадиях в зависимости от их частоты; это гарантирует, что как обычные, так и редкие фенотипы продолжают циклически присутствовать.
  • Инфекционные агенты, такие как микробы, могут проявлять негативный частотно-зависимый отбор; по мере того как популяция хозяина становится невосприимчивой к обычному штамму микроба, предпочтение автоматически отдается менее распространенным штаммам микроба.
  • Различия в мимикрии цветового рисунка у алой королевской змеи зависят от преобладания восточной коралловой змеи, модели этой мимикрии, в конкретном географическом регионе. Чем более распространена коралловая змея в регионе, тем более распространенным и изменчивым будет цветовой узор алой королевской змеи, что делает это примером положительного частотно-зависимого отбора.
Основные термины
  • частотно-зависимый отбор : термин, обозначающий эволюционный процесс, при котором приспособленность фенотипа зависит от его частоты относительно других фенотипов в данной популяции
  • полигамный : имеющий более одной самки в качестве партнера

Выбор в зависимости от частоты

Другой тип отбора, называемый частотно-зависимым отбором, отдает предпочтение фенотипам, которые либо распространены (положительный частотно-зависимый отбор), либо редки (отрицательный частотно-зависимый отбор).

Отрицательный частотно-зависимый выбор

Интересный пример такого отбора можно увидеть в уникальной группе ящериц Тихоокеанского северо-запада. Самцы ящериц с обыкновенными пятнами на боку бывают трех цветов горла: оранжевого, синего и желтого. У каждой из этих форм своя репродуктивная стратегия: оранжевые самцы самые сильные и могут драться с другими самцами за доступ к своим самкам; голубые самцы среднего размера и образуют прочные парные связи со своими самками; а желтые самцы самые маленькие и немного похожи на самок, что позволяет им тайно совокупляться.Как и в игре «камень-ножницы-бумага», оранжевый побеждает синий, синий побеждает желтый, а желтый побеждает оранжевый в соревновании за женщин. Большие, сильные оранжевые самцы могут отбиваться от синих самцов, чтобы спариться с самками синего цвета, связанными парами; синие самцы успешно охраняют своих партнеров от самцов в желтых кроссовках; а желтые самцы могут тайно совокупляться с потенциальными самками больших полигинных оранжевых самцов.

Частотно-зависимый отбор у ящериц с желтыми пятнами на боках : Ящерица с желтыми пятнами на боках меньше, чем самцы с голубым или оранжевым горлом, и выглядит немного похожей на самок этого вида, что позволяет им скрытно совокупляться .Частотно-зависимый отбор позволяет как обычным, так и редким фенотипам популяции появляться в частотно-зависимом цикле.

В этом сценарии естественный отбор будет отдавать предпочтение оранжевым самцам, когда в популяции преобладают синие самцы, синие самцы будут процветать, когда популяция состоит в основном из желтых самцов, а желтые самцы будут отбираться, когда оранжевые самцы будут самыми многочисленными. В результате популяции ящериц с пятнами на боку меняются в распределении этих фенотипов.В одном поколении может преобладать оранжевый цвет, а затем частота желтых самцов начнет расти. Как только желтые самцы составят большинство населения, будут выбраны синие самцы. Наконец, когда синие самцы станут обычным явлением, предпочтение снова будет отдано оранжевым самцам.

Пример отрицательного частотно-зависимого отбора также можно увидеть во взаимодействии между иммунной системой человека и различными инфекционными микробами, такими как патогенные бактерии или вирусы. Поскольку определенная человеческая популяция заражена обычным штаммом микроба, большинство людей в популяции становятся невосприимчивыми к нему.Затем отбираются более редкие штаммы микроба, которые все еще могут заражать население из-за мутаций генома; эти штаммы имеют большую эволюционную приспособленность, потому что они менее распространены.

Положительный частотно-зависимый выбор

Примером положительного частотно-зависимого отбора является мимикрия предупреждающей окраски опасных видов животных другими безвредными видами. Алая королевская змея, безобидный вид, имитирует окраску восточной коралловой змеи, ядовитого вида, обычно встречающегося в том же географическом регионе.Хищники учатся избегать обоих видов змей из-за схожей окраски, и в результате алая королевская змея становится более распространенной, а ее фенотип окраски становится более изменчивым из-за ослабленного отбора. Следовательно, этот фенотип более «приспособлен», поскольку популяция обладающих им видов (как опасных, так и безвредных) становится более многочисленной. В географических районах, где коралловая змея менее распространена, узор становится менее выгодным для королевской змеи и гораздо менее изменчив в своем выражении, по-видимому, потому, что хищники в этих регионах не «обучены» избегать этого узора.

Lampropeltis elapsoides, алая королевская змея : Алая королевская змея имитирует окраску ядовитой восточной коралловой змеи. Положительный частотно-зависимый отбор усиливает общий фенотип, потому что хищники избегают отчетливой окраски.

Micrurus fulvius, восточная коралловая змея : восточная коралловая змея ядовита.

Отрицательный частотно-зависимый отбор служит для увеличения генетической изменчивости популяции за счет отбора редких фенотипов, тогда как положительный частотно-зависимый отбор обычно снижает генетическую изменчивость за счет отбора распространенных фенотипов.

Сексуальный отбор

Половой отбор, давление отбора на самцов и самок для получения спаривания, может привести к появлению признаков, предназначенных для максимального сексуального успеха.

Цели обучения

Обсудите влияние полового диморфизма на репродуктивный потенциал организма

Ключевые выводы

Ключевые моменты
  • Половой отбор часто приводит к развитию вторичных половых признаков, которые помогают максимизировать репродуктивный успех вида, но не обеспечивают каких-либо преимуществ для выживания.
  • Принцип гандикапа гласит, что только лучшие самцы выдерживают риски, связанные с чертами, которые на самом деле могут быть вредными для вида; поэтому они больше подходят в качестве партнеров для спаривания.
  • В гипотезе хороших генов самки будут выбирать самцов, которые демонстрируют впечатляющие черты, чтобы гарантировать, что они передают генетическое превосходство своему потомству.
  • Половой диморфизм, очевидные морфологические различия между полами вида, возникают, когда существует большая разница в репродуктивном успехе самцов или самок.
Основные термины
  • половой диморфизм : физическое различие между самцами и самками одного и того же вида
  • половой отбор : тип естественного отбора, при котором представители одного пола приобретают различные формы, потому что члены выбирают себе пару с определенными характеристиками или потому что конкуренция за партнеров с определенными характеристиками успешна
  • принцип инвалидности : теория, которая предполагает, что животные с большей биологической приспособленностью сигнализируют об этом статусе посредством поведения или морфологии, которые эффективно снижают их шансы на выживание

Сексуальный отбор

Давление отбора на самцов и самок для получения спаривания известно как половой отбор.Половой отбор принимает две основные формы: межполовой отбор (также известный как «выбор партнера» или «выбор самки»), при котором самцы соревнуются друг с другом за то, чтобы их выбрали самки; и внутриполовой отбор (также известный как «конкуренция между мужчинами»), при котором представители менее ограниченного пола (обычно мужчины) агрессивно соревнуются между собой за доступ к ограничивающему полу. Ограничивающий пол — это пол с более высокими родительскими инвестициями, который, следовательно, сталкивается с наибольшим давлением при принятии правильного решения в отношении партнера.

Половой отбор у лося : Этот самец лося имеет большие рога, чтобы конкурировать с соперничающими самцами за доступных самок (внутриполовая конкуренция). Кроме того, множество точек на его рогах символизируют здоровье и долголетие, и поэтому он может быть более желанным для самок (межполовой отбор).

Половой диморфизм

Самцы и самки некоторых видов часто сильно отличаются друг от друга не только репродуктивными органами. Например, самцы часто крупнее и украшены множеством сложных цветов и украшений, таких как хвост павлина, в то время как самки, как правило, меньше и имеют более тусклые украшения.Эти различия называются половыми диморфизмами и возникают из-за различий в репродуктивном успехе самцов.

Самки почти всегда спариваются, а самцам спаривание не гарантируется. Более крупные, сильные или более украшенные самцы обычно получают подавляющее большинство от общего числа спариваний, в то время как другие самцы не получают ни одного. Это может происходить из-за того, что самцы лучше отбиваются от других самцов, или потому, что самки предпочитают спариваться с более крупными или более украшенными самцами. В любом случае, эта вариация в репродуктивном успехе вызывает сильное давление отбора среди самцов для получения этих спариваний, что приводит к эволюции большего размера тела и сложных украшений, чтобы увеличить их шансы на спаривание.С другой стороны, самки, как правило, получают несколько избранных спариваний; следовательно, они с большей вероятностью выберут более желанных мужчин.

Половой диморфизм : Морфологические различия между самцами и самками одного и того же вида известны как половой диморфизм. Эти различия можно наблюдать у (a) павлинов и пав, (b) пауков Argiope appensa (самка паука крупнее) , и (c) лесные утки.

Половой диморфизм сильно различается у разных видов; у некоторых видов половые роли даже меняются местами.В таких случаях самки, как правило, имеют больший разброс в своем репродуктивном успехе, чем самцы, и, соответственно, отбираются по большему размеру тела и сложным чертам, обычно характерным для самцов.

Принцип гандикапа

Половой отбор может быть настолько сильным, что он отбирает черты, которые на самом деле вредны для выживания особи, даже если они максимизируют ее репродуктивный успех. Например, хотя хвост самца павлина красив, а самец с самым большим и ярким хвостом, скорее всего, победит самку, это не практичный придаток.Помимо того, что он более заметен для хищников, самцы медленнее пытаются сбежать. Есть некоторые свидетельства того, что именно из-за этого риска самкам в первую очередь нравятся большие хвосты. Поскольку большие хвосты сопряжены с риском, только лучшие самцы выдерживают этот риск, и, следовательно, чем больше хвост, тем больше подходит самец. Эта идея известна как принцип гандикапа.

Самец райской птицы : Этот самец райской птицы имеет чрезвычайно длинный хвост в результате полового отбора.Хвост яркий и вредный для собственного выживания птицы, но он увеличивает ее репродуктивный успех. Это может быть примером принципа гандикапа.

Гипотеза хороших генов

Гипотеза хороших генов утверждает, что самцы развивают эти впечатляющие украшения, чтобы продемонстрировать свой эффективный метаболизм или способность бороться с болезнями. Затем самки выбирают самцов с наиболее впечатляющими чертами, потому что это сигнализирует об их генетическом превосходстве, которое они затем передают своему потомству.Хотя можно возразить, что самки не должны быть такими избирательными, потому что это, вероятно, уменьшит количество их потомства, если лучшие самцы будут отцами более подходящего потомства, это может быть выгодно. Меньшее количество более здоровых потомков может увеличить шансы на выживание больше, чем большое число более слабых потомков.

BBC Планета Земля – брачный танец райских птиц : Необычайные ухаживания этих странных и замечательных существ. Из серии 1 «От полюса до полюса».Это пример экстремального поведения, возникающего из-за сильного давления полового отбора.

Нет идеального организма

Естественный отбор не может создать новые, совершенные виды, потому что он отбирает только существующие вариации в популяции.

Цели обучения

Объясните ограничения, возникающие при естественном отборе

Ключевые выводы

Ключевые моменты
  • Естественный отбор ограничивается существующей генетической изменчивостью популяции.
  • Естественный отбор ограничен из-за неравновесия по сцеплению, когда аллели, физически расположенные рядом на хромосоме, передаются вместе с большей частотой.
  • В полиморфной популяции могут поддерживаться два фенотипа, несмотря на более высокую приспособленность одной морфы, если промежуточный фенотип вреден.
  • Эволюция не адаптивна целенаправленно; это результат совместной работы различных сил отбора, направленных на влияние на генетические и фенотипические различия в популяции.
Основные термины
  • неравновесное сцепление : неслучайная ассоциация двух или более аллелей в двух или более локусах; обычно вызывается взаимодействием между генами
  • генетическое автостоп : изменения частоты аллеля из-за сцепления с положительно или отрицательно выбранным аллелем в другом локусе
  • полиморфизм : регулярное существование двух или более различных генотипов в пределах данного вида или популяции

Нет идеального организма

Естественный отбор является движущей силой эволюции и может создавать популяции, приспособленные к выживанию и успешному размножению в окружающей среде.Однако естественный отбор не может создать идеальный организм. Естественный отбор может отбирать только существующие вариации в популяции; он не может ничего создать с нуля. Следовательно, процесс эволюции ограничивается существующей генетической изменчивостью популяции, физической близостью аллелей, неблагоприятными промежуточными морфами в полиморфной популяции и неадаптивными эволюционными силами.

Естественный отбор действует на индивидуумов, а не на аллели

Естественный отбор также ограничен, поскольку он действует на фенотипы особей, а не на аллели.Некоторые аллели могут с большей вероятностью передаваться вместе с аллелями, придающими полезный фенотип из-за их физической близости на хромосомах. Аллели, переносимые вместе, находятся в неравновесном сцеплении. Когда нейтральный аллель связан с полезным аллелем, что, следовательно, означает, что он имеет избирательное преимущество, частота аллеля может увеличиваться в популяции за счет генетического автостопа (также называемого генетическим драйвом).

Любой конкретный индивидуум может нести несколько полезных аллелей и несколько неблагоприятных аллелей.Естественный отбор действует на суммарный эффект этих аллелей и соответствующую приспособленность фенотипа. В результате хорошие аллели могут быть утеряны, если их несут люди, у которых также есть несколько чрезвычайно плохих аллелей; Точно так же плохие аллели могут сохраняться, если они переносятся людьми, у которых достаточно хороших аллелей, что приводит к общему улучшению физической формы.

Полиморфизм

Кроме того, естественный отбор может быть ограничен отношениями между различными полиморфизмами.Одна морфа может давать более высокую приспособленность, чем другая, но может не увеличиваться в частоте, потому что промежуточная морфа вредна.

Полиморфизм обыкновенной улитки : Цветовые и узорчатые морфы обыкновенной улитки, Cepaea nemoralis. Полиморфизм, когда внутри данного вида существуют два или более различных генотипа, у обыкновенной улитки, по-видимому, имеет несколько причин, включая хищничество со стороны дроздов.

Например, рассмотрим гипотетическую популяцию мышей, живущих в пустыне.Некоторые из них светлые и сливаются с песком, а другие темные и сливаются с участками черной скалы. Мыши темного окраса могут быть более приспособленными, чем мыши светлого окраса, и в соответствии с принципами естественного отбора ожидается, что частота появления мышей светлого окраса со временем уменьшится. Однако промежуточный фенотип средней окраски шерсти очень вреден для мышей: они не могут слиться ни с песком, ни с камнем и будут более уязвимы для хищников. В результате частота мышей темного окраса не будет увеличиваться, потому что промежуточные морфы менее приспособлены, чем мыши светлого или темного окраса.Это типичный пример дизруптивного отбора.

Не вся эволюция адаптивна

Наконец, важно понимать, что не вся эволюция адаптивна. В то время как естественный отбор отбирает наиболее приспособленных особей и часто приводит к более приспособленной популяции в целом, другие силы эволюции, включая генетический дрейф и поток генов, часто делают противоположное, вводя вредные аллели в генофонд популяции. Эволюция не имеет цели. Это не превращает население в предвзятый идеал.Это просто сумма различных сил и их влияния на генетическую и фенотипическую изменчивость популяции.

Будущее эволюции человека | Биология

Будут ли люди продолжать развиваться? Если да, то в каком направлении пойдет эволюция и какие силы будут ею управлять? Естественный отбор всегда был главным фактором, формирующим человеческую популяцию, и анализ последовательности ДНК показал, насколько мощной была эта сила с самого начала цивилизации. За последние 3000 лет эволюционировали различные гены, влияющие на метаболические функции, такие как переваривание лактозы и передача сигналов инсулина, а также влияющие на физические особенности, такие как цвет глаз.Все это было вызвано в основном естественным отбором. Но надолго ли естественный отбор останется главной эволюционной силой человечества?

Эволюция и естественный отбор — не одно и то же. Эволюция — это постепенное генетическое изменение вида с течением времени из-за неравного воспроизводства среди членов. Естественный отбор — это явление, которое вознаграждает за одни полезные черты и наказывает за другие за счет лучшей или худшей выживаемости или размножения (рис. 1). Таким образом, естественный отбор является одной из нескольких сил, толкающих эволюцию вперед.

Рисунок 1 : Изображение того, как происходит естественный отбор, от появления мутации до изменения популяции. изображение © Elembis

Медицинская наука и меры общественного здравоохранения позволили развитому миру избежать большей части естественного отбора, в большинстве случаев часть, безусловно, за последние несколько десятилетий. Большинство человеческих младенцев в настоящее время доживают до зрелого возраста в развитых странах. Выживание постоянно улучшается, и это сильно отличается от того, что было на протяжении всей истории жизни на Земле.Например, во времена Дарвина только около 50 % британских детей доживали до 21 года, так что в те дни естественный отбор определенно действовал на людей.

Из-за маргинализации естественного отбора футурологи часто предсказывают, что люди больше не будут развиваться в каком-либо существенном направлении. К ним относятся известные научные деятели, такие как сэр Дэвид Аттенборо, и даже некоторые биологи, такие как профессор Стив Джонс из Университетского колледжа Лондона, которые заявили, что «эволюция закончилась» для людей, по крайней мере, на развитом Западе.Другой исследователь, Питер Уорд, палеонтолог из Вашингтонского университета, написал: «Я не думаю, что мы увидим какие-либо изменения, кроме тех, которые мы преднамеренно внедряем сами, когда начинаем биоинженерию людей, вводя гены. в их тела, чтобы они жили дольше или были сильнее и здоровее».

Эта идея определенно была бы верной, если бы естественный отбор был вставлен вместо эволюция .Естественный отбор не даст нам больший мозг, перепончатые руки или ноги или улучшение зрения или слуха. Это связано с тем, что люди, которые исключительно умны, имеют тонкие перепонки на руках или обладают впечатляющими способностями к слуху или зрению, в конечном итоге имеют такие же шансы иметь детей, как и все остальные. Почти все доживают до репродуктивного возраста, и решение иметь детей или нет в значительной степени не зависит от физического здоровья или способностей, и поэтому силы естественного отбора больше не действуют на большую часть человечества.

Но предсказание будущих событий сопряжено с большой неопределенностью. Хотя и не в результате естественного отбора, люди вполне могут резко эволюционировать, и именно здесь вступают в игру другие эволюционные силы. Определенные возможности нашей будущей эволюции можно исследовать путем тщательного и творческого формулирования поддающихся проверке вопросов, имеющих отношение к предсказаниям. Воображаемые функциональные человеческие приспособления частей тела, например, могут иметь последствия в других частях царства животных, которые ученые, возможно, уже изучили.Данные о текущих тенденциях в человеческой популяции могут иметь отношение к будущим разработкам. Мы рассмотрим несколько направлений, по которым может пойти человеческая эволюция.

Естественный отбор отодвинут на второй план медицинской наукой?

Эта первая возможность предполагает, что неспособность индивидуума достичь репродуктивного возраста, а затем фактически произвести потомство, является главной эволюционной силой.В природе естественный отбор — самая мощная эволюционная сила, но другие факторы могут взять верх, в некотором смысле, когда технологии дадут второй шанс тем, кто умер бы в дикой природе. Следовательно, даже полное отсутствие естественного отбора не означает, что человек не будет развиваться.

В своей новаторской книге «Происхождение видов » Чарльз Дарвин предложил естественный отбор в качестве механизма эволюции.Естественный отбор часто объясняют как «выживание наиболее приспособленных». Те люди, которые рождаются с чертами, которые лучше всего способствуют выживанию до зрелости, с большей вероятностью вырастут и размножатся по сравнению с людьми, лишенными таких черт. (См. наш модуль «Чарльз Дарвин II: Естественный отбор» для получения дополнительной информации.) Другой способ выразить это так: более приспособленные индивидуумы побеждают в конкуренции тех, кто менее приспособлен к выживанию в определенной среде. Когда особь оставляет потомство, его черты передаются в генах новому поколению.

Дарвин ничего не знал о генах, но тщательные, детальные наблюдения во время его знаменитого путешествия на «Бигле» привели его к наблюдениям явлений, которые согласовывались с идеей о том, что черты каким-то образом передаются из поколения в поколение. Одно наблюдение, сделанное Дарвином, заключалось в том, что в каждом поколении рождается больше потомков, чем может выжить. В природе многие из тех, что рождаются у родителей, просто не доживают до зрелости, но это также было реальностью для человечества до недавнего времени.Рассмотрим семьи, жившие прямо здесь, в Северной Америке, на рубеже 20-го века. Особенно в городских районах, таких как Нью-Йорк, куда иммигранты прибывали толпами. Супруги намеренно заводили много детей, ожидая, что кто-то из них умрет от дифтерии, кори, полиомиелита — любой из множества инфекционных болезней. Это был типичный способ, которым люди умирали, но привела ли их смерть к тому, что выжившие выработали некоторую устойчивость к этим болезням посредством естественного отбора? Трудно сказать, потому что в течение одного-двух поколений были вакцины от всех этих болезней, поэтому население иммунизировали искусственно.

Аналогичное явление возникает, если мы рассмотрим очистку общественных источников воды и антибиотики, лекарства, убивающие бактерии. Большинство заболеваний, от которых еще столетие назад погибло большое количество младенцев, детей, подростков и молодых людей, сегодня либо предотвращаются, либо излечиваются. Кроме того, дети, которые рождаются с серьезными нарушениями, например, с отсутствующими конечностями, сегодня могут вырасти до взрослого возраста и размножаться в мире, где быстро развиваются технологии протезов конечностей.

Можно ли измерить отсутствие эволюции? Это трудно сделать на протяжении нескольких поколений, в течение которых работала современная наука, но это может быть возможно в будущем. Одна из стратегий может состоять в том, чтобы отслеживать изменения в последовательностях генов человека, жизненно важных для иммунитета и болезней, интеллекта, спортивной формы и других характеристик, а затем сравнивать скорость изменений с аналогичными генами у видов, живущих в дикой природе.

В следующих разделах мы рассмотрим явления помимо естественного отбора, которые могут способствовать дальнейшей эволюции человека.Но сначала важно отметить, что даже естественный отбор может не закончиться для людей. Причина связана с болезнью — избирательной силой, которая явно определяла эволюцию человека в последние столетия и, возможно, продолжает влиять на нее сегодня. Двумя примечательными примерами являются вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) и малярийный паразит.

Эпидемия ВИЧ/СПИДа разразилась по всему миру в начале 1980-х годов. Это было смертельно, но выживаемость резко возросла в развитых странах с начала 2000-х годов (рис. 2).Благодаря комбинированной терапии, состоящей из нескольких разных препаратов, каждый из которых воздействует на вирус по-своему, человек, у которого обнаружен ВИЧ, может жить десятилетиями. Однако лечение чрезвычайно дорого, и для миллионов людей, инфицированных в некоторых частях Африки и Азии, прогноз мало изменился с 1980-х годов. Они умирают быстро и будут продолжать умирать в обозримом будущем.

Рисунок 2

Но не у всех, кто контактирует с ВИЧ, развивается СПИД.Часть людей оказывается резистентной, и поэтому дарвиновская эволюция предсказывает, что генетические последовательности, лежащие в основе резистентности к ВИЧ, должны увеличивать их частоту. На самом деле, исследования показывают, что это происходит. Снижается частота различных генетических факторов, связанных с сокращением времени между заражением и развитием заболевания. Ученые называют эти факторы аллелями слабости — это варианты генов, которые делают человека слабым по отношению к ВИЧ. Это означает, что вирус проходит через их систему относительно быстро, поэтому их иммунитет быстро деградирует по сравнению с другими, что приводит к быстрой смерти.

Что касается малярии, то исследования человеческих останков из захоронений эпохи неолита (новый каменный век) на Ближнем Востоке выявили молекулярные доказательства, подтверждающие идею о том, что малярия впервые проникла в человеческое население всего около 8000 лет назад. Есть люди, которые гетерозиготны по некоторым генетическим заболеваниям гемоглобина, соединения, которое переносит кислород в крови, что означает, что они имеют как нормальные, так и аномальные гены. Эти люди способны сопротивляться малярии.Первым известным таким примером был ген серповидно-клеточной анемии, который вызывает серьезное заболевание у людей с двумя копиями, но сохраняется, поскольку защищает гетерозигот от малярии. Но археологические исследования показывают, что ген серповидно-клеточной анемии был лишь частью реакции на малярию, поскольку малярия также привела к различным диетическим и культурным изменениям, которые помогли снизить риск малярии.

Сегодня ученые пытаются разработать вакцины как от ВИЧ, так и от малярии.Есть некоторый прогресс, особенно в отношении вакцины против малярии. Но даже если вакцина будет готова завтра, история вакцинации показывает, что искоренение может занять более столетия. На сегодняшний день оспа является единственной болезнью, которая была ликвидирована. Это произошло в конце 20 века, а вакцинация от оспы была изобретена почти на 200 лет раньше. Точно так же первая вакцина против полиомиелита была разработана в середине 20-го века, но искоренение полиомиелита на горизонте только сейчас.

Медицинские технологии будут продолжать развиваться, и люди победят ВИЧ, малярию и множество других инфекционных заболеваний.Как только это произойдет, естественный отбор, связанный с этими инфекциями, может прекратиться, но будут другие заболевания. Может появиться всемирный супервирус, или медицинские исследования могут начать проигрывать продолжающуюся битву за разработку новых антибиотиков, чтобы опережать устойчивые к антибиотикам бактерии. Это может привести к возрождению естественного отбора как эволюционной силы.

Однако с оптимистичным взглядом на развитие медицины давайте представим себе будущее, в котором люди смогут избежать эпидемий и продолжать увеличивать продолжительность жизни.В таком случае мы действительно говорим только о других эволюционных силах. Мы рассмотрим их в контексте других возможных сценариев эволюции человека, но сначала давайте рассмотрим еще одно явление, связанное с естественным отбором: отбор партнера.

Когда дело доходит до выбора партнера (в отличие от того, чтобы просто прожить достаточно долго, чтобы спариваться), последствием является не жизнь и не смерть, но отбор все еще действует. Классический пример из животного мира — самец павлина, птица, привлекающая самку красивым разноцветным оперением (рис. 3).Те, которые менее приспособлены — самцы, у которых нет яркого оперения, — могут не передать свои гены, поэтому естественный отбор широко действует, даже если неспаренный павлин доживает до глубокой старости.

Рисунок 3 : Самец павлина пытается привлечь самку, демонстрируя свое красочное оперение. Изображение © Dick Daniels

Оказывают ли такие факторы, как прическа, макияж, одежда и развитие привлекательного телосложения с помощью физических упражнений, аналогичный эффект на людей? Психолог-эволюционист из Университета Нью-Мексико Джеффри Миллер считает, что в настоящее время половой отбор может быть основным фактором эволюции человека.Овладение растущими технологиями требует повышения интеллекта, поэтому интеллект ведет как к экономическому, так и к социальному успеху, в том числе к спариванию. Безусловно, выбор партнера для таких отношений, как брак, не равнозначен размножению, поскольку люди могут размножаться с партнерами, которых они выбирают по прихоти для краткой встречи. Однако при статистическом применении к популяции факторы, рассмотренные Миллером, могут оказать заметное влияние на генофонд. Если эффект действительно имеет место, то это будет примером естественного отбора, формирующего человеческий генофонд

.

Проверка понимания

Что является лучшим примером действия естественного отбора?

Искусственный отбор

Термин «искусственный отбор» означает процесс, влияющий на эволюцию так же, как и естественный отбор, но обусловленный деятельностью человека, а не естественными процессами.Примером может служить эволюция собак от волков; это происходило на протяжении многих тысячелетий, начиная с каменного века. Люди будут терпеть волка-компаньона, который окажется неопасным, но не агрессивным. Таким образом, более дружелюбное отношение к людям стало преимуществом в выживании, поэтому постепенно собаки отделились от волков. Люди каменного века не создавали собак сознательно, по крайней мере, сначала, но как только у них появилась популяция послушных волков, их ценность как сторожей, охотников на паразитов и пастухов была использована, и популяция изменилась.В более поздние века люди намеренно разводили собак в многочисленные разновидности для определенных работ или исключительно для личного удовольствия. Люди аналогичным образом одомашнили многих других животных, включая лошадей, коров, коз, овец, лам и так далее. Это, наряду со многими видами растений, ознаменовало изобретение сельского хозяйства и привело человечество в современную эпоху. Модификация организмов в пищу продолжается и по сей день.

Попытка использовать искусственный отбор для выведения черт человека и из него называется «евгеникой» и представляет собой один из величайших позоров науки.Это была популярная цель на рубеже 20-го века, когда евгеники предложили устранить «нежелательные» гены путем выборочной стерилизации того, что они считали «низшими» этническими и экономическими группами. Принятие евгеники как законного научного направления было широко распространено на Западе до конца Второй мировой войны, когда естественное продолжение евгеники — нацистский холокост — было полностью раскрыто миру на Нюрнбергском процессе. Сегодня евгеника человека повсеместно осуждается как аморальная, но что насчет искусственного отбора, происходящего как непреднамеренное следствие чего-то еще?

Исследования показывают, что такой искусственный отбор происходит, по крайней мере, в контексте двух распространенных процедур в акушерстве и гинекологии: кесарева сечения и аборта.

Кесарево сечение, или хирургическое родоразрешение, когда плод извлекается через хирургические разрезы, сделанные через брюшную стенку и через матку. Это отличается от вагинальных родов, которые развились в природе, когда младенец выходит через родовые пути. С того времени, когда человеческий мозг начал резко увеличиваться в размерах у ранних гоминидов и до начала 20-го века (рис. 4), ограничения вагинального рождения накладывали ограничения на то, насколько большой может вырасти головка плода и насколько узким может быть женский таз.Либо слишком большая голова плода, либо слишком узкий таз матери означали бы, что один или оба индивидуума умрут, и гены, ответственные за эти черты, умрут вместе с ними.

Рисунок 4 : График средних размеров мозга гоминидов с течением времени. image © 2014 Bolhuis et. др. doi:10.1371/journal.pbio.1001934

Цефалотазовая диспропорция (ЦПР) — это то, что врачи называют состоянием, когда головка плода слишком велика по сравнению с размером таза матери.Вероятность развития ДЦП во многом зависит от генетической склонности матери к развитию узкого таза. 200 лет назад, если бы беременность была в состоянии ДПР, женщина и плод погибли бы, так как головка не могла пройти по родовым путям. Учитывая, что все организмы подвержены случайным мутациям и спонтанному разнообразию всех признаков, иногда может развиться генетическая склонность к CPD. К сожалению, эти случайные мутации не будут сохраняться, потому что в конечном итоге они будут смертельными как для матери, так и для ее потенциального потомства.

Однако примерно в 1900 году хирурги совершенствовали свою способность полностью обходить родовые пути. Это включало доступ к матке через брюшную полость, роды и заживление ран, при этом мать не истекала кровью. В результате состояние CPD не должно быть смертельным. В развитых странах количество хирургических родов резко возросло с 1960-х годов. Сегодня в некоторых странах частота кесарева сечения достигает 40 процентов.В каком-то смысле изобретение хирургического родоразрешения устранило интенсивное селективное давление, ограничивающее размер как черепа плода, так и женского таза. Вполне вероятно, что, поскольку люди являются машинами, создающими разнообразие, то более крупные головки плода и меньший женский таз могут возникнуть в результате спонтанных мутаций.

Но действительно ли удаление селективного давления родовых путей привело к изменению размеров черепа и бедер? В течение последних нескольких десятилетий врачи контролировали окружность головы с рождения до раннего детства, потому что она очень сильно связана с проблемами развития.Как микроцефалия (малая окружность головы), так и макроцефалия (очень большая окружность головы) связаны с различными физическими и психическими отклонениями. Основываясь на этих наблюдениях, нет никаких доказательств увеличения размера головы или мозга у здоровых с медицинской точки зрения людей в эпоху хирургических родов. С другой стороны, увеличение хирургических родов с 1960-х годов коррелирует с увеличением узких бедер у женщин, поэтому мы можем ожидать, что в ближайшие десятилетия будет больше женщин с узкими бедрами.На самом деле это означает усиление генетической предрасположенности к узким бедрам в генофонде человека.

Оборотной стороной кесарева сечения является плановый аборт. В сочетании с генетическим консультированием преднамеренное прерывание беременности, по-видимому, приводит к заметному снижению числа детей, рожденных в странах Ближнего Востока с генетическим заболеванием крови, называемым талассемией. Скрининг и консультирование призваны воспрепятствовать бракам между носителями талассемии — людьми с генетическим составом, частично нормальным и частично талассемией.Эти люди могут иметь или не иметь легкие симптомы заболевания. На практике, однако, немногие браки не приветствуются; вместо этого родители, как правило, выбирают аборт, когда пренатальный скрининг показывает, что плод будет страдать от тяжелой талассемии или, во многих случаях, от талассемии средней степени тяжести. В результате частота генов талассемии снижается в некоторых странах Ближнего Востока. И это несмотря на то, что носители талассемии устойчивы к малярии, как и носители гена серповидно-клеточной анемии.Это означает, что генетическое консультирование и аборты влияют на гены талассемии больше, чем малярия влияет на эти гены. Скорее всего, это связано с тем, что за последние несколько десятилетий в некоторых странах Ближнего Востока, например в Турции, заболеваемость малярией снижается.

Проверка понимания

Рост числа хирургических родов связан с увеличением _____.

Будущая эволюция и освоение космоса

Наряду с естественным отбором и мутациями дрейф генов также может влиять на эволюцию и может быть вызван эффектами основателя или узкими местами.Эффект основателя (рис. 5) возникает, когда небольшая группа особей отделяется от большей популяции, чтобы переселиться (как основатели колонии). Узкое место (рис. 6) — это когда большая часть большой популяции уничтожается, оставляя гораздо меньшую группу для повторного заселения вида (аналогично тому, как через горлышко бутылки выливается лишь небольшая часть содержимого). И то, и другое является эволюционным событием, потому что переселившиеся или выжившие особи несут только часть первоначального генофонда (набора генов в популяции), а частота генных вариантов, или аллелей, отличается от частоты более крупной популяции, из которой меньший отломился (дополнительную информацию см. в нашем модуле «Популяционная генетика: введение»).Генетический дрейф — это изменение частот генов и аллелей с течением времени из-за ошибки случайной выборки. Это происходит в значительной степени в небольших популяциях, поэтому особенно вероятно после узкого места или события-основателя.

Рисунок 5 : Когда часть населения отделяется, например, когда поселенцы уезжают в новое место, возникает тип генетического дрейфа, называемый эффектом основателя. Генетический состав отделенной популяции начинает меняться и со временем совпадать с генетическим составом мужчин и женщин-основателей.image © Tsaneda

Народ маори Новой Зеландии был изолирован от остального современного человечества примерно на 50 000 лет. Однако, когда голландские и британские исследователи достигли Австралии в 17 веке, туземцы, которых они нашли, были представителями того же вида, что и все другие современные люди, Homo sapiens . Это означает, что, несмотря на отличительные физические черты, австралийские аборигены могли спариваться с другими людьми и производить плодовитое потомство. Это были разные популяции, а не разные виды.

Сегодня люди с разных континентов вступают в брак и заводят детей со все возрастающей скоростью. На Земле нет места, где люди могут быть настолько изолированы, как аборигены Австралии и Новой Зеландии до прибытия европейцев. А как насчет внеземной колонии? Ведется серьезная дискуссия об основании человеческого поселения на Марсе, которому, возможно, предшествовало поселение на Луне. Даже если бы эти аванпосты превратились в полностью независимые колонии со своими правительствами и ресурсами, такие общества не были бы генетически изолированы.Новые колонисты будут прибывать с Земли на протяжении столетий, чтобы воспользоваться возможностями и расширить колониальное население, плюс колонисты также будут возвращаться на Землю. То же самое произошло бы с человеческими поселениями в атмосфере Венеры, на спутниках внешних планет, таких как Сатурн, или в колониях «свободного космоса», поселениях, летающих самостоятельно вокруг Солнца или любой планеты. С генетической точки зрения поток генов будет большим в обоих направлениях, сохраняя единство колониальной группы с родительской популяцией.

Рисунок 6 : Когда катастрофическое событие убивает большую часть населения, а небольшая группа выживших остается для повторного заселения, это тип генетического дрейфа, известный как эффект бутылочного горлышка. Это приводит к меньшему генофонду и другому сочетанию частот аллелей. Изображение © OpenStax, Университет Райса,

Колонии на большем расстоянии — это отдельная история. Когда-нибудь люди смогут садиться на космические корабли и совершать полеты, которые охватывают поколения, или мы можем отправлять криоконсервированных людей, чтобы пересечь огромные расстояния между звездами.В зависимости от времени путешествия и технологических ограничений вполне вероятно, что межзвездная колонизация будет означать физическую изоляцию человеческих колоний не на сотни лет, а на тысячи или даже сотни тысяч лет. В таких случаях даже небольшой вклад естественного отбора в изолированную популяцию может иметь заметный эффект с течением времени, потому что не будет потока генов, который поддерживал бы связь колонии с тем же большим генофондом.

Это, вместе с эффектами основателя, генетическим дрейфом и мутацией, может изменить изолированный генофонд настолько сильно, что через очень долгое время потомки межзвездной колонии не смогут успешно спариваться со своими дальними родственниками, оставшимися в земной Солнечной системе (или с теми, кто живет в других межзвездных человеческих поселениях).Эта репродуктивная изоляция может принимать несколько различных форм. С одной стороны, люди в дальних колониях после долгой изоляции могут выглядеть и вести себя настолько по-другому, что их не потянет к землянам или наоборот и, соответственно, не будет спариваться. Это называется поведенческой репродуктивной изоляцией, и этого недостаточно, чтобы сделать две группы полностью отдельными видами, а скорее разными подвидами.

Если потомки людей, межзвездных колонистов и тех, кто остался на Земле, станут твердо репродуктивно изолированными, то произойдет видообразование (Рисунок 7).Это заняло бы много тысячелетий разделения, позволив природе идти своим чередом, но это также могло бы произойти быстрее, если бы люди в этих новых мирах сделали это намеренно. Они могли бы сделать это, чтобы приспособиться к среде своего нового мира. С другой стороны, люди могут предпочесть манипулировать эволюцией даже для тех, кто остался здесь, на Земле.

Рисунок 7 : На этой диаграмме небольшая популяция (синяя) становится изолированной на периферии центральной популяции (зеленая), превращаясь в отдельный вид.изображение © Эндрю З. Колвин

Проверка понимания

«Зорсы» и «зонки» бесплодны, потому что _____.

Трансгуманизм: формирование нашей эволюции с помощью технологий

Трансгуманизм — это идея о том, что люди могут развивать новые физические и умственные способности, в частности, с помощью науки и техники. В буквальном смысле все мы уже транслюди, потому что мы расширили наши естественные возможности с помощью технологий.Это началось с простых изобретений, таких как одежда во времена каменного века, но вы можете распространить это на людей, которые сегодня ходят с искусственными клапанами и кардиостимуляторами в сердце и имплантированными насосами, которые вводят им лекарства, такие как инсулин. Эту концепцию можно расширить, включив в нее коммуникационное оборудование, которое мы носим, ​​например смартфоны, или транспортные средства, в которые мы садимся, например автомобили и самолеты. Биотехнологии развиваются все более быстрыми темпами. Испытываются бионические конечности, руки и ноги, которыми владелец может управлять с помощью мыслей из своего мозга.Биомедицинские устройства становятся все более зависимыми от вычислительных мощностей, улучшение которых следовало за так называемым законом Мура, предложенным основателем корпорации Intel, который предположил, что вычислительная мощность удваивается примерно каждые 18-24 месяца.

Теоретический предел вычислительной мощности может существовать, но пройдет не менее нескольких десятилетий, прежде чем мы его достигнем. Наряду с чистой вычислительной мощностью такие разработки, как нанотехнологии, новые методы генной инженерии и интеграция биологических и электронных технологий, расширят возможности.Таким образом, в какой-то момент в ближайшие десятилетия нас могут ожидать различные технологии, которые сегодня кажутся научной фантастикой, такие как бионическое искусственное сердце, способное заменить больное сердце и работать бесконечно. Или, может быть, мы разработаем способность выращивать генетически совпадающее человеческое сердце у животного-хозяина, такого как свинья или овца.

Даже если бионические части и оцифровка человеческого разума могут когда-нибудь превратить людей в киборгов, это все равно не будет представлять собой биологическую эволюцию в строгом смысле, поскольку это относится только к генетическим изменениям.Даже генная терапия, при которой больные клетки в организме пациента могут получить новые генетические инструкции, происходит без изменения наследуемого генома внутри гамет (спермы и яйцеклетки).

Когда-нибудь геном человека можно будет изменить наследственным образом с помощью системы редактирования ДНК под названием CRISPR. Ученые уже редактируют геномы других организмов с помощью технологии CRISPR. Исследователи в США и Великобритании создали экспериментальных самцов комаров того вида, который является переносчиком малярийного паразита.Сконструированный геном этих комаров способен передать то, что называется генным драйвом (рис. 8), который может передать признак другим комарам того же вида, например, способность вырабатывать антитела против малярийного паразита. Что делает кодирование CRISPR, так это копирует антималярийный ген с одной хромосомы на другую совпадающую хромосому. В результате почти 100 % потомков искусственных комаров будут иметь антималярийный ген, а не 50 %, как можно было бы ожидать при менделевской генетике.Таким образом, в течение одного сезона почти вся популяция вида в регионе, например, в тропических лесах Бразилии, может быть изменена, чтобы нести новый ген. Если мы можем сделать то же самое с насекомыми, то подобное можно сделать и с людьми, и в этом случае мы говорим о генетических изменениях, передаваемых через гаметы новым поколениям, и, таким образом, о настоящей биологической эволюции. Почему мы можем пойти по такому пути?

Рисунок 8 : Иллюстрация генного драйва, когда признак распространяется на других представителей того же вида.image © Mariuswalter

Одной из причин может быть адаптация к окружающей среде другой планеты, такой как Марс или Венера, но люди, безусловно, могут захотеть изменить себя и на Земле. Люди могут нуждаться в более сильной иммунной системе, более сильных мышцах, лучшем зрении и слухе, лучшем мозге или даже телах, которые стареют медленнее.

Любое или все эти технологические разработки могут заменить естественный отбор в качестве главной движущей силы человеческой эволюции.Поэтому утверждение о том, что «эволюция закончилась» для человечества, кажется очень маловероятным. В конце концов, единственная константа во Вселенной — это изменение.

Резюме

Некоторые известные современные ученые заявили, что эволюция человека завершена. С развитием медицины и общественного здравоохранения естественный отбор больше не является определяющей силой для человека. Тем не менее, это не означает, что люди не будут развиваться. Этот модуль исследует различные направления, в которых может развиваться человеческая эволюция.Различные влияния на эволюцию человека обсуждаются на конкретных примерах, включая искусственный отбор с помощью хирургических достижений и то, как «узкие места» могут повлиять на человеческий генофонд, если в будущем будут сформированы отдаленные космические колонии.

Ключевые понятия

  • Люди продолжают развиваться благодаря множеству эволюционных сил: естественному отбору, искусственному отбору, генетическому дрейфу и трансчеловеческим прорывам.
  • Эволюция — это постепенное генетическое изменение вида с течением времени из-за неравного воспроизводства членов.
  • Естественный отбор — это явление, которое вознаграждает за одни полезные черты и наказывает за другие за счет лучшей или худшей выживаемости или размножения. Естественный отбор — одна из движущих сил эволюции.
  • Искусственный отбор — это селективное разведение животных или растений людьми для модификации организма.
  • Генетический дрейф — это изменение частоты встречаемости генов и аллелей в популяции с течением времени, часто из-за эффекта основателя (когда небольшая группа особей переселяется) или узкого места (когда уничтожается большая популяция, оставляя меньшую группу для повторного заселения).
  • Трансгуманизм — это идея о том, что люди могут развивать новые физические и умственные способности, в частности, с помощью науки и техники.

Дэвид Уормфлэш, доктор медицины, Натан Х. Ленц, доктор философии. «Будущее эволюции человека» Visionlearning Vol. БИО-5 (4), 2017.

Взгляд из Национальной академии наук, второе издание | The National Academies Press

Весна

обладает чертами, которые дают ей преимущество в определенной среде, поэтому организм с большей вероятностью выживет и передаст эти черты.По мере накопления различий в поколениях популяции организмов расходятся со своими предками.

Первоначальная гипотеза Дарвина претерпела обширные модификации и расширения, но основные концепции остаются неизменными. Исследования в области генетики и молекулярной биологии — областей, неизвестных во времена Дарвина, — объяснили возникновение наследственных вариаций, необходимых для естественного отбора. Генетические вариации возникают в результате изменений или мутаций в нуклеотидной последовательности ДНК, молекулы, из которой состоят гены.Такие изменения в ДНК теперь могут быть обнаружены и описаны с большой точностью.

Генетические мутации возникают случайно. Они могут снабжать организм лучшими средствами для выживания в окружающей среде, а могут и не снабжать его. Но если вариант гена улучшает адаптацию к окружающей среде (например, позволяя организму лучше использовать доступное питательное вещество или более эффективно убегать от хищников, например, за счет более сильных ног или маскирующей окраски), организмы, несущие этот ген, исчезают. больше шансов выжить и размножаться, чем те, у кого его нет.Со временем их потомки будут увеличиваться, изменяя средние характеристики популяции. Хотя генетическая изменчивость, на которой работает естественный отбор, основана на случайных или случайных элементах, сам естественный отбор производит «адаптивные» изменения — полную противоположность случайности.

Ученые также получили представление о процессах, посредством которых возникают новые виды. Новый вид — это вид, у которого особи не могут спариваться и производить жизнеспособных потомков с особями ранее существовавшего вида.Разделение одного вида на два часто начинается потому, что группа особей становится географически обособленной от остальных. Это особенно заметно на отдаленных островах, таких как Галапагосские острова и Гавайский архипелаг, большая удаленность которых от Америки и Азии означает, что у прибывающих колонизаторов будет мало или совсем не будет возможности спариваться с особями, оставшимися на этих континентах. Горы, реки, озера и другие естественные преграды также объясняют географическое разделение между популяциями, которые когда-то принадлежали к одному и тому же виду.

Будучи изолированными, географически разделенные группы особей становятся генетически дифференцированными в результате мутаций и других процессов, включая естественный отбор. Происхождение вида часто представляет собой постепенный процесс, так что сначала репродуктивная изоляция между обособившимися группами организмов бывает лишь частичной, но со временем становится полной. Ученые уделяют особое внимание этим промежуточным ситуациям, потому что они помогают реконструировать детали процесса и идентифицировать определенные гены или наборы генов, которые объясняют репродуктивную изоляцию между видами.

Особенно убедительным примером видообразования являются 13 видов вьюрков, изученных Дарвином на Галапагосских островах, теперь известных как вьюрки Дарвина. Предки этих вьюрков, по-видимому, иммигрировали с материковой части Южной Америки на Галапагосские острова. Сегодня разные виды вьюрков на острове имеют разные места обитания, рацион и поведение, но механизмы, участвующие в видообразовании, продолжают действовать. Исследовательская группа под руководством Питера и Розмари Грант из Принстонского университета показала, что один год засухи на островах может привести к эволюционным изменениям вьюрков.Засуха легко сокращает запасы

.

0 comments on “Сравнительная характеристика путей и направлений эволюции практическая: Практическая работа «Сравнительная характеристика путей и направлений эволюции» 11 кл (химбио)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.