ظهور ایده هایی در مورد تکامل. تاریخچه توسعه ایده های تکاملی. آژانس فدرال آموزش

اولین نگاه‌های اجمالی تفکر تکاملی در اعماق فلسفه طبیعی دیالکتیکی دوران باستان ظهور کرد که جهان را در حرکتی بی‌پایان، خود نوسازی دائمی بر اساس پیوند جهانی و تعامل پدیده‌ها و مبارزه اضداد می‌نگریست. بیانگر دیدگاه دیالکتیکی خود به خودی طبیعت هراکلیدس، متفکر افسسی (حدود 530-470 قبل از میلاد) بود که گفت در طبیعت همه چیز جریان دارد، همه چیز در نتیجه دگرگونی های متقابل عناصر اولیه کیهان - آتش، آب تغییر می کند. ، هوا، زمین، در جنین ایده توسعه جهانی ماده وجود دارد که آغاز یا پایانی ندارد. نظرات بزرگترین نمایندگان مکتب فیلسوفان ایونی: 1) تالس میلتوس معتقد بود که همه چیز از ماده اولیه - آب در جریان توسعه طبیعی ناشی می شود. 2) آناکسیماندر از این واقعیت است که زندگی از آب و زمین تحت تأثیر گرما بوجود آمده است. 3) از نظر آناکسیمن، عنصر اصلی هوا است که قابلیت کمیاب شدن و متراکم شدن دارد و آناکسیمن با این فرآیند دلیل تفاوت مواد را توضیح داد. او استدلال کرد که انسان و حیوان از مخاط زمینی سرچشمه می گیرند. نمایندگان ماتریالیسم مکانیکی فیلسوفان دوره متأخر (460-370 قبل از میلاد) بودند. به گفته دموکریتوس، جهان متشکل از اتم های غیرقابل تقسیم بی شماری است که در فضای بی نهایت قرار دارند. اتم ها در یک فرآیند ثابت از اتصال و جداسازی تصادفی هستند. اتم ها در حرکت تصادفی هستند و از نظر اندازه، جرم و شکل متفاوت هستند، سپس اجسامی که در نتیجه تجمع اتم ها ظاهر می شوند نیز می توانند متفاوت باشند. سبکترها برخاستند و آتش و آسمان را پدید آوردند، سنگین‌ترها با نزول، آب و خاک را به وجود آوردند که در آن موجودات زنده مختلف متولد شدند: ماهی، حیوانات خشکی، پرندگان. امپدوکلس فیلسوف یونان باستان (490-430 قبل از میلاد) اولین کسی بود که سعی کرد مکانیسم پیدایش موجودات زنده را تفسیر کند. با توسعه اندیشه هراکلیدس در مورد عناصر اولیه، او استدلال کرد که اختلاط آنها ترکیبات زیادی ایجاد می کند، که برخی از آنها - کمترین موفقیت - نابود می شوند، در حالی که برخی دیگر - ترکیبات هماهنگ - حفظ می شوند. ترکیب این عناصر باعث ایجاد اندام های حیوانی می شود. پیوند اعضا با یکدیگر باعث پیدایش موجودات کامل می شود. قابل توجه این ایده بود که تنها گزینه های قابل دوام از میان بسیاری از ترکیبات ناموفق در طبیعت باقی می ماند. خاستگاه زیست شناسی به عنوان یک علم با فعالیت های متفکر بزرگ یونانی، ارسطو (387-322 قبل از میلاد) مرتبط است. او در کارهای عمده خود اصول طبقه بندی حیوانات را بیان کرد، حیوانات مختلف را بر اساس ساختار آنها مقایسه کرد و پایه های جنین شناسی باستانی را پی ریزی کرد. کار "درباره قسمت های حیوانات" ایده ارتباط (همبستگی) اندام ها را ارائه می دهد، که تغییر در یک اندام مستلزم تغییر در دیگری است که با روابط عملکردی با آن مرتبط است. ارسطو در کار خود "منشاء حیوانات" یک روش تشریحی مقایسه ای ایجاد کرد و آن را در مطالعات جنین شناسی به کار برد. او توجه خود را به این واقعیت جلب کرد که در موجودات مختلف جنین زایی (تکامل جنین) از یک سری متوالی عبور می کند: در ابتدا کلی ترین ویژگی ها تعیین می شود، سپس گونه های خاص و در نهایت فردی. ارسطو با کشف شباهت زیادی در مراحل اولیه در جنین زایی نمایندگان گروه های مختلف حیوانات، به ایده امکان وحدت منشاء آنها رسید. با این نتیجه‌گیری، ارسطو ایده‌های شباهت جنینی و اپی‌ژنز (نئوپلاسم‌های جنینی) را پیش‌بینی کرد که در اواسط قرن هجدهم مطرح و به طور تجربی اثبات شد. بنابراین، دیدگاه های فیلسوفان باستان حاوی تعدادی از عناصر مهم تکامل گرایی بود: اولاً، ایده ظهور طبیعی موجودات زنده و تغییر آنها در نتیجه مبارزه اضداد و بقای گزینه های موفق، ثانیاً، ایده یک عارضه گام به گام سازماندهی طبیعت زنده؛ سوم، ایده یکپارچگی ارگانیسم (اصل همبستگی) و جنین زایی به عنوان یک فرآیند نئوپلاسم. اف. انگلس با اشاره به اهمیت متفکران باستانی در توسعه فلسفه می نویسد: «... در اشکال متنوع فلسفه یونان، تقریباً تمام انواع بعدی جهان بینی در حال رویان و در حال ظهور هستند». دوره بعدی، تا قرن شانزدهم، تقریباً چیزی به توسعه تفکر تکاملی نداد. در دوران رنسانس، علاقه به علم باستان به شدت افزایش یافت و انباشت دانش آغاز شد که نقش مهمی در شکل گیری ایده تکاملی ایفا کرد. شایستگی استثنایی آموزه داروین این بود که توضیحی علمی و مادی برای ظهور حیوانات و گیاهان برتر از طریق توسعه مداوم جهان زنده ارائه کرد و از روش تاریخی تحقیق برای حل مشکلات بیولوژیکی استفاده کرد. با این حال، حتی پس از داروین، بسیاری از دانشمندان علوم طبیعی همان رویکرد متافیزیکی را در مورد مشکل منشأ حیات حفظ کردند. مندلیسم - مورگانیسم که در محافل علمی آمریکا و اروپای غربی گسترده شده است، این موضع را مطرح می کند که وراثت و سایر ویژگی های زندگی توسط ذرات یک ماده ژنی خاص متمرکز در کروموزوم های هسته سلولی است. به نظر می رسد این ذرات به طور ناگهانی در نقطه ای روی زمین ظاهر شده اند و ساختار تعیین کننده حیات خود را تا حد زیادی در طول توسعه حیات بدون تغییر حفظ کرده اند. بنابراین، مسئله منشأ حیات، از دیدگاه مندلیان- مورگانیست ها، به این سؤال می رسد که چگونه یک ذره از ماده ژنی که دارای همه ویژگی های حیات است، می تواند ناگهان پدید آید. اکثر نویسندگان خارجی که در مورد این موضوع صحبت می کنند (مثلاً Devillier در فرانسه یا Alexander در آمریکا) به شیوه ای بسیار ساده به آن می پردازند. به نظر آنها، مولکول ژن به لطف ترکیب "خوش شانس" اتم های کربن، هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن و فسفر، که "به خودی خود" به یک مولکول بسیار پیچیده از ماده ژنی تبدیل شده است، کاملا تصادفی به وجود می آید. ویژگی های زندگی اما این نوع "حادثه مبارک" آنقدر استثنایی و غیرعادی است که ظاهراً فقط یک بار در طول وجود زمین می تواند اتفاق بیفتد. پس از آن، تنها تولید مثل دائمی این ماده ژنی ابدی و غیرقابل تغییر وجود داشت. این «توضیح» البته در اصل چیزی را توضیح نمی دهد. ویژگی بارز همه موجودات زنده بدون استثنا این است که سازمان درونی آنها بسیار خوب است و کاملاً با اجرای برخی از پدیده های زندگی سازگار است: تغذیه، تنفس، رشد و تولید مثل در شرایط معین وجود. چگونه ممکن است این سازگاری درونی، که برای همه، حتی ساده‌ترین شکل‌های زنده، مشخص است، در نتیجه یک شانس ناب پدید آید؟ طرفداران این دیدگاه ها با انکار علم ستیزانه منظم بودن روند پیدایش حیات و تصادفی دانستن این مهم ترین رویداد حیات سیاره ما نمی توانند به این سوال پاسخ دهند و ناگزیر به آرمان گرایانه ترین و عرفانی ترین اندیشه ها در مورد اراده خلاق اولیه خدا و در مورد برنامه ای خاص برای ایجاد زندگی. بنابراین، در کتاب اخیراً منتشر شده شرودینگر "زندگی از دیدگاه فیزیک چیست"، در کتاب زیست شناس آمریکایی الکساندر "زندگی، ماهیت و منشأ آن" و در تعدادی دیگر از آثار نویسندگان بورژوا به طور مستقیم می یابیم. بیانیه ای که می گوید زندگی فقط در نتیجه اراده خلاق خدا بوجود می آید. مندلیسم - مورگانیسم در تلاش است تا زیست شناسان را در مبارزه با ایده آلیسم از نظر ایدئولوژیک خلع سلاح کند. او به دنبال اثبات این است که مسئله منشأ زندگی - این مهم ترین مشکل ایدئولوژیک - از دیدگاه مادی غیر قابل حل است. با این حال، این نوع اظهارات کاملا نادرست است. اگر از موضع تنها فلسفه درست و واقعاً علمی - از موضع ماتریالیسم دیالکتیکی - به سؤالی که مورد علاقه ما است به راحتی رد می شود. زندگی به عنوان شکل خاصی از وجود ماده با دو ویژگی متمایز مشخص می شود - خود تولید مثل و تبادل مواد با محیط. تمام فرضیه های مدرن در مورد منشاء حیات بر اساس ویژگی های خود تولید مثل و متابولیسم است. پذیرفته‌شده‌ترین فرضیه‌ها هم‌سرویستی و ژنتیکی هستند. فرضیه Coacervate. در سال 1924، A. I. Oparin ابتدا مفاد اصلی مفهوم تکامل پیش‌بیولوژیکی را تدوین کرد و سپس بر اساس آزمایش‌های Bungenberg de Jong، این مفاد را در فرضیه مشترک منشأ حیات توسعه داد. اساس این فرضیه این است که مراحل اولیه بیوژنز با تشکیل ساختارهای پروتئینی همراه بوده است. اولین ساختارهای پروتئینی (پروتوبیونت ها، در اصطلاح Oparin) در دوره ای ظاهر شدند که مولکول های پروتئین با یک غشاء از محیط جدا شدند. این ساختارها می توانند از "آبگوشت" اولیه به دلیل coacervation ایجاد شوند - جداسازی خود به خودی محلول آبی پلیمرها به فازهایی با غلظت های مختلف. فرآیند coacervation منجر به تشکیل قطرات میکروسکوپی با غلظت بالایی از پلیمرها شد. برخی از این قطرات ترکیبات کم مولکولی را از محیط جذب کردند: اسیدهای آمینه، گلوکز، کاتالیزورهای اولیه. برهمکنش بستر مولکولی و کاتالیزورها قبلاً به معنای ظهور ساده‌ترین متابولیسم در پروتوبیونت‌ها بود. قطرات متابولیک ترکیبات جدیدی را از محیط وارد کرده و حجم آنها افزایش یافته است. هنگامی که کواسروات ها به حداکثر اندازه مجاز در شرایط فیزیکی معین رسیدند، به قطرات کوچکتری تقسیم می شوند، به عنوان مثال، تحت تأثیر امواج، همانطور که هنگام تکان دادن ظرف حاوی امولسیون روغن در آب اتفاق می افتد. قطرات کوچک دوباره به رشد خود ادامه دادند و سپس نسل جدیدی از کواسروات ها را تشکیل دادند. عارضه تدریجی پروتوبیونت ها با انتخاب چنین قطره های کواسروات انجام شد که مزیت استفاده بهتر از ماده و انرژی محیط را داشت. انتخاب به عنوان دلیل اصلی برای بهبود کواسروات ها به موجودات زنده اولیه، یک موقعیت مرکزی در فرضیه اوپارین است. فرضیه ژنتیکی بر اساس این فرضیه، اسیدهای نوکلئیک ابتدا به عنوان پایه ماتریسی برای سنتز پروتئین ظاهر شدند. اولین بار در سال 1929 توسط G. Möller مطرح شد. به طور تجربی ثابت شده است که اسیدهای نوکلئیک ساده می توانند بدون آنزیم تکثیر شوند. سنتز پروتئین روی ریبوزوم ها با مشارکت انتقال (t-RNA) و RNA ریبوزومی (r-RNA) اتفاق می افتد. آنها نه تنها می توانند ترکیبات تصادفی اسیدهای آمینه، بلکه پلیمرهای سفارشی پروتئین را بسازند. شاید ریبوزوم های اولیه فقط از RNA تشکیل شده باشد. چنین ریبوزوم‌های بدون پروتئین می‌توانند پپتیدهای مرتب شده را با مشارکت مولکول‌های tRNA که از طریق جفت شدن باز به rRNA متصل می‌شوند، سنتز کنند. در مرحله بعدی تکامل شیمیایی، ماتریس‌هایی ظاهر شدند که توالی مولکول‌های t-RNA و در نتیجه توالی اسیدهای آمینه که توسط مولکول‌های t-RNA متصل می‌شوند را تعیین می‌کردند. توانایی اسیدهای نوکلئیک برای خدمت به عنوان الگو در تشکیل زنجیره های مکمل (به عنوان مثال، سنتز mRNA روی DNA) قانع کننده ترین استدلال به نفع ایده اهمیت اصلی در فرآیند بیوژنز است. دستگاه ارثی و در نتیجه به نفع فرضیه ژنتیکی منشا حیات. مراحل اصلی بیوژنز فرآیند بیوژنز شامل سه مرحله اصلی بود: ظهور مواد آلی، ظهور پلیمرهای پیچیده (اسیدهای نوکلئیک، پروتئین ها، پلی ساکاریدها) و تشکیل موجودات زنده اولیه. مرحله اول ظهور مواد آلی است. در حال حاضر در طول شکل گیری زمین، ذخیره قابل توجهی از ترکیبات آلی زیست زا تشکیل شده است. مواد اولیه برای سنتز آنها محصولات گازی اتمسفر پیش اکسیژن و هیدروسفر (CH4، CO2، H2O، H2، NH3، NO2) بود. این محصولات هستند که در سنتز مصنوعی ترکیبات آلی استفاده می شوند که اساس بیوشیمیایی زندگی را تشکیل می دهند. سنتز تجربی اجزای پروتئین - اسیدهای آمینه در تلاش برای ایجاد موجودات زنده "In vitro" با کار S. Miller (1951-1957) آغاز شد. اس. میلر مجموعه ای از آزمایشات را بر روی اثرات تخلیه الکتریکی جرقه بر روی مخلوطی از گازهای CH4، NH3، H2 و بخار آب انجام داد که در نتیجه اسیدهای آمینه آسپاراژین، گلیسین و گلوتامین را کشف کرد. داده های به دست آمده توسط میلر توسط دانشمندان شوروی و خارجی تایید شد. همراه با سنتز اجزای پروتئین، اجزای نوکلئیک - بازها و قندهای پورین و پیریمیدین - به طور تجربی سنتز شدند. با حرارت دادن متوسط ​​مخلوطی از هیدروژن سیانید، آمونیاک و آب، D. Oro آدنین به دست آورد. او همچنین اوراسیل را با واکنش محلول آمونیاک اوره با ترکیبات ناشی از گازهای ساده تحت تأثیر تخلیه الکتریکی، سنتز کرد. از مخلوط متان، آمونیاک و آب تحت تأثیر تابش یونیزان، اجزای کربوهیدراتی نوکلئوتیدها - ریبوز و دئوکسی ریبوز - تشکیل شد. آزمایشات با استفاده از تابش فرابنفش امکان سنتز نوکلئوتیدها از مخلوطی از بازهای پورین، ریبوز یا دئوکسی ریبوز و پلی فسفات ها را نشان داده است. نوکلئوتیدها مونومرهای اسیدهای نوکلئیک هستند. مرحله دوم تشکیل پلیمرهای پیچیده است. مشخصه این مرحله از پیدایش حیات، سنتز بیوژنیک پلیمرهایی مانند اسیدهای نوکلئیک و پروتئین ها بود. S. Akaburi اولین کسی بود که پلیمرهای پروتوپروتئین ها را با آرایش تصادفی بقایای اسید آمینه سنتز کرد. سپس، روی یک تکه گدازه آتشفشانی، هنگامی که مخلوطی از اسیدهای آمینه تا 100 درجه سانتیگراد گرم شد، فوک پلیمری با وزن مولکولی تا 10000 به دست آورد که حاوی تمام اسیدهای آمینه معمولی پروتئین های موجود در آزمایش بود. فوک این پلیمر را پروتئینوئید نامید. پروتئین‌های مصنوعی ایجاد شده با ویژگی‌های ذاتی پروتئین‌های موجودات مدرن مشخص می‌شوند: یک توالی تکرار شونده از بقایای اسید آمینه در ساختار اولیه و فعالیت آنزیمی قابل توجه. پلیمرهای نوکلئوتیدها، مشابه اسیدهای نوکلئیک موجودات، در شرایط آزمایشگاهی سنتز شده اند که در طبیعت قابل تکثیر نیستند. G. Kornberg امکان سنتز اسیدهای نوکلئیک را در شرایط آزمایشگاهی نشان داد. این به آنزیم های خاصی نیاز داشت که در شرایط زمین اولیه وجود نداشت. در فرآیندهای اولیه بیوژنز، انتخاب شیمیایی از اهمیت بالایی برخوردار است که عاملی در سنتز ترکیبات ساده و پیچیده است. یکی از پیش نیازهای سنتز شیمیایی، توانایی اتم‌ها و مولکول‌ها در انتخابی بودن برهمکنش‌هایشان در واکنش‌ها است. به عنوان مثال، هالوژن کلر یا اسیدهای معدنی ترجیح می دهند با فلزات سبک ترکیب شوند. خاصیت گزینش پذیری تعیین کننده توانایی مولکول ها برای خودآرایی است که توسط S. Fox نشان داده شد.ماکرومولکول های پیچیده با ترتیب دقیق مشخص می شوند، هم از نظر تعداد مونومرها و هم در آرایش فضایی آنها. A. I. Oparin توانایی ماکرومولکول ها برای خودآرایی را به عنوان مدرکی بر این نظریه در نظر گرفت که مولکول های پروتئینی کواسروات ها را می توان بدون کد ماتریس سنتز کرد. مرحله سوم ظهور موجودات زنده اولیه است. از ترکیبات کربن ساده، تکامل شیمیایی منجر به مولکول‌های بسیار پلیمری شد که اساس شکل‌گیری موجودات زنده اولیه را تشکیل دادند. گذار از تکامل شیمیایی به تکامل بیولوژیکی با ظهور کیفیت های جدیدی مشخص شد که در سطح شیمیایی رشد ماده وجود نداشت. اصلی ترین آنها سازماندهی داخلی پروتوبیونت ها بود که به لطف متابولیسم و ​​انرژی پایدار با محیط سازگار شده بود و به ارث بردن این سازمان مبتنی بر تکرار دستگاه ژنتیکی (کد ماتریس) بود. A.I. Oparin و همکارانش نشان دادند که کواسروات ها متابولیسم پایداری با محیط دارند. در شرایط خاص، محلول های آبی غلیظ پلی پپتیدها، پلی ساکاریدها و RNA قطرات کواسروات با حجم 7-10 تا 6-10 سانتی متر مکعب را تشکیل می دهند که با محیط آبی رابط دارند. این قطرات توانایی جذب مواد از محیط و سنتز ترکیبات جدید از آنها را دارند. بنابراین کواسروات های حاوی آنزیم گلوکوژن فسفوریلاز گلوکز-1-فسفات را از محلول جذب کرده و پلیمری شبیه نشاسته را سنتز کردند. ساختارهای خودسازماندهی مشابه کواسروات ها توسط S. Fauquet توصیف شد و آنها را میکروکره نامید. هنگامی که گرم می شود، محلول های غلیظ پروتئینوئیدها سرد می شوند، قطرات کروی با قطر حدود 2 میکرومتر به طور خود به خود ظاهر می شوند. در مقادیر خاصی از pH محیط، میکروسفرها یک پوسته دو لایه تشکیل می دهند که یادآور غشای سلول های معمولی است. آنها همچنین توانایی تقسیم با جوانه زدن را داشتند. اگرچه میکروسفرها حاوی اسیدهای نوکلئیک نیستند و متابولیسم مشخصی ندارند، آنها به عنوان یک مدل ممکن برای اولین ساختارهای خودسازماندهی که یادآور سلول های اولیه هستند در نظر گرفته می شوند. سلول‌ها واحد ابتدایی حیات هستند که قادر به تولید مثل هستند؛ تمام فرآیندهای متابولیکی اصلی (بیوسنتز، متابولیسم انرژی و غیره) در آن انجام می‌شود. بنابراین، پیدایش سازمان سلولی به معنای ظهور حیات واقعی و آغاز تکامل بیولوژیکی بود.

آفرینش گرایی آفرینش گرایان بر این باورند که موجودات زنده توسط یک قدرت برتر - خالق ایجاد شده اند؛ تبدیل گرایان ظاهر تنوع گونه ها را به روشی طبیعی و بر اساس قوانین طبیعی توضیح می دهند. آفرینش گرایان تناسب اندام را با مصلحت اولیه توضیح می دهند، گونه ها در ابتدا با اقتباس ایجاد شدند، ترانسفورمیست ها معتقدند که تناسب اندام در نتیجه توسعه، در مسیر تکامل ظاهر شد.

کارل لینه، متافیزیکدان، نماینده دیدگاه های خلقت گرایی، دانشمند و طبیعت شناس سوئدی کارل لینه بود. او متافیزیکدان بود، یعنی پدیده ها و کالبدهای طبیعت را داده های یکبار برای همیشه غیرقابل تغییر می دانست. لینه را "پادشاه گیاه شناسان"، "پدر سیستماتیک" می نامند. C. Linnaeus (1707 -1778) او 1.5 هزار گونه گیاهی را کشف کرد، حدود 10000 گونه گیاهی، 5000 گونه جانوری را توصیف کرد. تقویت استفاده از نامگذاری دوتایی (دوگانه) برای تعیین گونه ها. بهبود زبان گیاه شناسی - ایجاد یک اصطلاح گیاه شناسی یکنواخت. طبقه بندی او بر اساس ترکیب گونه ها به جنس ها، جنس ها به راسته ها و راسته ها به طبقات بود.

متافیزیک کارل لینه در سال 1735، کتاب او "سیستم طبیعت" منتشر شد که در آن او همه گیاهان را بر اساس ویژگی های ساختاری گل ها به 24 طبقه طبقه بندی کرد: تعداد پرچم ها، تک جنسیتی و دوجنسی بودن گل ها. در طول زندگی نویسنده، این کتاب 12 بار تجدید چاپ شد و تأثیر زیادی در پیشرفت علم در قرن 18 داشت. C. Linnaeus (1707 -1778) C. Linnaeus جانوران را به 6 طبقه تقسیم کرد: پستانداران، پرندگان، خزندگان (دوزیستان و خزندگان)، ماهی ها، حشرات، کرم ها. تقریباً تمام بی مهرگان در آخرین کلاس طبقه بندی شدند. طبقه بندی او برای زمان خود کامل ترین بود، اما لینه فهمید که سیستمی که بر اساس چندین ویژگی ایجاد شده است یک سیستم مصنوعی است. او نوشت: "یک سیستم مصنوعی تا زمانی که یک سیستم طبیعی پیدا شود کار می کند." اما با سیستم طبیعی او سیستمی را درک کرد که خالق را هنگام ایجاد تمام حیات روی زمین هدایت می کرد.

کارل لینه، متافیزیکدان، لینه گفت: «به تعداد گونه‌هایی که خداوند متعال در آغاز جهان آفریده وجود دارد. اما لینه در پایان زندگی خود متوجه شد که گاهی اوقات گونه ها می توانند تحت تأثیر محیط یا در نتیجه عبور از آنها شکل بگیرند. C. Linnaeus (1707-1778)

+ 1. اولین سیستم موجودات زنده را ایجاد کرد. 2. کشف 1.5 هزار گونه گیاهی، حدود 10000 گونه گیاهی، 5000 گونه جانوری را توصیف کرد. 3. مشاهده - واقعا وجود دارد. 4. نامگذاری دوتایی (نام دو گونه) 5. بهبود زبان گیاه شناسی (اسامی لاتین معرفی شد) 6. پیشنهاد اصل تبعیت از دسته بندی های سیستماتیک: گونه-جنس-خانواده-مرتب-طبقه (برای حیوانات)، گونه-جنس-مرتب خانواده -class (برای گیاهان) - 1. این سیستم مصنوعی بود، زیرا نشانه های شباهت به جای خویشاوندی در آن غالب بود. 2. سیستم دنیای حیوانات تکاملی تلقی نمی شود، زیرا طبقات حیوانات از بالاتر به پایین مرتب شده بودند. 3. گونه از نظر تکاملی تغییر نمی کند - پایدار است. او در اواخر عمر خود به تنوع گونه ها پی برد. 4. دیدگاه های متافیزیکی در مورد تکامل (انکار تکامل، موجودات زنده به برکت خلقت الهی، هدفمندی اصیل به وجود آمدند).

توسعه سریع علوم طبیعی در نیمه دوم قرن هجدهم با انباشت شدید حقایق همراه بود که در چارچوب متافیزیک و آفرینش گرایی نمی گنجید؛ دگرگونی در حال توسعه بود - سیستمی از دیدگاه ها در مورد تنوع و دگرگونی گیاه و شکل های حیوانی تحت تأثیر عوامل طبیعی.

یک فرآیند برگشت ناپذیر تغییر تاریخی در موجودات زنده و جوامع آنها که در طول زمان رخ می دهد (به دلیل آن چیزی جدید و ناهمگون در مرحله بالاتر توسعه پدید می آید). این اصطلاح برای اولین بار در سال 1762 توسط کارل بونت استفاده شد

دگرگونی. نظریه تکاملی J.B. Lamarck نماینده فلسفه تحول گرایی طبیعت شناس برجسته فرانسوی ژان باپتیست لامارک بود که اولین نظریه تکامل را ایجاد کرد. در سال 1809، اثر اصلی او، فلسفه جانورشناسی، منتشر شد که در آن لامارک شواهد متعددی از تنوع گونه ها ارائه می دهد. J. B. Lamarck (1744 - 1829) او معتقد بود که اولین موجودات زنده از طبیعت غیر آلی از طریق تولید خود به خود به وجود آمده اند و زندگی باستانی با اشکال ساده نشان داده می شود که در نتیجه تکامل، شکل های پیچیده تری را به وجود آورده است. پایین ترین و ساده ترین اشکال نسبتاً اخیراً بوجود آمده اند و هنوز به سطح موجودات بسیار سازمان یافته نرسیده اند.

دگرگونی. تئوری تکاملی J.B. Lamarck Lamarck طبقه بندی حیوانات قبلاً شامل 14 طبقه است که او آنها را به 6 درجه بندی یا مراحل پی در پی پیچیدگی سازمان تقسیم کرد. شناسایی درجه بندی ها بر اساس درجه پیچیدگی سیستم عصبی و گردش خون بود. لامارک معتقد بود که طبقه بندی باید منعکس کننده «نظم خود طبیعت»، توسعه پیشرونده آن باشد

دگرگونی. نظریه تکاملی J.B. Lamarck نیروهای محرکه تکامل: 1 - قانون اول لامارک - تمایل درونی موجودات برتر برای بهبود خود از طریق ورزش یا عدم ورزش اعضای بدن در حیوانات بالاتر. در گیاهان و حیوانات پایین‌تر، تغییرپذیری تحت تأثیر مستقیم شرایط محیطی به وجود می‌آید. همه متوجه نشدند که درجه بندی تحت تأثیر میل به خودسازی است. که تناسب اندام در نتیجه تغییرات مصلحتی در پاسخ به تأثیرات محیطی به وجود می آید. وراثت ویژگی های اکتسابی توسط مشاهدات و آزمایش های متعدد تأیید نشده است.

دگرگونی. نظریه تکاملی جی بی لامارک در نتیجه لامارک توانایی پاسخگویی مصلحت‌آمیز به تأثیر شرایط هستی را یک ویژگی فطری می‌دانست. لامارک منشأ انسان را با «میمون‌های چهار دست» مرتبط می‌داند که به حالت زمینی زندگی روی آورده‌اند. جی بی لامارک (1744 - 1829)

دگرگونی. نظریه تکاملی جی بی لامارک آیا می توان با قانون دوم لامارک موافق بود؟ نه، موضع در مورد وراثت ویژگی های به دست آمده در طول زندگی اشتباه بود: تحقیقات بیشتر نشان داد که فقط تغییرات ارثی در تکامل تعیین کننده است. به اصطلاح سد ویزمن وجود دارد - تغییرات در سلول های سوماتیک نمی تواند وارد سلول های زایا شود و به ارث نمی رسد. J. B. Lamarck (1744 -1829) به عنوان مثال، A. Weisman دم موش ها را برای بیست نسل قطع کرد؛ عدم استفاده از دم باید به کوتاه شدن آنها منجر می شد، اما دم های نسل بیست و یکم به اندازه طول بود. آن اولی ها

دگرگونی. نظریه تکاملی جی بی لامارک و یک نقطه ضعف دیگر در نظریه لامارک. در حالی که منشأ یک گونه از گونه دیگر را توجیه می کرد، گونه ها را به عنوان مقوله های واقعا موجود تشخیص نمی داد. "من اصطلاح "گونه" را کاملاً خودسرانه می‌دانم، به خاطر راحتی، برای تعیین گروهی از افراد که بسیار شبیه به یکدیگر هستند ابداع شده است. جی بی لامارک (1744 - 1829)

دگرگونی. نظریه تکاملی لنگر انداختن دم J.B. Lamarck در بسیاری از نژادهای سگ منجر به تغییر در طول آنها نمی شود. علاوه بر این، از دیدگاه نظریه لامارک، توضیح ظاهری، به عنوان مثال، رنگ پوسته تخم‌های پرندگان و شکل آنها که ماهیت تطبیقی ​​دارد، یا ظاهر پوسته در نرم تنان غیرممکن است. زیرا تصور او در مورد نقش ورزش و عدم ورزش اعضا در اینجا قابل اجرا نیست. دوراهی بین متافیزیک دانان و تبدیل گرایان به وجود آمده است که می توان آن را در عبارت زیر بیان کرد: «یا گونه بدون تکامل، یا تکامل بدون گونه».

+ اصطلاح 1. او اولین کسی بود که از " خویشاوندی " برای نشان دادن وحدت منشأ سیستم های زنده استفاده کرد. پایه های یک سیستم طبقه بندی طبیعی را گذاشت. 2. اولین نظریه تکاملی کل نگر درباره منشاء گونه ها را بر اساس اصل تاریخ گرایی ایجاد کرد. . توسعه از ساده به پیچیده (اصل درجه بندی) به روشی طبیعی (بدون خدا) رخ می دهد. اصل تاریخ گرایی را مطرح کرد. 1. گونه ها واقعا وجود ندارند. 2. به اشتباه نیروهای محرک تکامل را شناسایی کرد. 3. وراثت تمام صفات به دست آمده در طول زندگی. 4. واحد تکامل یک فرد است. 3. برای اولین بار سؤال نیروهای محرکه تکامل (عوامل تکامل) را مطرح کرد. 4. اصطلاح زیست شناسی را معرفی کرد. شواهد نظریه تکاملی کافی نبود و پذیرفته نشد.

مرحله پیدایش و شکل گیری ایده های تکاملی - از آغاز دهه 30. قرن نوزدهم تا پایان قرن نوزدهم - آغاز قرن بیستم.

در حال حاضر از پایان قرن 18th. در علوم طبیعی (از جمله فیزیک که به منصه ظهور رسید) حقایق و مطالب تجربی انباشته شد که در تصویر مکانیکی جهان "جا نمی شد" و توسط آن توضیح داده نمی شد.

"تضعیف" این تصویر از جهان عمدتاً از دو طرف صورت گرفت: اولاً از سمت خود فیزیک و ثانیاً از سمت زمین شناسی و زیست شناسی.

در فیزیک تحقیقات در زمینه میدان های الکتریکی و مغناطیسی شدت گرفته است. کمک بزرگی به این تحقیق توسط دانشمندان انگلیسی M. Faraday (1791-1867) و D. Maxwell (1831-1879) انجام شد. به لطف تلاش های آنها، نه تنها بازنمایی های جسمی، بلکه پیوسته ("میانگین پیوسته") نیز شروع به شکل گیری کردند.

فارادی رابطه بین الکتریسیته و مغناطیس را کشف کرد، مفاهیم میدان های الکتریکی و مغناطیسی را معرفی کرد و ایده وجود میدان الکترومغناطیسی را مطرح کرد. ماکسول الکترودینامیک و فیزیک آماری را ایجاد کرد، نظریه ای درباره میدان الکترومغناطیسی ساخت، وجود امواج الکترومغناطیسی را پیش بینی کرد و ایده ماهیت الکترومغناطیسی نور را مطرح کرد. بنابراین، ماده نه تنها به عنوان یک ماده (مانند تصویر مکانیکی جهان)، بلکه به عنوان یک میدان الکترومغناطیسی ظاهر شد.

لازم به ذکر است که برخلاف مکانیک کلاسیک که از اصل عمل دوربرد استفاده می کرد، در اینجا، در الکترودینامیک، نظریه بر اساس اصل کنش کوتاه برد است که بر اساس آن انرژی از نقطه ای به نقطه دیگر منتقل می شود. با سرعت محدود در آثار M. Faraday و سپس D. C. Maxwell، نقش چنین حامل انرژی به میدان الکترومغناطیسی اختصاص داده شد.

موفقیت های الکترودینامیک منجر به ایجاد تصویری الکترومغناطیسی از جهان شد که طیف وسیع تری از پدیده ها را توضیح داد و وحدت جهان را عمیق تر بیان کرد، زیرا الکتریسیته و مغناطیس بر اساس همان قوانین توضیح داده شدند (قوانین آمپر، اهم، بیو-ساوارت-لاپلاس و غیره). از آنجایی که فرآیندهای الکترومغناطیسی به فرآیندهای مکانیکی کاهش پیدا نکردند، این اعتقاد شروع شد که قوانین اساسی جهان قوانین مکانیک نیستند، بلکه قوانین الکترودینامیک هستند. رویکرد مکانیکی به پدیده هایی مانند نور، الکتریسیته، مغناطیس موفقیت آمیز نبود و الکترودینامیک به طور فزاینده ای جایگزین مکانیک شد.

در مورد جهت دوم تغییر در تصویر مکانیکی جهان، آغاز آن با نام های زمین شناس انگلیسی سی لیل (1797-1875) و زیست شناسان فرانسوی J. B. Lamarck (1744-1829) و J. Cuvier (1744-1829) مرتبط است. 1769-1832).

چارلز لیل در اثر اصلی خود "مبانی زمین شناسی" (1830-1833)، دکترین تغییرات آهسته و پیوسته در سطح زمین را تحت تأثیر عوامل زمین شناسی ثابت توسعه داد. چارلز لیل یکی از بنیانگذاران روش فعلیت گرایانه در علوم طبیعی است که ماهیت آن این است که بر اساس دانش درباره زمان حال، درباره گذشته نتیجه گیری می شود (یعنی حال کلید گذشته است). با این حال، زمین برای لیل در جهت خاصی توسعه نمی یابد، بلکه به سادگی به روشی تصادفی و نامنسجم تغییر می کند. علاوه بر این، تغییر برای او فقط تغییرات کمی تدریجی است، بدون جهش، بدون گسست تدریجی، بدون تغییرات کیفی. و این یک رویکرد متافیزیکی و «تکاملی-تکاملی» است.

J.B. Lamarck اولین مفهوم کل نگر از تکامل طبیعت زنده را ایجاد کرد. به نظر او، گونه های جانوران و گیاهان به طور مداوم در حال تغییر هستند و در نتیجه تأثیر محیط خارجی و تمایل درونی خاص همه موجودات برای بهبود، در سازمان خود پیچیده تر می شوند. لامارک با اعلام اصل تکامل به عنوان یک قانون جهانی توسعه طبیعت زنده، دلایل واقعی توسعه تکاملی را آشکار نکرد.

بر خلاف لامارک، J. Cuvier تنوع گونه‌ها را به رسمیت نمی‌شناخت، و تغییر در جانوران فسیلی را با به اصطلاح "نظریه فاجعه" توضیح داد، که ایده تکامل جهان ارگانیک را رد کرد. کوویر استدلال کرد که هر دوره در تاریخ زمین با یک فاجعه جهانی به پایان می رسد - ظهور و سقوط قاره ها، سیل، پارگی لایه ها، و غیره. در نتیجه این فجایع، حیوانات و گیاهان مردند، و در شرایط جدید گونه های جدید ظاهر شد، شبیه موارد قبلی نیست. او علت این بلایا را نشان نداد و توضیح نداد.

بنابراین، در دهه های اول قرن نوزدهم. «سرنگونی» طرز تفکر عموماً متافیزیکی که بر علم طبیعی تسلط داشت در واقع آماده شد. سه اکتشاف بزرگ به ویژه به این امر کمک کردند: ایجاد نظریه سلولی، کشف قانون بقای و تبدیل انرژی، و توسعه نظریه تکامل توسط داروین.

نظریه سلولی توسط دانشمندان آلمانی M. Schleiden و T. Schwann در سال های 1838-1839 ایجاد شد. نظریه سلولی وحدت درونی همه موجودات زنده را ثابت کرد و به وحدت مبدأ و تکامل همه موجودات زنده اشاره کرد. او منشاء مشترک و همچنین وحدت ساختار و توسعه گیاهان و حیوانات را ایجاد کرد.

در دهه 40 افتتاح شد. قرن نوزدهم قانون بقای و تبدیل انرژی (J. Mayer، D. Joule، E. Lenz) نشان داد که به اصطلاح "نیروهایی" که قبلا به عنوان جدا شده شناخته می شدند - گرما، نور، الکتریسیته، مغناطیس و غیره - به هم متصل هستند. ، و تحت شرایط خاصی به یکی از دیگری منتقل می شوند و فقط اشکال مختلف حرکت یکسان را در طبیعت نشان می دهند. انرژی به عنوان یک معیار کمی کلی برای اشکال مختلف حرکت ماده، از هیچ ناشی نمی شود و ناپدید نمی شود، بلکه فقط می تواند از شکلی به شکل دیگر منتقل شود.

نظریه چارلز داروین سرانجام در اثر اصلی او، "منشاء گونه ها به وسیله انتخاب طبیعی" (1859) رسمیت یافت. این نظریه نشان داد که موجودات گیاهی و حیوانی (از جمله انسان) آفریده خداوند نیستند، بلکه نتیجه یک تکامل طبیعی طولانی (تکامل) دنیای ارگانیک هستند که از چند موجود ساده سرچشمه می گیرند که به نوبه خود از طبیعت بی جان سرچشمه می گیرند. بنابراین، عوامل مادی و علل تکامل یافت شد - وراثت و تنوع - و عوامل محرک تکامل - انتخاب طبیعی برای موجودات زنده در طبیعت "وحشی"، و انتخاب مصنوعی برای حیوانات اهلی و گیاهان کشت شده توسط انسان.

متعاقباً، نظریه داروین توسط ژنتیک تأیید شد و مکانیسم تغییراتی را نشان داد که بر اساس آن نظریه انتخاب طبیعی قادر به کار است. در اواسط قرن بیستم، به ویژه در ارتباط با کشف ساختار DNA در سال 1953 توسط F. Crick و J. Watson، نظریه به اصطلاح سیستماتیک تکامل شکل گرفت که داروینیسم کلاسیک و دستاوردهای ژنتیک را ترکیب کرد. 3

معرفی

1. شکل گیری و توسعه ایده های تکاملی

2. مراحل اولیه تکامل بیولوژیکی

3. مراحل تکامل انسان

نتیجه

فهرست ادبیات استفاده شده

ایده توسعه جهانی مهمترین ایده تمدن جهانی است. در اشکال به دور از کامل بودن، در قرن هجدهم شروع به نفوذ در علوم طبیعی کرد. اما در حال حاضر در قرن 19th. با خیال راحت می توان آن را قرن ایده های تکاملی نامید. در این زمان، مفاهیم توسعه شروع به نفوذ در زمین شناسی، زیست شناسی، جامعه شناسی و علوم انسانی کردند. در نیمه اول قرن بیستم. علم تکامل طبیعت، جامعه و انسان را به رسمیت شناخت، اما هنوز هیچ اصل کلی فلسفی توسعه وجود نداشت.

و تنها در پایان قرن بیستم، علوم طبیعی مبنایی نظری و روش شناختی برای ایجاد یک مدل واحد از تکامل جهانی، شناسایی قوانین جهانی جهت و نیروهای محرکه تکامل طبیعت به دست آورد. چنین مبنایی نظریه خود سازماندهی ماده است که نشان دهنده هم افزایی است.

مفهوم تکامل گرایی جهانی که به سطح جهانی رسید، منشأ کیهان (کیهان زایی)، پیدایش منظومه شمسی و سیاره زمین (ژئوژنز)، پیدایش حیات (زیست زایی)، انسان و انسان را در یک کل واحد پیوند داد. جامعه (انسان جامعه زایی). این مدل از توسعه طبیعت را تکامل گرایی جهانی نیز می نامند، زیرا دقیقاً این مدل است که همه مظاهر موجود و قابل تصور ذهنی ماده را در یک فرآیند واحد خود سازماندهی طبیعت در بر می گیرد.

تکامل گرایی جهانی را باید به عنوان مفهوم توسعه جهان به عنوان یک کل طبیعی که در طول زمان در حال توسعه است درک کرد. در عین حال، کل تاریخ کیهان، که از بیگ بنگ شروع می شود و با ظهور بشریت ختم می شود، به عنوان یک فرآیند واحد در نظر گرفته می شود که در آن انواع کیهانی، شیمیایی، بیولوژیکی و اجتماعی تکامل به طور متوالی و ژنتیکی به هم مرتبط هستند. . شیمی کیهانی، زمین شناسی و بیولوژیکی در یک فرآیند واحد از تکامل سیستم های مولکولی منعکس کننده انتقال اساسی آنها و اجتناب ناپذیری تبدیل به ماده زنده است.

تکامل به معنای انتقال تدریجی و طبیعی از یک حالت به حالت دیگر است. تکامل بیولوژیکی به تغییر جمعیت گیاهان و جانوران در طی یک سری نسل اشاره دارد که توسط انتخاب طبیعی هدایت می شود. در طول میلیون‌ها سال، با شروع از پیدایش حیات بر روی زمین، در نتیجه یک فرآیند پیوسته، برگشت‌ناپذیر و طبیعی جایگزینی یک گونه با گونه‌ای دیگر، اشکال حیوانی و گیاهی امروزی شکل گرفت.

این ایده که موجودات زنده در طول نسل ها رشد می کنند، بسیاری از طبیعت گرایان را مورد توجه قرار داده است. این ایده که موجودات زنده مدرن از موجودات ساده تر و ابتدایی تر به وجود آمده اند، مدت ها در ذهن مردم وجود داشته است.

اولین نظام‌بندی مواد در مورد گیاهان و حیوانات توسط دانشمند معروف سوئدی کارل لینه در سال 1735 انجام شد. او بر اساس یک یا دو ویژگی (عمدتاً مورفولوژیکی)، گیاهان و حیوانات را به گونه‌ها، جنس‌ها و طبقات طبقه‌بندی کرد. او فرم را به عنوان واحد طبقه بندی پذیرفت.

سهم K. Linnaeus در توسعه مترقی علوم طبیعی بسیار زیاد است: او سیستمی از حیوانات و گیاهان را پیشنهاد کرد. یک سیستم دودویی از نام های دوگانه را معرفی کرد. حدود 1200 جنس و بیش از 8000 گونه گیاهی را توصیف کرد. زبان گیاه شناسی را اصلاح کرد و تا 1000 اصطلاح را ایجاد کرد که بسیاری از آنها را برای اولین بار معرفی کرد.

آثار K. Linnaeus به پیروان او کمک کرد تا مطالب واقعی پراکنده را نظام‌مند کرده و آن را بهبود بخشند.

در آغاز قرن 18. دانشمند فرانسوی Jeannot-Baptiste Lamarck اولین نظریه تکاملی را ایجاد کرد که در کار خود "فلسفه جانورشناسی" (1809) طرح کرد. به گفته لامارک، برخی از موجودات در فرآیند تکامل طولانی از سایر موجودات تکامل یافته و به تدریج تحت تأثیر محیط خارجی تغییر کرده و بهبود می یابند. تغییرات ثابت شد و به وراثت منتقل شد، که عامل اصلی تعیین کننده تکامل بود.

J.-B. لامارک اولین کسی بود که ایده های تکامل طبیعت زنده را مطرح کرد که توسعه تاریخی را از ساده به پیچیده تأیید می کرد. شواهدی از نظریه تکامل ارائه شده توسط J.-B. لامارک برای پذیرش کامل آنها ناکافی بود، زیرا به این سؤالات پاسخ داده نشد: چگونه می توان تنوع گسترده ای از گونه ها را در طبیعت توضیح داد. چه چیزی در بهبود سازمان موجودات زنده نقش دارد. چگونه سازگاری موجودات را با شرایط محیطی توضیح دهیم؟

در روسیه در قرن 18. به دلیل ظهور ایده های علمی جدید قابل توجه است. دانشمند برجسته روسی M.V. لومونوسوف، فیلسوف ماتریالیست A.N. رادیشچف، آکادمیک K.F. ولف و دیگر دانشمندان برجسته نظراتی در مورد تکامل تکاملی و تنوع طبیعت بیان کردند. M.V. لومونوسوف استدلال کرد که تغییرات در چشم انداز زمین باعث تغییرات آب و هوایی می شود و بنابراین حیوانات و گیاهان ساکن در آن تغییر می کنند.

ک.ف. ولف استدلال کرد که در طول رشد جنین جوجه، همه اندام ها در نتیجه رشد ظاهر می شوند و از قبل تعیین شده نیستند (نظریه اپی ژنز)، و همه تغییرات با تغذیه و آب و هوا مرتبط است. با نداشتن مطالب علمی کافی، ک.ف. ولف فرضی را مطرح کرد که به طرز درخشانی آموزش کامل علمی تکاملی آینده را پیش بینی می کرد.

در قرن 19 ایده های متافیزیکی در مورد تغییر ناپذیری موجودات زنده به طور فزاینده ای مورد انتقاد قرار می گیرند. در روسیه، ایده های تکاملی به طور مداوم بیان می شد.

به عنوان مثال، آفاناسی کاورزنف (اواخر قرن 18 - اوایل قرن 19) در کار خود "درباره تولد دوباره حیوانات" استدلال کرد که گونه ها واقعاً در طبیعت وجود دارند ، اما قابل تغییر هستند. عوامل تغییرپذیری تغییرات در محیط است: غذا، آب و هوا، دما، رطوبت، تسکین و غیره. A. Kaverznev استدلال خود را با نمونه هایی از عملکرد انسان در پرورش نژادهای حیوانات تأیید کرد.

ک.ف. رولیه (1814-1858)، 10-15 سال قبل از انتشار اثر چارلز داروین "منشاء گونه ها"، در مورد توسعه تاریخی طبیعت نوشت و دیدگاه های متافیزیکی را در مورد تغییر ناپذیری و ثبات گونه ها و جهت توصیفی در علم مورد انتقاد قرار داد. . او منشا گونه ها را با مبارزه آنها برای هستی مرتبط کرد.

ایده های تکاملی مترقی توسط K.M بیان شد. بائر (1792-1876)، انجام تحقیقات در زمینه جنین شناسی.

و دانشمند دیگری - A.I. هرزن (1812-1870) در آثار خود "آماتوریسم در علم" و "نامه هایی در مورد مطالعه طبیعت" در مورد نیاز به مطالعه منشاء موجودات، روابط خانوادگی آنها، در نظر گرفتن ساختار حیوانات در وحدت با ویژگی های فیزیولوژیکی و که فعالیت ذهنی نیز باید در رشد مطالعه شود - از پایین به بالاتر، از جمله انسان. او وظیفه اصلی را در آشکار ساختن دلایل وحدت جهان ارگانیک با همه تنوع و تبیین منشأ حیوانات می دید.

N.G. چرنیشفسکی (1828-1889) در آثار خود بر علل تغییرپذیری و مسئله وحدت منشأ انسان و حیوان متمرکز شد.

بزرگترین طبیعت شناس انگلیسی چارلز داروین (1809-1882) با نظریه تکاملی خود آغاز دوره جدیدی در توسعه علوم طبیعی بود.

ظهور دکترین تکاملی چارلز داروین با پیش نیازهای اجتماعی-اقتصادی تسهیل شد - توسعه شدید سرمایه داری، که به توسعه علم، صنعت، فناوری و کشاورزی انگیزه داد.

او پس از یک سفر پنج ساله به عنوان طبیعت‌شناس با کشتی بیگل در سراسر جهان و تقریباً 20 سال جمع‌بندی و درک حجم زیادی از داده‌های واقعی، کتاب «منشاء گونه‌ها به‌وسیله انتخاب طبیعی یا حفظ برگزیدگان» را نوشت. Breeds in the Struggle for Life» که در سال 1859 منتشر شد، دقیقاً 50 سال پس از کتاب لامارک.

چارلز داروین در این کتاب به تشریح نظریه تکاملی پرداخت که تفکر بیولوژیکی را متحول کرد و به یک روش تاریخی تحقیق در زیست شناسی تبدیل شد. 12 سال بعد، داروین کتاب "تبار انسان" را منتشر کرد - مطالعه ای در مورد تکامل انسان. ایده داروین قوانین رشد زندگی را بهتر از هر نظریه دیگری توضیح داد.

شایستگی اصلی داروین این است که او مکانیسم فرآیند تکامل را توضیح داد و نظریه انتخاب طبیعی را ایجاد کرد. داروین پدیده های فردی متعددی از زندگی ارگانیک را به یک کل منطقی متصل کرد، که به لطف آن، پادشاهی طبیعت زنده در برابر مردم به عنوان چیزی دائماً در حال تغییر ظاهر شد و برای بهبود مداوم تلاش می کرد.

نظریه انتخاب طبیعی ارائه شده توسط داروین آنقدر معقول و مستدل بود که اکثر زیست شناسان به سرعت آن را پذیرفتند. داروین پدیده های فردی متعددی از زندگی ارگانیک را به یک کل منطقی متصل کرد، که به لطف آن، پادشاهی طبیعت زنده در برابر مردم به عنوان چیزی دائماً در حال تغییر ظاهر شد و برای بهبود مداوم تلاش می کرد.

اکتشافات اصلی گرگور مندل در آموزه وراثت (در ژنتیک) نه برای داروین (اگرچه آنها در همان زمان کار می کردند) و نه برای اکثر دانشمندان زمان او شناخته شده نبود. سیتولوژی، مطالعه سلول ها، هنوز نمی دانست که سلول ها چگونه تقسیم می شوند. دیرینه شناسی، علم فسیل ها، دانشی جوان بود و نمونه های زیبایی از جانوران و گیاهان فسیلی که بعدها ظاهر شدند هنوز کشف نشده بودند.

ماهیت گسسته مطالب واقعی و فقدان دستاوردهای علمی که بعداً در آن دوره ظاهر شد، به مخالفان داروین اجازه داد این عقیده را بیان کنند که شواهد کافی برای درستی مفاد نظریه تکامل وجود ندارد. به دلیل فقدان این داده ها و برخی داده های دیگر، توسعه نظریه تکامل توسط انتخاب طبیعی در قرن نوزدهم. دستاوردی حتی قابل توجه تر از زمانی که در اواسط قرن بیستم اتفاق می افتاد.

2. مراحل اولیه تکامل بیولوژیکی

ظهور یک سلول بدوی به معنای پایان تکامل پیش زیستی موجودات زنده و آغاز تکامل بیولوژیکی حیات بود.

اولین موجودات تک سلولی که در سیاره ما ظاهر شدند، باکتری های ابتدایی بودند که هسته نداشتند، یعنی پروکاریوت ها. همانطور که قبلاً اشاره شد، این موجودات تک سلولی و بدون هسته بودند. آنها بی هوازی بودند، زیرا در یک محیط بدون اکسیژن زندگی می کردند، و هتروتروف بودند، زیرا از ترکیبات آلی آماده "آبگوشت آلی" تغذیه می کردند، یعنی موادی که در طول تکامل شیمیایی سنتز می شوند. متابولیسم انرژی در اکثر پروکاریوت ها بر اساس نوع تخمیر اتفاق افتاد. اما به تدریج "آبگوشت ارگانیک" در نتیجه مصرف فعال کاهش یافت. هنگامی که تمام شد، برخی از ارگانیسم ها شروع به ایجاد راه هایی برای تشکیل ماکرومولکول ها به صورت بیوشیمیایی، درون خود سلول ها با کمک آنزیم ها کردند. در چنین شرایطی، سلول هایی که قادر بودند بیشتر انرژی مورد نیاز را مستقیماً از تابش خورشید دریافت کنند، رقابتی بودند. فرآیند تشکیل کلروفیل و فتوسنتز این مسیر را طی کرد.

گذار موجودات زنده به فتوسنتز و نوع تغذیه اتوتروفیک نقطه عطفی در تکامل موجودات زنده بود. جو زمین شروع به "پر شدن" با اکسیژن کرد که برای بی هوازی ها سم بود. بنابراین، بسیاری از بی هوازی های تک سلولی مردند، دیگران به محیط های بدون اکسیژن پناه بردند - مرداب ها و در حین تغذیه، نه اکسیژن، بلکه متان را آزاد کردند. برخی دیگر با اکسیژن سازگار شده اند. مکانیسم متابولیک مرکزی آنها تنفس اکسیژن بود که باعث افزایش بازده انرژی مفید 10-15 برابر در مقایسه با نوع بی هوازی متابولیسم - تخمیر می شد. انتقال به فتوسنتز یک فرآیند طولانی بود و حدود 1.8 میلیارد سال پیش تکمیل شد. با ظهور فتوسنتز، انرژی بیشتر و بیشتری از نور خورشید در مواد آلی زمین انباشته شد که چرخه بیولوژیکی مواد و به طور کلی تکامل موجودات زنده را تسریع کرد.

در یک محیط اکسیژن، یوکاریوت ها، یعنی موجودات تک سلولی با یک هسته تشکیل شدند. اینها قبلاً موجودات پیشرفته تری با توانایی فتوسنتزی بودند. DNA آنها قبلاً در کروموزوم ها متمرکز شده بود، در حالی که در سلول های پروکاریوتی ماده ارثی در سراسر سلول توزیع شده بود. کروموزوم های یوکاریوتی در هسته سلول متمرکز شده بودند و خود سلول قبلاً بدون تغییرات قابل توجهی در حال تولید مثل بود. بنابراین، سلول دختر یوکاریوت ها تقریباً یک کپی دقیق از سلول مادر بود و شانس بقای سلول مادر را داشت.

آموزش گیاهان و جانوران.

تکامل بعدی یوکاریوت ها با تقسیم به سلول های گیاهی و حیوانی همراه بود. این تقسیم در پروتروزوییک رخ داد، زمانی که زمین توسط موجودات تک سلولی ساکن بود.

از ابتدای تکامل، یوکاریوت ها به صورت دوگانه توسعه یافتند، یعنی به طور همزمان دارای گروه هایی با تغذیه اتوتروف و هتروتروف بودند که یکپارچگی و استقلال قابل توجه دنیای زنده را تضمین می کرد.

سلول های گیاهی برای کاهش توانایی حرکت به دلیل ایجاد یک غشای سلولزی سخت، اما برای استفاده از فتوسنتز تکامل یافته اند.

سلول های حیوانی برای افزایش توانایی حرکتی و بهبود توانایی جذب و دفع محصولات غذایی تکامل یافته اند.

مرحله بعدی در رشد موجودات زنده تولید مثل جنسی بود. تقریباً 900 میلیون سال پیش پدید آمد.

گام بعدی در تکامل موجودات زنده حدود 700-800 میلیون سال پیش رخ داد، زمانی که موجودات چند سلولی با اجسام، بافت ها و اندام های متمایز که عملکردهای خاصی را انجام می دادند ظاهر شدند. اینها اسفنج ها، کولترات ها، بندپایان و غیره مربوط به حیوانات چند سلولی بودند.

در سراسر پروتروزوئیک و در آغاز پالئوزوئیک، گیاهان عمدتاً در دریاها و اقیانوس ها ساکن بودند. این جلبک های سبز و قهوه ای، طلایی و قرمز هستند. پس از آن، بسیاری از انواع حیوانات قبلاً در دریاهای کامبرین وجود داشتند. بعدها تخصصی شدند و پیشرفت کردند. در میان جانوران دریایی آن زمان سخت پوستان، اسفنج ها، مرجان ها، نرم تنان و تریلوبیت ها بودند.

در پایان دوره اردویسین، گوشتخواران بزرگ و همچنین مهره داران شروع به ظهور کردند.

تکامل بیشتر مهره داران به سمت حیوانات فک مانند ماهی پیش رفت. در دونین، ماهی ریه - دوزیستان، و سپس حشرات - شروع به ظهور کردند. سیستم عصبی به تدریج در نتیجه بهبود اشکال بازتاب توسعه یافت.

مرحله به خصوص مهم در تکامل اشکال زنده، ظهور موجودات گیاهی و جانوری از آب به خشکی و افزایش بیشتر در تعداد گونه های گیاهان و جانوران زمینی بود. در آینده، از آنهاست که اشکال بسیار سازمان یافته زندگی برمی خیزد. ظهور گیاهان در خشکی در پایان سیلورین آغاز شد و تسخیر فعال زمین توسط مهره داران در کربونیفر آغاز شد.

انتقال به زندگی در هوا مستلزم تغییرات زیادی از موجودات زنده بود و پیش‌فرض ایجاد سازگاری‌های مناسب را داشت. او سرعت تکامل حیات روی زمین را به شدت افزایش داد. انسان به اوج تکامل موجودات زنده تبدیل شد. زندگی در هوا باعث "افزایش" وزن بدن موجودات شده است، هوا حاوی مواد مغذی نیست، هوا نور، صدا، گرما را متفاوت از آب منتقل می کند و میزان اکسیژن موجود در آن بیشتر است. لازم بود با همه اینها وفق داد. اولین مهره دارانی که با شرایط زندگی در خشکی سازگار شدند خزندگان بودند. تخم های آنها با غذا و اکسیژن برای جنین تامین می شد، با پوسته ای سخت پوشیده شده بود و از خشک شدن نمی ترسیدند.

حدود 67 میلیون سال پیش، پرندگان و پستانداران در انتخاب طبیعی مزیت هایی به دست آوردند. به لطف طبیعت خونگرم پستانداران، آنها به سرعت موقعیت غالب بر روی زمین را به دست آوردند که با شرایط خنک کننده در سیاره ما همراه است. در این زمان، این خون گرمی بود که عامل تعیین کننده برای بقا شد.

دمای بالای بدن ثابت و عملکرد پایدار اندام های داخلی پستانداران را تضمین می کند. زنده بودن پستانداران و تغذیه نوزادان آنها با شیر عامل قدرتمندی در تکامل آنها بود که به آنها امکان تولید مثل در شرایط مختلف محیطی را می داد. سیستم عصبی توسعه یافته به انواع مختلفی از سازگاری و حفاظت از موجودات کمک می کند. حیوانات گوشتخوار به دو دسته ی صحرایی و شکارچی تقسیم شدند و اولین پستانداران حشره خوار سرآغاز تکامل موجودات جفتی و کیسه دار بودند.

مرحله تعیین کننده در تکامل حیات در سیاره ما، ظهور راسته نخستی ها بود. در سنوزوئیک، تقریباً 67 تا 27 میلیون سال پیش، پستانداران به دو دسته میمون های پایین تر و بزرگ تقسیم می شوند که قدیمی ترین اجداد انسان امروزی هستند. پیش نیازهای ظهور انسان مدرن در روند تکامل به تدریج شکل گرفت.

در ابتدا سبک زندگی گله ای وجود داشت. این امکان را فراهم کرد که پایه و اساس ارتباطات اجتماعی آینده را تشکیل دهد. علاوه بر این، اگر در حشرات (زنبورها، مورچه ها، موریانه ها) زیست اجتماعی منجر به از دست دادن فردیت شد، در اجداد باستانی انسان، برعکس، ویژگی های فردی فرد را توسعه می داد. این یک نیروی محرکه قدرتمند برای توسعه تیم بود.

3. مراحل تکامل انسان

تکامل زندگی قدم بعدی خود را با ظهور هومو ساپینس برداشت. این انسان خردمند است که توانایی تغییر هدفمند جهان اطراف خود، ایجاد شرایط مصنوعی برای زیستگاه خود و تغییر ظاهر سیاره ما را دارد.

در حال حاضر، دیرینه شناسی اطلاعات گسترده ای در مورد رشد تاریخی اجداد انسان دارد. انسان شناسان تعداد زیادی بقایای فسیلی از میمون های منقرض شده و افراد باستانی را یافته و مورد مطالعه قرار داده اند که امکان ترسیم تصویری از ظهور و تکامل انسان را فراهم می کند. قدیمی ترین بقایای پروسیمیان ها 70 تا 90 میلیون سال قدمت دارند. میمون ها 50 میلیون سال پیش ظاهر شدند. تقریباً 2026 میلیون سال پیش، شاخه ای ظهور کرد که جد همه نمایندگان مدرن خانواده بود.

Dryopithecus hominids. این میمون‌های باستانی که در قاره‌های آفریقا و اروپا زندگی می‌کردند، سبک زندگی درختکاری داشتند و ظاهراً میوه می‌خوردند. حرکت در میان درختان با سرعت های مختلف، تغییر جهت و فاصله منجر به رشد بالای مراکز حرکتی مغز شد. سبک زندگی درختی به کاهش باروری کمک کرد که با مراقبت دقیق تر از فرزندان جبران شد.

تقریباً 6-8 میلیون سال پیش، به دلیل فرآیندهای قدرتمند کوه سازی، خنک شدن در آفریقای جنوبی رخ داد و فضاهای باز گسترده ظاهر شد. در چنین شرایطی، راه رفتن راست، سبک زندگی اجتماعی و استفاده از اندام های جلویی آزاد شده از مزایایی برای بقا بود. در نتیجه واگرایی، دو شاخه تکاملی شکل گرفت - یکی منتهی به میمون های مدرن و دیگری منتهی به انسان.

اولین مورد در میان اجداد انسان مدرن، آسترالوپیتکین ها (از لاتین australis - جنوبی + یونانی pithekos - میمون) هستند که حدود 4 میلیون سال پیش در آفریقا ظاهر شدند. استرالوپیتکین ها، به اصطلاح «مردم میمون»، ساکن دشت های باز و نیمه بیابانی بودند، به صورت گله ای زندگی می کردند، روی اندام های تحتانی (پشتی) خود راه می رفتند و وضعیت بدن تقریباً عمودی بود. دست های آزاد شده از عملکرد حرکت می تواند برای به دست آوردن غذا و محافظت در برابر دشمنان استفاده شود. استرالوپیتسین ها دارای جرم 20-50 کیلوگرم، ارتفاع 120-150 سانتی متر و حجم مغز 550 سانتی متر مکعب بودند.

حدود 2 تا 1.5 میلیون سال پیش، در شرق و جنوب آفریقا، در آسیای جنوب شرقی، موجوداتی نزدیک‌تر از استرالوپیتکوس به انسان زندگی می‌کردند. هومو هابیلیس ("مرد دستی") می دانست که چگونه سنگریزه ها را برای ساختن ابزار پردازش کند، پناهگاه ها و کلبه های بدوی ساخت و شروع به استفاده از آتش کرد. قد "مرد دستی" حدود 1.5 متر بود. صورت او هنوز شکلی باستانی با برجستگی های فوق مداری، بینی صاف و آرواره های بیرون زده داشت. اما مغز بزرگتر شد (حدود 700 گرم). استفاده از ابزار و سبک زندگی گله ای به رشد بیشتر مغز و ظهور گفتار کمک کرد.

نشانه‌ای که میمون‌ها را از انسان متمایز می‌کند، توده مغزی 750 گرمی در نظر گرفته می‌شود. در فرآیند تبدیل شدن به فرد، به طور معمول سه مرحله از هم متمایز می‌شود:

1) مردم باستان؛

2) مردم باستان؛

3) افراد مدرن

قدیمی ترین مردم.

چندین گونه از مردم باستان شناخته شده است: Pithecanthropus، Sinanthropus، Heidelberg Man و دیگران. این افراد بزرگتر، با ظرفیت مغز بزرگتر و هوش پیشرفته تر، با فناوری پیشرفته تر برای ساخت ابزار، بر زیستگاه های جدید تسلط یافتند و در گروه های کوچک در آفریقا، اروپا و آسیا ساکن شدند. ساختار بدن آنها از بسیاری جهات شبیه به انسان های امروزی بود (قد 1.61.8 متر، وزن 50-70 کیلوگرم). وزن مغز به 800-1000 گرم رسید.

باستانی ترین مردم به طور گسترده از ابزارهای مختلف ساخته شده از سنگ، چوب و استخوان استفاده می کردند و به طور فعال گاومیش، کرگدن و آهو را شکار می کردند. آنها عمدتاً در غارها زندگی می کردند. یک آتشدان بدوی در داخل خانه ساخته شده است. آتش قبلاً به طور سیستماتیک برای گرم کردن و پخت و پز استفاده می شد، حفظ و نگهداری می شد.

مردم باستان (نئاندرتال ها).

در طول عصر یخبندان، هومو ساپینس نئاندرتالنسیس - نئاندرتال - روی زمین وجود داشت. نئاندرتال ها گروهی ناهمگن بودند که در آن دو شاخه قابل تشخیص است. اولین مورد با رشد فیزیکی قدرتمند مشخص شد - آنها کوتاه و چاق بودند (قد - تا 1.7 متر ، وزن - تا 75 کیلوگرم) ، با عضلات شدیداً برجسته. جمجمه حجیم، با برجستگی های ضخیم فوق مداری، پیشانی شیب دار، برآمدگی ذهنی توسعه نیافته و دندان های بزرگ است. حجم مغز به 1500 سانتی متر مکعب رسید.

گروه دیگری از نئاندرتال ها ویژگی های ظریف تری داشتند - برآمدگی های کوچکتر ابروها، پیشانی بلند، آرواره های کم حجم. در رشد فیزیکی، آنها به طور قابل توجهی از گروه اول پایین تر بودند. در همان زمان، آنها دارای حجم بیشتری از لوب های پیشانی مغز بودند. دانشمندان بر این باورند که تکامل این گروه از نئاندرتال ها در جهت بهبود ارتباطات درون گروهی منجر به پیدایش گونه هومو ساپینس در 40-50 هزار سال پیش شد.

نئاندرتال ها به شکار و ماهیگیری مشغول بودند (به ویژه حیوانات بزرگی مانند ماموت ها را شکار می کردند)، از پوست لباس می ساختند، خانه می ساختند و می دانستند چگونه آتش درست کنند. احتمالاً نئاندرتال ها با گفتار مشخص می شدند. نئاندرتال ها اولین مردمی بودند که مردگان خود را بطور منظم دفن کردند. دفن مردگان یک آیین بود.

مردم مدرن.

در سال 1868، در جنوب غربی فرانسه، در غار Cro-Magnon، بقایای یک فرد کاملاً مدرن متعلق به زیرگونه Homo Sapiens پیدا شد. پس از آن، بقایای متعدد کرومانیون در مناطق مختلف اروپا، آفریقا، آسیا، آمریکا و استرالیا کشف شد. کرومانیون ها قد بلندی داشتند (تا 1.8 متر)؛ آنها افرادی با پیشانی بلند و برآمدگی چانه به خوبی توسعه یافته بودند. متوسط ​​حجم مغز یک مرد کرومانیونی 1500 سانتی متر مکعب بود. ویژگی های مشخصه دیگری نیز وجود داشت - سر صاف است، قسمت صورت صاف است و به جلو بیرون نمی زند، برجستگی های فوق اوربیتال وجود ندارند یا ضعیف توسعه یافته اند، بینی و فک ها نسبتا کوچک هستند.

کرومگنون ها در مقایسه با نئاندرتال ها ابزار سنگی بسیار دقیق تری تولید کردند. حدود نیمی از تمام ابزارها از استخوان ساخته شده بودند. از اسکنه های سنگی برای ساخت محصولاتی از شاخ، چوب و استخوان استفاده می شد. ابزارهای جدید به تسلط انسان بر دنیای اطراف و کاهش وابستگی به محیط خارجی کمک کردند. در این دوره اهلی کردن حیوانات و پرورش گیاهان توسط انسان آغاز شد. توانایی زندگی در شرایط عصر یخبندان با مسکن پیشرفته تر و ظهور وسایل جدید محافظت در برابر شرایط نامطلوب محیطی (لباس، استفاده منظم از آتش) تضمین شد.

فعالیت مشترک تولیدی، توسعه روابط اجتماعی، پیدایش ابزارهای پیشرفته‌تر، مسکن و پوشاک منجر به کاهش نقش عامل بیولوژیکی تکامل و افزایش تأثیر پیشرو قوانین اجتماعی توسعه شد.

آموزش تکاملی مجموعه ای از ایده ها در مورد مکانیسم ها و الگوهای تغییرات تاریخی (تکامل) در طبیعت زنده است.

موضوع مطالعه آموزش تکاملی عوامل، مسیرها و مکانیسم های خاص تکامل گروه های فردی از موجودات و کل جهان زنده به عنوان یک کل و همچنین الگوهای رشد فردی ارگانیسم است.

در قرون XVII-XVIII وجود داشته است. ایده های متافیزیکی در علم و فلسفه تأثیر عمیقی در مطالعه مسائل فیزیولوژیکی بر جای گذاشتند: همه پدیده های طبیعت ثابت و بدون تغییر در نظر گرفته می شدند. آموزه های تکاملی چارلز داروین ضربه سختی به دیدگاه متافیزیکی طبیعت وارد کرد.

آموزش تکاملی مدرن بر اساس دستاوردهای ژنتیک است که ماهیت مادی وراثت را آشکار می کند. از این منظر، واحد در حال تکامل یک فرد یا یک گونه نیست، بلکه یک جمعیت است، یعنی. مجموعه ای از افراد از یک گونه که برای مدت طولانی در یک قلمرو خاص زندگی می کنند و آزادانه با یکدیگر آمیخته می شوند.

توسعه بیشتر آموزش تکاملی، اول از همه، با موفقیت های ژنتیک جمعیت همراه است، که تحول سیستم های ژنتیکی را در روند توسعه تاریخی موجودات زنده مطالعه می کند. آخرین پیشرفت ها در زیست شناسی مولکولی به ما اجازه می دهد تا نگاهی تازه به مکانیسم تکامل بیندازیم. کشف مکانیسم‌های مولکولی زیربنای جهش‌زایی، مطالعه مشکل استقرار اطلاعات ژنتیکی در فرآیند انتوژنز، و الگوهای فیلوژنز، زمینه را برای یک جهش کیفی جدید در توسعه آموزش تکاملی و تمام زیست‌شناسی در عمومی.

بنابراین، آموزش تکاملی سلاح اصلی زیست‌شناسان ماتریالیست است که دائماً با داده‌های واقعی و نظری جدید غنی می‌شوند و با عمیق‌تر شدن دانش آنها از طبیعت زنده، توسعه می‌یابند.

1. آیستوف I.A.، Golikov P.A.، Zaitsev V.V. مفهوم علوم طبیعی مدرن. - سن پترزبورگ: پیتر، 2006.

2. پیدایش و توزیع موجودات زنده در تاریخ زمین (به گفته Z. Brem و I. Meinke، 1999).

3. مفاهیم علوم طبیعی مدرن. /اد. میخایلووا L.A. -سن پترزبورگ، پیتر، 2009.

4. سادوخین ع.پ. مفهوم علوم طبیعی مدرن - M.: Omega، 2006.

5. Timofeev-Resovsky N.V., Yablokov A.V., Vorontsov N.N. خلاصه ای از نظریه تکامل - M., 2006.

ارسال کار خوب خود در پایگاه دانش ساده است. از فرم زیر استفاده کنید

دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوانی که از دانش پایه در تحصیل و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.

آژانس فدرال آموزش

دانشکده بشردوستانه اقتصاد و حقوق

تست

مسکو 2009

معرفی

مقیاس های زمانی زمین شناسی

تقسیمات اصلی تاریخ زمین شناسی زمین

خاستگاه و توسعه ایده تکاملی

تکامل موجودات تک سلولی

ظهور و توسعه سازمان چند سلولی

تکامل دنیای گیاهان

تکامل دنیای حیوانات

عامل انسانی

نتیجه

فهرست ادبیات استفاده شده

معرفی

رشد تکاملی موجودات توسط تعدادی از علوم مورد مطالعه قرار می گیرد که جنبه های مختلف این مشکل اساسی علوم طبیعی را در نظر می گیرند. بقایای فسیلی جانوران و گیاهانی که در دوره‌های زمین‌شناسی گذشته روی زمین وجود داشته‌اند توسط دیرینه‌شناسی مورد مطالعه قرار می‌گیرند، که باید در رتبه اول در میان علومی قرار گیرد که مستقیماً با مطالعه تکامل جهان آلی مرتبط است. دیرینه شناسان با مطالعه بقایای اشکال باستانی و مقایسه آنها با موجودات زنده، ظاهر، سبک زندگی و روابط خانوادگی جانوران و گیاهان منقرض شده را بازسازی می کنند، زمان وجود آنها را تعیین می کنند و بر این اساس فیلوژنی - تداوم تاریخی گروه های مختلف موجودات زنده را بازآفرینی می کنند. ، تاریخ تکامل آنها. با این حال، در حل این مشکلات پیچیده، دیرینه شناسی باید بر داده ها و نتیجه گیری های بسیاری از علوم دیگر متعلق به طیف رشته های بیولوژیکی، زمین شناسی و جغرافیایی تکیه کند (خود دیرینه شناسی، مطالعه بقایای فسیلی موجودات، همانطور که بود، در تقاطع است. زیست شناسی و زمین شناسی). دیرینه شناسی برای درک شرایط زندگی موجودات باستانی، تعیین زمان وجود آنها و الگوهای انتقال بقایای آنها به حالت فسیلی، از داده های علومی مانند زمین شناسی تاریخی، چینه شناسی، دیرینه جغرافیا، دیرینه اقلیم شناسی و غیره استفاده می کند. برای تجزیه و تحلیل ساختار، فیزیولوژی، سبک زندگی و تکامل اشکال منقرض شده باید بر اساس دانش دقیق از جنبه های مربوط به سازمان و زیست شناسی موجودات موجود در حال حاضر است. چنین دانشی، اول از همه، با کار در زمینه آناتومی مقایسه ای ارائه می شود. یکی از وظایف اصلی آناتومی مقایسه ای ایجاد همسانی اندام ها و ساختارها در گونه های مختلف است. هومولوژی به تشابه بر اساس خویشاوندی اشاره دارد; وجود اندامهای همولوگ پیوندهای مستقیم خانوادگی موجودات دارای آنها (به عنوان اجداد و نوادگان یا به عنوان فرزندان اجداد مشترک) را ثابت می کند. اندام های همولوگ از عناصر مشابه تشکیل شده اند، از پایه های جنینی مشابه رشد می کنند و موقعیت های مشابهی را در بدن اشغال می کنند. آناتومی عملکردی در حال توسعه و همچنین فیزیولوژی مقایسه ای، امکان نزدیک شدن به درک عملکرد اندام ها در حیوانات منقرض شده را فراهم می کند. در تجزیه و تحلیل ساختار، فعالیت زندگی و شرایط وجود موجودات منقرض شده، دانشمندان بر اصل فعلیت که توسط زمین شناس D. Getton ارائه شده و عمیقاً توسط یکی از بزرگترین زمین شناسان قرن 19 توسعه یافته است، تکیه می کنند. -- سی. لایل. بر اساس اصل فعلیت گرایی، الگوها و روابط مشاهده شده در پدیده ها و اشیاء جهان معدنی و ارگانیک در تاریخ و زمان در گذشته عمل کرده اند (و از این رو «حال کلید شناخت گذشته است»). البته، این اصل یک فرض است، اما احتمالاً در بیشتر موارد درست است (البته باید همیشه احتمال نوعی اصالت در جریان فرآیندهای خاص در گذشته نسبت به حال را در نظر گرفت). سوابق دیرینه شناسی، که توسط بقایای فسیلی موجودات منقرض شده نشان داده شده است، به دلیل شرایط خاص دفن بقایای موجودات و نادر بودن شدید همزمانی همه عوامل لازم برای این امر، دارای شکاف هایی است، گاهی اوقات بسیار بزرگ. برای بازسازی فیلوژنی موجودات به طور کامل، برای بازسازی "حلقه های گمشده" متعدد در یک شجره نامه (نمایش گرافیکی فیلوژنی)، داده ها و روش های صرفا دیرینه شناختی در بسیاری از موارد کافی نیستند. در اینجا روش موسوم به موازی سازی سه گانه به کمک می آید که توسط دانشمند مشهور آلمانی E. Haeckel و بر اساس مقایسه داده های دیرینه شناسی، مقایسه ای تشریحی و جنین شناسی به علم معرفی شده است. هکل از «قانون اساسی بیوژنتیکی» که فرموله کرد، که بیان می‌کند که انتوژن (تکامل فردی یک ارگانیسم) یک تکرار فشرده و خلاصه شده از فیلوژنی است، اقتباس کرد. در نتیجه، مطالعه رشد فردی موجودات مدرن، تا حدی امکان قضاوت در مورد سیر تحولات تکاملی اجداد دور آنها، از جمله مواردی که در فسیل‌ها حفظ نشده‌اند را ممکن می‌سازد. بعداً A.N. Severtsov در نظریه فیلمبریوژنز خود نشان داد که رابطه بین آنتوژنز و فیلوژنی بسیار پیچیده تر از آن چیزی است که E. Haeckel معتقد بود. در حقیقت، فیلوژنی نیست که رشد فردی را ایجاد می‌کند (اکتساب‌های تکاملی جدید، رشد زایی را طولانی می‌کند، مراحل جدید را اضافه می‌کند)، همانطور که هاکل معتقد بود، بلکه برعکس، تغییرات ارثی در سیر انتوژنز منجر به بازآرایی‌های تکاملی می‌شود ("فیلوژنی تکامل است. آنتوژنز»). فقط در برخی موارد خاص، زمانی که بازسازی تکاملی یک اندام از طریق تغییرات در مراحل بعدی رشد فردی آن رخ می دهد، یعنی ویژگی های جدیدی در پایان انتوژنز شکل می گیرد (سورتسف این روش بازسازی تکاملی آنابولیای آنتوژنز را می نامد) چنین رابطه ای بین انتوژنز و فیلوژنی که توسط قانون بیوژنتیک Haeckel توصیف شده است. فقط در این موارد می توان از داده های جنینی برای تجزیه و تحلیل فیلوژنی استفاده کرد. خود ا.ن Severtsov نمونه های جالبی از بازسازی "حلقه های گمشده" فرضی در درخت فیلوژنتیک ارائه کرد. مطالعه ی هستی زایی موجودات مدرن اهمیت دیگری و نه کمتر مهم برای تجزیه و تحلیل سیر فیلوژنی دارد: این امکان را به شما می دهد که بفهمید کدام تغییرات در انتوژنز، "ایجاد تکامل" امکان پذیر است و کدام نیست، چه چیزی فراهم می کند. کلید درک بازآرایی های تکاملی خاص برای درک ماهیت فرآیند تکاملی، برای تجزیه و تحلیل علّی سیر فیلوژنز، نتایج علم تکاملی - علمی که نظریه تکامل یا داروینیسم نیز نامیده می شود، به نام خالق بزرگ نظریه انتخاب طبیعی، چارلز داروین، نامگذاری شده است. - از اهمیت بالایی برخوردار هستند. علم تکاملی که جوهر، مکانیسم ها، الگوهای کلی و جهت گیری های فرآیند تکامل را مطالعه می کند، مبنای نظری تمام زیست شناسی مدرن است. در واقع، تکامل موجودات، شکلی از وجود ماده زنده در زمان است، و تمام مظاهر مدرن حیات، در هر سطحی از سازماندهی ماده زنده، تنها با در نظر گرفتن ماقبل تاریخ تکامل قابل درک است. اصول اساسی نظریه تکامل برای مطالعه فیلوژنی موجودات از همه مهمتر است. علوم ذکر شده به هیچ وجه فهرست رشته های علمی درگیر در مطالعه و تجزیه و تحلیل توسعه حیات بر روی زمین در دوره های زمین شناسی گذشته را تمام نمی کند. برای درک هویت گونه ای بقایای فسیلی و تبدیل گونه های موجودات زنده در طول زمان، نتایج طبقه بندی بسیار مهم است. برای تجزیه و تحلیل تغییر جانوران و گیاهان در گذشته زمین شناسی - داده های جغرافیایی زیستی. جایگاه ویژه ای در مورد منشأ انسان و تکامل نزدیکترین اجداد او اشغال شده است که به دلیل توسعه فعالیت های کارگری و اجتماعی بودن دارای ویژگی های خاصی در مقایسه با تکامل سایر حیوانات برتر است.

مقیاس های زمانی زمین شناسی

هنگام مطالعه تکامل موجودات، لازم است تصوری از سیر آن در طول زمان، مدت زمان مراحل خاص داشته باشید. توالی تاریخی تشکیل سنگ های رسوبی، یعنی. سن نسبی، در این منطقه نسبتاً ساده استقرار یافته است: سنگهایی که بعداً بوجود آمده اند در بالای لایه های قبلی قرار گرفتند. مطابقت سن نسبی لایه‌های سنگ‌های رسوبی در مناطق مختلف را می‌توان با مقایسه موجودات فسیلی حفظ شده در آنها تعیین کرد (روش دیرینه‌شناسی که پایه‌های آن در اواخر قرن 18 - اوایل قرن 19 توسط زمین‌شناس انگلیسی گذاشته شد. دبلیو اسمیت). معمولاً در میان موجودات فسیلی مشخصه هر دوره، می توان چندین گونه از رایج ترین، پرشمارترین و گسترده ترین گونه ها را شناسایی کرد که به این گونه گونه ها فسیل های پیشرو می گویند. به عنوان یک قاعده، سن مطلق سنگ های رسوبی، یعنی دوره زمانی که از تشکیل آنها گذشته است، نمی تواند به طور مستقیم تعیین شود. اطلاعات برای تعیین سن مطلق در سنگهای آذرین (آتشفشانی) وجود دارد که از سرد شدن ماگما به وجود می آیند. سن مطلق سنگ های آذرین را می توان با محتوای عناصر رادیواکتیو و محصولات فروپاشی آنها تعیین کرد. فروپاشی رادیواکتیو در سنگ های آذرین از لحظه ای که در اثر ذوب ماگما متبلور می شوند آغاز می شود و تا زمانی که تمام ذخایر عناصر رادیواکتیو تمام شود با سرعت ثابتی ادامه می یابد. بنابراین، با تعیین محتوای یک عنصر رادیواکتیو خاص و محصولات تجزیه آن در یک سنگ و دانستن میزان پوسیدگی، می توان سن مطلق یک سنگ معین را کاملاً دقیق (با احتمال خطای حدود 5 درصد) محاسبه کرد. . برای سنگ های رسوبی باید سن تقریبی را در رابطه با سن مطلق لایه های سنگ های آتشفشانی در نظر گرفت. مطالعه طولانی و پرزحمت سن نسبی و مطلق سنگها در مناطق مختلف کره زمین، که نیازمند تلاش چندین نسل از زمین شناسان و دیرینه شناسان بود، امکان ترسیم نقاط عطف اصلی در تاریخ زمین شناسی زمین را فراهم کرد. مرزهای بین این تقسیمات با انواع مختلفی از تغییرات ماهیت زمین شناسی و بیولوژیکی (دیرینه شناسی) مطابقت دارد. اینها ممکن است تغییراتی در رژیم ته نشینی در توده های آبی باشد که منجر به تشکیل انواع دیگر سنگ های رسوبی، افزایش فرآیندهای آتشفشانی و کوه سازی، تهاجم دریا (تجاوز دریایی) به دلیل فرونشست مناطق وسیعی از پوسته قاره ای یا بالا آمدن آن می شود. سطح اقیانوس، تغییرات قابل توجهی در جانوران و گیاهان. از آنجایی که چنین رویدادهایی به طور نامنظم در تاریخ زمین رخ داده اند، مدت زمان دوره ها، دوره ها و دوره های مختلف متفاوت است. قابل توجه مدت زمان بسیار باستانی ترین دوره های زمین شناسی (آرکئوزوئیک و پروتروزوئیک) است که علاوه بر این، به فواصل زمانی کوچکتر تقسیم نمی شوند (در هر صورت، هیچ تقسیم پذیرفته شده ای وجود ندارد). این در درجه اول به دلیل خود عامل زمان است - قدمت نهشته های آرکئوزوئیک و پروتروزوئیک، که در طول تاریخ طولانی خود دچار دگرگونی و تخریب قابل توجهی شدند و نقاط عطف زمانی موجود توسعه زمین و حیات را پاک کردند. ذخایر دوران آرکئوئیک و پروتروزوئیک حاوی بقایای فسیلی بسیار کمی از موجودات هستند. بر این اساس، آرکئوزوئیک و پروتروزوئیک با نام "کریپتوزوییک" (مرحله زندگی پنهان) در مقابل اتحاد سه دوره بعدی - "فانروزوئیک" (مرحله زندگی آشکار و قابل مشاهده) ترکیب می شوند. سن زمین توسط دانشمندان مختلف به روش های مختلف تعیین می شود، اما می توان به رقم تقریبی 5 میلیارد سال اشاره کرد.

توسعه حیات در کریپتوزوییک

دوران متعلق به کریپتوزوئیک - آرکئوزوئیک و پروتروزوئیک - با هم بیش از 3.4 میلیارد سال به طول انجامید. سه دوره فانوزوئیک - 570 میلیون سال، یعنی. کریپتوزوییک حداقل 7/8 کل تاریخ زمین شناسی را تشکیل می دهد. با این حال، بقایای فسیلی بسیار کمی از ارگانیسم ها در رسوبات کریپتوزوییک حفظ شده است، بنابراین ایده های دانشمندان در مورد اولین مراحل توسعه حیات در این دوره های زمانی عظیم تا حد زیادی فرضی است.

رسوبات کریپتوزوآر

قدیمی ترین بقایای موجودات در لایه های رسوبی رودزیا یافت شد که 2.9-3.2 میلیارد سال سن دارند. آثاری از فعالیت حیاتی جلبک ها (احتمالاً سبز آبی) در آنجا یافت شد که به طور قانع کننده ای نشان می دهد که حدود 3 میلیارد سال پیش موجودات فتوسنتزی - جلبک ها - قبلاً روی زمین وجود داشته اند. بدیهی است که پیدایش حیات روی زمین باید خیلی زودتر از آن اتفاق می افتاد -- شاید 3.5 -- 4 میلیارد سال پیش معروف ترین فلور پروتروزوییک میانی است (شکل های رشته ای تا چند صد میکرومتر طول و 0.6-16 میکرون ضخامت، دارای ساختارهای مختلف، میکروارگانیسم های تک سلولی (شکل 1)، با قطر 1-16 میکرون، همچنین ساختارهای مختلف) ، که بقایای آن در کانادا کشف شد -- در شیل های سیلیسی در ساحل شمالی دریاچه سوپریور. قدمت این ذخایر حدود 1.9 میلیارد سال است.

در سنگ‌های رسوبی تشکیل شده بین ۲ تا ۱ میلیارد سال پیش، استروماتولیت‌ها اغلب یافت می‌شوند که نشان‌دهنده فعالیت گسترده و فعال فتوسنتزی و صخره‌سازی جلبک‌های سبز آبی در این دوره است.

مهمترین نقطه عطف بعدی در تکامل حیات توسط تعدادی از یافته های بقایای فسیلی در رسوبات با سن 0.9-1.3 میلیارد سال ثبت شده است، که در میان آنها بقایای موجودات تک سلولی با اندازه 8-12 میکرون در بسیار عالی یافت شد. حفظ، که در آن امکان تشخیص ساختار درون سلولی، مشابه هسته وجود داشت. مراحل تقسیم یکی از گونه های این موجودات تک سلولی نیز کشف شد که یادآور مراحل میتوز است - روشی برای تقسیم سلول های یوکاریوتی (یعنی داشتن هسته).

اگر تفسیر بقایای فسیلی توصیف شده درست باشد، این بدان معنی است که حدود 1.6-1.35 میلیارد سال پیش تکامل موجودات یک نقطه عطف بزرگ را پشت سر گذاشت - سطح سازمان یوکاریوتی رسید.

اولین آثار فعالیت حیات حیوانات چند سلولی کرم مانند از نهشته های ریفین پسین شناخته شده است. در زمان وندیان (650-570 میلیون سال پیش) حیوانات مختلفی وجود داشتند که احتمالاً به انواع مختلفی تعلق داشتند. تعداد کمی از حیوانات وندی با بدن نرم از مناطق مختلف جهان شناخته شده است. تعدادی یافته جالب در ذخایر پروتروزوییک پسین در قلمرو اتحاد جماهیر شوروی بدست آمد.

معروف‌ترین آنها، فون غنی فسیلی پروتروزوییک پسین است که توسط R. Sprigg در سال 1947 در استرالیای مرکزی کشف شد. M. Glessner، که این جانور منحصر به فرد را مورد مطالعه قرار داده است، معتقد است که شامل حدود سه دوجین گونه از حیوانات چند سلولی بسیار متنوع متعلق به انواع مختلف است (شکل 2). بیشتر فرم ها احتمالاً متعلق به coelenterat ها هستند. اینها ارگانیسم‌های چتر دریایی هستند که احتمالاً در ستون آب «معروف به معلق بودن» هستند، و اشکال پلی‌پویدی متصل به بستر دریا، انفرادی یا استعماری هستند که یادآور آلسیوناری‌های مدرن یا پرهای دریا هستند. خیلی خوب است که همه آنها دوست دارند سایر جانوران فون ادیکاران فاقد اسکلت سخت هستند.

کوارتزیت‌های پوند، که میزبان جانوران ادیاکران هستند، علاوه بر کوئلنترات‌ها، حاوی بقایای حیوانات کرم‌مانندی هستند که به‌عنوان کرم‌های مسطح و آنلید طبقه‌بندی می‌شوند. چندین گونه از موجودات به عنوان اجداد احتمالی بندپایان تفسیر می شوند. در نهایت، تعدادی بقایای فسیلی با وابستگی طبقه بندی ناشناخته وجود دارد. این نشان دهنده توزیع عظیم جانوران چند سلولی با بدن نرم در زمان وندیان است.

از آنجایی که جانوران وندیان بسیار متنوع است و حیوانات کاملاً سازمان یافته را شامل می شود، بدیهی است که تکامل برای مدت طولانی قبل از ظهور آن در جریان بوده است. احتمالاً حیوانات چند سلولی خیلی زودتر ظاهر شدند - جایی در محدوده 700-900 میلیون سال پیش.

افزایش شدید غنای فسیلی

مرز بین دوران پروتروزوئیک و پالئوزوئیک (یعنی بین کریپتوزوئیک و فانوزوئیک) با تغییر چشمگیر در ترکیب و غنای جانوران فسیلی مشخص شده است. ناگهان (احتمالا کلمه دیگری برای آن وجود ندارد) پس از لایه های پروتروزوییک فوقانی، تقریباً عاری از آثار حیات، در سنگ های رسوبی کامبرین (دوره اول عصر پالئوزوئیک)، که از پایین ترین افق ها شروع می شود تنوع و فراوانی بقایای موجودات فسیلی ظاهر می شود. در میان آنها بقایای اسفنج ها، بازوپایان، نرم تنان، نمایندگان نوع منقرض شده باستانی ها، بندپایان و سایر گروه ها وجود دارد. در پایان دوره کامبرین، تقریباً تمام انواع شناخته شده حیوانات چند سلولی ظاهر شدند. این "انفجار مورفوژنز" ناگهانی در مرز پروتروزوئیک و پالئوزوئیک یکی از مرموزترین و هنوز کاملاً حل نشده ترین رویدادها در تاریخ حیات روی زمین است. به لطف این، آغاز دوره کامبرین چنان نقطه عطف قابل توجهی است که اغلب کل زمان قبلی در تاریخ زمین شناسی (یعنی کل کریپتوزوئیک) "پرکامبرین" نامیده می شود.

احتمالاً جدا شدن همه انواع اصلی جانوران در پروتروزوییک فوقانی، در دوره زمانی 600-800 میلیون سال پیش رخ داده است. نمایندگان اولیه همه گروه های حیوانات چند سلولی موجودات کوچک و بدون اسکلتی بودند. تجمع مداوم اکسیژن در اتمسفر و افزایش قدرت صفحه ازن در انتهای دوره پروتروزوییک به حیوانات اجازه داد تا اندازه بدن را افزایش دهند و اسکلت پیدا کنند. موجودات زنده توانستند به طور گسترده در اعماق کم در آب های مختلف پخش شوند، که منجر به افزایش قابل توجهی در تنوع اشکال حیات شد.

خاستگاه و توسعه ایده تکاملی

اولین نگاه‌های اجمالی تفکر تکاملی در اعماق فلسفه طبیعی دیالکتیکی دوران باستان ظهور کرد که جهان را در حرکتی بی‌پایان، خود نوسازی دائمی بر اساس پیوند جهانی و تعامل پدیده‌ها و مبارزه اضداد می‌نگریست.

بیانگر دیدگاه دیالکتیکی خود به خودی طبیعت، هراکلیتوس، متفکر افسسی (حدود 530-470 قبل از میلاد) بود که می گفت در طبیعت همه چیز جریان دارد، همه چیز در نتیجه دگرگونی های متقابل عناصر اولیه کیهان - آتش، آب تغییر می کند. ، هوا، زمین، در جنین ایده توسعه جهانی ماده وجود دارد که آغاز یا پایانی ندارد.

نمایندگان ماتریالیسم مکانیکی فیلسوفان دوره متأخر (460-370 قبل از میلاد) بودند. به گفته دموکریتوس، جهان متشکل از اتم های غیرقابل تقسیم بی شماری است که در فضای بی نهایت قرار دارند. اتم ها در یک فرآیند ثابت اتصال و جداسازی تصادفی، در حرکت تصادفی هستند و از نظر اندازه، جرم و شکل متفاوت هستند. اجسام حاصل از تجمع اتم ها نیز می توانند متفاوت باشند. سبکترها برخاستند و آتش و آسمان را پدید آوردند، سنگین‌ترها با نزول، آب و خاک را به وجود آوردند که در آن موجودات زنده مختلف متولد شدند: ماهی، حیوانات خشکی، پرندگان.

امپدوکلس فیلسوف یونان باستان (490-430 قبل از میلاد) اولین کسی بود که سعی کرد مکانیسم پیدایش موجودات زنده را تفسیر کند. با توسعه اندیشه هراکلیتوس در مورد عناصر اولیه، او استدلال کرد که اختلاط آنها ترکیبات زیادی را ایجاد می کند، که برخی از آنها - کمترین موفقیت - نابود می شوند، در حالی که برخی دیگر - ترکیبات هماهنگ - حفظ می شوند. ترکیب این عناصر باعث ایجاد اندام های حیوانی می شود. پیوند اعضا با یکدیگر باعث پیدایش موجودات کامل می شود. قابل توجه این ایده بود که تنها گزینه های قابل دوام از میان بسیاری از ترکیبات ناموفق در طبیعت باقی می ماند.

خاستگاه زیست شناسی به عنوان یک علم با فعالیت های متفکر بزرگ یونانی، ارسطو (387-322 قبل از میلاد) مرتبط است. او در آثار خود اصول طبقه بندی حیوانات را ترسیم کرد، حیوانات مختلف را بر اساس ساختار آنها مقایسه کرد و پایه های جنین شناسی باستانی را بنا نهاد. وی به این نکته توجه کرد که در موجودات مختلف، جنین زایی (تکامل جنین) از یک سری متوالی عبور می کند: ابتدا کلی ترین ویژگی ها شکل می گیرد، سپس ویژگی های خاص گونه و در نهایت فردی. ارسطو با کشف شباهت زیادی در مراحل اولیه در جنین زایی نمایندگان گروه های مختلف حیوانات، به ایده امکان وحدت منشاء آنها رسید. با این نتیجه‌گیری، ارسطو ایده‌های شباهت جنینی و اپی‌ژنز (نئوپلاسم‌های جنینی) را پیش‌بینی کرد که در اواسط قرن هجدهم مطرح و به طور تجربی اثبات شد.

دوره بعدی، تا قرن شانزدهم، تقریباً چیزی به توسعه تفکر تکاملی نداد. در دوران رنسانس، علاقه به علم باستان به شدت افزایش یافت و انباشت دانش آغاز شد که نقش مهمی در شکل گیری ایده تکاملی ایفا کرد.

شایستگی استثنایی آموزه داروین این بود که توضیحی علمی و مادی برای ظهور حیوانات و گیاهان برتر از طریق توسعه مداوم جهان زنده ارائه کرد و از روش تاریخی تحقیق برای حل مشکلات بیولوژیکی استفاده کرد. با این حال، حتی پس از داروین، بسیاری از دانشمندان علوم طبیعی همان رویکرد متافیزیکی را در مورد مشکل منشأ حیات حفظ کردند. مندلیسم - مورگانیسم که در محافل علمی آمریکا و اروپای غربی گسترده شده است، این موضع را مطرح می کند که وراثت و سایر ویژگی های زندگی توسط ذرات یک ماده ژنی خاص متمرکز در کروموزوم های هسته سلولی است. به نظر می رسد این ذرات به طور ناگهانی در نقطه ای روی زمین ظاهر شده اند و ساختار تعیین کننده حیات خود را تا حد زیادی در طول توسعه حیات بدون تغییر حفظ کرده اند. بنابراین، مسئله منشأ حیات، از دیدگاه مندلیان- مورگانیست ها، به این سؤال می رسد که چگونه یک ذره از ماده ژنی که دارای همه ویژگی های حیات است، می تواند ناگهان پدید آید.

زندگی به عنوان شکل خاصی از وجود ماده با دو ویژگی متمایز مشخص می شود - خود تولید مثل و تبادل مواد با محیط. تمام فرضیه های مدرن در مورد منشاء حیات بر اساس ویژگی های خود تولید مثل و متابولیسم است. پذیرفته‌شده‌ترین فرضیه‌ها هم‌سرویستی و ژنتیکی هستند.

فرضیه Coacervate. در سال 1924 A.I. اوپارین ابتدا اصول اولیه مفهوم تکامل پیش‌بیولوژیکی را تدوین کرد و سپس بر اساس آزمایش‌های Bungenberg de Jong، این اصول را در فرضیه مشترک منشأ حیات توسعه داد. اساس این فرضیه این است که مراحل اولیه بیوژنز با تشکیل ساختارهای پروتئینی همراه بوده است.

اولین ساختارهای پروتئینی (پروتوبیونت ها، در اصطلاح Oparin) در دوره ای ظاهر شدند که مولکول های پروتئین با یک غشاء از محیط جدا شدند. این ساختارها می توانند از "آبگوشت" اولیه به دلیل coacervation - جداسازی خود به خودی یک محلول آبی از پلیمرها به فازهایی با غلظت های مختلف ایجاد شوند. فرآیند coacervation منجر به تشکیل قطرات میکروسکوپی با غلظت بالایی از پلیمرها شد. برخی از این قطرات ترکیبات کم مولکولی را از محیط جذب کردند: اسیدهای آمینه، گلوکز، کاتالیزورهای اولیه. برهمکنش بستر مولکولی و کاتالیزورها قبلاً به معنای ظهور ساده‌ترین متابولیسم در پروتوبیونت‌ها بود.

قطرات متابولیک ترکیبات جدیدی را از محیط وارد کرده و حجم آنها افزایش یافته است. هنگامی که کواسروات ها به حداکثر اندازه مجاز در شرایط فیزیکی معین رسیدند، به قطرات کوچکتری تقسیم می شوند، به عنوان مثال، تحت تأثیر امواج، همانطور که هنگام تکان دادن ظرف حاوی امولسیون روغن در آب اتفاق می افتد. قطرات کوچک دوباره به رشد خود ادامه دادند و سپس نسل جدیدی از کواسروات ها را تشکیل دادند.

عارضه تدریجی پروتوبیونت ها با انتخاب چنین قطره های کواسروات انجام شد که مزیت استفاده بهتر از ماده و انرژی محیط را داشت. انتخاب به عنوان دلیل اصلی بهبود کواسروات ها به موجودات زنده اولیه، جایگاه مرکزی در فرضیه اوپارین است.

فرضیه ژنتیکی بر اساس این فرضیه، اسیدهای نوکلئیک ابتدا به عنوان پایه ماتریسی برای سنتز پروتئین ظاهر شدند. اولین بار در سال 1929 توسط G. Möller مطرح شد.

به طور تجربی ثابت شده است که اسیدهای نوکلئیک ساده می توانند بدون آنزیم تکثیر شوند. سنتز پروتئین روی ریبوزوم ها با مشارکت انتقال (t-RNA) و RNA ریبوزومی (r-RNA) اتفاق می افتد. آنها نه تنها می توانند ترکیبات تصادفی اسیدهای آمینه، بلکه پلیمرهای سفارشی پروتئین را بسازند. شاید ریبوزوم های اولیه فقط از RNA تشکیل شده باشد. چنین ریبوزوم‌های بدون پروتئین می‌توانند پپتیدهای مرتب شده را با مشارکت مولکول‌های tRNA که از طریق جفت شدن باز به rRNA متصل می‌شوند، سنتز کنند.

در مرحله بعدی تکامل شیمیایی، ماتریس‌هایی ظاهر شدند که توالی مولکول‌های t-RNA و در نتیجه توالی اسیدهای آمینه که توسط مولکول‌های t-RNA متصل می‌شوند را تعیین می‌کردند.

توانایی اسیدهای نوکلئیک برای خدمت به عنوان الگو در تشکیل زنجیره های مکمل (به عنوان مثال، سنتز mRNA روی DNA) قانع کننده ترین استدلال به نفع ایده اهمیت اصلی در فرآیند بیوژنز است. دستگاه ارثی و در نتیجه به نفع فرضیه ژنتیکی منشا حیات.

مراحل اصلی بیوژنز فرآیند بیوژنز شامل سه مرحله اصلی بود: ظهور مواد آلی، ظهور پلیمرهای پیچیده (اسیدهای نوکلئیک، پروتئین ها، پلی ساکاریدها) و تشکیل موجودات زنده اولیه.

مرحله اول -- ظهور مواد آلی در حال حاضر در طول شکل گیری زمین، ذخیره قابل توجهی از ترکیبات آلی زیست زا تشکیل شده است. مواد اولیه برای سنتز آنها محصولات گازی اتمسفر پیش اکسیژن و هیدروسفر (CH4، CO2، H2O، H2، NH3، NO2) بود. این محصولات هستند که در سنتز مصنوعی ترکیبات آلی استفاده می شوند که اساس بیوشیمیایی زندگی را تشکیل می دهند.

سنتز تجربی اجزای پروتئین - اسیدهای آمینه در تلاش برای ایجاد موجودات زنده "In vitro" با کار S. Miller (1951-1957) آغاز شد. اس. میلر مجموعه ای از آزمایشات را بر روی اثرات تخلیه الکتریکی جرقه بر روی مخلوطی از گازهای CH4، NH3، H2 و بخار آب انجام داد که در نتیجه اسیدهای آمینه آسپاراژین، گلیسین و گلوتامین را کشف کرد. داده های به دست آمده توسط میلر توسط دانشمندان شوروی و خارجی تایید شد.

همراه با سنتز اجزای پروتئین، اجزای نوکلئیک - بازها و قندهای پورین و پیریمیدین - به طور تجربی سنتز شدند. با حرارت دادن متوسط ​​مخلوطی از هیدروژن سیانید، آمونیاک و آب، D. Oro آدنین به دست آورد. او همچنین اوراسیل را با واکنش محلول آمونیاک اوره با ترکیبات ناشی از گازهای ساده تحت تأثیر تخلیه الکتریکی، سنتز کرد. از مخلوط متان، آمونیاک و آب تحت تأثیر تابش یونیزان، اجزای کربوهیدراتی نوکلئوتیدها - ریبوز و دئوکسی ریبوز - تشکیل شد. آزمایشات با استفاده از تابش فرابنفش امکان سنتز نوکلئوتیدها از مخلوطی از بازهای پورین، ریبوز یا دئوکسی ریبوز و پلی فسفات ها را نشان داده است. نوکلئوتیدها مونومرهای اسیدهای نوکلئیک هستند.

فاز دوم -- تشکیل پلیمرهای پیچیده مشخصه این مرحله از پیدایش حیات، سنتز بیوژنیک پلیمرهایی مانند اسیدهای نوکلئیک و پروتئین ها بود.

S. Akaburi اولین کسی بود که پلیمرهای پروتوپروتئین ها را با آرایش تصادفی بقایای اسید آمینه سنتز کرد. سپس، بر روی یک قطعه گدازه آتشفشانی، با حرارت دادن مخلوطی از اسیدهای آمینه تا 100 درجه سانتیگراد، S. Focke پلیمری با وزن مولکولی تا 10000 به دست آورد که حاوی تمام اسیدهای آمینه معمولی پروتئین های موجود در آزمایش است. فوک این پلیمر را پروتئینوئید نامید.

پروتئین‌های مصنوعی ایجاد شده با ویژگی‌های ذاتی پروتئین‌های موجودات مدرن مشخص می‌شوند: یک توالی تکرار شونده از بقایای اسید آمینه در ساختار اولیه و فعالیت آنزیمی قابل توجه.

پلیمرهای نوکلئوتیدها، مشابه اسیدهای نوکلئیک موجودات، در شرایط آزمایشگاهی سنتز شده اند که در طبیعت قابل تکثیر نیستند. G. Kornberg امکان سنتز اسیدهای نوکلئیک را در شرایط آزمایشگاهی نشان داد. این به آنزیم های خاصی نیاز داشت که در شرایط زمین اولیه وجود نداشت.

در فرآیندهای اولیه بیوژنز، انتخاب شیمیایی از اهمیت بالایی برخوردار است که عاملی در سنتز ترکیبات ساده و پیچیده است. یکی از پیش نیازهای سنتز شیمیایی، توانایی اتم ها و مولکول ها است گزینش پذیری در طول تعامل آنها در واکنش ها. به عنوان مثال، هالوژن کلر یا اسیدهای معدنی ترجیح می دهند با فلزات سبک ترکیب شوند. خاصیت گزینش پذیری تعیین کننده توانایی مولکول ها برای خودآرایی است که توسط S. Fox نشان داده شد.ماکرومولکول های پیچیده با ترتیب دقیق مشخص می شوند، هم از نظر تعداد مونومرها و هم در آرایش فضایی آنها.

توانایی ماکرومولکول ها برای خودآرایی A.I. اوپارین به عنوان دلیلی بر موضعی که مطرح کرد مبنی بر اینکه مولکول های پروتئینی کواسروات ها را می توان بدون کد ماتریکس سنتز کرد، در نظر گرفت.

مرحله سوم -- ظهور موجودات زنده اولیه از ترکیبات کربن ساده، تکامل شیمیایی منجر به مولکول‌های بسیار پلیمری شد که اساس شکل‌گیری موجودات زنده اولیه را تشکیل دادند. گذار از تکامل شیمیایی به تکامل بیولوژیکی با ظهور کیفیت های جدیدی مشخص شد که در سطح شیمیایی رشد ماده وجود نداشت. اصلی ترین آنها سازماندهی داخلی پروتوبیونت ها بود که به لطف متابولیسم و ​​انرژی پایدار با محیط سازگار شده بود و به ارث بردن این سازمان مبتنی بر تکرار دستگاه ژنتیکی (کد ماتریس) بود.

A.I. اوپارین و همکارانش نشان دادند که کواسروات ها متابولیسم پایداری با محیط دارند. در شرایط خاص، محلول های آبی غلیظ پلی پپتیدها، پلی ساکاریدها و RNA قطرات کواسروات با حجم 7-10 تا 6-10 سانتی متر مکعب را تشکیل می دهند که با محیط آبی رابط دارند. این قطرات توانایی جذب مواد از محیط و سنتز ترکیبات جدید از آنها را دارند.

بنابراین کواسروات های حاوی آنزیم گلیکوژن فسفوریلاز گلوکز-1-فسفات را از محلول جذب کرده و پلیمری شبیه نشاسته را سنتز کردند.

ساختارهای خودسازماندهی مشابه کواسروات ها توسط S. Fauquet توصیف شد و آنها را میکروکره نامید. هنگامی که گرم می شود، محلول های غلیظ پروتئینوئیدها سرد می شوند، قطرات کروی با قطر حدود 2 میکرومتر به طور خود به خود ظاهر می شوند. در مقادیر خاصی از pH محیط، میکروسفرها یک پوسته دو لایه تشکیل می دهند که یادآور غشای سلول های معمولی است. آنها همچنین توانایی تقسیم با جوانه زدن را داشتند.

اگرچه میکروسفرها حاوی اسیدهای نوکلئیک نیستند و متابولیسم مشخصی ندارند، آنها به عنوان یک مدل ممکن برای اولین ساختارهای خودسازماندهی که یادآور سلول های اولیه هستند در نظر گرفته می شوند.

سلول ها - واحد اولیه اولیه زندگی، قادر به تولید مثل، تمام فرآیندهای متابولیک اصلی در آن انجام می شود (بیوسنتز، متابولیسم انرژی و غیره). بنابراین، پیدایش سازمان سلولی به معنای ظهور حیات واقعی و آغاز تکامل بیولوژیکی بود.

تکامل موجودات تک سلولی

تا دهه 1950، تشخیص ردپای زندگی پرکامبرین در سطح موجودات تک سلولی امکان پذیر نبود، زیرا بقایای میکروسکوپی این موجودات با روش های دیرینه شناسی مرسوم قابل تشخیص نیستند. نقش مهمی در کشف آنها توسط کشفی که در آغاز قرن بیستم انجام شد ایفا کرد. سی. والکات. در نهشته های پرکامبرین در غرب آمریکای شمالی، او سازندهای سنگ آهکی ستونی شکل لایه ای پیدا کرد که بعدها استروماتولیت نامیده شد. در سال 1954، کشف شد که استروماتولیت های سازند Gunflint (کانادا) توسط بقایای باکتری ها و جلبک های سبز آبی تشکیل شده اند. استروماتولیت های زنده نیز در سواحل استرالیا کشف شده اند که از همان موجودات تشکیل شده اند و بسیار شبیه به استروماتولیت های فسیلی پرکامبرین هستند. تا به امروز، بقایای میکروارگانیسم‌ها در ده‌ها استروماتولیت و همچنین در شیل‌های رسی سواحل دریا یافت شده است.

اولین باکتری (پروکاریوت ها) در حدود 3.5 میلیارد سال پیش وجود داشته است. تا به امروز، دو خانواده از باکتری ها حفظ شده اند: باستانی، یا آرکئوباکتری ها (هالوفیل، متان، گرمادوست)، و یوباکتری ها (همه بقیه). بنابراین، تنها موجودات زنده روی زمین برای 3 میلیارد سال، میکروارگانیسم های اولیه بودند. شاید آنها موجودات تک سلولی شبیه باکتری های امروزی مانند کلستریدیا بودند که بر اساس تخمیر و استفاده از ترکیبات آلی غنی از انرژی زندگی می کردند که تحت تأثیر تخلیه های الکتریکی و پرتوهای فرابنفش به طور طبیعی به وجود می آیند. در نتیجه در این عصر موجودات زنده مصرف کننده مواد آلی بودند و نه تولید کننده آنها.

یک گام عظیم در مسیر تکامل زندگی با ظهور فرآیندهای متابولیک بیوشیمیایی اساسی همراه بود - فتوسنتز و نفس كشيدن و با تشکیل یک سازمان سلولی حاوی دستگاه هسته ای (یوکاریوت ها). این "اختراعات" که در مراحل اولیه تکامل بیولوژیکی انجام شده است، تا حد زیادی در موجودات مدرن حفظ شده است. با استفاده از روش‌های زیست‌شناسی مولکولی، یکنواختی قابل توجهی از پایه‌های بیوشیمیایی حیات با تفاوت زیادی بین موجودات در سایر ویژگی‌ها ایجاد شده است. پروتئین تقریباً همه موجودات زنده از 20 اسید آمینه تشکیل شده است. اسیدهای نوکلئیک که پروتئین ها را کد می کنند از چهار نوکلئوتید جمع می شوند. بیوسنتز پروتئین طبق یک الگوی یکنواخت انجام می شود؛ محل سنتز آنها ریبوزوم است؛ mRNA و tRNA در آن نقش دارند. اکثریت قریب به اتفاق موجودات از انرژی اکسیداسیون، تنفس و گلیکولیز استفاده می کنند که در ATP ذخیره می شود.

اجازه دهید با جزئیات بیشتری ویژگی های تکامل را در سطح سلولی سازمان زندگی در نظر بگیریم. بیشترین تفاوت بین گیاهان، قارچ ها و حیوانات نیست، بلکه بین موجوداتی که هسته دارند (یوکاریوت ها) و موجوداتی که هسته ندارند (پرکاریوت ها) وجود دارد. دومی توسط ارگانیسم های پایین تر - باکتری ها و جلبک های سبز آبی (سیانوباکتری ها یا سیانیا) نشان داده می شود، همه موجودات دیگر یوکاریوت هستند که از نظر سازماندهی درون سلولی، ژنتیک، بیوشیمی و متابولیسم به یکدیگر شبیه هستند.

تفاوت بین پروکاریوت ها و یوکاریوت ها نیز در این واقعیت نهفته است که اولی می تواند هم در بدون اکسیژن (بی هوازی های اجباری) و هم در محیط هایی با محتوای اکسیژن متفاوت (بی هوازی اختیاری و هوازی) زندگی کند، در حالی که برای یوکاریوت ها، به استثنای اندک، اجباری است. اکسیژن. همه این تفاوت ها برای درک مراحل اولیه تکامل بیولوژیکی ضروری بودند.

مقایسه پروکاریوت ها و یوکاریوت ها از نظر نیاز به اکسیژن منجر به این نتیجه می شود که پروکاریوت ها در دوره ای به وجود آمدند که محتوای اکسیژن در محیط تغییر کرد. تا زمانی که یوکاریوت ها ظاهر شدند، غلظت اکسیژن بالا و نسبتاً ثابت بود.

اولین موجودات فتوسنتزی حدود 3 میلیارد سال پیش ظاهر شدند. اینها باکتری های بی هوازی، پیشینیان باکتری های فتوسنتزی مدرن بودند. فرض بر این است که آنها قدیمی ترین استروماتولیت های شناخته شده را تشکیل داده اند. تهی شدن محیط در ترکیبات آلی نیتروژن دار باعث پیدایش موجودات زنده ای شد که قادر به استفاده از نیتروژن اتمسفر بودند. چنین موجوداتی که می توانند در محیطی کاملاً عاری از کربن آلی و ترکیبات نیتروژن وجود داشته باشند، جلبک های سبز آبی تثبیت کننده نیتروژن فتوسنتزی هستند. این موجودات فتوسنتز هوازی انجام دادند. آنها در برابر اکسیژنی که تولید می کنند مقاوم هستند و می توانند از آن برای متابولیسم خود استفاده کنند. از آنجایی که جلبک‌های سبز آبی در دوره‌ای به وجود آمدند که غلظت اکسیژن در اتمسفر در نوسان بود، کاملاً ممکن است که آنها موجودات واسط بین بی‌هوازی و هوازی باشند.

فرض بر این است که فتوسنتز، که در آن منبع اتم های هیدروژن برای احیای دی اکسید کربن، سولفید هیدروژن است (که فتوسنتز توسط باکتری های گوگرد سبز و بنفش مدرن انجام می شود)، قبل از فتوسنتز پیچیده تر دو مرحله ای، که در آن اتم های هیدروژن است. از مولکول های آب استخراج می شوند. نوع دوم فتوسنتز مشخصه سیانیدها و گیاهان سبز است.

فعالیت فتوسنتزی موجودات تک سلولی اولیه سه پیامد داشت که تأثیر تعیین کننده ای بر کل تکامل بیشتر موجودات زنده داشت. اولاً، فتوسنتز موجودات زنده را از رقابت برای ذخایر طبیعی ترکیبات آلی زیست زا که مقدار آن در محیط به طور قابل توجهی کاهش یافته بود، آزاد کرد. تغذیه اتوتروف که از طریق فتوسنتز و ذخیره مواد مغذی آماده در بافت‌های گیاهی ایجاد می‌شد، سپس شرایط را برای ظهور طیف عظیمی از موجودات اتوتروف و هتروتروف ایجاد کرد. ثانیاً، فتوسنتز اشباع جو با مقدار کافی اکسیژن را برای ظهور و توسعه موجوداتی که متابولیسم انرژی آنها مبتنی بر فرآیندهای تنفسی است، تضمین می کند. ثالثاً، در نتیجه فتوسنتز، یک سپر ازن در قسمت بالایی جو تشکیل شد که از حیات زمینی در برابر تابش مخرب فرابنفش فضا محافظت می کرد.

تفاوت مهم دیگر بین پروکاریوت ها و یوکاریوت ها این است که در دومی مکانیسم متابولیک مرکزی تنفس است، در حالی که در بیشتر پروکاریوت ها متابولیسم انرژی در فرآیندهای تخمیر انجام می شود. مقایسه متابولیسم پروکاریوت ها و یوکاریوت ها به این نتیجه می رسد که رابطه تکاملی بین آنها وجود دارد. تخمیر بی هوازی احتمالاً در مراحل اولیه تکامل بوجود آمده است. پس از ظهور مقدار کافی اکسیژن آزاد در جو، متابولیسم هوازی بسیار سودآورتر بود، زیرا اکسیداسیون کربوهیدرات ها بازده انرژی مفید بیولوژیکی را 18 برابر در مقایسه با تخمیر افزایش می دهد. بنابراین، متابولیسم بی هوازی با روش هوازی استخراج انرژی توسط موجودات تک سلولی همراه شد.

سلول های یوکاریوتی چه زمانی ظاهر شدند؟ پاسخ دقیقی برای این سوال وجود ندارد، اما مقدار قابل توجهی از داده های مربوط به یوکاریوت های فسیلی نشان می دهد که سن آنها حدود 1.5 میلیارد سال است. دو فرضیه در مورد چگونگی پیدایش یوکاریوت ها وجود دارد.

یکی از آنها (فرضیه اتوژنیک) نشان می دهد که سلول یوکاریوتی با تمایز سلول پروکاریوتی اصلی به وجود آمده است. ابتدا یک مجتمع غشایی ایجاد شد: یک غشای سلولی بیرونی با هجوم به داخل سلول تشکیل شد که از آن ساختارهای جداگانه ای تشکیل شد که اندامک های سلولی را به وجود آورد. نمی توان گفت که یوکاریوت ها از کدام گروه خاص از پروکاریوت ها به وجود آمده اند.

فرضیه دیگری (همزیستی) توسط دانشمند آمریکایی مارگولیس ارائه شد. او آن را بر اساس اکتشافات جدید، به ویژه کشف DNA خارج هسته ای در پلاستیدها و میتوکندری ها و توانایی این اندامک ها برای تقسیم مستقل است. L. Margulis پیشنهاد می کند که سلول یوکاریوتی در نتیجه چندین عمل همزیستی بوجود آمده است. ابتدا یک سلول پروکاریوتی آمیبوئید بزرگ با باکتری های هوازی کوچک متحد شد که به میتوکندری تبدیل شد. سپس این سلول پروکاریوتی همزیست باکتری‌های اسپیروکت‌مانند را در خود جای داد که کینتوزوم‌ها، سانتروزوم‌ها و تاژک‌ها را تشکیل دادند. پس از جداسازی هسته در سیتوپلاسم (ویژگی یوکاریوت ها)، سلول با این مجموعه از اندامک ها نقطه شروعی برای تشکیل پادشاهی قارچ ها و حیوانات بود. ترکیب یک سلول پروکاریوتی با سیانیدها منجر به تشکیل یک سلول پلاستید شد که

آغاز شکل گیری پادشاهی گیاهی. فرضیه مارگولیس مورد قبول همه نیست و مورد انتقاد قرار گرفته است. اکثر نویسندگان به فرضیه خودزایی پایبند هستند که با اصول داروینی انحصار، تمایز و پیچیدگی سازمان در سیر تکامل پیشرو سازگار است.

در تکامل یک سازمان تک سلولی، مراحل میانی متمایز می شود که با پیچیدگی ساختار ارگانیسم، بهبود دستگاه ژنتیکی و روش های تولید مثل مرتبط است.

ابتدایی ترین مرحله است پروکاریوت آگامیک -- توسط سیانیدها و باکتری ها نشان داده می شود. مورفولوژی این موجودات در مقایسه با سایر تک سلولی ها (تک یاخته ها) ساده ترین است. با این حال، در حال حاضر در این مرحله تمایز به سیتوپلاسم، عناصر هسته ای، گرانول های پایه و غشای سیتوپلاسمی ظاهر می شود. باکتری ها به تبادل مواد ژنتیکی از طریق کونژوگاسیون معروف هستند. تنوع گسترده ای از گونه های باکتریایی و توانایی وجود در شرایط محیطی متنوع نشان دهنده سازگاری بالای سازمان آنها است.

مرحله بعد -- یوکاریوتی آگامیک -- با تمایز بیشتر ساختار داخلی با تشکیل اندامک های بسیار تخصصی (غشا، هسته، سیتوپلاسم، ریبوزوم، میتوکندری و غیره) مشخص می شود. به ویژه در اینجا تکامل دستگاه هسته ای مهم بود - تشکیل کروموزوم های واقعی در مقایسه با پروکاریوت ها، که در آن ماده ارثی به طور پراکنده در سراسر سلول توزیع می شود. این مرحله مشخصه تک یاخته‌هایی است که تکامل پیشرونده آن مسیر افزایش تعداد اندامک‌های یکسان (پلیمریزاسیون)، افزایش تعداد کروموزوم‌های هسته (پلی پلوئیدی شدن) و ظهور هسته‌های زایشی و رویشی - درشت هسته و ریزهسته را دنبال کرد. (دوگانه انگاری هسته ای). در میان موجودات یوکاریوتی تک سلولی، گونه های زیادی با تولید مثل آگاموس (آمیب های برهنه، ریزوم های پوسته، تاژکک ها) وجود دارد.

یک پدیده پیشرونده در فیلوژنز تک یاخته ها ظهور تولید مثل جنسی (گاموگونی) بود که با صرف معمولی متفاوت است. تک یاخته ها دارای میوز با دو تقسیم و متقاطع در سطح کروماتید هستند و گامت هایی با مجموعه کروموزوم هاپلوئیدی تشکیل می شوند. در برخی از تاژک داران، گامت ها تقریباً از افراد غیرجنسی قابل تشخیص نیستند و هنوز به گامت های نر و ماده تقسیم نشده است، یعنی ایزوگامی مشاهده می شود. به تدریج، در سیر تکاملی پیشرونده، گذار از ایزوگامی به ناهمسانی یا تقسیم سلول های زاینده به زن و مرد و به جفت ناهمسانی رخ می دهد. هنگامی که گامت ها با هم ترکیب می شوند، یک زیگوت دیپلوئیدی تشکیل می شود. در نتیجه، در تک یاخته ها انتقالی از مرحله یوکاریوتی آگامیک به مرحله زیگوتیک - مرحله اولیه زنوگامی (تولید مجدد با لقاح متقابل) وجود داشته است. توسعه بعدی ارگانیسم‌های چند سلولی مسیر بهبود روش‌های تولید مثل بیگانه‌همسر را دنبال کرد.

ظهور و توسعه سازمان چند سلولی

مرحله بعدی تکامل پس از پیدایش موجودات تک سلولی، تشکیل و تکامل پیشرونده یک موجود چند سلولی بود. این مرحله با پیچیدگی زیاد مراحل انتقالی متمایز می شود که از آن ها تک سلولی استعماری، متمایز اولیه، متمایز مرکزی متمایز می شود.

تک سلولی استعماری مرحله انتقالی از یک ارگانیسم تک سلولی به یک موجود چند سلولی در نظر گرفته می شود و ساده ترین مرحله در تکامل سازمان چند سلولی است.

بدوی ترین اشکال موجودات تک سلولی استعماری اخیراً کشف شده اند که در نیمه راه بین موجودات تک سلولی و موجودات چند سلولی پایین تر (اسفنج ها و coelenterates) قرار دارند. آنها به زیرمجموعه Mesozoa اختصاص یافتند، اما در تکامل سازمان چند سلولی، نمایندگان این نیمه پادشاهی خطوط بن بست محسوب می شوند. هنگام تصمیم گیری در مورد منشا چند سلولی، اولویت بیشتری به تاژک داران استعماری (گونیوم، پاندورینا، ولووکس) داده می شود. بنابراین، یک کلنی گونیوم از 16 سلول تاژکدار متحد تشکیل شده است، اما بدون هیچ گونه تخصصی در عملکرد آنها به عنوان اعضای کلنی، به عنوان مثال، یک کنگلومرای مکانیکی از سلول ها است.

متمایز اولیه مرحله ای از تکامل یک سازمان چند سلولی با شروع تخصص بر اساس اصل "تقسیم کار" بین اعضای مستعمره مشخص می شود. عناصر تخصص اولیه در مستعمرات Pandorina morum (16 سلول)، Eudorina elegans (32 سلول)، Volvox globator (هزاران سلول) مشاهده می شود. تخصص در این موجودات به تقسیم سلول‌ها به سلول‌های سوماتیکی که وظایف تغذیه و حرکت (تاژک) را انجام می‌دهند و سلول‌های مولد (گونیدیا) که برای تولید مثل خدمت می‌کنند، خلاصه می‌شود. در اینجا anisogamy نیز تلفظ می شود. در مرحله تمایز اولیه، تخصصی شدن عملکردها در سطح بافت، اندام و اندام سیستمیک رخ می دهد. بنابراین، coelenterates قبلا یک سیستم عصبی ساده را تشکیل داده اند، که با توزیع تکانه ها، فعالیت سلول های حرکتی، غده ای، گزنده و تولید مثل را هماهنگ می کند. هنوز مرکز عصبی وجود ندارد، اما مرکز هماهنگی وجود دارد.

توسعه با coelenterates آغاز می شود متمایز مرکزی مراحل تکامل سازمان چند سلولی در این مرحله، ساختار مورفوفیزیولوژیکی از طریق افزایش تخصص بافت پیچیده‌تر می‌شود و با ظهور لایه‌های جوانه‌ای شروع می‌شود که مورفوژنز سیستم‌های تغذیه‌ای، دفعی، مولد و سایر اندام‌ها را تعیین می‌کنند. یک سیستم عصبی متمرکز به خوبی تعریف شده ایجاد می شود: در بی مهرگان - گانگلیولار، در مهره داران - با بخش های مرکزی و محیطی. در همان زمان، روش های تولید مثل جنسی در حال بهبود است - از لقاح خارجی به درونی، از جوجه کشی رایگان تخم ها در خارج از بدن مادر تا زنده ماندن.

پایان تکامل سازمان چند سلولی حیوانات، ظهور موجوداتی با رفتار «نوع هوشمند» بود. این شامل حیواناتی با فعالیت رفلکس شرطی بسیار توسعه یافته می شود که قادر به انتقال اطلاعات به نسل بعدی نه تنها از طریق وراثت، بلکه به روش فوق گامتیک (به عنوان مثال، انتقال تجربه به حیوانات جوان از طریق آموزش) هستند. آخرین مرحله در تکامل مرحله متمایز مرکزی، ظهور انسان بود.

اجازه دهید مراحل اصلی تکامل موجودات چند سلولی را در دنباله ای که در تاریخ زمین شناسی زمین رخ داده است در نظر بگیریم. همه موجودات چند سلولی به سه پادشاهی تقسیم می شوند: قارچ ها (Fungi)، گیاهان (Metaphyta) و حیوانات (Metazoa). اطلاعات بسیار کمی در مورد تکامل قارچ ها وجود دارد، زیرا سابقه فسیلی آنها کمیاب است. دو پادشاهی دیگر از نظر بقایای فسیلی بسیار غنی‌تر هستند و این امکان را فراهم می‌کند که روند تاریخ آنها را با جزئیات بازسازی کنیم.

تکامل دنیای گیاهان

در عصر پروتروزوئیک (حدود 1 میلیارد سال پیش)، تنه تکاملی قدیمی ترین یوکاریوت ها به چندین شاخه تقسیم شد که از آن گیاهان چند سلولی (جلبک های سبز، قهوه ای و قرمز) و همچنین قارچ ها به وجود آمدند. بیشتر گیاهان اولیه آزادانه در آب دریا شناور بودند (دیاتومه ها، جلبک های طلایی)، برخی به پایین متصل بودند.

یک شرط ضروری برای تکامل بیشتر گیاهان، تشکیل یک بستر خاک در سطح زمین در نتیجه برهمکنش باکتری ها و سیانید با مواد معدنی و تحت تأثیر عوامل اقلیمی بود. در پایان دوره سیلورین، فرآیندهای تشکیل خاک، امکان رسیدن گیاهان به زمین را فراهم کرد (440 میلیون سال پیش). از جمله گیاهانی که برای اولین بار زمین را مستعمره کردند، پسیلوفیت ها بودند.

گروه‌های دیگر گیاهان آوندی زمینی از پسیلوفیت‌ها به وجود آمدند: خزه‌ها، دم اسب‌ها، سرخس‌ها که توسط هاگ‌ها تکثیر می‌شوند و محیط آبی را ترجیح می‌دهند. جوامع ابتدایی این گیاهان به طور گسترده در دونین گسترش یافتند. در همان دوره، اولین ژیمنوسپرم ها ظاهر شدند که از سرخس های باستانی به وجود آمدند و ظاهر درخت مانند خود را به ارث بردند. انتقال به تکثیر توسط بذر مزیت بزرگی داشت، زیرا فرآیند جنسی را از نیاز به محیط آبی رها می کرد (همانطور که در سرخس های مدرن نیز مشاهده می شود). تکامل گیاهان زمین های عالی مسیر کاهش فزاینده نسل هاپلوئید (گامتوفیت) و غلبه نسل دیپلوئید (اسپوروفیت) را دنبال کرد.

فلور خشکی در طول دوره کربونیفر به تنوع قابل توجهی رسید. در میان گونه‌های درخت مانند، لیکوفیت‌ها (لپیدودندرون‌ها) و sigillariaceae که ارتفاع آنها به 30 متر یا بیشتر می‌رسد، گسترده بودند. جنگل های پالئوزوئیک سرشار از سرخس های درختی و کالامیت های دم اسب بودند. در میان ژیمنوسپرم‌های اولیه، پتریدوسپرم‌ها و کوردایت‌های مختلف با تنه‌هایی شبیه درختان مخروطی و دارای برگ‌های نواری بلند، غالب بودند.

شکوفایی ژیمنوسپروم ها، به ویژه مخروطیان، که در دوره پرمین آغاز شد، منجر به تسلط آنها در عصر مزوزوئیک شد. در اواسط دوره پرمین، آب و هوا خشک تر شد، که تا حد زیادی در تغییرات در ترکیب فلور منعکس شد. سرخس‌های غول‌پیکر، خزه‌های درخت‌مانند و کالامیت‌ها از عرصه زندگی ناپدید شدند و رنگ جنگل‌های استوایی که برای آن دوران درخشان بود، به تدریج ناپدید شد.

اسناد مشابه

مقیاس های زمان زمین شناسی. بخش های اصلی تاریخ زمین شناسی زمین. توسعه حیات در کریپتوزوییک زندگی در عصر پالئوزوئیک. برتری ماهیان مهره دار بر بندپایان عصر مزوزوئیک عصر خزندگان است. سنوزوئیک عصر پستانداران است.

چکیده، اضافه شده در 04/06/2004


پیدایش و توسعه ایده های تکاملی تا اواسط قرن نوزدهم. ایده های اساسی فیلسوفان طبیعی باستان. دکترین تکاملی J.B. لامارک. دگرگونی گرایی در زیست شناسی به عنوان سلف نظریه تکاملی. پیش نیازها و مفاد اصلی نظریه چارلز داروین.

تست، اضافه شده در 2015/08/20


رمز و راز ظهور حیات بر روی زمین. تکامل پیدایش حیات در زمین و جوهر مفاهیم شیمی تکاملی. تجزیه و تحلیل تکامل بیوشیمیایی نظریه آکادمیک اوپارین. مراحلی از فرآیند که منجر به پیدایش حیات بر روی زمین شد. مشکلات در نظریه تکامل.

چکیده، اضافه شده در 2012/03/23


تاریخچه ظهور، مفهوم مدرن و چشم انداز توسعه نظریه تکامل. ماکرو و تکامل خرد الگوهای کلی تکامل اشکال اساسی تکامل گروه های موجودات. تکامل فیلتیک و واگرا. همگرایی و موازی سازی.

کار دوره، اضافه شده در 2015/05/16


شکل گیری نظریه تکاملی، الگوهای رشد فردی ارگانیسم. تکامل موجودات زنده. ج. نظریه داروین - وراثت، تنوع و انتخاب طبیعی. گونه. نقش ژنتیک در آموزش تکاملی مدرن

چکیده، اضافه شده در 10/09/2008


نظریه های احتمال و احتمال پیدایش حیات بر روی زمین (آفرینش گرایی، منشأ خود به خود و ثابت حیات، پانسپرمیا، تکامل بیوشیمیایی). مراحل تشکیل مولکول های آلی. پیدایش موجودات زنده، تشکیل جو.

کار دوره، اضافه شده در 2013/05/26


شکل گیری زیست شناسی تکاملی. استفاده از پارادایم تکاملی در زیست شناسی به عنوان مبنای روش شناختی تحت تأثیر نظریه چارلز داروین. توسعه مفاهیم تکاملی در دوره پس از داروین ایجاد یک نظریه ترکیبی تکامل.

تست، اضافه شده در 2015/08/20


خاستگاه و توسعه اندیشه های اومانیسم در کشورهای اروپای غربی و روسیه. مسیر زندگی دانشمند ولادیمیر ایوانوویچ ورنادسکی، دستاوردهای اصلی در زمینه علوم طبیعی. ایده های اومانیسم در آثار او. ساختار دانش علمی به عنوان جلوه ای از نووسفر.

کار دوره، اضافه شده 05/04/2014


کائنات کل جهان مادی موجود است که از نظر زمان و مکان نامحدود است. تشکیل منظومه شمسی، پیدایش زمین. یک ستاره به عنوان ماده اصلی کهکشان. ویژگی های تابش پس زمینه مایکروویو کیهانی منشا حیات روی زمین، تکامل آن.

تست، اضافه شده در 03/11/2011


آموزش و منشاء حیات روی زمین؛ تأثیر فرآیندهای زمین شناسی بر تغییرات آب و هوا و شرایط زندگی موجودات. مراحل ایجاد انواع و طبقات حیوانات؛ تکامل "سوپ اولیه" به ترکیب گونه های مدرن دنیای ارگانیک.