Механизмы и факторы эволюции

Божьи коровки отличаются большим разнообразием окраски

Божьи коровки отличаются большим разнообразием окраски

Начиная с Дарвина, открытия в биологии и палеонтологии способствовали развитию эволюционной теории. Сегодня мы знаем, что история жизни тесно связана с историей Земли. Процессы, происходившие на нашей планете, отразились на развитии живой природы. Однако механизмы эволюции еще не совсем ясны.

Эволюция с точки зрения генетики

Эта мышь без шерсти демонстрирует результат неожиданной, генетической мутации.
Дарвин установил, что эволюция создает многообразие видов, но он не мог объяснить природу этого явления. В XX веке стало ясно, что многообразие видов определяется внутриклеточными механизмами. В ядре всех клеток присутствуют гены, которые состоят из молекул ДНК. Каждый ген содержит информацию, которая точно определяет признак живого организма: лапы или плавники, шерсть или чешуя, глаза голубые или черные и т. д. Совокупность генов (их насчитывается у каждого человека около 100 000) и их комбинации создают генетическую программу, благодаря которой любой организм: млекопитающее, рыба, человек или растение — является уникальным. Гены определяют и незначительные отличия одной особи от другой. Откуда берутся эти отличия? Они появляются в результате явления, называемого мутацией. Когда клетка разделяется на две части, она прежде всего производит две копии своей ДНК, чтобы каждая новая клетка могла иметь собственную. Но иногда во время копирования молекулы ДНК происходит «ошибка», и развивающийся в результате живой организм имеет некоторое отличие: это мутант. Так у особи возникает новый признак.

«Положительные» и «отрицательные» мутации

Появившиеся в результате мутаций новые признаки могут оказаться полезными для организмов, и тогда у них есть больше шансов дожить до зрелого возраста и оставить потомство. Если же эти признаки неблагоприятны, организмы не могут выжить и воспроизвести потомство. Очень часто именно среда «решает» вопрос о выживании. Например, у бурого медведя в результате мутации рождается медвежонок с белой шерстью. У него очень мало шансов выжить, так как волк издали заметит медвежонка и съест его. Белый цвет, который дает преимущество медведю, обитающему среди льда и снега, представляет опасность для животного, живущего среди зеленого пейзажа гор и лесов. Очевидно, что естественный отбор, о котором говорил Дарвин, влияет на мутации: от поколения к поколению он изменяет особей популяции («положительные» мутации сохраняются, а «отрицательные» исчезают). Когда количество изменений достигает предела и изменившиеся животные не могут скрещиваться с другими животными родительского вида, они образуют новый вид. потомство.

Как образуются виды!

Вид — это совокупность особей, похожих друг на друга, способных свободно скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство. Образование нового вида происходит всегда одинаково: в результате изоляции группа особей оказывается отделенной от вида, к которому они принадлежали. Они могут скрещиваться только между собой. Но почему возникает такая изоляция? Чаще всего это происходит из-за географического «барьера». Посреди территории, на которой живет вид, образуется новый океан или горная цепь, Вид разделяется на две группы, каждая из которых начинает развиваться по-своему в зависимости от новой окружающей среды. Так постепенно образуются новые виды. То же самое происходит, когда особи оказываются изолированными на острове. Например, птицы Гавайских островов образовали множество видов, отличающихся от тех. которые остались на континенте. Если какой-то вид занимает очень большую территорию, он может разделиться и образовать новые виды. Так произошло с чайками. На берегах Европы живут клуши — чайки с темными крыльями. В разных европейских странах они немного отличаются друг от друга (цветом лапок, глаз и т. д.), но это не мешает им скрещиваться друг с другом, поскольку они принадлежат к одному виду. На берегах Америки живут серебристые чайки, у которых крылья светло-голубого цвета. Они не могут скрещиваться со своими европейскими сородичами. Серебристые чайки, хотя и относятся к той же группе, что и клуши, принадлежат к другому виду. Вот как пошутила эволюция на двух оконечностях огромного географического пространства.

«Когда два «кузена» встречаются…

Серебристая чайка

Клуша

Если наблюдать за чайками, следуя по пути их расселения вдоль побережий Северной Европы, севера России и Америки, можно заметить, что клушу постепенно сменяет серебристая чайка. Относительно недавно серебристая чайка пересекла Атлантику. Она живет в Европе рядом с клушей, но как бы ни были похожи эти два вида, они не могут скрещиваться друг с другом.

Человек: «случайное соединение» хромосом

Человек: "случайное соединение" хромосом

Человек: "случайное соединение" хромосом
Хромосомы — это микроскопические палочки, содержащие ДНК. Человеческие клетки имеют 23 пары хромосом, в то время как в клетках наших «кузенов», больших обезьян (шимпанзе и горилл), их 24 пары.
Что же произошло! У предка человека две из хромосом (желтого цвета) «склеились», образовав одну из человеческих хромосом (оранжевого цвета). Эта «случайность» имела колоссальные последствия!

Выживание вида? Приспособленность и… удача!

АммонитНаутилусНаутилус, появившийся 300 миллионов лет назад, существует и сегодня и почти ничем не отличается от своих предков. Его называют «живым ископаемым». Наутилус не кажется намного «лучше приспособленным» по сравнению с аммонитами, которые так на него похожи, однако аммониты исчезли одновременно с динозаврами. Почему! Специалисты считают, что даже самые приспособленные не всегда выживают. Нужна еще удача!

Кенгуру встречаются только в Австралии, на этом большом острове, изолированном в течение 70 миллионов лет.

Кенгуру встречаются только в Австралии, на этом большом острове, изолированном в течение 70 миллионов лет.