Evolución biológica. Concepto de evolución

En el artículo consideraremos en detalle los tipos de evolución y también hablaremos de este proceso en general, tratando de comprender el tema de manera integral. Aprenderemos cómo se originó la doctrina de la evolución, qué ideas la representan y qué papel juega la especie en ella.

Introducción al tema

La evolución del mundo orgánico es un proceso bastante complejo y prolongado que tiene lugar simultáneamente en diferentes niveles de organización de la materia viva. Al mismo tiempo, siempre afecta a muchos ámbitos. Sucedió que el desarrollo de la naturaleza viva se produce de formas inferiores a superiores. Todo lo simple se vuelve más complicado con el tiempo y adquiere una forma más interesante. En ciertos grupos de organismos se desarrollan habilidades de adaptación que permiten a los seres vivos existir mejor en sus condiciones específicas. Por ejemplo, algunos animales acuáticos desarrollaron membranas entre los dedos de los pies.

Tres direcciones

Antes de hablar de los tipos de evolución, consideremos las tres direcciones principales destacadas por los influyentes científicos rusos I. Shmalhausen y A. Severtsov. En su opinión, hay aromorfosis, idioadaptación y degeneración.

aromorfosis

La aromorfosis, o arogénesis, es un cambio evolutivo grave que generalmente conduce a una complicación de la estructura y funciones de algunos organismos. Este proceso le permite cambiar fundamentalmente algunos aspectos de la vida, por ejemplo, los hábitats. Además, la aromorfosis ayuda a aumentar la competitividad de organismos específicos para sobrevivir en ambiente. La esencia principal de las aromorfosis es la conquista de nuevas zonas de adaptación. Por eso estos procesos ocurren muy raramente, pero si ocurren, son de naturaleza fundamental e influyen en todo desarrollo posterior.

En este caso, es necesario comprender un concepto como nivel de adaptación. Se trata de una zona de hábitat específica con condiciones climáticas y ambientales características que son características de un determinado grupo de organismos. Por ejemplo, para las aves, la zona adaptativa es el espacio aéreo, que las protege de los depredadores y les permite aprender nuevas formas de cazar. Además, el movimiento en el aire permite superar grandes obstáculos y realizar migraciones de larga distancia. Es por eso que el vuelo se considera, con razón, una importante aromorfosis evolutiva.

Las aromorfosis más llamativas de la naturaleza son la multicelularidad y el método de reproducción sexual. Gracias a la multicelularidad se inició el proceso de complicación de la anatomía y morfología de casi todos los organismos. Gracias a la reproducción sexual, las capacidades de adaptación se han ampliado significativamente.

En los animales, tales procesos contribuyeron a la creación de más formas efectivas Nutrición y mejora del metabolismo. Al mismo tiempo, la aromorfosis más importante del mundo animal se considera de sangre caliente, gracias a la cual la supervivencia ha aumentado considerablemente en diversas condiciones.

En las plantas, procesos similares se manifiestan en la aparición de un sistema conductor general que conecta todas sus partes en un solo todo. Esto aumenta la eficiencia de la polinización.

Para las bacterias, la aromorfosis es un modo de nutrición autótrofo, gracias al cual pudieron conquistar una nueva zona de adaptación, que puede estar privada de fuentes de alimentos orgánicos, pero las bacterias aún sobrevivirán allí.

Adaptación idiomática

Sin este proceso es imposible imaginar la evolución de las especies biológicas. Implica adaptaciones específicas a condiciones ambientales específicas. Para entender mejor en qué consiste este proceso, pensemos un poco. La idioadaptación son pequeños cambios que mejoran significativamente la vida de los organismos, pero no los llevan a un nuevo nivel de organización. Consideremos esta información usando las aves como ejemplo. El ala es consecuencia del proceso de aromorfosis, pero la forma de las alas y los métodos de vuelo ya son idioadaptaciones que no cambian la estructura anatómica de las aves, pero al mismo tiempo son responsables de su supervivencia en un entorno determinado. Estos procesos también incluyen la coloración de animales. Debido a que afectan significativamente sólo a un grupo de organismos, se consideran características de especies y subespecies.

Degeneración o catagénesis

Macro y microevolución

Ahora pasemos directamente al tema de nuestro artículo. ¿Qué tipos de este proceso existen? Esta es la micro y macroevolución. Hablemos de ellos con más detalle. La macroevolución es el proceso de formación de las unidades sistemáticas más grandes: especies, nuevas familias, etc. Las principales fuerzas impulsoras de la macroevolución residen en la microevolución.

En primer lugar, está la herencia, la selección natural, la variabilidad y el aislamiento reproductivo. El carácter divergente es característico de la micro y macroevolución. Al mismo tiempo, estos conceptos de los que estamos hablando ahora han recibido muchas interpretaciones diferentes, pero aún no se ha logrado una comprensión final. Una de las más populares es que la macroevolución es un cambio de carácter sistémico que no requiere mucho tiempo.

Sin embargo, cuando se trata de aprender este proceso, lleva mucho tiempo. Además, la macroevolución es de naturaleza global, por lo que es muy difícil dominar toda su diversidad. Un método importante para estudiar esta área es el modelado por computadora, que comenzó a desarrollarse de manera especialmente activa en los años 1980.

Tipos de evidencia de la evolución

Ahora hablemos de la evidencia que existe de la macroevolución. En primer lugar, se trata de un sistema anatómico comparativo de inferencias, que se basa en el hecho de que todos los animales tienen un único tipo de estructura. Esto es lo que indica que todos tenemos un origen común. Aquí se presta mucha atención a los órganos homólogos, así como a los atavismos. Los atavismos humanos son la aparición de una cola, múltiples pezones y pelo continuo. Una prueba importante de la macroevolución es la presencia de órganos vestigiales que los humanos ya no necesitan y que desaparecen gradualmente. Los rudimentos son el apéndice, la línea del cabello y los restos del tercer párpado.

Consideremos ahora la evidencia embriológica de que todos los vertebrados tienen embriones similares en las primeras etapas de desarrollo. Por supuesto, con el tiempo, esta similitud se vuelve cada vez menos notoria, a medida que rasgos de personaje para un tipo determinado.

La evidencia paleontológica del proceso de evolución de las especies radica en el hecho de que los restos de algunos organismos pueden utilizarse para estudiar las formas de transición de otras criaturas extintas. Gracias a los restos fósiles, los científicos pueden descubrir que existieron formas de transición. Por ejemplo, existía una forma de vida así entre los reptiles y las aves. Además, gracias a la paleontología, los científicos pudieron construir series filogenéticas en las que se puede rastrear claramente la secuencia de especies sucesivas que se desarrollan en el proceso de evolución.

La evidencia bioquímica se basa en el hecho de que todos los organismos vivos de la Tierra tienen una distribución uniforme. composición química y código genético, que también conviene tener en cuenta. Además, todos somos similares en el metabolismo energético y plástico, así como en la naturaleza enzimática de algunos procesos.

La evidencia biogeográfica se basa en el hecho de que el proceso de evolución se refleja perfectamente en la naturaleza de la distribución de animales y plantas en la superficie de la Tierra. Así, los científicos dividieron condicionalmente el planeta en 6 zonas geográficas. No los consideraremos en detalle aquí, pero observaremos que existe una conexión muy estrecha entre los continentes y especies de organismos vivos relacionados.

A través de la macroevolución, podemos entender que todas las especies evolucionaron a partir de organismos previamente vivos. Esto revela la esencia del propio proceso de desarrollo.

Transformaciones a nivel intraespecífico.

La microevolución se refiere a pequeños cambios en los alelos de una población a lo largo de generaciones. También podemos decir que estas transformaciones ocurren a nivel intraespecífico. Las razones se encuentran en los procesos de mutación, la deriva artificial y natural y la transferencia de genes. Todos estos cambios conducen a la especiación.

Hemos examinado los principales tipos de evolución, pero aún no sabemos que la microevolución se divide en algunas ramas. En primer lugar, se trata de genética de poblaciones, gracias a la cual se realizan los cálculos matemáticos necesarios para estudiar muchos procesos. En segundo lugar, se trata de genética ambiental, que nos permite observar los procesos de desarrollo en la realidad. Estos 2 tipos de evolución (micro y macro) son de gran importancia y contribuyen en cierta medida a los procesos de desarrollo en su conjunto. Vale la pena señalar que a menudo se contrastan entre sí.

Evolución de las especies modernas.

Primero, observemos que este es un proceso continuo. En otras palabras, nunca se detiene. Todos los organismos vivos evolucionan a diferentes ritmos. Sin embargo, el problema es que algunos animales viven mucho tiempo, por lo que es muy difícil notar cambios. Deben pasar cientos o incluso miles de años antes de que puedan ser rastreados.

EN mundo moderno Los elefantes africanos están evolucionando activamente. Es cierto, con ayuda humana. Por tanto, la longitud del colmillo en estos animales disminuye rápidamente. El hecho es que los cazadores siempre han cazado elefantes que tenían enormes colmillos. Al mismo tiempo, estaban mucho menos interesados ​​en otras personas. Así, aumentaron sus posibilidades de supervivencia y también de transmitir sus genes a otras generaciones. Por eso, a lo largo de varias décadas, se observó una disminución gradual en la longitud de los colmillos.

Es muy importante entender que la ausencia de signos externos no significa el final del proceso evolutivo. Por ejemplo, muy a menudo diferentes investigadores se equivocan sobre el celacanto, un pez con aletas lobuladas. Existe la opinión de que no ha evolucionado en millones de años, pero esto no es cierto. Agreguemos que hoy el celacanto es el único representante vivo del orden de los celacantos. Si comparas los primeros representantes de esta especie y los individuos modernos, puedes encontrar muchas diferencias significativas. La única similitud está en los signos externos. Por eso es muy importante observar la evolución de manera integral y no juzgarla únicamente por signos externos. Curiosamente, el celacanto moderno tiene más similitudes con el arenque que con su antepasado, el celacanto.

Factores

Como sabemos, las especies surgieron a través de la evolución, pero ¿qué factores contribuyeron a ello? En primer lugar, la variabilidad hereditaria. El hecho es que diversas mutaciones y nuevas combinaciones de genes crean la base para la diversidad hereditaria. Nota: cuanto más activo sea el proceso de mutación, más efectiva será la selección natural.

El segundo factor es la preservación aleatoria de características. Para comprender la esencia de este fenómeno, comprendamos conceptos como deriva genética y ondas poblacionales. Estas últimas son fluctuaciones que ocurren en períodos y afectan el tamaño de la población. Por ejemplo, cada cuatro años hay muchas liebres e inmediatamente después su número cae drásticamente. Pero ¿qué es la deriva genética? Esto significa la conservación o desaparición de cualquier signo en orden aleatorio. Es decir, si como resultado de algunos eventos la población disminuye considerablemente, entonces algunas características se conservarán total o parcialmente de manera caótica.

El tercer factor que consideraremos es la lucha por la existencia. Su razón radica en el hecho de que nacen muchos organismos, pero solo algunos de ellos pueden sobrevivir. Además, no habrá suficiente comida ni territorio para todos. En general, el concepto de lucha por la existencia puede describirse como la relación especial de un organismo con el medio ambiente y otros individuos. Hay varias formas de lucha. Puede ser intraespecífico, que se da entre individuos de una misma especie. La segunda forma es interespecífica, cuando los representantes luchan por sobrevivir. diferentes tipos. La tercera forma es la lucha contra las condiciones ambientales, cuando los animales necesitan adaptarse a ellas o morir. Al mismo tiempo, la lucha dentro de las especies se considera, con razón, la más brutal.

Ahora sabemos que el papel de las especies en la evolución es enorme. Es a partir de un representante que puede comenzar la mutación o la degeneración. Sin embargo, el proceso evolutivo está regulado por sí mismo, ya que actúa la ley de la selección natural. Entonces, si los nuevos síntomas no son efectivos, las personas que los tienen morirán tarde o temprano.

Consideremos otro concepto importante que es característico de todos los tipos de evolución motriz. Esto es aislamiento. Este término implica la acumulación de ciertas diferencias entre representantes de una misma población, que han estado aislados unos de otros durante mucho tiempo. Como resultado, esto puede llevar al hecho de que los individuos simplemente no pueden cruzarse entre sí, creando así dos especies completamente diferentes.

antropogénesis

Ahora hablemos de tipos de personas. La evolución es un proceso característico de todos los organismos vivos. La parte de la evolución biológica que condujo al surgimiento de los humanos se llama antropogénesis. Gracias a esto se produjo la separación. especie humana de simios, mamíferos y homínidos. ¿Qué tipo de personas conocemos? La teoría evolutiva los divide en australopitecos, neandertales, etc. Las características de cada una de estas especies nos son familiares desde la escuela.

Entonces nos familiarizamos con los principales tipos de evolución. A veces la biología puede decir mucho sobre el pasado y el presente. Por eso vale la pena escucharla. Nota: algunos científicos creen que conviene distinguir 3 tipos de evolución: macro, micro y humana. Sin embargo, estas opiniones son aisladas y subjetivas. En este material, presentamos al lector 2 tipos principales de evolución, gracias a los cuales se desarrollan todos los seres vivos.

Para resumir el artículo, digamos que el proceso evolutivo es un verdadero milagro de la naturaleza, que a su vez regula y coordina la vida. En el artículo analizamos los principales. conceptos teóricos, pero en la práctica todo es mucho más interesante. Cada especie biológica es un sistema único capaz de autorregulación, adaptación y evolución. Ésta es la belleza de la naturaleza, que se ocupó no sólo de las especies creadas, sino también de aquellas en las que pueden mutar.

Evolución Es el proceso de desarrollo histórico del mundo orgánico. La esencia de este proceso es la adaptación continua de los seres vivos a condiciones ambientales diversas y en constante cambio, y la creciente complejidad de la organización de los seres vivos con el tiempo. En el curso de la evolución se produce la transformación de unas especies en otras.

Los principales en la teoría evolutiva.– la idea de desarrollo histórico desde comparativamente formas simples vida a una más organizada. Las bases de la teoría científica materialista de la evolución las sentó el gran naturalista inglés Charles Darwin. Antes de Darwin, la biología estaba dominada principalmente por el concepto incorrecto de la inmutabilidad histórica de las especies, de que hay tantas como fueron creadas por Dios. Sin embargo, incluso antes de Darwin, los biólogos más perspicaces comprendieron la inconsistencia de las opiniones religiosas sobre la naturaleza, y algunos de ellos llegaron especulativamente a ideas evolucionistas.

El científico natural más destacado y predecesor de Charles Darwin fue el famoso científico francés Jean Baptiste Lamarck. En su famoso libro “Filosofía de la Zoología” demostró la variabilidad de las especies. Lamarck enfatizó que la constancia de las especies es sólo un fenómeno aparente; está asociado con la corta duración de las observaciones de las especies. Las formas de vida superiores, según Lamarck, evolucionaron a partir de las inferiores en el proceso de evolución. La doctrina evolucionista de Lamarck no fue suficientemente concluyente y no recibió un amplio reconocimiento entre sus contemporáneos. Sólo después de los destacados trabajos de Charles Darwin la idea evolucionista fue generalmente aceptada.

La ciencia moderna tiene muchos hechos que prueban la existencia del proceso evolutivo. Se trata de datos de bioquímica, embriología, anatomía, sistemática, biografía, paleontología y muchas otras disciplinas.

Evidencia embriológica– similitud de las etapas iniciales del desarrollo embrionario de los animales. Al estudiar el período de desarrollo embrionario en varios grupos, K. M. Baer descubrió la similitud de estos procesos en diferentes grupos de organismos, especialmente en las primeras etapas de desarrollo. Posteriormente, basándose en estas conclusiones, E. Haeckel expresó la idea de que esta similitud tiene un significado evolutivo y sobre esta base se formula la "ley biogenética": la ontogénesis es un breve reflejo de la filogenia. Cada individuo en su desarrollo individual (ontogénesis) pasa por las etapas embrionarias de formas ancestrales. Estudiar únicamente las primeras etapas de desarrollo del embrión de cualquier vertebrado no nos permite determinar con precisión a qué grupo pertenecen. Las diferencias se forman en etapas posteriores del desarrollo. Cómo grupo más cercano, al que pertenecen los organismos estudiados, las características comunes más largas se conservarán en la embriogénesis.?

Morfológico– muchas formas combinan las características de varias unidades sistemáticas grandes. Al estudiar diferentes grupos de organismos, resulta obvio que en una serie de características son fundamentalmente similares. Por ejemplo, la estructura de las extremidades en todos los animales de cuatro patas se basa en una extremidad de cinco dedos. Esta estructura básica es varios tipos transformado en relación con diversas condiciones de existencia: esta es la extremidad de un animal équido, que al caminar se apoya en un solo dedo, y la aleta de un mamífero marino, y la extremidad excavadora de un topo, y el ala de un murciélago.

Los órganos construidos según un plan único y que se desarrollan a partir de rudimentos únicos se denominan homólogos. Los órganos homólogos no pueden por sí solos servir como evidencia de evolución, pero su presencia indica el origen de grupos similares de organismos a partir de un ancestro común. Un ejemplo sorprendente de evolución es la presencia de órganos vestigiales y atavismos. Los órganos que han perdido su función original pero permanecen en el cuerpo se denominan vestigiales. Ejemplos de rudimentos incluyen: en humanos, que realiza la función digestiva en mamíferos rumiantes; los huesos pélvicos de serpientes y ballenas, que no cumplen ninguna función para ellas; vértebras coccígeas en los humanos, que se consideran los rudimentos de la cola que tenían nuestros ancestros lejanos. llamar a la manifestación en organismos de estructuras y órganos característicos de formas ancestrales. Ejemplos clásicos de atavismos son los múltiples pezones y las colas en los humanos.

paleontológico– Los restos fósiles de muchos animales se pueden comparar entre sí y se pueden detectar similitudes. Basado en el estudio de restos fósiles de organismos y comparación con formas vivas. Tienen sus ventajas y desventajas. Las ventajas incluyen la oportunidad de ver de primera mano cómo cambió un determinado grupo de organismos en diferentes períodos. Las desventajas incluyen que los datos paleontológicos son muy incompletos por muchas razones. Entre ellos se incluyen la rápida reproducción de organismos muertos por parte de animales que se alimentan de carroña; los organismos de cuerpo blando están extremadamente mal conservados; y, por último, que sólo se está descubriendo una pequeña fracción de los restos fósiles. En vista de esto, existen muchas lagunas en los datos paleontológicos, que son el principal objeto de crítica por parte de quienes se oponen a la teoría de la evolución.

EVOLUCIÓN (en biología) EVOLUCIÓN (en biología)

EVOLUCIÓN (en biología), desarrollo histórico irreversible de la naturaleza viva. Determinado por la variabilidad (cm. VARIABILIDAD), herencia (cm. HERENCIA) y la selección natural (cm. SELECCION NATURAL) organismos. Acompañado de su adaptación a las condiciones de vida, la formación y extinción de especies, la transformación de las biogeocenosis. (cm. BIOGEOCENOSIS) y la biosfera en su conjunto.

diccionario enciclopédico. 2009 .

Vea qué es “EVOLUCIÓN (en biología)” en otros diccionarios:

Tiene un doble significado. Por lo general, este término se entiende de la misma manera que en filosofía, es decir, significa el desarrollo de una forma a partir de otra, y E. en el sentido biológico general es sinónimo de transformismo (ver). Pero, además, la teoría de E.... ... Diccionario enciclopédico F.A. Brockhaus y I.A. Efrón

- (en biología) el desarrollo histórico irreversible de la naturaleza viva. Determinado por la variabilidad, la herencia y la selección natural de los organismos. Acompañado de su adaptación a las condiciones de vida, la formación y extinción de especies... ... Gran diccionario enciclopédico

- (del latín despliegue evolutio), en un sentido amplio sinónimo de desarrollo; Procesos de cambio (en el sentido de irreversibles) que ocurren en la naturaleza viva e inanimada, así como en los sistemas sociales. E. puede llevar a complicación, diferenciación, aumento... ... Enciclopedia filosófica

El desarrollo de organismos desde niveles inferiores de organización de los seres vivos hasta formas modernas altamente organizadas; cambios irreversibles en la diversidad y adaptación de las poblaciones de especies; expresión de sucesivas transformaciones genéticas (cambios);… … Diccionario ecológico

- (del latín despliegue evolutio), un proceso histórico irreversible. cambios en los seres vivos. De los muchos Mutaciones no dirigidas como evolución elemental. material, la selección natural forma combinaciones de características y propiedades que conducen a... ... Diccionario enciclopédico biológico

Cambios en las características adaptativas y formas de adaptación de poblaciones de organismos. La primera teoría consistente de E. b. fue propuesto en 1809 fr. naturalista y filósofo J.B. Lamarck. Para explicar el desarrollo progresivo de la naturaleza a lo largo del tiempo, esto... ... Enciclopedia filosófica

Evolución biológica, desarrollo histórico de los organismos. Determinado por la variabilidad hereditaria, la lucha por la existencia, natural y seleccion artificial. Conduce a la formación de adaptaciones (adaptaciones) de los organismos a sus condiciones... ... Gran enciclopedia soviética

Este artículo trata sobre la evolución biológica. Para conocer otros significados del término en el título del artículo, consulte Evolución (significados). Fi... Wikipedia

La doctrina evolutiva (también evolucionismo y evolucionismo) es un sistema de ideas y conceptos en biología que afirman el desarrollo histórico progresivo de la biosfera de la Tierra, sus biogeocenosis constituyentes, así como los taxones y especies individuales, que pueden ser ... Wikipedia

La antropogénesis (o antroposociogénesis) es parte de la evolución biológica que condujo al surgimiento de la especie Homo sapiens, que se separó de otros homínidos, simios y mamíferos placentarios, el proceso de formación evolutiva histórica ... Wikipedia

Libros

• Evolución de la ontogenia, Ozernyuk N.D.. La evolución de la ontogenia se considera el principal problema de la biología del desarrollo evolutivo, ya que las transformaciones evolutivas de los organismos son causadas por cambios en su ontogénesis. Integración…

La evolución es un proceso de desarrollo que consiste en cambios graduales, sin saltos bruscos (a diferencia de la revolución). La mayoría de las veces, cuando se habla de evolución, se refieren a evolución biológica.

Evolución biológica- desarrollo histórico irreversible y direccional de la naturaleza viva, acompañado de cambios en la composición genética de las poblaciones, la formación de adaptaciones, la formación y extinción de especies, la transformación de los ecosistemas y de la biosfera en su conjunto. La evolución biológica es el estudio de la biología evolutiva.

Existen varias teorías evolutivas, que tienen en común la afirmación de que las formas de vida vivientes son descendientes de otras formas de vida que existieron anteriormente. Las teorías evolutivas difieren en su explicación de los mecanismos de la evolución. Actualmente el más común es el llamado. Teoría sintética de la evolución, que es un desarrollo de la teoría de Darwin.

Los genes que se transmiten a la descendencia, como resultado de la expresión, forman la suma de las características de un organismo (fenotipo). Cuando los organismos se reproducen, sus descendientes desarrollan características nuevas o modificadas que surgen mediante mutaciones o la transferencia de genes entre poblaciones o incluso especies. En las especies que se reproducen sexualmente, surgen nuevas combinaciones de genes mediante recombinación genética. La evolución ocurre cuando las diferencias hereditarias se vuelven más comunes o raras en una población.

La biología evolutiva estudia los procesos evolutivos y propone teorías para explicar sus causas. A mediados del siglo XIX, el estudio de los fósiles y la diversidad de especies había convencido a la mayoría de los científicos de que las especies cambian con el tiempo. Sin embargo, el mecanismo de estos cambios no quedó claro hasta la publicación en 1859 del libro Sobre el origen de las especies del científico inglés Charles Darwin sobre la selección natural como fuerza motriz evolución. La teoría de Darwin y Wallace finalmente fue aceptada por la comunidad científica. En la década de 1930, la idea de la selección natural darwiniana se combinó con las leyes de Mendel, que formaron la base de la teoría sintética de la evolución (STE). STE permitió explicar la conexión entre el sustrato de la evolución (genes) y el mecanismo de la evolución (selección natural).

Herencia

Herencia, la propiedad inherente de todos los organismos de repetir los mismos signos y características de desarrollo a lo largo de varias generaciones; Es causada por la transferencia durante el proceso de reproducción de una generación a otra de las estructuras materiales de la célula, que contienen programas para el desarrollo de nuevos individuos a partir de ellas. Así, la herencia asegura la continuidad de la organización morfológica, fisiológica y bioquímica de los seres vivos, la naturaleza de su desarrollo individual o la ontogénesis. Como fenómeno biológico general, la herencia es la condición más importante para la existencia de formas de vida diferenciadas, que son imposibles sin la relativa constancia de las características de los organismos, aunque se ve violada por la variabilidad: la aparición de diferencias entre organismos. La herencia, que afecta a una amplia variedad de rasgos en todas las etapas de la ontogénesis de los organismos, se manifiesta en los patrones de herencia de los rasgos, es decir, su transmisión de padres a descendientes.

A veces, el término "herencia" se refiere a la transmisión de una generación a otra de principios infecciosos (la llamada herencia infecciosa) o de aprendizaje de habilidades, educación y tradiciones (la llamada herencia social o de señalización). Tal expansión del concepto de herencia más allá de su esencia biológica y evolutiva es controvertida. Sólo en los casos en que los agentes infecciosos pueden interactuar con las células huésped hasta el punto de incluirse en su aparato genético, es difícil separar la herencia infecciosa de la normal. Los reflejos condicionados no se heredan, sino que cada generación los desarrolla de nuevo, pero el papel de la herencia en la velocidad de consolidación reflejos condicionados y las características de comportamiento son indiscutibles. Por tanto, la herencia de señales incluye un componente de herencia biológica.

Variabilidad

La variabilidad es la variedad de caracteres y propiedades en individuos y grupos de individuos de cualquier grado de parentesco. Inherente a todos los organismos vivos. La variación se distingue entre hereditaria y no hereditaria, individual y grupal, cualitativa y cuantitativa, dirigida y no dirigida. La variabilidad hereditaria es causada por la aparición de mutaciones, mientras que la variabilidad no hereditaria es causada por la influencia de factores ambientales. Los fenómenos de herencia y variabilidad subyacen a la evolución.

Mutación

La mutación es un cambio aleatorio y persistente en el genotipo que afecta a cromosomas completos, sus partes o genes individuales. Las mutaciones pueden ser grandes y claramente visibles, por ejemplo, falta de pigmento (albinismo), falta de plumaje en los pollos, dedos cortos, etc. Sin embargo, la mayoría de las veces los cambios mutacionales son desviaciones pequeñas y apenas perceptibles de la norma.

Las mutaciones son un evento bastante raro. La frecuencia de aparición de mutaciones espontáneas individuales se expresa por el número de gametos de una generación que portan una determinada mutación, en relación con numero total gametos.

Las mutaciones surgen principalmente como resultado de dos motivos: errores espontáneos en la replicación de una secuencia de nucleótidos y la acción de diversos factores mutagénicos que provocan errores de replicación.

Mutaciones provocadas por la acción de mutágenos (irradiación, sustancias químicas, temperatura, etc.) se denominan inducidas, a diferencia de las mutaciones espontáneas que se producen como resultado de errores aleatorios en la acción de las enzimas que aseguran la replicación y/o como resultado de vibraciones térmicas de los átomos en los nucleótidos.

Tipos de mutaciones. Según la naturaleza de los cambios en el aparato genético, las mutaciones se dividen en genómicas, cromosómicas y genéticas o puntuales. Las mutaciones genómicas implican cambiar la cantidad de cromosomas en las células del cuerpo. Estos incluyen: poliploidía: un aumento en el número de juegos de cromosomas, cuando en lugar de los 2 juegos de cromosomas habituales para los organismos diploides puede haber 3, 4, etc.; haploidía: en lugar de 2 juegos de cromosomas, solo hay uno; aneuploidía: uno o más pares de cromosomas homólogos están ausentes (nulisomía) o no están representados por un par, sino por un solo cromosoma (monosomía) o, por el contrario, por 3 o más parejas homólogas (trisomía, tetrasomía, etc.). Las mutaciones cromosómicas, o reordenamientos cromosómicos, incluyen: inversiones: una sección de un cromosoma se gira 180°, de modo que los genes que contiene están ordenados en orden inverso al normal; translocaciones: intercambio de secciones de dos o más cromosomas no homólogos; eliminaciones: pérdida de una porción significativa de un cromosoma; deficiencias (pequeñas eliminaciones) - pérdida Área pequeña cromosomas; duplicación: duplicación de una sección cromosómica; fragmentación: romper un cromosoma en 2 o más partes. Las mutaciones genéticas son cambios permanentes. Estructura química genes individuales y, por regla general, no se reflejan en la morfología de los cromosomas observados al microscopio. También se conocen mutaciones de genes localizadas no solo en los cromosomas, sino también en algunos orgánulos autorreproductores del citoplasma (por ejemplo, mitocondrias, plastidios).

Causas de las mutaciones y su inducción artificial. La poliploidía ocurre con mayor frecuencia cuando los cromosomas se separan al comienzo de la división celular (mitosis), pero por alguna razón no ocurre la división celular. La poliploidía se puede inducir artificialmente influyendo en una célula que ha entrado en mitosis con sustancias que alteran la citotomía. Con menos frecuencia, la poliploidía surge como resultado de la fusión de 2 células somáticas o la participación de 2 espermatozoides en la fertilización de un óvulo. Haploidía - en la mayor parte consecuencia del desarrollo del embrión sin fecundación. Se produce de forma artificial al polinizar plantas con polen muerto o polen de otra especie (lejana). La principal causa de aneuploidía es la no disyunción aleatoria de un par de cromosomas homólogos durante la meiosis, como resultado de lo cual ambos cromosomas de este par terminan en una célula germinal o ninguno de ellos termina en ella. Con menos frecuencia, los aneuploides surgen de las pocas células germinales viables formadas por poliploides desequilibrados.

Las causas de los reordenamientos cromosómicos y la categoría más importante de mutación (las mutaciones genéticas) permanecieron desconocidas durante mucho tiempo. Esto dio lugar a conceptos autogenéticos erróneos, según los cuales las mutaciones genéticas espontáneas surgen en la naturaleza, supuestamente sin la participación de influencias ambientales. Sólo después del desarrollo de métodos para registrar cuantitativamente mutaciones genéticas, quedó claro que podrían ser causadas por diversos factores físicos y químicos: mutágenos.

Recombinación

La recombinación es la redistribución del material genético de los padres en la descendencia, lo que conduce a una variabilidad combinativa hereditaria en los organismos vivos. En el caso de genes no vinculados (que se encuentran en diferentes cromosomas), esta redistribución se puede llevar a cabo combinando libremente los cromosomas en la meiosis, y en el caso de genes vinculados, generalmente cruzando cromosomas, entrecruzándose. La recombinación es un mecanismo biológico universal característico de todos los sistemas vivos, desde virus hasta plantas superiores , animales y humanos. Al mismo tiempo, dependiendo del nivel de organización de un sistema vivo, el proceso de recombinación (genético) tiene varias características. La recombinación ocurre de manera más simple en los virus: cuando una célula se infecta conjuntamente con virus relacionados que difieren en una o más características, después de la lisis celular, no solo se detectan las partículas virales originales, sino también partículas recombinantes con nuevas combinaciones de genes que aparecen en un promedio determinado. frecuencia. En las bacterias, hay varios procesos que terminan en recombinación: la conjugación, es decir, la unión de dos células bacterianas mediante un puente protoplásmico y la transferencia de un cromosoma de una célula donante a una célula receptora, después de lo cual se separan secciones individuales del cromosoma receptor. reemplazado con fragmentos de donante correspondientes; transformación: la transferencia de características mediante moléculas de ADN que penetran desde el medio ambiente a través de la membrana celular; La transducción es la transferencia de sustancia genética de una bacteria donante a una bacteria receptora, realizada por un bacteriófago. En los organismos superiores, la recombinación se produce en la meiosis durante la formación de los gametos: los cromosomas homólogos se juntan y se colocan uno al lado del otro con gran precisión (la llamada sinapsis), luego los cromosomas se rompen en puntos estrictamente homólogos y reúnen los fragmentos transversalmente (entrecruzamiento). ). El resultado de la recombinación se detecta mediante nuevas combinaciones de características en la descendencia. La probabilidad de cruce entre dos puntos cromosómicos es aproximadamente proporcional a la distancia física entre estos puntos. Esto permite, basándose en datos experimentales sobre recombinación, construir mapas genéticos de cromosomas, es decir, organizar gráficamente los genes en orden lineal de acuerdo con su ubicación en los cromosomas y, además, en una determinada escala. El mecanismo molecular de la recombinación no se ha estudiado en detalle, pero se ha establecido que los sistemas enzimáticos que aseguran la recombinación también participan en un proceso tan importante como la corrección de daños que se producen en el material genético. Después de la sinapsis, entra en acción la endonucleasa, una enzima que realiza roturas primarias en las cadenas de ADN. Aparentemente, estas rupturas en muchos organismos ocurren en áreas estructuralmente determinadas: los recombinadores. A continuación, se intercambian hebras dobles o simples de ADN y, finalmente, enzimas sintéticas especiales (ADN polimerasas) llenan los espacios en las hebras y la enzima ligasa cierra los últimos enlaces covalentes. Estas enzimas han sido aisladas y estudiadas únicamente en algunas bacterias, lo que nos ha permitido acercarnos a la creación de un modelo de recombinación in vitro (in vitro). Una de las consecuencias más importantes de la recombinación es la formación de descendencia recíproca (es decir, en presencia de dos formas alélicas de los genes AB y aw, se deben obtener dos productos de recombinación: Ave y aB en cantidades iguales). El principio de reciprocidad se observa cuando se produce recombinación entre puntos suficientemente distantes del cromosoma. Durante la recombinación intragénica, esta regla a menudo se viola. Este último fenómeno, estudiado principalmente en hongos inferiores, se denomina conversión genética. La importancia evolutiva de la recombinación radica en el hecho de que a menudo no son las mutaciones individuales las que resultan beneficiosas para el organismo, sino sus combinaciones. Sin embargo, es poco probable que se produzca simultáneamente una combinación favorable de dos mutaciones en una célula. Como resultado de la recombinación, se combinan mutaciones que pertenecen a dos organismos independientes, lo que acelera el proceso evolutivo.

Mecanismos de evolución

Seleccion natural

Hay dos principales mecanismo evolutivo. La primera es la selección natural, es decir, el proceso mediante el cual los rasgos hereditarios favorables para la supervivencia y la reproducción se extienden por toda la población, mientras que los desfavorables se vuelven más raros. Esto ocurre porque los individuos con rasgos favorables tienen más probabilidades de reproducirse, por lo que más individuos en la siguiente generación tendrán los mismos rasgos. Las adaptaciones al medio surgen como resultado de la acumulación de pequeños cambios aleatorios sucesivos y de la selección natural de la variante más adaptada al medio.

Deriva genética

El segundo mecanismo principal es la deriva genética, un proceso independiente de variación aleatoria en la frecuencia de los rasgos. La deriva genética ocurre como resultado de procesos probabilísticos que causan cambios aleatorios en la frecuencia de rasgos en una población. Aunque los cambios debidos a la deriva y la selección dentro de una sola generación son bastante pequeños, las diferencias en las frecuencias se acumulan en cada generación sucesiva y conducen a cambios significativos en los organismos vivos con el tiempo. Este proceso puede culminar en la formación de una nueva especie. Además, la unidad bioquímica de la vida apunta al origen de todas las especies conocidas a partir de un ancestro común (o conjunto de genes) a través de un proceso de divergencia gradual.

Concepto general de evolución.

A menudo nos encontramos con el término "evolución" en la literatura. Pero no siempre podemos explicar claramente su significado. Por lo tanto, en este artículo consideraremos la cuestión de la evolución en general y la evolución de los organismos vivos con más detalle. El diccionario explicativo da la siguiente explicación de este término:

Los puntos clave de esta definición son las tesis sobre la irreversibilidad de los cambios y la transición gradual (paso a paso) de un estado a otro.

En un sentido amplio, podemos hablar de la evolución de la moral, de la evolución de la moda, es decir, de cualquier desarrollo. Ahora echemos un vistazo más de cerca a la evolución biológica.

Evolución biológica

Recordando la conocida fase: “Todo fluye, todo cambia”, podemos aplicarla con éxito a los organismos vivos. También están sufriendo cambios. Para ellos también es característico el proceso de evolución. biología moderna da la siguiente interpretación del concepto de evolución:

Definición 2

"La evolución biológica es un proceso natural irreversible de desarrollo de la naturaleza viva, que va acompañado de cambios en la composición genética de las poblaciones, la formación de adaptaciones, especiación y extinción de especies, transformación de los ecosistemas y de la biosfera en su conjunto".

Durante el desarrollo de la ciencia surgieron una gran cantidad de teorías que intentaron explicar el mecanismo de las transformaciones evolutivas.

Desarrollo de puntos de vista evolutivos en la ciencia.

Desde el comienzo del desarrollo del conocimiento humano, se formó un complejo de ciencias estrechamente interconectadas que estudiaron la naturaleza. Este complejo se llamó ciencia natural.

Ya en la antigüedad, los naturalistas (entonces se les llamaba filósofos naturales) se dedicaban a la descripción de plantas y animales. Durante mucho tiempo, en la ciencia prevaleció el método descriptivo de cognición. Pero a menudo sólo condujo a una acumulación caótica y no sistemática de hechos científicos. Aristóteles y Teofrasto también intentaron sistematizar el conocimiento sobre los organismos vivos, dividiéndolos en plantas y animales. Carl Linneo intentó crear un sistema armonioso del mundo orgánico. Pero largo tiempo Los científicos no pudieron explicar las razones de la diversidad de especies de los organismos vivos, el mecanismo de cambios en los organismos vivos.

Las opiniones metafísicas niegan los cambios en mundo organico. Y el creacionismo presupone la intervención de una determinada fuerza, el "Creador", en la creación de la vida y de los organismos vivos. Ambas teorías no pueden explicar la presencia de formas fósiles y las razones de su extinción.

La teoría del transformismo, que surgió en la cima de la revolución industrial y las transformaciones sociales de los siglos XVIII y XIX, ya reconoció la posibilidad de cambios en las especies y trató de explicar el mecanismo de estos cambios.

Las ideas del transformismo encontraron su mayor desarrollo en los trabajos del famoso científico francés Jean-Baptiste Lamarck. Fue el primero en crear una teoría holística del desarrollo histórico de la flora y la fauna. Se opuso activamente al postulado metafísico de la inmutabilidad de las formas vivas.

Lamarck admitió la posibilidad de una generación espontánea de vida a partir de naturaleza inanimada. Lamarck llamó gradación a la complicación de la organización de los organismos vivos desde el nivel más bajo al más alto en el proceso de evolución. Pero las opiniones de Lamarck también reflejaban una visión idealista del mundo. Por ejemplo, explicó la evolución de los animales superiores por el deseo de mejorar.

Nota 1

Las ideas del lamarckismo, los descubrimientos en citología, los logros en paleontología y las observaciones personales permitieron al destacado explorador británico Charles Darwin desarrollar su teoría evolutiva. La teoría de Darwin sobre el origen de las especies. largos años proporcionó a la ciencia biológica una base teórica confiable para futuras investigaciones.

Pero el conocimiento humano no se detiene. La teoría de Darwin ya no puede explicar hechos nuevos. Por tanto, la teoría sintética de la evolución (STE) actualmente es generalmente aceptada. Representa una síntesis del darwinismo clásico y genética de poblaciones. STE permite explicar la conexión entre el material de la evolución (mutaciones genéticas) y el mecanismo de la evolución (selección natural).