שאלות על מקור החיים והתפתחותם תמהו מדענים מאז ימי קדם. אנשים תמיד ביקשו להתקרב אל התעלומות הללו, ובכך להפוך את העולם ליותר מובן וצפוי. במשך מאות שנים שלטה נקודת המבט על ההתחלה האלוהית של היקום והחיים. תורת האבולוציה זכתה במקום הכבוד כגרסה העיקרית והסבירה ביותר להתפתחות כל החיים על הפלנטה שלנו לאחרונה יחסית. הוראותיו העיקריות נוסחו על ידי צ'ארלס דרווין באמצע המאה ה-19. המאה שלאחר מכן העניקה לעולם הרבה תגליות בתחום הגנטיקה והביולוגיה, שאפשרו להוכיח את תקפות תורתו של דרווין, להרחיב אותה, לשלב אותה עם נתונים חדשים. כך הופיעה התיאוריה הסינתטית של האבולוציה. היא קלטה את כל הרעיונות של החוקר המפורסם ואת תוצאות המחקר המדעי בתחומים שונים מגנטיקה ועד אקולוגיה.
מיחיד לכיתה
אבולוציה ביולוגית היא התפתחות היסטורית של אורגניזמים המבוססת על התהליכים הייחודיים של תפקוד המידע הגנטי בתנאים סביבתיים מסוימים.
השלב הראשוני של כל הטרנספורמציות, המוביל בסופו של דבר להופעתו של מין חדש, הוא מיקרו-אבולוציה. שינויים כאלה מצטברים עם הזמן ומסתיימים עם היווצרות רמה חדשה יותר של ארגון של יצורים חיים: סוג, משפחה, מעמד. היווצרות של מבנים על-ספציפיים נקראת בדרך כלל מאקרו-אבולוציה.
תהליכים דומים
שתי הרמות הן בעצם זהות. הכוחות המניעים של שינויים במיקרו וגם במאקרו הם ברירה טבעית, בידוד, תורשה, שונות. ההבדל המהותי בין שני התהליכים הוא שמעבר בין מינים שונים כמעט ולא נכלל. כתוצאה מכך, מאקרו-אבולוציה מבוססת על בחירה בין-ספציפית. תרומה עצומה למיקרו-אבולוציה נעשית על ידי החלפה חופשית של מידע גנטי בין פרטים מאותו מין.
התכנסות והתפצלות של סימנים
הקווים העיקריים של האבולוציה יכולים ללבוש כמה צורות. מקור רב עוצמה לגיוון בחיים הוא התבדרות התכונות. הוא פועל הן בתוך מין מסוים והן ברמות גבוהות יותר של ארגון. תנאים סביבתיים וברירה טבעית מובילים לחלוקה של קבוצה אחת לשתיים או יותר, השונות במאפיינים מסוימים. ברמת המין, סטייה יכולה להיות הפיכה. במקרה זה, האוכלוסיות המתקבלות שוב מתמזגות לאחת. ברמות גבוהות יותר, התהליך בלתי הפיך.
צורה נוספת היא אבולוציה פילטית, הכוללת טרנספורמציה של מין מבלי להפריד בין הפרטאוכלוסיות. כל קבוצה חדשה היא צאצא של הקודמת ואב קדמון של הבאה.
התכנסות או "התכנסות" של סימנים תורמת גם היא תרומה משמעותית למגוון החיים. בתהליך ההתפתחות של קבוצות לא קשורות של אורגניזמים בהשפעת אותם תנאים סביבתיים, נוצרים איברים דומים אצל פרטים. יש להם מבנה דומה, אבל מקורות שונים ומבצעים כמעט את אותן פונקציות.
מקביליות קרובה מאוד להתכנסות - צורה של אבולוציה כאשר קבוצות שונות בתחילה מתפתחות בצורה דומה בהשפעת אותם תנאים. יש קו דק בין התכנסות להקבלה, ולעתים קרובות קשה לייחס את האבולוציה של קבוצה מסוימת של אורגניזמים לצורה כזו או אחרת.
התקדמות ביולוגית
כיווני האבולוציה העיקריים תוארו לראשונה בעבודותיו של א.נ. סברצוב. הוא הציע להדגיש את הרעיון של התקדמות ביולוגית. עבודותיו של המדען מתארות את הדרכים להשיג זאת, כמו גם את הדרכים והכיוונים העיקריים של האבולוציה. הרעיונות של סברצוב פותחו על ידי I. I. שמאלאוזן.
הכיוונים העיקריים של האבולוציה של העולם האורגני, שזוהו על ידי מדענים, הם התקדמות ביולוגית, רגרסיה וייצוב. לפי השם, קל להבין כיצד תהליכים אלו שונים זה מזה. התקדמות מובילה להיווצרות תכונות חדשות המגבירות את מידת ההסתגלות של האורגניזם לסביבה. רגרסיה מתבטאת בצמצום בגודל הקבוצה ובמגוון שלה, המוביל בסופו של דבר להכחדה. ייצוב כרוך בגיבוש מאפיינים נרכשים והעברתם מדור לדורייצור בתנאים ללא שינוי יחסית.
במובן צר יותר, המציינים את הכיוונים העיקריים של האבולוציה האורגנית, הם מתכוונים בדיוק להתקדמות ביולוגית וצורותיה.
ישנן שלוש דרכים עיקריות להשיג התקדמות ביולוגית:
- arogenesis;
- allogenesis;
- catagenesis.
ארוגנזה
תהליך זה מאפשר להגביר את רמת הארגון הכללית כתוצאה מהיווצרות הארומורפוזה. אנו מציעים להבהיר מה הכוונה במושג זה. אז, ארומורפוזה היא כיוון של אבולוציה, המוביל לשינוי איכותי באורגניזמים חיים, מלווה בסיבוך שלהם ועלייה בתכונות הסתגלות. כתוצאה משינוי במבנה, תפקודם של אנשים הופך אינטנסיבי יותר, הם מקבלים הזדמנות להשתמש במשאבים חדשים שלא נוצלו בעבר. כתוצאה מכך, אורגניזמים הופכים, במובן מסוים, חופשיים מתנאים סביבתיים. ברמת ארגון גבוהה יותר, ההתאמות שלהם הן ברובן אוניברסליות בטבען, מה שנותן את היכולת להתפתח ללא קשר לתנאי הסביבה.
דוגמה טובה לארומורפוזה היא הטרנספורמציה של מערכת הדם של בעלי חוליות: הופעת ארבעה חדרים בלב והפרדה של שני מעגלי מחזור הדם - גדולים וקטנים. התפתחות הצמח מאופיינת בקפיצת מדרגה משמעותית כתוצאה מהיווצרות צינור האבקה והזרע. ארומרופזות מובילות להופעתם של יחידות טקסונומיות חדשות: כיתות, מחלקות, טיפוסים וממלכות.
ארומורפוזה, לפי סברטסוב, היא אבולוציונית נדירה יחסיתתופעה. זה מסמן התקדמות מורפופיזיולוגית, אשר, בתורה, יוזמת התקדמות ביולוגית כללית, מלווה בהרחבה משמעותית של אזור ההסתגלות.
ארומורפוזה חברתית
בהתחשב בכיוון האבולוציה של המין האנושי, כמה מדענים מציגים את המושג "ארומורפוזה חברתית". הוא מציין שינויים אוניברסליים בהתפתחותם של אורגניזמים חברתיים ומערכותיהם, המובילים לסיבוך, יכולת הסתגלות רבה יותר ולעלייה בהשפעה ההדדית של חברות. ארומורפוזות כאלה כוללות, למשל, את הופעת המדינה, דפוס וטכנולוגיית מחשבים.
Allogenesis
במהלך ההתקדמות הביולוגית נוצרים גם שינויים בעלי אופי פחות גלובלי. הם המהות של אלוגנזה. לכיוון האבולוציה הזה (טבלה למטה) יש הבדל משמעותי מארומורפוזה. זה לא מביא לעלייה ברמת הארגון. התוצאה העיקרית של אלוגנזה היא אידיואפטציה. למעשה, מדובר בשינוי פרטי שבזכותו הגוף מסוגל להסתגל לתנאים מסוימים. כיוון התפתחות זה של העולם האורגני מאפשר למינים קרובים לחיות באזורים גיאוגרפיים שונים מאוד.
דוגמה אקספרסיבית לתהליך כזה היא משפחת הזאבים. המינים שלו נמצאים באזורי אקלים שונים. לכל אחד יש סט מסוים של התאמות לסביבתו, בעוד שהוא לא עדיף באופן משמעותי על פני כל מין אחר מבחינת הארגון.
מדענים מזהים כמה סוגים של התאמות אידיוטיות:
- בצורה (לדוגמה, גוף יעילעופות מים);
- לפי צבע (זה כולל חיקוי, אזהרה וצבע מגן);
- לשכפול;
- לתנועה (ממברנות של עופות מים, שק אוויר של ציפורים);
- התאמה לתנאי הסביבה.
הבדלים בין ארומורפוזה ואידיואפטציה
יש מדענים שאינם מסכימים עם סברטסוב ואינם רואים סיבות מספיקות להבחין בין אידיואפטציות לארומורפוזות. הם מאמינים שניתן להעריך את מידת ההתקדמות רק לאחר שעבר פרק זמן משמעותי מאז התרחש השינוי. למעשה, קשה להבין לאילו תהליכים אבולוציוניים תוביל איכות חדשה או יכולת מפותחת.
חסידיו של סברצוב נוטים לחשוב שיש להבין את ההסתגלות האידיואטית כשינוי של צורת הגוף, התפתחות מוגזמת או הפחתה של איברים. ארומרופזות הן שינויים משמעותיים בהתפתחות העובר וביצירת מבנים חדשים.
Catagenesis
אבולוציה ביולוגית יכולה להמשיך עם פישוט המבנה של אורגניזמים. קטגנזה היא ניוון כללי, תהליך המוביל לירידה בארגון של יצורים חיים. התוצאה העיקרית של קו האבולוציה הזה (טבלה המשווה את שלושת הנתיבים מובאת להלן) היא הופעת מה שנקרא קטמורפוזות או סימנים פרימיטיביים המחליפים את המתקדמים האבודים. דוגמה לאורגניזמים שעברו את השלב של ניוון כללי יכולה להיות כל טפיל. לרוב, הם מאבדים את היכולת לנוע באופן עצמאי, מערכת העצבים שלהם מפושטת מאוד.ומערכות הדם. אבל מופיעות התאמות שונות לחדירה טובה יותר לגוף המארח ולקיבוע על איברים מתאימים.
| ארוגנזה | Allogenesis | Catagenesis | |
| שינוי גדול | aromorphosis | אידיואפטציה | catamorphosis |
| מהות הכיוון |
|
|
|
| דוגמאות |
|
|
|
Ratio
כיווני האבולוציה העיקריים קשורים זה בזה ומחליפים זה את זה כל הזמן במהלך ההתפתחות ההיסטורית. לאחר טרנספורמציות קרדינליות בצורה של ארומורפוזה או ניוון, מתחילה תקופה שבה קבוצה חדשה של אורגניזמים מתחילה להתרבד כתוצאה מהתפתחות על ידי חלקיה האישיים של אזורים גיאוגרפיים שונים. האבולוציה מתחילה דרך הסתגלות אידיוטית. לאחר זמן מה, השינויים המצטברים מובילים לזינוק איכותי חדש.
כיוון התפתחות הצמח
צמחייה מודרנית לא הופיעה מיד. כמו כל האורגניזמים, היא עברה דרך ארוכה. אבולוציה של צמחים כללה רכישה של מספר ארומרופזות חשובות. הראשון שבהם היה הופעת הפוטוסינתזה, שאפשרה לאורגניזמים פרימיטיביים להשתמש באנרגיה של אור השמש. בהדרגה, כתוצאה מתמורות במורפולוגיה ובתכונות פוטוסינתטיות, צצו אצות.
השלב הבא היה פיתוח קרקע. להשלמת ה"משימה" היה צורך בארומורפוזה אחת נוספת - בידול של רקמות. הופיעו טחבים וצמחי נבגים. סיבוך נוסף של הארגון קשור לשינוי התהליך ושיטות הרבייה. ארומורפוזות כגון הביצית, גרגרי אבקה ולבסוף, הזרע מאפיינים את הגימנוספרמים, אשר מבחינה אבולוציונית מפותחים יותר מנבגים.
יתר על כן, הנתיבים והכיוונים של התפתחות הצמח נעו לקראת הסתגלות גדולה עוד יותר לתנאי הסביבה, והגבירו את ההתנגדות לגורמים שליליים. כתוצאה מהופעת העמוד והנבט, פריחה אואנגיספרמים שנמצאים היום במצב של התקדמות ביולוגית.
ממלכת החיות
ההתפתחות של אוקריוטים (תא איקריוטי מכיל גרעין נוצר) עם סוג הטרוטרופי של תזונה (הטרוטרופים אינם מסוגלים ליצור חומר אורגני באמצעות כימו- או פוטוסינתזה) לוותה גם בהתמיינות רקמות בשלבים הראשונים. ל-Coelenterates יש את אחת הארומורפוזות המשמעותיות הראשונות באבולוציה של בעלי חיים: שתי שכבות נוצרות בעוברים, אקטו ואנדודרם. בתולעים עגולות ובתולעים שטוחות המבנה כבר הופך מורכב יותר. יש להם שכבת נבט שלישית, המזודרם. הארומורפוזה הזו מאפשרת בידול נוסף של רקמות והופעת איברים.
השלב הבא הוא היווצרות של חלל גוף משני וחלוקה נוספת שלו למקטעים. לאנלידים כבר יש פרפודיה (סוג פרימיטיבי של גפיים), כמו גם מערכות הדם והנשימה. הפיכת הפרפודיה לגפיים משותפים וכמה שינויים אחרים גרמו להופעת הסוג של פרוקי רגליים. כבר לאחר נחיתתם החלו חרקים להתפתח באופן פעיל עקב הופעת ממברנות עובריות. היום הם הכי מותאמים לחיים עלי אדמות.
ארומורפוזות עיקריות כמו היווצרות ה-notochord, הצינור העצבי, אבי העורקים הבטן והלב אפשרו את הופעתו של סוג Chordata. הודות לסדרה של שינויים מתקדמים, מגוון האורגניזמים החיים התחדש בדגים, מי שפיר וזוחלים. אלה האחרונים, עקב נוכחותם של ממברנות עובריות, חדלו להיות תלויים במים והגיעו ליבשה.
הבאהאבולוציה עוקבת אחר נתיב הטרנספורמציה של מערכת הדם. יש חיות עם דם חם. התאמות לעוף אפשרו את הופעת הציפורים. ארומורפוזות כגון לב בעל ארבעה חדרים והיעלמות קשת אבי העורקים הימנית, עלייה בהמיספרות הקדמיות של המוח והתפתחות קליפת המוח, היווצרות פרווה ובלוטות חלב ועוד מספר שינויים הובילו להופעת יונקים. ביניהם, בתהליך האבולוציה, בלטו בעלי חיים שליה, וכיום הם נמצאים במצב של התקדמות ביולוגית.
כיווני התפתחות המין האנושי
שאלת מקורם והתפתחותם של אבותיהם של אנשים מודרניים עדיין לא נחקרה ביסודיות. הודות לגילויים של פליאונטולוגיה וגנטיקה השוואתית, הרעיונות שכבר מבוססים על "אילן היוחסין" שלנו השתנו. אפילו לפני 15 שנה, רווחה נקודת המבט שהאבולוציה של ההומינידים באה לפי סוג ליניארי, כלומר, היא מורכבת מצורות מפותחות יותר ויותר המחליפות זו את זו: אוסטרלופיתקוס, אדם מיומן, ארכנתרופ, אדם ניאנדרתלי (פליאונתרופ), ניאונתרופיסט. (אדם מודרני). הכיוונים העיקריים של האבולוציה האנושית, כמו במקרה של אורגניזמים אחרים, הובילו להיווצרות התאמות חדשות, עלייה ברמת הארגון.
עם זאת, נתונים שהושגו ב-10-15 השנים האחרונות עשו התאמות רציניות לתמונה שכבר הוקמה. ממצאים חדשים ותאריכים מעודכנים מצביעים על כך שהאבולוציה הייתה מורכבת יותר. תת-משפחת ההומינינות (שייכת למשפחת ההומינידים) התבררה מורכבת ממינים כמעט פי שניים מאשרנחשב קודם לכן. האבולוציה שלו לא הייתה ליניארית, אלא הכילה כמה קווים או ענפים מתפתחים בו-זמנית, מתקדמת ומבוי סתום. בזמנים שונים, שלושה או ארבעה מינים או יותר התקיימו יחדיו. צמצום המגוון הזה התרחש עקב העקירה על ידי קבוצות מפותחות יותר מבחינה אבולוציונית של קבוצות אחרות, פחות מפותחות. לדוגמה, מקובל כיום שהניאנדרטלים ובני האדם המודרניים חיו באותו זמן. הראשונים לא היו אבותינו, אלא היו ענף מקביל שנדחק על ידי הומינינים מתקדמים יותר.
שינויים מתקדמים
הארומורפוזות העיקריות שהובילו לשגשוג של תת-המשפחה נותרו ללא ספק. זהו דו-פדאליזם ועלייה במוח. מדענים חלוקים בדעתם לגבי הסיבות להיווצרותו של הראשון. במשך זמן רב האמינו כי מדובר באמצעי מאולץ הנחוץ לפיתוח שטחים פתוחים. עם זאת, נתונים עדכניים מראים כי אבותיהם של אנשים הלכו על שתי רגליים אפילו במהלך תקופת החיים על עצים. יכולת זו הופיעה אצלם מיד לאחר ההפרדה מקו השימפנזים. לפי גרסה אחת, הומינינים נעו במקור כמו אורנגאוטן מודרניים, עומדים עם שתי רגליים על ענף אחד ומחזיקים ידיים על ענף אחר.
צמיחת המוח התרחשה בכמה שלבים. זה התחיל לראשונה עם Homo habilis (איש שימושי), שלמד איך להכין את הכלים הפשוטים ביותר. הגידול בנפח המוח עלה בקנה אחד עם עלייה בשיעור הבשר בתזונה של הומינינים. נראה שהאביליס היו אוכלי נבלות. העלייה הבאה במוח לוותה גם בעלייה בכמות מזון בשרי ויישוב מחדש של אבותינו מחוץ ליבשת אפריקה הילידית. מדענים מציעים שהעלייה בשיעור הבשר בתזונה קשורה לצורך לחדש את האנרגיה המושקעת בשמירה על עבודת המוח המוגדל. יש להניח שהשלב הבא של תהליך זה עלה בקנה אחד עם התפתחות האש: מזון מבושל שונה לא רק באיכות, אלא גם בתכולת הקלוריות, בנוסף, הזמן הדרוש ללעיסה מצטמצם באופן משמעותי.
הכיוונים העיקריים של האבולוציה של העולם האורגני, שפעלו במשך מאות שנים, יצרו את החי והצומח המודרניים. תנועת התהליך לקראת הסתגלות לתנאי סביבה משתנים הובילה למגוון עצום של צורות חיים. כיווני האבולוציה העיקריים פועלים באותו אופן בכל רמות הארגון, כפי שמעידים נתוני הביולוגיה, האקולוגיה והגנטיקה.
