Краткое содержание: Параграф § 14 / Биология 11 класс

Основные понятия и процессы эволюции

Параграф рассматривает ключевые понятия и процессы в эволюционной биологии: микроэволюцию, макроэволюцию, видообразование, изоляцию, дивергенцию и конвергенцию. Микроэволюция — это изменения в частотах аллелей и генотипов внутри популяций, которые происходят на протяжении нескольких поколений. Кульминацией этих процессов является видообразование. Под видообразованием понимают изменения в видовом уровне, которые могут привести к появлению новых видов, утративших способность свободно скрещиваться с исходным видом.

Дивергенция и изоляция

Дивергенция — это расхождение признаков у потомков одного предка, приводящее к появлению новых видов. Классический пример дивергенции — это Галапагосские вьюрки, описанные Чарльзом Дарвином, которые, произойдя от одного общего предка, приспособились к разным экологическим нишам на островах и развили отличительные особенности, например, в строении клюва, что связано с особенностями их питания. Изоляция считается ключевым фактором в видообразовании, так как отсутствие скрещивания между особями из разных популяций или между разными видами способствует накоплению генетических различий. Изоляция может быть географической (физический барьер, такой как река или гора, препятствует скрещиванию) или экологической (различия в образе жизни, времени размножения или среде обитания). Также существует репродуктивная изоляция — механизмы, которые предотвращают скрещивание или образование плодовитого потомства между разными видами. Гибриды, возникающие при скрещивании разных видов, как правило, неспособны к размножению (стерильны).

Способы видообразования

Известный зоолог и эволюционист Эрнст Майр предложил классификацию способов видообразования.

• Географическое видообразование (аллопатрическое) связано с пространственным разобщением исходной популяции, часто из-за географических барьеров.
• Второй способ видообразования основывается на гибридизации двух видов, например, так появилась культурная слива.
• Третий способ — дивергенция, или расхождение признаков.

Существует также концепция экологического видообразования, при котором различия в образе жизни внутри одной популяции, живущей на одном ареале, могут привести к появлению двух форм, которые не скрещиваются. Примером может служить образование двух форм погремка (Rhinanthus alectorolophus) с разным временем цветения, что привело к их сезонной изоляции и дальнейшему видообразованию.

Конвергенция

Конвергенция (конвергентная эволюция) — это процесс, при котором схожие черты или органы (конвергентные органы) формируются у неродственных систематических групп организмов, обитающих в схожих условиях окружающей среды. Это результат действия естественного отбора в одном и том же направлении. Примером конвергенции является сходство форм тела у водных хищников, таких как акулы (рыбы), ихтиозавры (рептилии) и дельфины (млекопитающие), у которых сформировались сходные гидродинамические обводы, хотя они не являются близкими родственниками. Понимание конвергентной эволюции важно для систематики, так как сходство признаков не всегда указывает на родство.

Макроэволюция

Макроэволюция — это эволюционные процессы, протекающие в течение очень длительных промежутков времени и приводящие к образованию более высоких таксономических групп, таких как новые виды, роды, семейства и т. д., и существенным изменениям во внешнем строении и физиологии организмов. Примером макроэволюционных изменений является образование новых типов систем (например, замкнутой системы кровообращения) или формирование сложных структур (например, превращение передних конечностей рептилий в крылья).

Законы эволюции

Параграф также упоминает о законах эволюции:

• Закон необратимости эволюционного процесса (Луи Долло): организм не может вернуться к предковому состоянию, даже частично. Если приспособление к новому образу жизни сопровождается утратой органа, который был функциональным у предков, то этот орган не восстанавливается при возвращении к старому образу жизни, а заменяется новым. Иными словами, признаки, потерянные в процессе эволюции, не могут быть возвращены.
• Закон де-Абеля: некоторые насекомые, потерявшие крылья, приобрели их снова спустя длительное время, что ставит под вопрос абсолютную необратимость эволюции. Также упомянут пример лягушки, у которой исчезли зубы, а затем восстановились через 230 млн лет. Эти примеры указывают на то, что эволюция может быть более сложной, чем предполагалось ранее, и в некоторых случаях признаки, которые были утрачены, могут быть приобретены снова (или их гомологи).