Введение:
В развитии экосистем большую роль играют организмы, способные самостоятельно синтезировать органическое вещество из неорганических соединений. Эти организмы называются автотрофами.
Автотрофы - это организмы, синтезирующие из неорганических веществ (главным образом воды, двуокиси углерода, неорганических соединений азота) все необходимые для жизни органические вещества, используя энергию фотосинтеза (все зеленые растения - фототрофы) или хемосинтеза (некоторые бактерии - хемотрофы).
Автотрофы служат первичной биотической основой для сложения биогеоценозов.
Организмы, использующие для питания органические вещества, произведенные другими организмами, называются гетеротрофами. К гетеротрофным организмам относится человек, все животные, грибы, большинство бактерий, вирусов.
Автотрофные растения и микроорганизмы представляют жизненную среду для гетеротрофов. Складывается биогеоценотический комплекс, который может существовать веками
Пространство, включающее околоземную атмосферу и наружную оболочку Земли, освоенное живыми организмами и находящееся под влиянием их жизнедеятельности, называется биосферой.
Биосфера Земли образуется всей совокупностью биогеоценозов, связанных между собой круговоротом веществ и энергии. Она представляет собой область активной жизни, охватывающую нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы. В биосфере живые организмы и среда их обитания органически связаны и взаимодействуют друг с другом, образуя целостную динамическую систему. Термин "биосфера" введен в 1875 г. Э.Зюссом. Учение о биосфере как об активной оболочке Земли, в которой совокупная деятельность живых организмов (в том числе человека) проявляется как геохимический фактор планетарного масштаба и значения, создал В.И.Вернадский (1926 г.)
Глава 6:
Трудности, с которыми столкнулась классическая тео¬рия эволюции, в частности при объяснении явления наслед¬ственности, были преодолены путем синтеза эволюционной теории Ч. Дарвина и генетики Г. Менделя. В результате в 1930-е гг. была создана синтетическая теория эволюции, ставшая не только ядром популяционной генетики, но и по¬зволившая сформировать единую систему всего современ¬ного биологического знания. Создание синтетической теории эволюции связывают с именами С. Четверикова, Р. Фишера, С. Райта, Дж. Холдейна, Н. Дубинина.
В отличие от классической эволюционной концепции Ч. Дарвина, рассматривающей в качестве единицы эволю¬ции вид, синтетическая теория эволюции утверждает, что элементарной эволюционной структурой выступает попу¬ляция . Именно популяция обладает теми свойствами самоорганизующейся целостной системы, которые необхо¬димы для наследственных изменений. Устойчивое измене¬ние генотипа популяции рассматривается в качестве эле¬ментарного явления эволюционного процесса. «Единицей» наследственности выступает ген — участок молекулы ДНК, отвечающий за развитие определенных признаков организ¬ма. Основным механизмом эволюционного процесса явля¬ется отбор организмов с полезными, выгодными для при¬способления к среде мутациями.
Наследственные изменения происходят под действием ряда эволюционных факторов, среди которых основными являются;
• мутационный процесс — мутационные изменения, поставляющие материал для эволюции;
• популяционные волны — колебания численности по¬пуляции вокруг некоторого среднего уровня;
• изоляция — обособление популяции для закрепления нового признака;
• естественный отбор — ведущий фактор эволюции — выживание наиболее приспособленных особей и рождение ими здорового потомства.
Неосновными эволюционными факторами считаются ча¬стота смены поколений в популяциях, темпы мутационных процессов и их характер и т.п. Все эволюционные факторы действуют как в комплексе, так и по отдельности, вызывая изменение генетического состава популяции .
Мутации — это изменения наследственных свойств орга¬низмов внутри популяции, возникающие естественным или искусственным путем и поставляющие основной материал для эволюции. Факторы, вызывающие мутации, называются мутагенами. Мутагенами выступают температурный режим, действие отравляющих веществ, радиации, особенности пи¬тания и т.п. Современная молекулярная биология к числу наиболее опасных мутагенов относит вирусы . Мутации появляются случайно, большинство из них либо нейтраль¬ны, либо вредны. Вредные мутации часто вызывают гибель организма, причем, как правило, на достаточно ранних эта¬пах онтогенеза. Вредные мутации, которые не привели к ле¬тальному исходу, элиминируются в ходе естественного отбора. Благоприятные мутации крайне редки, но именно они дают организму эволюционное преимущество. Появление полез¬ной мутации позволяет живому организму лучше приспосо¬биться к окружающей среде, более успешно вести борьбу за существование, оставлять жизнеспособное и многочислен¬ное потомство.
Волны численности, которые иногда называют «волна¬ми жизни», определяют колебания численности популяции вокруг некоторой средней величины. Современные иссле¬дования показали, что наиболее благоприятны для появления новых свойств и возникновения новых видов популяции среднего размера. В слишком многочисленных популяциях наследственным изменениям труднее появиться. В слиш¬ком малочисленных популяциях появление новых призна¬ков зависит от случайных процессов, которые могут резко изменить количество и без того редко встречающихся бла¬гоприятных мутаций.
Изоляция — еще один фактор эволюционного процесса, необходимый для того, чтобы популяция не могла скрещиваться с другими группами
Заключение:
Подведем краткий итог нашему исследованию.
Основанием всем системы современной эволюционной биологии выступает синтетическая теория эволюции, принципиальные положения которой были заложены работами С.С.Четверикова, Р.Фишера, С.Райта, Дж.Холдейна, Н.П.Дубинина и др.
Элементарной клеточкой синтетической теории эволюции является популяция - совокупность особей одного вида, длительно занимающая определенное пространство и воспроизводящая себя в течение большого числа поколений. Элементарной единицей наследственности выступает ген. Наследственное изменение популяции в каком-либо определенном направлении осуществляется под воздействием таких эволюционных факторов, как мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, естественный отбор.
Таким образом, в синтетической теории эволюции на первый план выступает не онтогенез - совокупность преобразований, происходящих в организме от зарождения до конца жизни, т.е. индивидуальное развитие организма, а развитие популяций.