СИНТЕТИЧНА ТЕОРІЯ ЕВОЛЮЦІЇ: ІСТОРІЯ, ПОСТУЛАТИ, ДОКАЗИ, СИЛЬНІ СТОРОНИ - БІОЛОГІЯ

Синтетична теорія еволюції , також відома як неодарвіністской теорія або сучасний синтез еволюції, теорія , яка передбачає зв'язок між дарвінівської теорією природного відбору і теоріями успадкування , запропонованих Менделем.

Ця теорія дає пояснення щодо перетворення виду шляхом природного відбору та поділу виду на ізольовані підгрупи (специфікація). Він розуміє еволюцію як суму випадкових подій (мутацій та рекомбінації) та невипадкових подій, таких як природний відбір.

Дарвін і Мендель (Джерело: Оригінальні зображення: невизначено. Влаштовано SteinBike через Wikimedia Commons)

У синтетичній теорії еволюції фундаментальною еволюційною подією є зміна частоти появи алеля у популяції. Тому ця теорія ґрунтується на аналізі всіх факторів, що впливають на зміни частот алельних популяцій, а саме: мутації, відбору та дрейфу генів.

Ця теорія підсилює істотну роль природного відбору як "двигуна" еволюції, але на відміну від перших еволюційних теорій, вона базується на різних теоретичних елементах, що полегшують його інтерпретацію та аналіз.

Історія

Для того, щоб розповісти історію синтетичної теорії еволюції, необхідно зробити історичний облік попередників, які мали місце, щоб ця теорія мала місце в науковому світі.

Дарвін і Уоллес

Можна сказати, що все почалося в 1858 році англійськими натуралістами Чарльзом Дарвіном та Альфредом Уолласом, які незалежно дійшли висновку, що природний відбір є механізмом, що відповідає за походження фенотипічних варіацій і, отже, видозміни.

Альфред Уоллес. Користувач Tagishsimon на en.wikipedia

В деяких текстах вказується, що обидва автори висловили гіпотезу, відому як "нащадки з модифікацією шляхом природного відбору", за допомогою якої вони підтвердили 5 речей:

Усі організми дають більше потомства, ніж середовище, в якому вони живуть, може підтримувати
Внутрішньовидова мінливість (у одного виду) більшості ознак надзвичайно велика
Конкуренція за обмежені ресурси закінчується "боротьбою за виживання"
У природі існує успадкування модифікованих ознак, тобто деякі модифікації можуть бути успадковані від батьків до свого потомства.
Коли "модифікації" значні, це може призвести до еволюції або появи нового виду

Обидва натуралісти підтримали свої теорії детальними спостереженнями за копалин та живих організмів у їх природному середовищі.

Грегор Мендель

У цьому ж десятилітті (1856 р.) Австрійський монах Грегор Мендель провів низку експериментів із рослинами гороху, за допомогою яких він визначив, що персонажі успадковуються як "фізичні сутності" від батьків до потомства.

Завдяки своїм відкриттям Мендел зміг сформулювати «закони успадкування ознак», які описують принципи домінування, сегрегації та незалежного розподілу генів, які зараз є основоположними основами генетики.

Є дані про те, що Дарвін читав твори, опубліковані Менделем в Брюнському природознавчому товаристві в середині 1860-х рр., Проте він не згадував про них у своїй знаменитій книзі «Походження видів», ймовірно, тому, що не розумів з певністю. на що останній мав на увазі

Неодарвінізм

Роботи Менделя були "відкладені" до початку 1900-х років і стали популярними з тих пір. Її закони застосовувалися для вирішення проблем, пов'язаних з біологічним успадкуванням, але, схоже, вони не мали жодного зв’язку ні з еволюційною біологією, ні з постулатами Дарвіна і Уолласа.

Це очевидне "розлучення" між двома підходами було пов’язане з тим, що "прихильники" двох теорій не замислювались спільним баченням для аналізу безперервної зміни видів.

Саме біолог і статистик Рональд Фішер в 19018 році використовував статистичні інструменти того часу, щоб "узгодити" невідповідності між ідеями Дарвіна про природний відбір та експериментами Менделя щодо спадкування персонажів.

Рональд Фішер. Див. Сторінку для автора

Народження неодарвінізму чи синтетичної теорії еволюції відбулося з боку самого Рональда Фішера та великої групи теоретичних біологів, серед яких Сьюолл Райт, Джон Халдейн та інші.

Пізніше Феодосій Добжанський зробив важливий внесок, продемонструвавши, завдяки експериментальним дослідженням популяції, вплив природного відбору на мінливість природних популяцій, використовуючи інтеграцію менделівської генетики та теорії хромосом.

Багато інших вчених, хоча і деякі більше, ніж інші, мали місце в синтезі еволюційної теорії, яка панує сьогодні, але тут згадуються лише найвизначніші.

Постулати синтетичної теорії

Скелети великих і середніх приматів. Оригінальним завантажувачем був TimVickers в англійській Вікіпедії.

Синтетична теорія еволюції або "сучасний синтез еволюції" пояснює цей процес з точки зору генетичних змін, що відбуваються в популяціях і які призводять до процесів видоутворення. Ця теорія визначає еволюцію як "зміни частот алелей популяції".

Згідно з нею, механізми, що спрямовують еволюційний процес, ґрунтуються на природному відборі, який підтримується деякими постулатами, які розглядали Дарвін та Уоллес, особливо тими, що стосуються перевиробництва потомства, його варіації та успадкування. особливостей.

Таким чином, чинниками цієї теорії є:

- коефіцієнти мутації

- Міграційні процеси

- Шанс або дрейф гена

- Рекомбінація або варіація

- Природний відбір

Мутація

Взаємодія між мутаціями та природним відбором. Вільфредор

Мутації - це зміни, які відбуваються в послідовностях генів і які, як правило, продукують різні фенотипи. Деякі типи мутацій можуть бути шкідливими або шкідливими, але інші можуть бути вигідними з багатьох точок зору (або просто нейтральними).

Мутації або зміни послідовності ДНК можуть успадковуватися від батьків до своїх дітей і є основним джерелом варіації потомства.

Міграція

Міграційні процеси між різними популяціями одного виду можуть викликати збільшення генетичної мінливості завдяки впровадженню нових алелів до алельного набору популяції, змінюючи алельну частоту цього.

Випадковий або генетичний дрейф

Шанс або генетичний дрейф - генетична подія, яка модифікує генотипний склад популяції через випадкову появу рідкісної модифікації, або через делеції, транслокації, інверсії, дублювання тощо, що може закінчитися зникненням алелів. рідше.

Рекомбінація або варіація

Це процес, який відбувається під час статевого розмноження і включає поєднання хромосом двох індивідів, які розмножуються, щоб породити нового індивіда, який характеризується тим, що генетичне поєднання відрізняється від батьків.

Через цей процес можуть відбуватися вилучення, інверсії, дублювання, транслокації, поліплоїдії тощо.

Природний відбір

Дарвін досліджував зяблі Галапагоських як приклад природного відбору (Джерело: Роберт Тейлор Причетт через Wikimedia Commons)

Природний відбір - це "сила", яка виробляє зміни частоти генів між одним поколінням і наступним, сприяючи диференційованому відтворенню "найкраще адаптованих" особин.

Згідно з прогнозами "неодарвінських" моделей, еволюційні зміни є поступовими, як це запропонував Дарвін, а це означає, що вони повільні, поступові та безперервні у межах кожної визначеної лінії.

Докази

Антропологічне втручання екосистем дало «природні експерименти», які слугують доказом неодарвінських гіпотез.

Наприклад, моль Biston betularia - це рясний членистоногий в лісових районах Англії, де виділено дві кольорові форми: одна світла та одна темна. Один ген бере участь у відмінностях двох фенотипів, але алель темного кольору, як відомо, є домінуючим.

Фотографія пари бітулярій Бістона (Джерело: Слідкуйте за Wikimedia Commons)

Алельська частота темної форми значно зросла з 1850 р., Особливо в більш індустріально розвинених районах Манчестера та Бірмінгема, нібито як "маскуючий" механізм ухилення від хижаків, тобто за рахунок природного відбору.

Частота темної форми порівняно зі світлою зросла з 1 до 90% менш ніж за 100 років, але в інших менш індустріалізованих регіонах темна форма все ще є дуже «рідкісною».

Сильні сторони

Види роду Panthera. Omicroñ'R

Основні сильні сторони неодарвінової теорії пов'язані з трьома основними принципами: причинність, ефективність та сфера застосування.

Причинність встановлює, що механізм природного відбору є достатнім для рушії еволюційного процесу та спостережуваних тенденцій, тобто природний відбір є головним рушієм для вибору.

Ефективність стосується здатності організмів генерувати "еволюційні новинки" та ліквідувати погано адаптовані особи в популяції, щось на кшталт "виживання найсильніших".

Сфера стосується здатності механізму пояснювати мікроеволюційні та макроеволюційні процеси.

Слабкі сторони

За словами Frías (2010), слабкі сторони синтетичної теорії еволюції пов'язані з деякими упущеннями, які ця теорія робить до деяких процесів чи подій, які часто перераховуються як "винятки з правила".

Серед головних упущень, на які наголошує цей автор:

- Відсутність зв’язку між соматичними та статевими клітинами (статевими) у деяких безхребетних філа, успадкування сомаклональної варіації та концепція вертикальної передачі генів

- Бічний або горизонтальний перенос генів на еукаріоти, опосередковані бактеріями або вірусами

- Відсутність "цілісної" концепції гена, детермінізм та генетичний редукціонізм

- некодуюча ДНК, епігенез та гени, які не транскрибуються

- Гомеотичні мутації та генезис розвитку

- Симпатична специфікація.

Список літератури

Frías, L. (2010). Пропуски в синтетичній теорії еволюції. Біологічні дослідження, 43 (3), 299-306.
Гарднер, Дж. Е., Сіммонс, Дж. Е., і Снустад, DP (1991). Принцип генетики. 8 '"Видання. Джон Вілі та сини.
Gould, SJ (1982). Дарвінізм та розширення еволюційної теорії. Науки, 216 (4544), 380-387.
Хендерсон, М. (2009). 50 генетичних ідей, які вам справді потрібно знати. Кверкові книги.
Kutschera, U., and Niklas, KJ (2004). Сучасна теорія біологічної еволюції: розширений синтез. Naturwissenschaften, 91 (6), 255-276.
Мацуда, Х., Ішіі, К. (2001). Синтетична теорія молекулярної еволюції. Гени та генетичні системи, 76 (3), 149-158.
Солсбері, ФБ (1971). Сумніви щодо сучасної синтетичної теорії еволюції. Американський вчитель біології, 33 (6), 335-354.
Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Біологія (9 вип.) Брукс / Коул, Cengage Learning: США.
Suzuki, DT, & Griffiths, AJ (1976). Вступ до генетичного аналізу. WH Freeman and Company.
Ватсон, Дж. Д. (2004). Молекулярна біологія гена. Пірсон Освіта Індія.

СИНТЕТИЧНА ТЕОРІЯ ЕВОЛЮЦІЇ: ІСТОРІЯ, ПОСТУЛАТИ, ДОКАЗИ, СИЛЬНІ СТОРОНИ - БІОЛОГІЯ - 2025