Эволюция — Arc.Ask3.Ru

Эволюция Эволюция и её процессы Эволюция — это изменение наследуемых характеристик биологических популяций.   Процессы эволюции включают естественный отбор, генетический дрейф, […]

Эволюция

  • Эволюция и её процессы

    • Эволюция — это изменение наследуемых характеристик биологических популяций.  
    • Процессы эволюции включают естественный отбор, генетический дрейф, мутации и поток генов.  
    • Эволюция привела к биоразнообразию на всех уровнях биологической организации.  
  • Теория эволюции Дарвина

    • Теория эволюции путем естественного отбора была разработана Чарльзом Дарвином и Альфредом Расселом Уоллесом.  
    • Теория основана на наблюдаемых фактах о выживании и размножении организмов.  
    • В последующих поколениях потомки с благоприятными характеристиками для среды имеют больше шансов на выживание.  
  • Современный эволюционный синтез

    • В начале 20-го века эволюция была объединена с менделевской теорией наследования и популяционной генетикой.  
    • ДНК является основой наследственности, передающей информацию от поколения к поколению.  
    • Процессы, изменяющие ДНК, включают естественный отбор, дрейф генов, мутации и поток генов.  
  • Эволюционная история жизни

    • Все живое на Земле имеет общего последнего универсального предка, жившего 3,5-3,8 миллиарда лет назад.  
    • Палеонтологическая летопись включает эволюцию от раннего биогенного графита до окаменелостей многоклеточных организмов.  
    • Видообразование, анагенез и вымирание происходили на протяжении всей эволюционной истории жизни.  
  • Наследственность и генетика

    • Эволюция происходит через изменение наследуемых признаков, контролируемых генами.  
    • ДНК кодирует генетическую информацию, а гены определяют функциональные единицы.  
    • Мутации изменяют последовательность ДНК, что может влиять на фенотип организма.  
  • Источники вариаций

    • Вариабельность возникает из-за мутаций, перетасовки генов и потока генов.  
    • Мутации могут быть вредными, нейтральными или полезными.  
    • Новые гены могут возникать из дублирования и рекомбинации существующих генов.  
  • Секс и рекомбинация

    • У бесполых организмов гены наследуются вместе, у половозрелых организмов гены могут смешиваться.  
    • Рекомбинация генов может приводить к новым комбинациям и функциям.  
  • Половые организмы и генетическая изменчивость

    • Потомство половых организмов содержит случайные сочетания хромосом родителей.  
    • Рекомбинация и реассортация изменяют аллели, производя новые комбинации.  
    • Пол увеличивает генетическую изменчивость и скорость эволюции.  
  • Двукратная стоимость секса

    • У сексуально диморфных видов только один пол может приносить потомство.  
    • Любая особь передает только 50% своих генов потомству.  
    • Половое размножение является наиболее распространенным способом размножения среди эукариот.  
  • Гипотеза Красной королевы

    • Половое размножение обеспечивает непрерывную эволюцию и адаптацию.  
    • Половое размножение способствует точному рекомбинационному восстановлению ДНК.  
  • Поток генов

    • Обмен генами между популяциями и видами.  
    • Горизонтальный перенос генов способствует распространению устойчивости к антибиотикам.  
    • Вирусы также могут переносить ДНК между организмами.  
  • Эпигенетика

    • Некоторые наследственные изменения не объясняются изменениями ДНК.  
    • Эпигенетические системы наследования включают метилирование ДНК и метаболические петли.  
    • Экологическое наследование и культурные признаки также влияют на эволюцию.  
  • Эволюционные силы

    • Эволюция происходит через изменения частот аллелей.  
    • Механизмы включают естественный отбор, генетический дрейф и смещение мутаций.  
  • Естественный отбор

    • Эволюция путем естественного отбора создает и сохраняет признаки, соответствующие функциональным ролям.  
    • Приспособленность измеряется способностью организма выживать и размножаться.  
    • Аллели, повышающие приспособленность, становятся более распространенными.  
  • Типы естественного отбора

    • Направленный отбор: изменение среднего значения признака.  
    • Разрушительный отбор: отбор по экстремальным значениям.  
    • Стабилизирующий отбор: отбор против экстремальных значений.  
  • Экосистема и естественный отбор

    • Экосистема включает все организмы в данной области.  
    • Каждая популяция занимает определенную нишу в экосистеме.  
    • Взаимосвязи организмов связаны с историей жизни и географическим ареалом.  
  • Естественный отбор и его уровни

    • Естественный отбор может действовать на разных уровнях: гены, клетки, организмы, группы организмов и виды.  
    • Отбор может действовать на нескольких уровнях одновременно.  
    • Пример отбора ниже уровня организма: транспозоны, которые могут реплицироваться и распространяться по геному.  
    • Отбор на уровне выше индивидуального, такой как групповой отбор, способствует развитию сотрудничества.  
  • Генетический дрейф

    • Генетический дрейф — случайное изменение частот аллелей в популяции.  
    • Аллели подвержены ошибкам выборки, что приводит к смещению частот.  
    • Дрейф прекращается, когда аллель становится устойчивым или исчезает из популяции.  
    • Генетический дрейф может привести к разделению популяций с разными наборами аллелей.  
  • Нейтральная теория молекулярной эволюции

    • Большинство эволюционных изменений — результат фиксации нейтральных мутаций.  
    • Генетический дрейф и мутационное давление — основные факторы эволюции.  
    • Теория почти нейтрализации: мутации, нейтральные в небольшой популяции, могут быть не нейтральными в большой.  
    • Конструктивно-нейтральная эволюция объясняет сложные системы через нейтральные переходы.  
  • Время закрепления аллеля

    • Время закрепления аллеля зависит от размера популяции.  
    • Эффективная численность популяции меньше общей, учитывает инбридинг и стадию жизненного цикла.  
    • Эффективный размер популяции может быть неодинаковым для каждого гена.  
  • Предубеждение к мутации

    • Мутационное смещение — разница в ожидаемых показателях для разных видов мутаций.  
    • Мутации могут быть ответственны за систематические различия в геномном составе.  
    • Современные представления о роли мутационных отклонений отличаются от теории Холдейна и Фишера.  
  • Генетический автостоп

    • Рекомбинация позволяет разделять аллели, но скорость рекомбинации невелика.  
    • Гены, расположенные близко, наследуются вместе, что называется сцеплением.  
    • Генетический автостоп: полезные аллели могут привести к селективной зачистке и распространению других аллелей.  
  • Половой отбор

    • Половой отбор — отбор по признакам, повышающим успешность спаривания.  
    • Признаки, развившиеся в результате полового отбора, часто привлекают хищников.  
    • Недостаток в выживании уравновешивается репродуктивным успехом.  
  • Естественные результаты эволюции

    • Эволюция влияет на форму и поведение организмов.  
    • Адаптации повышают физическую форму и помогают в различных видах деятельности.  
    • Организмы могут сотрудничать друг с другом или вступать в симбиоз.  
    • Макроэволюция — эволюция на уровне видов, микроэволюция — изменения внутри вида.  
    • Макроэволюция включает отбор на разных уровнях, микроэволюция — на уровне генов и организмов.  
  • Эволюция и её цели

    • Эволюция не имеет долгосрочных целей и не обязательно приводит к усложнению.  
    • Простые организмы остаются доминирующими в биосфере.  
    • Микроорганизмы важны для эволюционных исследований из-за их быстрого размножения.  
  • Адаптация

    • Адаптация — это процесс, улучшающий приспособленность организмов к среде обитания.  
    • Адаптивные черты — это аспекты, повышающие вероятность выживания и размножения.  
    • Адаптации могут приводить к появлению новых функций или утрате старых.  
    • Адаптации могут увеличивать способность организмов к генетическому разнообразию.  
  • Эволюция структур

    • Структуры с похожей внутренней организацией могут иметь разные функции у разных организмов.  
    • Глубокая гомология связывает органы, несмотря на их внешнее различие.  
    • Некоторые структуры могут терять свою функцию и становиться рудиментарными.  
  • Эксaptations

    • Эксaptations — это структуры, изначально адаптированные для одной функции, но ставшие полезными для другой.  
    • Примеры эксaptations включают плоскую голову у африканской ящерицы и флагеллы у бактерий.  
  • Эволюционная биология развития

    • Исследования направлены на понимание происхождения и эволюции эмбрионального развития.  
    • Эволюция может изменять развитие, создавая новые структуры.  
    • Изменения в развитии могут приводить к возвращению утраченных структур.  
  • Коэволюция

    • Взаимодействия между организмами могут приводить к конфликту или сотрудничеству.  
    • Примеры коэволюции включают взаимодействие между патогенами и хозяевами.  
    • Кооперация может быть взаимовыгодной, как в случае с растениями и микоризными грибами.  
  • Кооперация внутри видов

    • Кооперация может возникать между организмами одного вида, например, в социальных насекомых.  
    • Соматические клетки могут ограничивать своё размножение для поддержания стабильного организма.  
    • Кооперация может быть результатом родственного отбора или группового отбора.  
  • Спецификация

    • Спецификация — это процесс, при котором вид разделяется на два или более потомка.  
    • Существуют различные концепции видов, основанные на разных подходах: межпородном, экологическом и филогенетическом.  
  • Определение вида

    • Вид определяется как группа популяций, репродуктивно изолированных от других групп.  
    • Существуют разногласия по поводу генетической рекомбинации у прокариот.  
  • Барьеры для репродукции

    • Для образования новых видов необходимы барьеры для репродукции.  
    • Генетический поток может замедлить процесс, но не остановить его.  
  • Гибриды и их значение

    • Гибриды могут быть бесплодными, но иногда образуются жизнеспособные гибриды.  
    • Гибриды могут иметь промежуточные свойства или новый фенотип.  
  • Способы видообразования

    • Видообразование происходит через репродуктивную изоляцию и генетическую дивергенцию.  
    • Существуют четыре основных географических режима видообразования: аллопатрическое, перипатрическое, парапатрическое и симпатрическое.  
  • Симпатрическое видообразование

    • Симпатрическое видообразование происходит без географической изоляции.  
    • В растениях это возможно благодаря полиплоидии.  
  • Теория прерывистого равновесия

    • Видообразование и быстрая эволюция связаны с естественными отборами и генетическим дрейфом.  
    • Периоды стазиса в ископаемой летописи соответствуют родительским популяциям.  
  • Вымирание видов

    • Вымирание видов происходит постоянно, но особенно интенсивно в периоды массовых вымираний.  
    • Современные темпы вымирания значительно выше, чем в прошлом.  
  • Применение эволюционной биологии

    • Искусственный отбор используется в селекции растений и животных.  
    • Генная инженерия использует маркеры для манипулирования ДНК.  
    • Понимание эволюции помогает в медицине, особенно в изучении генетических заболеваний.  
  • Эволюция и устойчивость

    • Вирусы, бактерии и рак эволюционируют, становясь устойчивыми к иммунным защитам и лекарствам.  
    • В сельском хозяйстве также наблюдается устойчивость к пестицидам и гербицидам.  
    • Возможно, что большинство доступных антибиотиков скоро утратят эффективность.  
  • Эволюционные алгоритмы

    • В 1960-х годах начались симуляции эволюции с использованием эволюционных алгоритмов и искусственной жизни.  
    • Генетические алгоритмы стали популярными благодаря работам Джона Генри Холланда.  
    • Эволюционные алгоритмы используются для решения многомерных задач и оптимизации систем.  
  • Происхождение жизни

    • Земля существует около 4.54 миллиарда лет.  
    • Первые следы жизни на Земле датируются 3.5 миллиарда лет назад.  
    • В 2016 году ученые идентифицировали 355 генов последнего универсального общего предка всех организмов.  
  • Общий предок

    • Все организмы на Земле произошли от общего предка.  
    • Современные виды являются результатом длительной эволюции и множества событий видообразования и вымирания.  
    • Горизонтальный перенос генов усложняет «дерево жизни».  
  • Эволюция жизни

    • Прокариоты существовали на Земле около 3-4 миллиардов лет назад.  
    • Эукариотические клетки появились между 1.6 и 2.7 миллиардами лет назад.  
    • Эндосимбиоз привел к появлению митохондрий и хлоропластов.  
    • Многоклеточные организмы появились около 610 миллионов лет назад.  
  • История эволюционной мысли

    • Идея о том, что один тип организмов может происходить от другого, восходит к древнегреческим философам.  
    • В Средние века Аристотель рассматривал природу как реализацию фиксированных форм.  
    • В 17 веке «Новая наука» отвергла Аристотеля и стремилась объяснить явления через физические законы.  
  • Ранние идеи о видах и эволюции

    • Джон Рэй предложил термин «вид» для обозначения фиксированных природных типов.  
    • Карл Линней ввёл иерархическую классификацию видов, но считал их фиксированными.  
    • Пьер Луи Матерюис и Жорж-Луи Леклерк предложили идеи о естественном изменении видов.  
    • Жан-Батист Ламарк предложил теорию «трансмутации», но она была отвергнута.  
  • Дарвиновская революция

    • Чарльз Дарвин и Альфред Уоллес разработали теорию эволюции через естественный отбор.  
    • Дарвин использовал термин «наследственность с модификацией», а не «эволюция».  
    • В 1859 году Дарвин опубликовал «Происхождение видов», что привело к широкому принятию его идей.  
  • Механизмы наследственности и мутации

    • Дарвин разработал теорию пангенеза, но она была заменена законами Менделя.  
    • Август Вейсман и Хуго де Фриз внесли вклад в понимание наследственности.  
    • В 1930-х годах популяционная генетика объединила естественный отбор и генетику.  
  • Современные синтезы и достижения

    • В 1953 году Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик открыли структуру ДНК.  
    • Филогенетическая систематика улучшила понимание эволюции.  
    • В 1973 году Теодор Добжанский отметил, что эволюция объясняет многие факты в биологии.  
  • Социальные и культурные реакции

    • В 19 веке эволюция вызвала философские и религиозные дебаты.  
    • В настоящее время эволюция принята большинством учёных, но остаётся спорной для некоторых теистов.  
    • В США эволюция вызывает споры из-за её связи с происхождением человека.  
    • В Китае эволюция не вызвала значительных разногласий.  
  • Доступ к материалам

    • Ноутбуки доступны на The Complete Work of Charles Darwin Online  
    • Книги доступны на The Complete Work of Charles Darwin Online  
  • Симпозиумы и конференции

    • Proceedings of a symposium held at the American Museum of Natural History in New York, 2002  
    • Philosophie zoologique (1809) at the Internet Archive  
    • Papers from the Symposium on the Limits of Reductionism in Biology, held at the Novartis Foundation, London, May 13–15, 1997  
    • Based on a conference held in Bellagio, Italy, June 25–30, 1989  
  • Дополнительные ресурсы

    • Online books  
    • Resources in your library  
    • Resources in other libraries  
    • American version  
    • External links  
    • Definitions from Wiktionary  
    • Media from Commons  
    • News from Wikinews  
    • Quotations from Wikiquote  
    • Texts from Wikisource  
    • Textbooks from Wikibooks  
    • Resources from Wikiversity  
  • Видео и статьи

    • «Evolution» on In Our Time at the BBC  
    • Adobe Flash required  
    • «History of Evolution in the United States»  
    • Salon  
    • Video (1980; Cosmos animation; 8:01): «Evolution» – Carl Sagan on YouTube  

Полный текст статьи:

Эволюция — Arc.Ask3.Ru

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх