Оглавление

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

Эволюция – Arc.Ask3.Ru

Эволюция

Эволюция и её процессы

Теория эволюции Дарвина

Современный эволюционный синтез

Эволюционная история жизни

Наследственность и генетика

Источники вариаций

Секс и рекомбинация

Половые организмы и генетическая изменчивость

Двукратная стоимость секса

Гипотеза Красной королевы

Поток генов

Эпигенетика

Эволюционные силы

Естественный отбор

Типы естественного отбора

Экосистема и естественный отбор

Естественный отбор и его уровни

Генетический дрейф

Нейтральная теория молекулярной эволюции

Время закрепления аллеля

Предубеждение к мутации

Генетический автостоп

Половой отбор

Естественные результаты эволюции

Эволюция и её цели

Адаптация

Эволюция структур

Эксaptations

Эволюционная биология развития

Коэволюция

Кооперация внутри видов

Спецификация

Определение вида

Барьеры для репродукции

Гибриды и их значение

Способы видообразования

Симпатрическое видообразование

Теория прерывистого равновесия

Вымирание видов

Применение эволюционной биологии

Эволюция и устойчивость

Эволюционные алгоритмы

Происхождение жизни

Общий предок

Эволюция жизни

История эволюционной мысли

Ранние идеи о видах и эволюции

Дарвиновская революция

Механизмы наследственности и мутации

Современные синтезы и достижения

Социальные и культурные реакции

Доступ к материалам

Симпозиумы и конференции

Дополнительные ресурсы

Видео и статьи

Полный текст статьи:

Эволюция – Arc.Ask3.Ru

Похожие статьи:

Оставьте комментарий Отменить ответ