Объяснение адаптации с точки зрения автоэволюционизма (стр. 1 из 2)

Реферат

"Объяснение адаптации с точки зрения автоэволюционизма"

Главные "загадочные факты" эволюции и их интерпретация

Тэйлор перечисляет "загадочные факты" эволюции, которые, по его мнению, полностью противоречат концепции случайной трансформации видов. До него пришли к такому же заключению и многие другие. Важно отметить, что за долгие годы изучения мутационного процесса и статистического анализа популяций этой проблемы не касались. К загадочным фактам относятся: 1) существование определенных направлений эволюции; 2) многократное возникновение в процессе эволюции одного и того же явления; 3) формирование определенных структур до того, как они стали необходимы; 4) наличие адаптации, являющихся результатом многих координированных процессов; 5) существование организмов н генов, которые почти не эволюционируют.

Уже на заре эволюционных исследований были введены термины для описания этих явлений. Однако они обычно не используются, потому что от соответствующих явлений либо отмахнулись, либо посчитали, что они полностью объясняются отбором. Такими терминами были: 1) ортогенез; 2) конвергенция или параллельная эволюция; 3) преадаптация; 4) адаптация; 5) консерватизм. Примеров этих явлений можно привести много, и они неоднократно описывались в большинстве книг по палеонтологии, ботанике, зоологии и эволюции. Ограничимся лишь несколькими из них.

Ортогенез. Классическим примером служит эволюция зубов и копыт у лошадей, изменявшихся в определенных направлениях. Некоторые неодарвинисты, например Грант, отрицают ортогенез, поскольку они неспособны объяснить его на основе случайности и естественного отбора.

В рамках автоэволюционизма ортогенез представляется прямым результатом канализации, внутренне присущей эволюциям, которые предшествовали биологической эволюции, и результатом автономных эволюции, происходящих в пределах клетки и организма.

Рис. 1. Классический пример ортогенеза: эволюция лошади в Северной Америке с ранней эпохи третичного периода до настоящего времени

Конвергенция проявляется на молекулярном, клеточном и организменном уровнях; случаев конвергенции так много, что о ней можно написать целый трактат. По словам Масаки, "фотопериодизм как средство сезонной адаптации – один из самых замечательных примеров конвергентной эволюции, встречающейся как у животных, так и у растений". Другим примером служит параллельное развитие способности к биолюминесценции во многих классах животных. Конвергенция прослеживается также на уровне молекулярного строения хромосом: одни и те же последовательности ДНК обнаруживаются в одном и том же месте молекулы у неродственных видов. Эволюция сумчатых в Австралии протекала почти так же, как эволюция плацентарных млекопитающих в Евразии. Симпсон подчеркивает, что явление эволюционной конвергенции "все еще не дает покоя палеонтологам и другим биологам". Теперь конвергенцию можно рассматривать как результат того, что хромосома и клетка обладают жесткой организацией и следуют по своим собственным эволюционным направлениям, до некоторой степени независимо от среды. Примером служит замкнутый цикл, в котором участвуют белок, ДНК и РНК. Синтез белков невозможен без РНК и ДНК. ДНК не может воспроизводиться или функционировать без белка. Кроме того, РНК онкогенных вирусов не может репродуцироваться, если не синтезируется ДНК, и в этом процессе используется белок – обратная трайскриптаза. Как только клетка оказалась включенной в жесткую последовательность химических каналов, она была вынуждена вновь и вновь принимать одно и то же решение, независимо от того, в какой она находилась среде.

Консерватизм. Классическими примерами консерватизма служат такие виды, как Gingkoblloba, акула и опоссум, которые практически не изменялись на протяжении миллионов лет. Многие гены, например гены, определяющие синтез рРНК, не претерпели существенных изменений со времени появления бактерий. Консерватизм – это выражение той внутренней упорядоченности, которая направляла автоэволюцию. Частным случаем консерватизма является атавизм, т.е. повторное возникновение признаков, которые, как казалось, были утрачены в процессе эволюции. Примером служит маленький хвостик, спорадически встречающийся у младенцев и напоминающий нам о наших обезьяньих предках. Существование у высших организмов прерывистого гена, способного реорганизовывать многие свои нуклеотидные последовательности, позволяет теперь дать таким случаям простое объяснение: этот ген может легко воспроизводить прежние комбинации.

Рис. 2. Пример конвергенции: параллельная эволюция плацентарных млекопитающих и австралийских сумчатых млекопитающих

Рис. 3. Некоторые конвергентные формы среди млекопитающих Северной и Южной Америки, изображенные в одном масштабе

Адаптация и преадаптация. Большинство адаптации вызывает разногласия среди эволюционистов по той простой причине, что их трудно объяснить с позиций неодарвинизма. Уже Дарвин считал, что появление адаптации, таких, например, как глаз, которым необходима высокая степень координации различных физико-химических процессов и генетических событий, нельзя объяснить отбором. Но неодарвинисты верят в отбор больше, чем сам Дарвин: "Адаптация – это процесс эволюционного изменения, с помощью которого организм находит все более и более удачное "решение" стоящей перед ним "проблемы", что приводит в конечном итоге к состоянию адаптированности". Левонтин добавляет: "Биологи-эволюционисты исходят из допущения, что каждый аспект морфологии, физиологии и поведения данного организма был создан естественным отбором как решение той или иной проблемы, поставленной средой".

Рис. 4. Пример консерватизма: наличие жабер у зародыша человека. А. Зародыш человека, у которого видны жабры. Б. Зародыш электрического ската. В. Голова акулы

Объяснение адаптации с позиции автоэволюционизма

Существование адаптации и сама ее возможность обусловлены следующими главными факторами.

1. Вся материя и энергия состоят из элементарных частиц одного и того же типа. Самая большая галактика состоит из тех же протонов, которые имеются в сердце млекопитающего.

2. Как показывают химические данные, атомы кислорода, входящие в состав эритроцитов человека и содержащиеся в окружающей атмосфере, идентичны.

3. Все компоненты живого мира – от простейших молекул до макромолекул, клеточных органелл, клеток и организмов – строились изнутри. К уже существовавшим атомам и молекулам не добавлялось ни одного атома и ни одной молекулы, которые не согласовывались бы с первоначальной структурой. Ничего не добавлялось случайно; все подвергалось проверке, и только после этого включалось в уже существующую структуру.

4. Среда обитания данного организма, состоит ли она из других организмов или из неживых компонентов, создавалась по тем же правилам благодаря автоэволюции. Для неживой среды характерен более низкий уровень организации, чем для живой. Различие выражается только в степени сложности комбинаций.

5. Атомы, входящие в состав живого организма, постоянно возвращаются в неживой мир в результате таких метаболических процессов, как дыхание, выделение и удаление из организма мочи и кала. Одновременно с этим в живой мир непрерывно возвращаются атомы из неживого мира в результате таких процессов, как фотосинтез, дыхание и усвоение пищевых продуктов. Этот обмен образует перманентный поток. Статичных сред или статичных организмов не существует.

6. Биологическая эволюция – явление не первичное, а завершающее. Живые организмы не только имеют неорганическое происхождение, но, что самое важное, биологической эволюции предшествовали три эволюции, канализировавшие ее и поддерживавшие частичную автономию этих организмов, когда они вышли на биологический уровень. В результате компоненты живого организма подчиняются тем же основным законам эволюции и, следовательно, не могут не взаимодействовать частично координированным образом с компонентами среды.

7. У живых организмов в процессе их построения возникли рецепторы, распознающие основные физико-химические факторы внешней и внутренней среды. Это фоторецепторы, электрорецепторы, барорецепторы, хеморецепторы и терморецепторы.

8. Рецепторы дают возможность не только обнаруживать соответствующие сигналы, но, что очень важно, измерять их. Они тщательно регистрируют воздействие данного фактора и информируют организм о точном числе достигающих его фотонов или молекул. Антенны некоторых насекомых способны "уловить" одну-единственную молекулу того или иного соединения. Отдельная зрительная клетка глаза человека может зарегистрировать поглощение одного фотона.

9. Информация, полученная в результате таких измерений, не остается на уровне рецептора, а передается другим клеткам или всему организму. Примером служат обнаруженные недавно у растений структуры, способные играть роль световода. Другой пример – модификация биологических часов в результате изменений в среде. Третий – изменение кровяного давления у астронавтов в условиях невесомости, что влияет на кровообращение во всем организме.

10. Организм непременно реагирует на изменения, происходящие в среде, но важно указать, что его реакция не всегда соответствует конкретному изменению. Реакция эта не обязательно принадлежит организму как целому, но может касаться только одного или нескольких его компонентов, которые эволюционируют самостоятельно.

11. Организм благодаря своей гормональной системе и способности к внутренней передаче – информации имеет тенденцию реагировать как целое, однако такая реакция необязательно возникает 1) немедленно после изменений во внешней или внутренней среде или 2) при идеальных взаимоотношениях организм – среда.