Эволюция. Биосфера.
Воздействие на биосферу
Факторы эволюции.
наследственность
изменчивость (наследственная, ненаследственная)
естественный отбор
др. факторы (изоляция, миграция, внешняя среда)
Влияние мутаций на эволюционные процессы.
Мутации могут быть незначительными и затрагивать самые
различные морфологические и физиологические особенности организма, например у
животных – размеры, окраску, плодовитость, молочность и т. п. Иногда мутации
проявляются в более значительных изменениях. Мутации могут происходить в силу
самых различных воздействий.
Мутационный процесс создает разнообразие внутри вида и этим
доставляет материал для эволюционных преобразований. Мутации и рекомбинация
генотипов в процессе скрещивания обуславливает генетическую разнородность
популяции.
Микроэволюция – это начальный этап эволюционных превращений,
которые осуществляются в популяциях на базе разнонаправленных мутаций и их
комбинаций и приводят к образованию новых внутривидовых группировок – популяций
и подвидов.
Таким образом, если популяция служит основной единицей
эволюции, то элементарный эволюционный материал составляют мутации и их
комбинации. В результате естественного отбора в популяциях одни генотипы спустя
ряд поколений приобретают преимущества, а удельный вес других, менее
приспособленных уменьшается. Такая длительная направленная перестройка
генофонда популяции и является элементарным эволюционным процессом. Дальнейшее
изменение генного состава популяции приведет к образованию новых видов.
Влияние естественного отбора.
Естественный отбор – это постоянно происходящий в пределах
любого вида отбор наиболее приспособленных особей, который приводит к
сохранению и накоплению изменений, полезных для вида в данных условиях, и к
уничтожению вредных изменений.
Наблюдается постоянное избирательное выживание животных с
полезными признаками и гибель животных с неблагоприятными признаками. Например.
Успешная добыча ягеля оленями зимой прежде всего определяется их способностью
раскапывать снег, для чего необходимы широкие копыта и сильные ноги. Отсюда
ясно: быстрее добудут ягель те олени, у которых наиболее широкие копыта и
наиболее сильные ноги. В данных условиях эти признаки полезны и их «подхватит»
естественный отбор. Животные же с более узкими копытами (вредный признак в
данных условиях) или погибнут от голода, или станут жертвой хищника.
Естественный отбор идет не только по этим двум признакам, но и
по тем, от которых в данных условиях зависит успешная добыча корма и
возможность избежать гибели от хищника: острота зрения и обоняния, скорость
бега и др.
Естественный отбор играет творческую роль в природе, являясь
основной движущей силой эволюции, поскольку из ненаправленных наследственных
изменений отбираются те, которые могут привести к образованию новых групп
особей, более совершенных в данных условиях существования.
Влияние факторов окружающей среды.
Формирование организма идет как под влиянием генов, так и под
воздействием условий среды обитания. Эти условия и служат причиной
ненаследственной изменчивости. Они могут ускорить и замедлить рост и развитие,
изменить окраску цветков у растений, но гены при этом не изменяются. Благодаря
ненаследственной изменчивости особи популяций оказываются приспособленными к
меняющимся условиям среды.
К факторам эволюции относится также изоляция, т. е.
возникновение барьеров, затрудняющих свободное скрещивание особей.
Географическая изоляция – обособление определенной популяции от другой популяции
того же вида каким-либо труднопроходимым географическим барьером.
С изменением условий жизни направление естественного отбора
меняется. Если группы одного широко расселенного вида попадают в неодинаковые
условия, то отбор в этих группах пойдет в разных направлениях. Это
приведет к формированию тех или иных
приспособлений; внутри вида начнется процесс расхождения признаков. Вначале это
приведет к образованию новых группировок особей внутри вида, а затем из одного
вида через естественный отбор сформируется несколько новых видов.
Космическое и внутрипланетарное воздействие на биосферу. Влияние радиоактивных излучений на
развитие биосферы.
Несколько лет назад ученые сделали вывод: возникновение и
развитие жизни на нашей планете (по Дарвину) потребовало бы много больше
времени, нежели действительная история. Тут пришлось вспомнить Ж.Кювье и
Ж.Сент-Илера. Они выдвинули теорию, что какие-то грандиозные силы вмешивались в
эволюцию жизни, и в результате этого появлялись более совершенные формы
животных. Казалось, эволюция время от времени подвергалась действию какого-то
ускорителя. Такую же роль мог сыграть и тормоз. О действии некоего тормоза
говорит по существу и палеонтология. Но что же могло служить ускорителем или
замедлителем эволюции? В последние годы все новые гипотезы пополняют арсенал
природных сил, способных повлиять на ход эволюции. Пожалуй, первое место среди
них принадлежит метеоритной гипотезе. Недавно опубликована гипотеза, в основе
которой положен более полный учет влияния космических сил на жизнь,
развивавшуюся на Земле. На вопрос об исчезновении были выдвинуты гипотезы о
том, что в то время была повышенная активность вулканов - газы и пепел затянули
небо и ослабили солнечную радиацию - динозавры не вынесли похолодания. Или
вспышка сверхновой звезды, близкой к Земле, и животные не выдержали облучения.
Некоторые ученые считают, что Земля - дитя Космоса - находится в окружении
космических сил, многие из которых время от времени кардинально влияют на
развитие земной жизни. Примечательно, что два величайших в истории Земли
вымирания живого не совпадают по времени с крупными метеоритными ударами. По
мнению других ученых, катастрофы в биосфере зарождались в ней самой, то есть
имели земное происхождение. К сожалению, все это лишь гипотезы.
Радиоактивные излучения.
В последнее время радиоактивное воздействие на биосферу стало
представлять серьезную экологическую опасность. При взрывах атомных бомб
погибало до 100 тыс. человек мгновенно, десятки тысяч скончались в течение
нескольких недель от острой лучевой болезни. До сих пор видны последствия
аварии на Чернобыльской АЭС, но при нормальной эксплуатации АЭС практически не
загрязняет окружающую среду радиоактивными веществами.
Эквивалентная доза - бэр. При 25 бэр нет изменений в тканях и
органах человека. 50 бэр - незначительные кратковременные изменения состава
крови.
Выше - глубокие поражения или смертельный исход.
Многие ученые, работающие с радиоактивными веществами,
погибают.
Основные виды ионизирующих излучений: альфа и бета-частицы,
фотоны рентгеновского излучения и нейтроны. Альфа частицы, например, повреждают
кость и вызывают тяжелые заболевания крови и образование злокачественных
опухолей.
Поступление радионуклидов в организм - вдыхание загрязненного
воздуха. (оседание в носоглотке).
Защита от облучения - временем (ограничение продолжительности
работы в поле излучения), расстоянием и экранировкой (использование процессов
взаимодействия фотонов с веществом.)
Считается, что в определенных дозах радиация полезна (дает
стимул клеткам для последующего развития.
Концепция биосферы В.И.Вернадского. Человек и биосфера.
Трансформация биосферы в ноосферу.
Появление научной мысли в биосфере в перспективе неизбежно
полностью ее видоизменяет. Носитель земного разума - человек - с нарастающим во
времени темпом воздействует на биосферу, активно захватывая все занимаемое ею
пространство. По убеждению В.И.Вернадского преобразование биосферы грядет
неизбежно и необратимо (30-е годы) и трансформированная биосфера носит название
ноосферы. Ноосфера - качественно новое состояние самой биосферы, ее очередная
трансформация в ходе эволюции.
Основные концепции:
Ход научного творчества является той силой, при помощи которой
человек меняет биосферу. Изменение биосферы после появления в ней человека -
неизбежное явление, сопутствующее росту научной мысли.
Изменение биосферы не зависит от человеческой воли, оно
стихийно, как природный естественный процесс.
Научная работа человечества есть природный процесс,
сопровождаемый переходом биосферы в новое более упорядоченное состояние - ноосферу.
Такой переход выражает собой "закон природы".
Поэтому появление в биосфере рода Homo есть начало новой
эры в истории планеты.
Человек может рассматриваться как определенная функция
биосферы, в определенном ее пространстве-времени. Во всех своих проявлениях
человек составляет определенную закономерную часть биосферы.
Взрыв научной мысли в ХХ столетии подготовлен всем прошлым
биосферы и имеет глубочайшие корни в ее строении. Он не может остановиться и
пойти назад. Биосфера же неизбежно, рано или поздно, перейдет в ноосферу. И в
истории народов, населяющих планету, произойдут нужные для этого события, а не
события, этому противоречащие.
При подготовке этой работы были использованы материалы с сайта
http://www.studentu.ru