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 www.studentu.ru