Коллектив авторов
Эволюция для тех, кто хочет все успеть
* * *
Все права защищены. Книга или любая ее часть не может быть скопирована, воспроизведена в электронной или механической форме, в виде фотокопии, записи в память ЭВМ, репродукции или каким-либо иным способом, а также использована в любой информационной системе без получения разрешения от издателя. Копирование, воспроизведение и иное использование книги или ее части без согласия издателя является незаконным и влечет уголовную, административную и гражданскую ответственность.
© ИП Сирота Э. Л. Текст и оформление, 2017
© Оформление. ООО «Издательство „Э“», 2017
* * *
Вопросы, на которые дает ответ эта книга
Что такое эволюция?
Самое общее определение эволюции – естественный процесс развития жизни на Земле. Эволюция – это постоянное установление хрупкого баланса между растениями, живыми организмами и средой, в которой они обитают. См. главу I
Какие виды выживают?
«Выживают не сильнейшие виды и не самые разумные, а предпочтительно те, кто лучше других приспосабливается к изменениям». Чарлз Дарвин. См. главу III
Кто такой археоптерикс?
Это удивительное существо с птичьими крыльями и скелетом динозавра, ископаемые останки которого были впервые найдены в 1861 году. См. главу V
Почему у всех позвоночных пятипалая конечность?
Причина общности строения кроется в общности происхождения – у всех позвоночных был один и тот же пятипалый предок. См. главу VII
Кит – это родственник коровы?
Да, потому что киты произошли от наземных парнокопытных млекопитающих, которые когда-то вернулись в воду. См. главу IX
Сколько времени заняла эволюция глаза моллюска?
Расчеты показали, что для создания полноценного глаза понадобится 364 000 поколений моллюсков, или 500 тысяч лет. См. главу X
Где хранится наследственная информация?
В процессе наследования участвуют гены – участки ДНК, в которых зашифрована информация о каждом конкретном признаке данной особи, от строения органов до цвета глаз. ДНК находится в ядре каждой клетки организма, в том числе и в половых клетках. См. главу XII
Что такое биологический вид?
Это сообщество популяций, живущих на близлежащих территориях, занимающих сходные экологические ниши, особи которых могут скрещиваться между собой и давать потомство. См. главу XV
На какие разновидности делятся мутации?
Самая простая классификация мутаций – это разделение их на полезные, вредные и нейтральные. См. главу XVI
Как виды сохраняют единообразие?
Биологические виды сохраняют единство благодаря миграциям и скрещиванию между особями разных популяций. См. главу XXI
За счет чего живут паразиты?
Паразитами называют организмы, существующие за счет других видов. Они используют хозяев в качестве источника питательных веществ или места обитания. См. главу XXIV
Где происходит химическая эволюция?
Начальные этапы химической эволюции происходили и происходят не только на нашей планете. В космосе присутствуют некоторые виды органических веществ, которые при определенных условиях могли бы привести к появлению живых клеток. См. главу XXVII
Что называют эволюционным прогрессом?
Рассматривая картину появления и развития жизни на Земле, невозможно не заметить, что все происходило по пути постепенного усложнения – это и называют прогрессом. См. главу XXIX
Предисловие
Однажды Томас Гексли, последователь Дарвина, выступал в научном обществе с докладом об эволюционной теории. Слово взял священнослужитель, до глубины души возмущенный утверждением, что предком человека являются приматы. «А по какой линии – бабушки или дедушки – вы произошли от обезьяны?» – язвительно спросил он. «Я бы предпочел иметь среди своих родственников обезьяну, чем болтливого недалекого человека», – парировал Гексли.
Этот исторический анекдот свидетельствует о том, какие баталии велись в свое время вокруг теории эволюции. Люди не готовы были принять тот факт, что их предки и биологические родственники лазают по деревьям и ловят на себе блох. А между тем, среди наших предшественников на древе эволюции есть не только обезьяны.
Если оглянуться на четыре миллиарда лет назад, можно обнаружить общего предка всех живых существ на планете – единственную клетку, у которой не было даже ядра, но были признаки живого организма. Через два миллиарда лет у клетки появилось ядро, еще миллиард лет понадобился для того, чтобы она соединилась с другими клетками и стала многоклеточным организмом. Ну а дальше – самое интересное. Жизнь развивалась, приобретала разнообразные формы, планета заселялась удивительными растениями и животными, сменяющими друг друга. Сегодня вершина эволюции – человек. Но этот бесконечный процесс не может завершиться, он продолжается, а что будет дальше – покажет время.
Глава I
Все всегда меняется
Эволюция живых существ
Биология приобретает смысл только в свете эволюции.
Феодосий Добржанский
Жизнь удивительна и многообразна в своих проявлениях, одно из самых удивительных ее качеств – постоянное движение и преобразование. Ничто не остается постоянным надолго, всему суждено измениться или исчезнуть.
Поймать равновесие
Эмпедокл из Акраганта, живший в V веке до н. э., одним из первых заговорил о подобии естественного отбора
Когда-то, по вселенским меркам не очень давно, Земля покоилась под коркой снега и льда; сотни лет назад она представляла собой один огромный континент, окруженный океаном; до этого она была расплавленным и раскаленным шаром, а еще раньше ее не было вовсе. В природе нет постоянства – все, от галактик до микробов, непрерывно претерпевает изменения. Обычному человеку за его короткую жизнь заметить эти изменения непросто, но ученые, с их масштабным видением, давно установили, что эволюционные процессы затрагивают все системы: звезды и планеты, континенты и ландшафты, растительные и животные сообщества, социальные институты и т. д.
И все же, когда речь заходит об эволюции, чаще всего говорят о биологии и живых организмах. Таким образом, самое общее определение эволюции – естественный процесс развития жизни на Земле. К эволюционным процессам относят формирование приспособлений и адаптаций, образование новых видов и вымирание нежизнеспособных, генетические изменения, трансформацию экологических систем и биосферы планеты.
Еще одно определение
Эволюцией в общем смысле этого слова называют изменение любых сложных систем во времени
Эволюция – это постоянное установление хрупкого баланса между растениями, живыми организмами и средой, в которой они обитают. Условия меняются, организмы приспосабливаются, в результате их приспособления возникают новые факторы, которые, в свою очередь, снова требуют перемен. Условия жизни на нашей планете весьма многообразны, поэтому мы можем наблюдать огромное количество кардинально отличающихся друг от друга разновидностей живых существ.
Голова плюс ноги
В античные времена высказывалось немало необычных идей о происхождении жизни. К примеру, древнегреческий философ Эмпедокл считал, что органы человеческого тела зарождались по отдельности, самые приспособленные выживали и соединялись в организмы
Фундамент под домом науки
Как получилось, что от одного общего предка произошли гиппопотамы, морские звезды, попугаи и мы с вами? Какие механизмы работали на протяжении миллионов лет, чтобы создать такую сложную систему, как глаз млекопитающего? Почему животные одного вида, живущие на разных континентах, отличаются? Каким образом изменения и приспособления передаются по наследству? На эти и многие другие вопросы, касающиеся развития жизни на Земле, дает ответы эволюционная биология. Сфера исследований этой науки – пути, по которым осуществляется эволюция, ее процессы, закономерности и механизмы.
Изучая историю разнообразных изменений, произошедших за миллионы лет в мире растений и животных, эволюционная биология создает целостную картину существования всего живого на нашей планете. Ее можно сравнить с фундаментом здания, в котором располагаются все остальные науки о жизни: генетика, экология, физиология, антропология, психология и т. п.
Лестница Аристотеля
Аристотель одним из первых высказал предположение о постепенном усложнении живых организмов. Он даже описал «Лестницу существ», где все животные были разделены на группы в зависимости от сложности строения
В наше время многие виды флоры и фауны находятся под угрозой вымирания, а какие-то уже исчезли с лица Земли из-за нарушения экологического баланса. Знание механизмов эволюции позволяет разработать превентивные меры для их сохранения. Оно же помогает противостоять мутациям вирусов и бактерий, вызывающих инфекционные заболевания, распознавать гены, вызывающие наследственные патологии, культивировать полезные для человека сельскохозяйственные растения. Практическая сфера применения эволюционной биологии очень широка, а ее теоретическая часть позволяет понять устройство живого мира и места человека в нем.
За время своего существования наука прошла долгий путь: возникали и рушились теории, гипотезы находили подтверждение или опровергались. В ХХI веке существует несколько эволюционных теорий, общепринятой считается синтетическая теория эволюции.