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.