Сімдіктер мен жануарлар эволюциясының негізгі кезеңдері мен ерекшеліктері

Планетадағы ең алғашқы автотрофтар жасыл мен циан балдырлары болған. Олар 2600-2500 млн. жыл бұрын пайда болған. Протерозой дәуірінде жасыл және алтын түсті балдырлар өмір сүрген. Сонымен қатар, теңіз түбіне бекініп тіршілік ететін балдырларда пайда болған сияқты. Палеозой - Күрделі эволюциялық оқиға болды: өсімдіктер құрлыққа шығады. Алғашқы периодтарда өсімдіктер көбінде теңіз түбінде бекінген. Теңіз түбіне бекінген өсімдіктер: жасыл және қошқыл балдырлар, диатомды, алтын түсті, эвглена тәрізді балдырлар. Ордовик соңы – силур басы (550-440 млн. жыл бұрын)- - Жер бетіндегі алғашқы өсімдік – псилофит пайда болды. Олар теңіз жағалауын түгелдей жасыл түсті кілеммен төсеп жатқан. Псилофиттерде өткізгіш шоқтары ксилема мен флоэма, кутикула, устьица пайда болады. Олар субстратқа дихотомды бұтақтанған төменгі бөлігі арқылы бекінген: кейбіреулерінде жабайы жапырақтар табылған. Құрлықтағы өсімдіктердің алғашқы кезеңдері архегональды формалардың пайда болуымен байланысты: (мүк тәрізділер, папоротник тәрізділер, ашық тұқымдылар). Аналық жыныс органдары архегония. Девон - Плаун, қырықбуын, папоротник тәрізділер және ежелгі ашық тұқымдылардан тұратын қалың ну ормандар пайда болады. Олар карбон дәуірінде одан әрі тарала бастайды. Төрттік кезең (2-3 млн. жыл бұрын) - Жауын-шашын мөлшері көбейіп, климат салқындай бастайды. Жердің біраз аумағын мұз баса бастап, жылу сүйгіш өсімдіктер өле бастайды; Суыққа төзімді өсімдіктер, бұталар өсе бастайды; Үлкен көлемді ормандар қырға айналады. Ксерофитті және эфемерлі өсімдіктер пайда болады; Қазіргі фитоценоз қалыптаса бастайды. Өсімдіктер патшалығының негізгі эволюциялық ерекшеліктері: 1. Гаплоидтыдан диплоидтыға өту. Көпшілік балдырларда клеткалары гаплоидты. Құрылысы күрделірек балдырларда клеткалары диплоидтылары да кездеседі. 2. Аталық жыныс гаметаларының қозғалысының шектелуі, гаметофиттің редукцияланып, спорофиттің дамуы. Сыртқы ұрықтанудан іштік ұрықтануға ауысуы. 3. Құрлыққа өтуге байланысты мүшелердің дифференциясы: тамыр, сабақ және жапыраққа бөлінуі, өткізгіш шоқтардың дамуы, механикалық және жабын ұлпаларының дамуы. 4. Жануар немесе насекомдар арқылы тозаңдану. Ұрықты сыртқы қоршаған ортадан қорғау: қорекпен қамтамасыз ету, жабын пайда болуы. Жануарлар дүниесінің дамуы барысында жануарлар организмдерінің органдары олардың атқаратын функцияларына байланысты дифференциацияла-нып, скелет, қозғалу, ас қорыту, тыныс алу, қан тамырлары, нерв системалары мен сезім органдары қалыптасты. Тыныс алу энергиясы организмдердің қозғалуы мен өсуі үшін қажетті энергияға айналды. Ал энергияның артық қоры жануарлардың қорек табу жолындағы қозғалыстарына жұмсалды. Қозғалу үшін олар денесін белгілі қалыпта ұстап, әртүрлі жағдайларда тез және дәл шешім қабылдауды қажет етті. Яғни, биологиялық эволюция процесі мидың пайда болуына әкеп соқты. Кембрий периодында хордалылар типінен басқа негізгі жануарлар типі пайда болған. Губкалар, кораллдар, инетерілілер, моллюскалар және т.б. Ордовик кезеңінде алғаш ішкі осьтік қаңқасы бар жануарлар қалдығы табылған – миногалар мен миксиндер. Сезім мүшелерімен қоректі таңдау, жақауыздылар жылан тәрізді қозғала бастаған. Силур кезеңінде ең алғаш ауамен тыныс алатын өрмекшітәрізділер құрлыққа шықты. Девон кезеңінде үш түрлі балықтар, кезеңнің соңында насекомдар пайда болды. Тас көмір периодында суда стегоцефалдар құрлыққа шыққан, бірақ көшіп қонып жүрмеген. Перьм периодында құрғақшылық және климаттын салқындауы байқалды. Амфибиялар, рептилиялар тіршілік үшін күресті. Жануарлар әлемінің негізгі эволюциялық ерекшеліктері: Көпжасушалықтың пайда болуы және ағза жүйелерінің дифференциациясы; Тығыз қаңқаның пайда болуы (сыртқы – буын аяқтылар, ішкі - омыртқалыларда); Орталық нерв жүйесінің дамуы; Екі әр түрлі эволюциялық “шешім”: омыртқалыларда бас миының дамуы; насекомдарда – нерв жүйесінің дамуы; Жануарлардың әлуметтік қатары. Биологиялық және әлеуметтік қозғалу формаларын бөлу.

6.Эволюцияның синтездік теориясының (ЭСТ) негізгі ережелері (постулаттары)

ЭСТ – генетика мен дарвинизм секілді түрлі дисциплиналардың синтезі болып табылатын қазіргі заманғы эволюциялық теория. ЭСТ палеонтология, систематика, молекулярлы биология және т.б ғылымдарға сүйенеді.

1) Эволюцияның бағыты, оның қозғаушы күштеріне байланысты: тіршілік үшін күрес және табиғи сұрыпталу.

2) Тіршілік үшін күрес – организмдердің өз ара және қоршаған ортамен ара қатынасы, сонымен бірге ұрпақ қалдыру мүмкіндігі.

3) Табиғи сұрыпталу – эволюциялық процестің бағытталған факторы, эволюцияның қозғаушы күші. Бейімделген дарабастардың тірі қалып және ұрпақ қалдыратын, сонымен бірге бейімделмегендердің жойылуы барысындағы процестің нәтижесі, яғни генотиптердің дифференциалды тірі қалу, көбеюі және дифференциалды жойылуы. Табиғи сұрыпталу кездейсоқ және ұсақ мутациялардың селекциясына негізделген.

4) Табиғи сұрыпталудың объектісі - онтогенез барысындағы дарабастың фенотипі.

5) Фенотип генотиппен негізделеді. Осыған байланысты табиғи сұрыпталудың нәтижесінде генотиптердің дифференциальды көбеюі байқалады.

6) Популяциялардағы алғашқы өзгергіштік қарапайым эволюциялық факторлардың әсеріне қатысты: мутациялық процесс, популяциялық толқындар, оқшаулану, табиғи сұрыпталу және т.б.

7) Қарапайым эволюциялық процесстер эволюцияның қозғаушы күштері (тіршілік үшін күрес және табиғи сұрыпталу) және қарапайым эволюциялық факторлардан тұрады.

8) Қарапайым эволюциялық материал - мутациялар. Мутациялық өзгергіштік кездейсоқ сипатта жүреді.

9) Қарапайым эволюциялық бірлік - популяция.

10) Қарапайым бейімделушілік құбылыс – популяцияның бейімділігін жоғарылататын, генетикалық келісілген белгілердің пайда болуы.

11) Қарапайым эволюциялық құбылыс – популяцияның генотиптік құрамының тұрақты өзгеруі (мысалы, аллельдер жиілігінің өзгеруі).

12) Эволюция белгілі табиғи-географиялық орталарда іске асырылады - биогеоценоздарда.

рі табиғатқа қатысты алғанда эволюция қарапайымнан күрделі түрлердің пайда болуын көрсетеді. Ол қалай жүреді. Табиғатта мақсатты қалай түзілу өте ме? Кездей соқтықтың ролі қандай? Даму көзі болып не есептеледі:

Ламарк айтқандай мүшелердің жаттығуы ма;

көбірек бейімделгендердің өмір сүру үшін күресі ме (Дарвин бойынша табиғи сұрыптау);

өзара көмек жасау мүмкіндігі (П.А.Кропоткин);

табиғи катастрофалар: кометалар, температура өзгерісі т.б. (Кювье)?

Генетика Ламарк көзқарасын жоққа шығарды. (Вейсман тәжрибесі, тышқан кұйрығын кесу).

Ч.Дарвин (1809-1882) Бигль кораблімен дүниежүзілік саяхаты кезінде түрлердің өзгермелігі жайлы көп материал жинады. Табиғи сұрыптау жайлы түсінік (көгершін, тышқан өсірді).

1778 жылы Т.Мальтус «Трактат о народонаселении» деген еңбегінде, егер халық саны тоқтаусыз өсе берсе, ешбір бөгетсіз, неге соқтыратынына тоқ-талды. Дарвин оның тұжырымын табиғатқа көшірді. Жоғары репродук-тивті өсу потенциалына қарамай популяция саны салыстырмалы түрде тұрақты болады. Популяция ішінде конкуренция интенсивті болғанда, өмір сүру мүмкіндігін туғызатын кез келген өзгеріс даралықтардың көбеюін ұрпақ қалдыру мүмкіндігін арттырады.

Келесі эволюция теориясының негізін геолог Ч.Лойльдің (1797-1875) униформизм принципі қалады. Мардымсыз болу өзгерістер бір бағытта ұзақ уақыт жүра үлкен өзгерістерге әкеледі дейді. Миллиондаған жылдар бойы жүрген аз өзгерістер жаңа түрлердің шығуына әкеледі.

Дарвинді органикалық дүние эволюциясы туралы ойға итерген Оңтүстік Америкада қазбадан табылған жалқау аң қаңқасы болды. Ол қазіргі кезде кездесетін жалқау аңнан көп үлкен болды.

Ч.Дарвин 1839 жылы эволюция теориясын шығарды. 1859 жылы «Түрлердің табиғи сұрыптау нәтежесінде п/б» еңбегі. Дарвин гипотезасы 3 бақылау, 2 тұжырымға сүйенді.

Б.1. Популяция құрамына енетін дарақтардың репродіктивтік потенциалы жоғары.

Б.2. Әрбір популяцияның дарақтар саны мөлшермен тұрақты.

Б.3.Барлық популяцияда өзгергіштік бар.

Т.1. Көптеген дарақтар жойылып, ұрпақ қалдыра алмайды. Популяцияда өмір сүру үшін күрес жүреді..

Т.2. өмір сүру үшін күресте өмір жағжайларына жақсы бейімделген дарақ-тар «репродуктивті потенциалы» жоғарлап бейімделмеген дарақтарға қарағанда көп ұрпақ қалдырады. 2 тұжырым эволюция механизмі болатын табиғи сұрыптау туралы гипотезаға сүйеледі.

Дарвин гипотезасын көптеген ілімдер қолдайды (палентология, генетика).

Генетиканың ілім ретінде дамуынан кейін эволюция механизмі екі бөлімнен тұрады деп қарастырылды:

Генетикалық деңгейдегі кездейсоқ мутациялыр олардың көбірек қолайлыла-рының тұқым қуалады және оларды тасушылардың өмір сүріп ұрпақ қалдыр-уы.

Мутация жаңа белгі п/б тіршілік үшін күрес табиғи сұрыптау.

Дарвин концепциясын әлі дәлелдеуді тілейтін гипотеза қатарына жатқызамыз.

7.Мутациялық процесс – қарапайым эволюциялық фактор. Мутациялық процестің эволюциялық процесі ең алдымен табиғи популяцияның жоғарғы гетерогенділік дәрежесін үнемі ұстап тұруымен – табиғи сұрыпталуымен сипатталады. Мутациялық процесс элементарлы эволюциялық материалды жеткізуші фактор болып табылады.

Элементарлы эволюциялық бірлік ретінде популяцияны сипаттауда маңызды және тұрақты жақтарының бірі “тіршілік толқыны”, популяциялық толқын құбылысы, популяцияны құратын дарақтар санының тербелісі. Популяциялық ағым – популяцияның негізгі қасиеті. Эволюцияның өз бетінше жүретін факторы ретінде жалпы эвлюциялық маңызы бар.

Периодтық немесе апериодтық сандар тербелісі тірі организмдердің барлығына тән. Осындай флуктуациялардың – нақты принципі әртүрлі болуы мүмкін және ортаның биотикалық, сол сияқты абиотикалық факторларының әсеріне жатады.

Үнемі тербеліс жағдайының болуы ересек жасқа дейін жеткен организмдердің бірдей емес жағдайда болуына әкеледі. Табиғаттағы дарақтар өлімінің негізгі жағдайларын (элиминация) қарастырайық. Тіршілік ағымының әсері эволюциялық фактор ретінде дарақтардың кездейсоқ жойылуы таңдамалы болғандықтан бізді ең алдымен таңдамалы өлім (элиминация) қызықтырады. Таңдамалы жойылу және тірі қалу негізгі элементарлы фактор- табиғи сұрыпталудың әсеріне байланысты. Эволюция деген терминнің өзін популяция гендері жиілігінің өзгеруі деп түсіну керек. Осыған орай популяцияның гендер жиілігі яғни оның генетикалық құрылымы әр түрлі факторлардың әсерінен өзгеруі мүмкін. Олар эволюцшиық факторлар деп аталады. Эволюциялық факторлардың негізгі төрт түрі белгілі: мутациялық процесс, миграция, сұрыптау және гендер дрейфі.

Қайсыбір популяцияның генефонды негізінен А1 аллелімең құралған да, А2 аллелінің жиілігі шамалы ғана делік. Осы бастапқы гендер жиілігі жоғарыда аталған төрт эволюциялық факторлардың әсерінен былайша өзгеруі мүмкін. Ең алдымен А1 аллелі А2 аллеліне бір немесе бірнеше рет мутациялануы мүмкің, нәтижесінде соңғы аллельдің жиілігі арта түседі. Бүдан басқа жағдайда А2 аллелі бар дарақтар басқа популяциядан қоныс аударуы мүмкін. Мұндай миграция немесе гендер ағыны да қабылдаушы популяцияның гендер жиілігін күрт өзгертуі мүмкін. Популяциядағы А} жөне А2 дарақгар өздерінің тіршілік қабілеттілігімен бір-бірінен айырмашылығы болуы мүмкін. Егер А2 аллелі бар дарақтардың өміршеңдігі А, аллелі бар дарақгардан артық болса, онда осы геннің жиілігі келесі ұрпақта арта түседі, ал А, аллелінің жиілігі болса кемиді. Бүл арада біз табиғи сүрыпталудың әсерін көреміз. Ол - табиғи популяцияның гендер жиілігін рет-тейтін ең басты фактор.

8. Популяциялық толқындар - қарапайым эволюциялық фактор. Олардың жіктелуі. Табиғи жағдайда әртүрлі организмдер санының оқтын-оқтын ауытқып отыруы өте кең тараған құбылыс. Популяцияны құрайтын дарабастар санының ауытқуы популяциялық толқын деп аталады. табылады.Популяциялық толқындар эволюцияның ең басты факторларының бірі.Периодикалық немесе бипериодикалық қозғалыстар барлық тірі организмдерге тән.Осындай флуктуациялардың маңызды себептері шексіз және әртүрлі болуы мүмкін.Популяцияның классификациясы:1. Мезгілдік; 2. Мезгілсіз; 3.жаңа аймақтардағы табиғи жаулары жоқ ортадағы дарабастар санының лезде көбеюі; 4.табиғи апаттардың әсеріне байланысты популяциядағы дарабастар санының мезгілсіз теңселуі;

1.Қысқа өмір сүретін организмдердің санының периодты өзгерісі. Көптеген буынаяқтыларға, өсімдіктерге, саңырауқұлықтар мен микроорганизмдерге тән. Бұл қарапайым түрде санның маусымдық өзгерісі.

2.Санның периодтық емес өзгерісі, әртүрлі факторлардың күрделі тіркесуіне байланысты. Бірінші кезекте ол берілген түрдің қоректік тізбектегі қарым қатынастың қолайлылығына тәуелді, ол көптеген жануарларменен өсімдіктерге қатысты,және де биогеоценоздың түп тамырының қайта құрылуына әкеп соғады.

3.Жаңа аудандардағы түрлердің санының тұтануы, ол жерде олардың табиғи жыртқыштары болмайды. Санның өзгерісінің мысалы 19-20 ғғ. Австралиядағы қояндар, Солт Америкадағы торғайлар, Евразияның ондатрасы, канадалық элодея, америкалық норка және т.б. болады. 16-17 ғғ. теңіз саяхатшыларымен таралған егеуқұйрықтың саны артты.

4.Табиғи «апаттармен» байланысты санның периодты емес өзгерістері. Бірнеше қуаң жылдар үлкен шекаралардың маңызды өзгерістеріне алып келуі мүмкін. Даралары қозғалғыш болатын жануарлар немесе топырақтың терең қабаттарында өмір сүретіндер қозғалмайтын және аз қозғалатын формалардан аз зиян көреді. Басқа формалары көптеген сан болып өледі.

Популяциялық толқындардың эволюциялық маңызы. Егер, қандай бір популяцияның саны азайып бара жатса, онда саны көп популяциядан аз ғана даралар қалуы мүмкін. Мысалы, орман өрті азғантай ауданды қамтымады, ал онда қабық құртының популяциясы сақталған. Санды апатты жоғалтқан популяциялардағы гендердің жиілігі санының өзгерісіне дейінгі жағдайдан басқаша болады. Егер сандардың қысқаруының артынан олардың қайтадын санының өсуі болса, онда санның жаңадан көбеюіне қалған аздаған топтар ат салысады. Осы топтың генотиптік құрамы тұтас популяцияның жаңа генетикалық құрылымын қалыптастырады. 1905 ж С. С. Четвериков популяциядағы дарабастар санының теңселуін тіршілік толқындары деп атады. Жекелеген генотиптер мен аллельдер жиынтығын шұғыл өзгертеді. Маңызы - әр түрлі мутациялар мен генотиптердің концентрациясының кездейсоқ өзгеруі. Табиғи сұрыпталу факторымен бақыланады.