Najbolj neverjetna in težko razložljiva lastnost evolucije je njena izrazita splošna progresivna usmerjenost, gibanje od preprostega k zapletenemu. Ta smer ni vidna v vseh evolucijskih dogodkih in preobrazbah (veliko pogosteje kot zapleti se zgodijo majhne spremembe v organizmih na isti ravni organizacije), vendar jo lahko zasledimo kot splošni trend; prevladujoče skupine v večini ekosistemov postopoma postanejo bolj organizirane.

Poleg tega rast organizacije in zaplet strukture organizmov ne potekata postopoma. Ti procesi imajo izrazito občasno naravo. Prehod na novo evolucijsko raven (takšen dogodek imenujemo aromorfoza) običajno nastopi razmeroma hitro, čemur sledi bolj ali manj dolg evolucijski zastoj (obdobje relativne stabilnosti). Zgodi pa se tudi, da se progresivne lastnosti kopičijo v skupini organizmov v desetinah milijonov let.

Napredek bomo nadalje razumeli kot vse večjo kompleksnost živih sistemov. Na žalost je v eni publikaciji nemogoče zajeti vse vidike evolucijskega napredka, tudi v tako ozkem razumevanju. Zato mnogi pomembne vidike bodo ostali izven obsega razprave (vse večja kompleksnost skupnosti, ekosistemov, biosfere kot celote in še veliko več). Govorili bomo le o napredku na ravni organizmov.

Kako izmeriti kompleksnost organizma

Kaj je živ organizem? Za naše namene lahko shematično predstavimo organizem kot razvejano mrežo funkcionalnih elementov in njihovih interakcij.

To je najbolje vidno na ravni celice, ki ima tako imenovano regulacijsko-presnovno mrežo, ki deluje na dveh glavnih ravneh. Na prvi ravni - kemične snovi, ioni in molekule (tako zelo majhne kot ogromne molekule biopolimerov), pa tudi kemične reakcije, pri katerih se snovi spreminjajo ena v drugo. Veliko večino kemijskih reakcij katalizirajo (spodbujajo) posebni proteini – encimi. To je presnovno omrežje ali presnovni sistem. Na drugi (višji) ravni pa so regulatorne povezave in učinki. Sem spada še ena vrsta beljakovin – receptorji, ki se odzivajo na določene zunanje ali notranje dejavnike in prenašajo kemične signale, ki vplivajo na delovanje drugih beljakovin. Posebna skupina Regulacijske proteine ​​sestavljajo tako imenovani transkripcijski faktorji in drugi specializirani proteini, ki uravnavajo različne stopnje branja genetske kode in sintezo proteinov. Recimo, da receptor A reagira na svetlobo in sintetizira signalno snov B, ki aktivira proizvodnjo transkripcijskega faktorja B, ta pa se pritrdi na določen del DNK in vklopi proces branja gena D, zaradi česar encim Sintetizira se D, ki katalizira reakcijo E, med katero se sintetizira snov F. Posledično se izkaže, da na svetlobi celica sintetizira snov F, ne pa tudi v temi.

To je primer regulatornega učinka, ki ga celica »zavestno« vzdržuje in za katerega ima posebne gene in proteine. Toda poleg "glavnih" regulativnih povezav obstaja tudi veliko sekundarnih, sekundarnih. Dejstvo je, da, kot je dobro znano, vsaka kemična reakcija (in na splošno kateri koli proces, ki poteka v celici) spremeni celico. notranje okolje in na koncu vpliva Vse nadaljnjih procesov. V živih sistemih vse je povezano z vsem. Na primer, kdaj enocelične alge izvaja fotosintezo, glavni rezultat Ta proces je sestavljen iz pretvorbe svetlobne energije v energijo kemične vezi in sinteza organske snovi iz anorganskega. Toda proces spremlja tudi veliko "stranskih" učinkov. Zlasti zaradi odstranitve iz okolja ogljikov dioksid poveča se kislost (pH) okolja, kar seveda vpliva na vse procese, ki potekajo v celici.

Med evolucijo je mogoče katerega koli od teh stranskih regulativnih učinkov izolirati, okrepiti in popraviti (lahko se na primer pojavi nova specializirana beljakovina, ki izboljša ta učinek, ki posledično ne bo več stranski učinek).

Seveda je to le največ splošna ideja o strukturi regulacijsko-presnovne mreže, ki tvori osnovo vsakega živega sistema, ki ga torej lahko grobo označimo s »funkcijami«, ki jih opravlja (v tem pristopu imajo glavno vlogo encimi) in »regulacijskimi učinki ” (v njihovem opisu glavna vloga igrajo regulatorne beljakovine).

Če primerjamo živi sistem z računalniški program, potem lahko "funkcije" primerjamo z operaterji, ki proizvajajo nekaj konkretna dejanja s podatki, tj. izvajajo transformacijo podatkov (npr. operatorji dodelitve); in "regulativni učinki" v tej analogiji ustrezajo pogojnim skokom, ki glede na določene pogoje "vklopijo" ali "izklopijo" (regulirajo) dejanja operaterjev (ali "funkcij").

Na podlagi tega lahko poskušamo ugotoviti, kaj je treba razumeti pod zapletenostjo živega sistema. Z zapletom razumemo povečanje števila heterogenih elementov regulatorno-presnovne mreže. Z drugimi besedami, to je bodisi nastanek nove "funkcije" - novega encima, ki katalizira neko reakcijo, bodisi nastanek novega "podprtega" regulativnega učinka.

Različni pomeni evolucije na različnih stopnjah

Kako je v evoluciji pravzaprav prišlo do kompleksnosti organizmov?

Fosilni zapis je ogromna množica podatkov, ki jih je popolnoma nemogoče zajeti v vseh podrobnostih v eni publikaciji. Zato bom orisal le najpomembnejše mejnike in etape.

Kot je znano, je starost Zemlje približno 4,5 milijarde let, žal pa nam prvih 700 milijonov let njenega obstoja ni pustilo nobenih paleontoloških dokazov, saj pred približno 3,8 milijarde let primarni korteks je bil uničen in pretopljen v plašč. Torej najstarejše ohranjene sedimentne kamnine niso stare več kot 3,8 milijarde let. Toda najbolj presenetljivo je, da so tudi v takih kamninah že nedvomni znaki življenja. In v vzorcih kamnin, starih do 3,5 milijarde let, so že zanesljivo odkrili fosilne ostanke bakterij.

Prokarioti. Zaenkrat še ne moremo natančno datirati niti trenutka nastanka življenja niti trenutka pojava prvih pravih celic. Jasno je le, da se je oboje zgodilo v prvih 700-1000 milijonih let obstoja Zemlje. Lahko pa z veliko zanesljivostjo trdimo, da je bila biosfera v drugi milijardi let obstoja Zemlje (pred 3,8–2,7 milijarde let) v celoti prokariontska. Z drugimi besedami, obstajale so samo bakterije – enocelični organizmi, ki niso imeli jedra.

Napredek v taki biosferi je v glavnem obsegal nastanek nove "funkcije" tj. pojav novih encimov, ki so povzročili nove kemične reakcije. Regulacijski sistemi prokariontov se zaradi posebnosti njihove strukture niso mogli razviti dlje od najbolj primitivne, začetne ravni.

evkarionti. najprej največja prelomnica v evoluciji življenja zgodila pred približno 2 milijardama let, ko so se pojavili prvi evkarionti. Njihova glavna razlika od prokariontov (bakterij) je, da so nastali celično jedro, s čimer je bilo področje aktivnega metabolizma (citoplazme) ločeno od področja shranjevanja, branja in regulacije genoma. To je odprlo vrata razvoju zapletenih regulativnih sistemov.

Posledice tega dogodka so bile ogromne. Narava in pomen evolucijskega napredka sta se korenito spremenila. Nove »funkcije« (encimi in presnovne poti) odslej niso več njegova vsebina. Napredek je bil od zdaj naprej sestavljen iz pojava novi regulatorni učinki.

Razvoj kompleksnih regulacijskih sistemov omogoča, da evkarionti z enakim genomom, odvisno od pogojev, tvorijo popolnoma različne tipe celic. Bakterije tega praktično niso sposobne. Zahvaljujoč tej lastnosti so evkarionti lahko postali večcelični.

Večcelični organizmi. Kot veste, se vsak večcelični organizem razvije iz ene celice - jajčeca. Jajčece se deli in hčerinske celice, ki nastanejo pri delitvi, končajo v različni pogoji (drugačen položaj v zarodku različna okolja in posledično različne koncentracije snovi v zunanjem okolju, ki obdaja celico). Glede na razmere, v katerih se nahaja določena zarodna celica, se vklopijo določene skupine genov. Posledično se različne zarodne celice različno razvijajo in tvorijo različna tkiva in organe. Torej, če upoštevamo večcelični organizem ravno med ontogenezo, kot individualni razvojni program(in ravno tako je treba upoštevati, ko govorimo o evoluciji - navsezadnje se razvijajo ontogeni in ne odrasli posamezniki), se izkaže, da vsa raznolikost strukture večcelični organizmi dejansko pride do določenega regulatorni učinki(operatorji pogojnega skoka), vključeni v razvojni program.

Torej napredek evkariontov (in še posebej večceličnih) ni bil sestavljen iz pojava novih "funkcij" (encimov), kot pri bakterijah, temveč novih regulatornih učinkov. In iz te teze je kot posledica že razvidna narava zapletenosti zgradbe odraslih organizmov. Na primer, obstajal je organizem z 10 pari enakih nog. Če dobi še dva para istih nog, se to ne more šteti za zaplet strukture telesa - ni se pojavila nova regulativna povezava. Vse je prišlo samo do neke nove "izdaje" definicije starega operatorja pogojnega skoka. Operator »oblikuj noge, dokler ni 10 parov« je bil nadomeščen z operatorjem »oblikuj noge, dokler ni 12 parov«. Če pa se je prvi par nog v tem organizmu začel razlikovati od ostalih, recimo po prisotnosti dodatnega kremplja, potem je to že napredek, saj to pomeni, da se je v programu ontogeneze pojavil nov operater pogojnega prehoda, kot je " če sem zametek nog prvega para, potem sledi iz dodatnega kremplja."

Ta druga stopnja evolucije, ko je bil napredek sestavljen iz kompleksnejših regulativnih učinkov, se je nadaljevala do pojava Homo sapiensa.

Sodobni oder. Na sedanji (tretji) stopnji evolucije napredek ni več koncentriran na področju regulacije genoma, temveč v sociokulturni sferi. Ne bom se podrobneje ukvarjal z značilnostmi človeškega napredka. Opozoril bom le na to, da gre tukaj za jasno kontinuiteto, saj um (oz. zavest) dejansko predstavlja regulativni sistem najvišje ravni.

Časovnica evolucije

Tako lahko ločimo tri glavne stopnje evolucije, od katerih je za vsako značilna lastna vsebina (smer) evolucije:

1. Progresivni razvoj biokemičnih funkcij. Prokariontska biosfera. Razvija se biokemija organizmov.
2. Progresivna evolucija regulacije (kontrole) funkcij. Evkariontska biosfera. Razvija se morfologija (struktura) organizmov.
3. Progresivna evolucija zavesti ali regulacija predpisov (?!). Antroposfera. Družbenokulturni sistemi se razvijajo.

Glavne značilnosti evolucijskega napredka

Poleg opažene periodizacije evolucijskega napredka je omembe vrednih še nekaj njegovih najpomembnejših značilnosti, razkritih zlasti iz analize paleontoloških podatkov:

1. Novi, bolj zapleteni organizmi običajno ne izpodrinejo ali nadomestijo svojih primitivnih prednikov. Preproste oblike še naprej obstajajo skupaj s kompleksnimi - to se zgodi kopičenje v bioti vse bolj kompleksnih organizmov in splošna rast raznolikost življenja (zato bakterijski svet še naprej obstaja in cveti do danes, skupaj z veliko bolj kompleksnimi evkariontskimi organizmi).
2. Vendar pa po največjih aromorfozah (prehodi v več visoki ravni organizacija) je nadaljnji evolucijski napredek koncentriran predvsem v novi plasti biote, ki jo sestavljajo kompleksnejši organizmi. Tako se je s prihodom evkariontov progresivna evolucija bakterij tako rekoč ustavila - nekatere bakterije obstajajo do danes od arhejske dobe (skoraj 3 milijarde let) skoraj nespremenjene. Obstajajo tudi resni razlogi za domnevo, da se je s prihodom človeka progresivna evolucija živali in rastlin ustavila (ali vsaj resno upočasnila).
3. Tretja značilnost je povezana z drugo: mogoče jo je izslediti splošni vzorec, ki sestoji iz dejstva, da bolj kompleksen je organizem, večja je verjetnost njegovega nadaljnjega zapleta. V tem smislu se zdi, da se evolucijski napredek pospešuje.
4. Progresivna kompleksnost je dokaj redek evolucijski dogodek. Pogostost takšnih dogodkov je za veliko redov velikosti nižja od pogostosti transformacij, ki se pojavljajo na enaki ravni kompleksnosti ali z zmanjšanjem te ravni, to je s poenostavitvijo.

Ali je možen spontani razvoj živih sistemov?

Progresivna narava evolucije odpira številna vprašanja. Ta se še posebej pogosto omenja: je spontano napredovanje mogoče, če nežive narave vidimo, da se »samo po sebi« vse navadno samo sesuje in poenostavlja, zakomplicira pa se skoraj nikoli?

Spontano zapletanje sistemov je, kot so mislili doslej, v nasprotju z drugim zakonom termodinamike – zakonom o rasti entropije (spontano raste samo kaos, ne pa tudi organizacija). Vendar pa je slavni fizik in kemik, eden od ustanoviteljev termodinamike neravnovesnih sistemov in Nobelov nagrajenec I. R. Prigogine pokazal, da je pod določenimi pogoji (v odprtih neravnotežnih sistemih s stalnim dovodom snovi in ​​energije od zunaj) samoorganizacija možno - oblikovanje "reda iz kaosa", tj. napredek v smislu, sprejetem v tem členu. Primer je nastanek pravilnih heksagonalnih konvektivnih celic pri segrevanju nekaterih viskoznih tekočin.

Zahvaljujoč Prigoginovim odkritjem je progresivna evolucija prenehala biti v nasprotju z zakoni narave in temelji materialističnega pogleda na svet. Bili so še posebej pomembni za razumevanje problematike izvora življenja in pojavov, kot so katalitični cikli. Znani so ciklični kemijski procesi, pri katerih produkti, ki nastanejo v posameznih stopnjah cikla, služijo kot katalizatorji naslednjih stopenj. Izkazalo se je, da se samoreproducira, samovzdržuje kemijski sistem, iz katerega je na splošno že blizu najbolj primitivnih oblik življenja.

Nova oblika življenja

Zanimiv primer lahko najdemo v zadnjih odkritjih molekularna biologija in zdravila. Morda pred kratkim, dobesedno pred našimi očmi, a nova oblikaživljenje. Govorimo o razvpitih prionih (povzročiteljih okužb beljakovinske narave, ki povzročajo poškodbe možganov - encefalopatijo - pri ljudeh in živalih). To so bili prvotno normalni proteini, ki jih najdemo v živčnih celicah sesalcev. Opravljali so svojo vlogo in niso pritegnili pozornosti znanstvenikov. Toda nekega dne (očitno v prvi polovici 19. stoletja), najverjetneje pri kakšni kravi, se je ena molekula takega proteina iz povsem neznanih in naključnih razlogov napačno "zložila" - navsezadnje so se beljakovinske molekule, potem ko so sintetiziran, se mora na določen način zviti, oblikovati v nekakšno globulo (in ta prostorska konfiguracija molekule v veliki meri določa njene lastnosti). In ta prionska molekula se je "napačno" zložila in posledično povsem po naključju pridobila dva nove lastnosti: odpornost na proteaze (encime, ki katalizirajo razgradnjo beljakovin) - z drugimi besedami, telo ne more uničiti te beljakovine; in sposobnost spodbujanja enakega napačnega zvijanja drugih prionov. In rezultat je bil nov tip kvaziorganizma, nekaj podobnega virusu, le da brez genov! Stvar se je izkazala za popolnoma neuničljivo: tak "napačno" zvit prion se v želodcu ne prebavi, vstopi v periferni živčni sistem in kot da verižna reakcija povzroči, da se vsi prioni v živčnih celicah zvijejo na enak način - ta val "napačnega zvijanja" doseže možgane, kjer "napačen" protein "ovije" vse nevrone (navsezadnje je neuničljiv), zaradi česar se človek znori in kmalu umre. Ena najbolj presenetljivih manifestacij sposobnosti prionov je bil isti spongiformni encefalitis ("bolezen norih krav"), ki je ne tako dolgo nazaj skoraj uničil živinorejsko in mesno industrijo številnih držav.

Za zaustavitev takega avtokatalitičnega (samopospeševalnega) cikla je treba uničiti vse do zadnjega »napačnega« priona. Ta primer kaže, da lahko avtokatalitični cikel postane strašna sila: ko se pojavi, se bo aktivno razmnoževal in podpiral, in izkazalo se je, da ga je zelo težko ustaviti. Torej je podoben zarodku tistega zelo skrivnostnega " vitalnost”, ki so ga že večkrat poskušali predstaviti kot gibalo evolucije.

Vloga RNK pri nastanku življenja

Primarni avtokatalitični sistem, s katerim se je začelo življenje na Zemlji, bi najverjetneje lahko bila kratka molekula RNK, ki je bila sposobna katalizirati sintezo lastnih kopij. Nastajajoči avtokatalitični sistem bi moral takoj absorbirati druge abiogeno sintetizirane molekule RNA - takšna RNA (z aktivnostjo polimeraze) bo sintetizirala ne samo svoje kopije, temveč tudi kopije drugih "sosednjih" RNA, ki s tem postanejo material za selekcijo. In tukaj je povsem primerno opozoriti, da je, kot je prikazano v laboratorijski poskusi, izbor in celo boj za obstoj se jasno manifestirajo že v najpreprostejših avtokatalitskih ciklih - najbolj "uspešni" (učinkoviti) katalitični cikli hitro "zrastejo" in "izpodrinejo" svoje manj učinkovite "tekmece".

Torej, ob upoštevanju nedavno odkrite sposobnosti RNA, da opravlja različne katalitične (encimske) funkcije, bi lahko iz takšnega primarnega sistema RNA precej hitro nastal tako imenovani RNA organizem - predhodnik žive celice. Ta organizem RNA je že lahko z »vključevanjem« najprej kratkih in nato daljših proteinov v svojo presnovno mrežo izboljšal mehanizme sinteze beljakovin na osnovi encimov RNA, kar je postopoma vodilo do oblikovanja genetske kode in sodobni mehanizmi sinteza beljakovin.

Evolucije ni mogoče reducirati na teorijo verjetnosti

Eden od značilnih ugovorov klasični teoriji evolucije je, da ustvarjanje kakršnega koli kompleksen element- na primer nov encim - kot posledica kopičenja naključnih mutacij (naključno naštevanje možnosti) je z vidika teorije verjetnosti nemogoče. Tipična "funkcionalna" beljakovina je sestavljena iz več sto kombinacij aminokislin (obstaja le 20 bazičnih aminokislin). To pomeni, trdijo kreacionisti, da morate za pridobitev "funkcionalnega" proteina iz vsaj 100 aminokislin z uporabo metode naključnega iskanja razvrstiti toliko možnosti, da to ne bo dovolj za celoten obstoj vesolja. Verjetnost naključne samosestave delujočega proteina primerjamo z verjetnostjo samosestavitve, recimo, letala iz smeti kot posledice tornada, ki gre skozi mestno odlagališče.

Kaj je temeljna napaka v teh argumentih? Pravzaprav je tukaj veliko napak. Eden od glavnih je tale: progresivne evolucijske transformacije sploh niso rezultat tega, da gremo skozi vse možne možnosti. Običajno vse transformacije v živih sistemih uporabljajo blokovno ali modularno načelo sestavljanja. Kot je bilo že večkrat omenjeno, bi lahko tudi pred pojavom življenja med abiogeno sintezo nastale kratke aminokisline. beljakovinske molekule, ki so naključne kombinacije aminokislin. Izkazalo se je, da imajo tudi tako kratki proteini šibke katalitične lastnosti, te lastnosti pa se za različne molekule razlikujejo. Velike, zapletene, "prave" beljakovine (in vse njihove vrste - vse tako imenovane družine beljakovin, ki so prisotne v celici) bi se lahko oblikovale kot kombinacije enega do dvesto teh relativno kratkih kosov (blokov). Sodeč po strukturi znanih proteinov se je v naravi zgodilo prav to.

Simbioza

Blokovno načelo sestavljanja kompleksnih sistemov iz preprostih se jasno kaže v pojavu simbioze. Nastanek evkariontov je že obravnavan kot eden od dveh najpomembnejših evolucijskih dogodkov v celotni zgodovini življenja. Torej je evkariontska celica nastala kot posledica simbioze več različne vrste prokarionti – bakterije. Te bakterije so najprej dolgo obstajale kot komponente integrirane bakterijske skupnosti. Ko se je med njimi vzpostavil stabilen sistem interakcij in medsebojne koordinacije, so se te bakterije združile v en sam organizem, ki je postal prva evkariontska celica.

Simbioza je morda igrala veliko vlogo pri drugih progresivnih evolucijskih preobrazbah. Najbolj znani primeri: korale, lišaji, prežvekovalci, termiti. Pojav simbioze je imel pomembno vlogo tudi v drugih primerih aromorfoz, čeprav ta ni bila tako izrazita.

Predhodna prilagoditev

Nič manj pomembna v evoluciji ni vloga predprilagoditve (skrite možnosti za spremembo). Nove »funkcije« in regulacijske povezave ne nastanejo »iz nič«, ampak iz tiste ogromne množice sekundarnih ali stranskih funkcij in regulacijskih povezav, ki so neizogibno prisotne v regulacijsko-presnovnem omrežju zgolj zaradi same njegove narave.

Novi geni običajno nastanejo kot posledica podvajanja (mutacija, ki povzroči podvojitev posameznih odsekov) starih genov in posledične "divergence" njihovih funkcij, ko eden od genov ohrani staro glavno funkcijo, drugi pa izboljša nekatere prejšnje. manjše funkcije.

Pospeševanje napredka

Za zaključek si ne moremo kaj, da se ne bi dotaknili enega najbolj kontroverznih vprašanj evolucijske teorije - avtokatalitične (samopospeševalne) narave evolucijskega napredka.

Kot že omenjeno, fosilni zapis kaže, da bolj ko je organizem zapleten, večja je verjetnost, da bodo nekateri njegovi potomci postali še bolj zapleteni. Z drugimi besedami, v evolucijskem napredku obstaja nekaj podobnega samopospeševanju (avtokatalizi). Kaj bi lahko bil vzrok za to? Ta tema je v sodobni evolucijski teoriji izjemno slabo razvita, vendar bi lahko bila ena razlaga po mnenju avtorja naslednja.

V procesu evolucije je treba doseči nekakšen regulativni kompromis med zahtevami po prilagodljivosti (zmožnost prestrukturiranja v skladu s spremembami). zunanje razmere) in celovitost živega sistema. Prva skupina, ki jo določajo posebnosti odnosa organizma z zunanjim okoljem, si prizadeva povečati vlogo zunanjih predpisov (da bi se ustrezno odzvali na spremembe okoljskih razmer). Druga skupina, ki jo narekuje celovitost telesa, želi povečati vlogo notranji predpisi(da se posamezni deli in funkcije kompleksnega sistema, prilagojeni drug drugemu, razvijajo in delujejo usklajeno).

Na podlagi premislekov o možnostih doseganja tega kompromisa lahko zgradimo naslednjo shemo, ki določa smer evolucije: zaplet → problem ohranjanja celovitosti → obračanje regulatornih povezav navznoter → problem ustreznega odziva na zunanje pogoje → potreba po oblikovati nove zunanje regulacijske povezave → nadaljnji zaplet.

Bolj kot je organizem kompleksen, težje je zagotoviti usklajeno delovanje vseh njegovih delov. To neizogibno vodi do razvoja "notranjih" regulativnih povezav - aktivnosti genov in "funkcionalnih" beljakovin v vseh v večji meri bodo urejali nekateri notranji dejavniki, in ne le neposredno z zunanjimi dražljaji. Zdi se, da progresivno obračanje regulatornih povezav "navznoter" vodi do tega, da se telo "zapre vase", se osredotoči na svoje notranje stanje in postane bolj ranljivo za spremembe. zunanji dejavniki. Nastane konflikt med potrebo po ohranjanju celovitosti kompleksnega organizma in ustreznim odzivom na spremembe zunanjih pogojev. Ta konflikt je mogoče rešiti:

1. oblikovanje novih zunanjih regulativnih povezav;
2. povečanje neodvisnosti telesa od zunanjih pogojev z vzdrževanjem notranje homeostaze (na primer konstantne telesne temperature), tako da je manj verjetno, da bodo spremembe zunanjih dejavnikov povzročile nasprotja z notranji procesi v telesu;
3. umetno ustvarjanje ali iskanje primernih pogojev zase (termitnjaki, gnezda, druga bivališča); aktivno gibanje v kraje, kjer so razmere ugodnejše (selitev živali, leti ptic).

Nobenega dvoma ni, da katera koli od naštetih poti posledično zahteva nadaljnje zaplete organizma. Prvi način uvaja nove zunanje regulatorne povezave – očiten zaplet. Druga pot zahteva postopni razvoj metabolizma in pokrivnih tkiv - tudi tu ne gre brez zapletov celotnega sistema. Tretji način vključuje razvoj živčnega sistema — regulativni sistem najvišji ravni.

V tem diagramu lahko vidimo mehanizem pozitivnega povratne informacije: zaplet sistema vodi v konflikt, katerega odprava je mogoča le z nadaljnjim zapletom. Morda je to tudi glavni razlog za pospešitev napredka.

In tukaj je še ena možna veriga sprememb med evolucijo: zaplet → pojav številnih novih kreod (nenačrtovana, naključna odstopanja od norme, zlasti od normalnega procesa razvoja organizma) → grožnja celovitosti in sposobnosti preživetja → potrebo po nastanku novih regulativnih povezav.

Opozoriti je mogoče še na en vidik. Vsak »elementarni zaplet« (nastanek nove regulativne povezave) samodejno vodi v nastanek številnih novih veroizpovedi, ki se lahko pojavijo, ko se razmere spremenijo. Če se znajde v pogojih, za katere »ni bila zasnovana«, lahko nova povezava (vključena, kot že omenjeno, v eno skupno mrežo in na koncu vpliva na vse procese v telesu) povzroči različne »nepredvidene« učinke. To so po eni strani nove predprilagoditve in nov »material za selekcijo«, po drugi strani pa povečanje pogostosti »nepredvidenih«, naključnih odstopanj ogroža celovitost in sposobnost preživetja sistema. Ukvarjaj se s tem stranski učinek zaplet je pogosto mogoč le z nadaljnjim zapletom (npr. »zagozdenemu« regulacijskemu priključku se doda nov regulacijski priključek, ki regulira prejšnjega). Tako se tudi pri tem pristopu proces zapletanja izkaže za avtokatalitičen in se pospeši.

Razvoj žive narave poteka od manj zapletenega k bolj zapletenemu, od manj popolnega k bolj popolnemu, to pomeni, da je prišlo in se dogaja progresivna evolucija. To je še posebej jasno pri analizi paleontoloških podatkov. Če v usedlinah Arhejska dobaše niso odkriti sledovi življenja, potem se v vsaki od naslednjih dob in obdobij zgradba organizmov bistveno zakomplicira. Tako je splošna pot razvoja žive narave od enostavnega k zapletenemu, od primitivnega k naprednejšemu. Prav to pot razvoja žive narave označujemo z izrazom »napredek«.

Proces evolucije poteka nenehno v smeri maksimalnega prilagajanja živih organizmov okoljskim razmeram (to pomeni, da se povečuje sposobnost potomcev v primerjavi z njihovimi predniki). A. N. Severtsov je to povečanje prilagodljivosti organizmov na okolje poimenoval biološki napredek. Merila za biološki napredek so: 1) povečanje števila; 2) širitev območja; 3) progresivna diferenciacija - povečanje števila sistematskih skupin, ki sestavljajo določen takson. Biološki napredek se dosega na različne načine, glavne smeri evolucijskega procesa. Trenutno se razlikujejo naslednje poti biološkega napredka: arogeneza, alogeneza in katageneza.

Arogeneza je pot razvoja skupine organizmov z dostopom do druge prilagoditvene cone pod vplivom skupine, ki pridobi nekaj bistveno novih prilagoditev. Ta način doseganja biološkega napredka je aromorfoza ali morfofiziološki napredek. Primer arogeneze v razmeroma majhnem obsegu je nastanek in razcvet razreda ptic (nastanek peruti kot organa letenja, popolnega štiriprekatnega srca, ki je bistveno povečalo intenzivnost presnovnih procesov in poskrbelo za toploto. krvavitev, razvoj delov možganov, ki usklajujejo gibanje v zraku).

V rastlinskem svetu je značilna arogeneza pojav rastlin na kopnem, pojav golosemenk, kritosemenk itd.

Tipične aromorfoze pri nevretenčarjih so: telesna simetrija, spolna diferenciacija, prehod na pljučno dihanje; pri pticah in sesalcih - popolna delitev srca na desno in levo polovico z diferenciacijo dveh krogov krvnega obtoka, povečanje delovne zmogljivosti pljuč itd.

Glavne aromorfoze v razvoju rastlin so nastanek tkiv in organov, naravna menjava generacij v razvojnem ciklu ter nastanek cvetov in plodov. Aromorfoze nastanejo na podlagi dedna variabilnost in naravno selekcijo ter so prilagoditve širokega pomena. Zagotavljajo prednosti v boju za obstoj in odpirajo možnosti za razvoj novih, prej nedostopnih habitatov.

Alogeneza je smer evolucije skupine organizmov, v kateri se pri sorodnih vrstah nekatere posebne prilagoditve nadomestijo z drugimi in splošni ravni organizacija ostaja enaka. Ta način doseganja biološkega napredka je povezan s prodiranjem organizmov v vse ozke (diferencirane) okoljske razmere kot rezultat razvoja posebnih prilagoditev. Take posebne prilagoditve imenujemo alomorfoze ali idioadaptacije,

Regresija in njena vloga v evoluciji. Biološka regresija je pojav, ki je nasproten biološkemu napredku. Zanj je značilno nasprotna znamenja: zmanjšanje števila osebkov, zoženje območja razširjenosti, postopno ali hitro zmanjševanje vrstne pestrosti skupine. Biološka regresija lahko vodi do izumrtja vrste. Pogost vzrok biološka regresija – zaostajanje hitrosti evolucije skupine od hitrosti sprememb zunanje okolje. Evolucijski dejavniki delujejo neprekinjeno, kar ima za posledico izboljšano prilagajanje spreminjajočim se okoljskim razmeram. Ko pa se razmere zelo močno spremenijo (pogosto zaradi nepremišljene človeške dejavnosti), vrste nimajo časa za oblikovanje ustreznih prilagoditev. To vodi do zmanjšanja števila vrst, zožitve njihovega območja in grožnje izumrtja. Številne vrste so v biološkem nazadovanju, na primer veliki sesalci, kot so Ussuri tiger, gepard, polarni medved itd.

Morfološka regresija je poenostavitev strukture organizmov določene vrste kot posledica mutacij. Prilagoditve, ki nastanejo na podlagi takih mutacij, lahko skupino pod ustreznimi pogoji popeljejo na pot biološkega napredka, če se znajde v ožjem habitatu.

Vedenje: evolucijski pristop Nikolay Anatolievich Kurchanov

2.7. Evolucija in napredek

2.7. Evolucija in napredek

Analiza smeri evolucije nasploh in evolucije človeka, ki je pogosto predstavljena kot evolucijski »vrhunec«, neizogibno vodi do vprašanja: kaj je merilo progresivnosti? Zapletenost tega vprašanja je opozoril Charles Darwin: " Tu vstopimo na zelo nejasno področje, saj naravoslovci še niso ponudili univerzalno sprejemljive definicije pojma višje organizacije." Slavni paradoks J. Huxleyja je znan: kdo je bolj progresiven - človek ali bakterija tuberkuloze, ki povzroča njegovo bolezen? Razprave o tem vprašanju se nadaljujejo še danes.

J. Huxley je sam opozoril, da se organska evolucija spušča predvsem na razvoj specializacij. Specializacija- To je povečanje učinkovitosti prilagajanja določenemu življenjskemu slogu. Toda specializacija vedno vključuje žrtvovanje nekaterih organov ali funkcij, da bi drugi delovali učinkoviteje, kar omejuje možnosti za prihodnje spremembe. Zato se takšna evolucija pogosto konča v slepo ulico in izumrtje skupine. Napredek je biološka izboljšava; ne more se končati v slepi ulici (Huxley J., 1954).

Z vidika doslednega darvinizma so vsi organizmi prilagojeni svojemu okolju - »višji« in »nižji« so enako popolni. V tem smislu govorijo tudi predstavniki antidarvinističnih konceptov. Tako Yu. V. Čajkovski postavlja zelo zanimivo načelo kompenzacije, ki še enkrat kaže na konvencionalnost koncepta napredka. Celice nekaterih protistov, ki jih uvrščamo med »nižje« organizme, imajo zelo zapleteno zgradbo (Čajkovski Ju. V., 2006). Načelo kompenzacije lahko obravnavamo kot poseben primer načela komplementarnosti N. Bohra (1885–1962), katerega vsakdanji ekvivalent je »vse na račun nečesa«.

Če zavržemo antropocentrizem, potem nimamo razloga, da bi izpostavljali progresivni razvoj človeških možganov, ki ga lahko štejemo za poseben primer običajnega evolucijskega pojava - povečevanja organov. Še več, razviti človeški možgani ga neizogibno vodijo v katastrofo, ki lahko uniči ne le njega samega, ampak celotno biosfero. Na stotine knjig je zdaj posvečenih »paradoksom napredka«. Kompleksnost teme je življenjska sila kreacionizma.

Mnogi avtorji ugotavljajo, da so ideje o evolucijskem napredku nastale po analogiji s tehničnim napredkom. Hitra rast porabe energije in tehničnih zmogljivosti človeka je povzročila enega glavnih mitov 20. stoletja. – mit o neomejenosti tehnološkega napredka. Vendar pa je do konca 20. stol. dosežki znanstveni in tehnološki napredek pojavil v drugačni obliki (Horgan J., 2001). Njihova ambivalentna narava in njihovo ustvarjanje novega socialne težave, pristop človeštva do okoljske katastrofe. Trenutno živimo v dobi eksponentne rasti porabe energije, ki jo spremlja podobna krivulja rasti naših odpadkov. Zgradba tehnološkega napredka meče zloveščo senco okoljske krize.

Moški je tudi močno pretiraval z zmožnostmi svojega intelekta. Zdaj je splošno sprejeto, da je količina znanja, ki ga dejansko posedujemo in uporabljamo povprečna oseba, se v zadnjih stoletjih ni povečalo. Spomnimo se izreka soavtorja darvinizma A. Wallacea (1823–1913): » Prebivalci džungle niso nič bolj neumni od naših povprečnih pripadnikov znanstvenih društev " Postopno povečevanje človeškega znanja je zagotovljeno s hitro specializacijo, katere škodljivi učinki so bili že večkrat opaženi (Ortega y Gasset H., 1997; Kurchanov N. A., 2000). Druga polovica 20. stoletja za katero je značilen vedno večji tok literature, posvečene razkritju »krone stvarstva«.

Vprašanja, obravnavana v tem razdelku, so izjemno pomembna za razumevanje izvora človekovega vedenja in njegove psihe, s čimer se bomo seznanili na naslednjih straneh.