Diapositiva 2
La teoría sintética de la evolución (STE) es una teoría evolutiva moderna, que es una síntesis de varias disciplinas, principalmente la genética y el darwinismo, y se basa en la paleontología, la sistemática y la biología molecular. Todos los partidarios de la teoría sintética reconocen la participación de tres factores en la evolución: Mutación Recombinación Selección Teoría sintética de la evolución Generación de nuevas variantes genéticas Determinación del cumplimiento de condiciones de vida dadas Creación de nuevos fenotipos de individuos.
Diapositiva 3
La teoría sintética en su forma actual se formó como resultado de la transformación de las opiniones de Weismann en la genética cromosómica de Morgan: las diferencias adaptativas se transmiten de padres a hijos con cromosomas en forma de nuevos genes como resultado de la selección natural. Origen de STE
Diapositiva 4
Desarrollo de STE El impulso para el desarrollo de la teoría sintética lo dio la hipótesis de la recesividad de los nuevos genes. Esta hipótesis suponía que en cada grupo de organismos en reproducción, durante la maduración de los gametos, surgen constantemente mutaciones (nuevas variantes genéticas) como resultado de errores en la replicación del ADN.
Diapositiva 5
S.S Chetverikov I.I. Shmalgauzen N.V. Timofeev-Resovsky G.F. Gause N.P. Dubinin A.L. Takhtadzhyan N.K. Koltsov F.G. Dobzhansky Contribución de los científicos rusos al desarrollo de STE
Diapositiva 6
E. Mayr E. Baur V. Zimmerman J. Simpson V. Ludwig R. Fischer Contribución de científicos extranjeros al desarrollo de STE
Diapositiva 7
Recuerde los nombres de los científicos rusos y extranjeros que contribuyeron al desarrollo de STE
Diapositiva 8
TEORÍA SINTÉTICA BÁSICA DE POSICIONES EVOLUTIVAS 1. LA POBLACIÓN LOCAL SE CONSIDERA LA UNIDAD ELEMENTAL DE LA EVOLUCIÓN; 2. LA VARIABILIDAD MUTACIONAL Y RECOMBINACIONAL SE CONSIDERA COMO MATERIAL PARA LA EVOLUCIÓN; 3. LA SELECCIÓN NATURAL SE CONSIDERA COMO LA RAZÓN PRINCIPAL PARA EL DESARROLLO DE ADAPTACIONES, ESPECIACIÓN Y ORIGEN DEL TAXÓN SUPRAESPECÍFICO; 4. LA DERIVA GENÉTICA Y EL PRINCIPIO FUNDADOR SON LAS RAZONES DE LA FORMACIÓN DE CARACTERES NEUTROS; 5. UNA ESPECIE ES UN SISTEMA DE POBLACIONES, REPRODUCTIVAMENTE AISLADAS DE POBLACIONES DE OTRAS ESPECIES, Y CADA ESPECIE ESTÁ ECOLÓGICAMENTE SEPARADA; 6. LA ESPECIACIÓN CONSISTE EN LA APARICIÓN DE MECANISMOS DE AISLAMIENTO GENÉTICO Y SE REALIZA PRINCIPALMENTE EN CONDICIONES DE AISLAMIENTO GEOGRÁFICO.
Diapositiva 9
Crucigrama "Disposiciones básicas de STE"
Diapositiva 10
“Darwinismo puro” (L.S. Berg) Teoría sintética (N.I. Vorontsov) 1. Todos los organismos se desarrollaron a partir de una o varias formas primarias. 2. El desarrollo se desarrolló de manera divergente. 3. El desarrollo se desarrolló sobre la base de variaciones aleatorias. 4. Los factores del progreso son la lucha por la existencia y la selección natural. 5. El proceso de evolución consiste en la formación de nuevas características 6. La extinción de los organismos se produce por causas externas: la lucha por la existencia y supervivencia de los más aptos. 1. La unidad más pequeña de evolución es una población. 2. El principal factor impulsor de la evolución es la selección natural de mutaciones pequeñas y aleatorias. 3. La evolución es de naturaleza divergente. 4. La evolución es gradual y de largo plazo. Cada unidad sistemática debe tener una única raíz. Este es un requisito previo para el derecho mismo a existir. La taxonomía evolutiva construye una clasificación basada en el parentesco. Más allá de los límites de una especie, la evolución se detiene. La especie es politípica. La variabilidad es aleatoria. La evolución es impredecible. características comparativas de las teorías
Diapositiva 11
encontrar similitudes y diferencias en las principales disposiciones de las teorías del “darwinismo puro” y STE Similitudes Diferencias 1. 2. 3 4 1. 2. 3. 4.
Diapositiva 12
Crítica a la teoría sintética de la evolución La teoría sintética de la evolución está fuera de toda duda entre la mayoría de los biólogos. Se cree que esta teoría explica satisfactoriamente la evolución en su conjunto. Sin embargo, en las últimas dos décadas ha aumentado el número de publicaciones que señalan que STE es insuficiente para el conocimiento moderno sobre el curso del proceso evolutivo. Una de las disposiciones de STE más criticadas es su enfoque para explicar la similitud secundaria. 1. Según el neodarwinismo, todas las características de los seres vivos están completamente determinadas por la composición del genotipo y la naturaleza de la selección. Por tanto, el paralelismo se explica por el hecho de que los organismos han heredado un gran número de genes idénticos de su antepasado, y el origen de los caracteres convergentes se atribuye enteramente a la acción de la selección. Al mismo tiempo, es bien sabido que las similitudes que se desarrollan en líneas bastante distantes a menudo no son adaptativas y, por lo tanto, no pueden explicarse de manera plausible ni por selección natural ni por herencia común. La herencia independiente de genes idénticos y su combinación está obviamente excluida, ya que las mutaciones y recombinaciones son procesos aleatorios.
Ver todas las diapositivas
Institución educativa presupuestaria del estado
educación vocacional secundaria
Escuela de Minería Mezhdurechensky
RESUMEN SOBRE EL TEMA:
Comprensión moderna de los mecanismos y patrones de la evolución.
Disciplina: Biología
Introducción
Requisitos previos para el surgimiento de la teoría.
2 Controversias entre genética y darwinismo
El surgimiento y desarrollo de STE
Disposiciones básicas de STE, su formación y desarrollo histórico.
Conclusión
Introducción
teoría moderna La evolución es STE - Teoría sintética de la evolución.
¿Qué es esto? Esta es una teoría creada artificialmente por científicos, que combina muchas posiciones correctas. En otras palabras, se trata de una teoría evolutiva moderna, que es una síntesis de varias disciplinas, principalmente la genética y el darwinismo. La teoría sintética en su forma actual se formó como resultado de repensar una serie de disposiciones del darwinismo clásico desde el punto de vista de la genética de principios del siglo XX. Después del redescubrimiento de las leyes de Mendel (en 1901), la evidencia del carácter discreto de la herencia y especialmente después de la creación de la genética de poblaciones teórica por los trabajos de R. Fisher (1918-1930), J.B.S. Haldane Jr. (1924), S. Wright (1931; 1932), las enseñanzas de Darwin adquirieron una sólida base genética.
evolución genética darwinismo
1. Requisitos previos para el surgimiento de la teoría.
1 Problemas en la teoría darwiniana original que llevaron a su pérdida de popularidad
Como resultado, a finales del siglo XIX y principios del XX, la mayoría de los biólogos aceptaron el concepto de evolución, pero pocos creían que la selección natural fuera su principal fuerza impulsora. Dominó el estalinismo-lamarckismo, la teoría de la ortogénesis y la combinación de la genética mendeleeviana con la teoría de la mutación de Korzhinsky-De Vries. El biólogo inglés Julian Huxley denominó esta situación “el eclipse del darwinismo”.
2 Controversias entre genética y darwinismo
A pesar de que el descubrimiento de la herencia discreta por parte de Mendel eliminó importantes dificultades asociadas con la pesadilla de Jenkin, muchos genetistas rechazaron la teoría de la evolución de Darwin.
2. Surgimiento y desarrollo de STE
La teoría sintética en su forma actual se formó como resultado de repensar una serie de disposiciones del darwinismo clásico desde el punto de vista de la genética de principios del siglo XX. Después del redescubrimiento de las leyes de Mendel (en 1901), la evidencia del carácter discreto de la herencia y especialmente después de la creación de la genética de poblaciones teórica mediante los trabajos de Ronald Fisher, John B.S. Haldane Jr. y Sewell Wright, las enseñanzas de Darwin adquirieron una sólida base genética.
Artículo de S.S. Chetverikov "Sobre algunos aspectos del proceso evolutivo desde el punto de vista de la genética moderna" (1926) se convirtió esencialmente en el núcleo de la futura teoría sintética de la evolución y la base para una mayor síntesis del darwinismo y la genética. En este artículo, Chetverikov mostró la compatibilidad de los principios de la genética con la teoría de la selección natural y sentó las bases de la genética evolutiva. La principal publicación evolutiva de S.S. Chetverikova fue trasladada a idioma en Inglés en el laboratorio de J. Haldane, pero nunca fue publicado en el extranjero. En las obras de J. Haldane, N.V. Timofeev-Resovsky y F.G. Ideas de Dobzhansky expresadas por S.S. Chetverikov, se extendió a Occidente, donde casi simultáneamente R. Fischer expresó opiniones muy similares sobre la evolución del dominio.
El impulso para el desarrollo de la teoría sintética lo dio la hipótesis de la recesividad de los nuevos genes. En el lenguaje de la genética de la segunda mitad del siglo XX, esta hipótesis suponía que en cada grupo de organismos en reproducción, durante la maduración de los gametos, surgen constantemente mutaciones (nuevas variantes genéticas) como resultado de errores durante la replicación del ADN.
La influencia de los genes en la estructura y funciones del organismo es pleiotrópica: cada gen interviene en la determinación de varios rasgos. Por otra parte, cada rasgo depende de muchos genes; Los genetistas llaman a este fenómeno polimerización genética de rasgos. Fisher dice que la pleiotropía y la polimera reflejan la interacción de genes, por lo que la manifestación externa de cada gen depende de su entorno genético. Por lo tanto, la recombinación, que genera cada vez más combinaciones de genes nuevas, crea en última instancia para una mutación determinada un entorno genético que permite que la mutación se manifieste en el fenotipo del individuo portador. Por lo tanto, la mutación cae bajo la influencia de la selección natural, la selección destruye combinaciones de genes que dificultan que los organismos vivan y se reproduzcan en un entorno determinado, y preserva combinaciones neutrales y beneficiosas que están sujetas a una mayor reproducción, recombinación y prueba mediante selección. . Además, en primer lugar se seleccionan combinaciones de genes que contribuyan a una expresión fenotípica favorable y al mismo tiempo estable de mutaciones inicialmente poco perceptibles, por lo que estos genes mutantes se vuelven gradualmente dominantes. Esta idea fue expresada en el trabajo 4.
R. Fisher “La teoría genética de la selección natural” (1930). Así, la esencia de la teoría sintética es la reproducción preferencial de determinados genotipos y su transmisión a la descendencia. Sobre la cuestión del origen de la diversidad genética, la teoría sintética reconoce Rol principal para la recombinación de genes.
Se cree que tuvo lugar un acto evolutivo cuando la selección conservó una combinación de genes atípica de la historia anterior de la especie. Como resultado, la evolución requiere la presencia de tres procesos:
1.mutacional, generando nuevas variantes genéticas con baja expresión fenotípica; 2.recombinación, creando nuevos fenotipos de individuos; .selección, determinando la correspondencia de estos fenotipos con determinadas condiciones de vida o de crecimiento. Todos los partidarios de la teoría sintética reconocen la participación de los tres factores enumerados en la evolución. Un requisito previo importante para el surgimiento de una nueva teoría de la evolución fue el libro del genetista, matemático y bioquímico inglés J. B. S. Haldane Jr., quien lo publicó en 1932 con el título "Las causas de la evolución". Haldane, al crear la genética del desarrollo individual, inmediatamente incluyó la nueva ciencia en la solución de los problemas de la macroevolución. Las principales innovaciones evolutivas surgen muy a menudo sobre la base de la neotenia (preservación de características juveniles en un organismo adulto). Neoteny Haldane explicó el origen del hombre (“simio desnudo”), la evolución de taxones tan grandes como los graptolitos y los foraminíferos. En 1933, el maestro de Chetverikov, N. K. Koltsov, demostró que la neotenia está muy extendida en el reino animal y desempeña un papel importante en la evolución progresiva. Conduce a una simplificación morfológica, pero al mismo tiempo se preserva la riqueza del genotipo. En casi todos los modelos históricos y científicos, 1937 fue nombrado el año del surgimiento de STE; este año apareció el libro del genetista y entomólogo-sistemático ruso-estadounidense F. G. Dobzhansky "La genética y el origen de las especies". El éxito del libro de Dobzhansky estuvo determinado por el hecho de que era a la vez naturalista y genetista experimental. “La doble especialización de Dobzhansky le permitió ser el primero en construir un puente sólido entre el campo de los biólogos experimentales y el campo de los naturalistas” (E. Mayr). Por primera vez, se formuló el concepto más importante de "aislar los mecanismos de evolución": aquellas barreras reproductivas que separan el acervo genético de una especie del acervo genético de otras especies. Dobzhansky introdujo en una amplia circulación científica la ecuación de Hardy-Weinberg, medio olvidada. También introdujo el "efecto S. Wright" en material naturalista, creyendo que las razas microgeográficas surgen bajo la influencia de cambios aleatorios en las frecuencias genéticas en pequeños aislados, es decir, de forma adaptativamente neutral. En la literatura en inglés, entre los creadores de STE, los nombres más mencionados son F. Dobzhansky, J. Huxley, E. Mayr, B. Rensch, J. Stebbins. Por supuesto, esta no es una lista completa. Sólo entre los científicos rusos, al menos, se debe nombrar a I. I. Shmalhausen, N. V. Timofeev-Resovsky, G. F. Gause, N. P. Dubinin, A. L. Takhtadzhyan. De los británicos los científicos son geniales el papel de J. B. S. Haldane Jr., D. Lack, K. Waddington, G. de Beer. Los historiadores alemanes mencionan entre los creadores activos de STE los nombres de E. Baur, W. Zimmermann, W. Ludwig, G. Heberer y otros. 3. Disposiciones básicas de STE, su formación y desarrollo histórico. En las décadas de 1930 y 1940 se produjo una rápida y amplia síntesis de la genética y el darwinismo. Las ideas genéticas penetraron en la taxonomía, la paleontología, la embriología y la biogeografía. El término "moderno" o "síntesis evolutiva" proviene del título del libro de J. Huxley "Evolución: la síntesis moderna" (1942). La expresión "teoría sintética de la evolución", en aplicación precisa a esta teoría, fue utilizada por primera vez por J. Simpson en 1949. La población local es considerada la unidad elemental de evolución; el material para la evolución es la mutación y la variabilidad de la recombinación; la selección natural es considerada como el principal motivo del desarrollo de adaptaciones, especiación y origen de taxones supraespecíficos; la deriva genética y el principio fundador son las razones de la formación de rasgos neutrales; una especie es un sistema de poblaciones reproductivamente aisladas de las poblaciones de otras especies, y cada especie es ecológicamente distinta; La especiación consiste en la aparición de mecanismos de aislamiento genético y ocurre principalmente en condiciones de aislamiento geográfico. Por tanto, la teoría sintética de la evolución puede caracterizarse como una teoría de la evolución orgánica mediante la selección natural de rasgos determinados genéticamente. La actividad de los creadores estadounidenses de STE fue tan alta que rápidamente crearon la Sociedad Internacional para el Estudio de la Evolución, que en 1946 se convirtió en la fundadora de la revista Evolution. La revista American Naturalist ha vuelto a publicar trabajos sobre temas evolutivos, haciendo hincapié en una síntesis de la genética, la biología experimental y de campo. Como resultado de numerosos y variados estudios, las principales disposiciones de STE no sólo se probaron con éxito, sino que también se modificaron y complementaron con nuevas ideas. En 1942, el ornitólogo y zoogeógrafo alemán-estadounidense E. Mayr publicó el libro "La sistemática y el origen de las especies", en el que se desarrollaron consistentemente el concepto de especie politípica y un modelo genético-geográfico de especiación. Mayr propuso el principio del fundador, que fue formulado en su forma definitiva en 1954. Si la deriva genética, por regla general, proporciona una explicación causal para la formación de rasgos neutrales en la dimensión temporal, entonces el principio del fundador en la dimensión espacial. Después de la publicación de los trabajos de Dobzhansky y Mayr, los taxónomos recibieron una explicación genética de lo que habían sido durante mucho tiempo 7 Estamos seguros: las subespecies y las especies estrechamente relacionadas difieren en gran medida en sus caracteres adaptativos-neutrales. Ninguno de los trabajos sobre STE se puede comparar con el libro mencionado del biólogo experimental y naturalista inglés J. Huxley "Evolución: la síntesis moderna" (1942). El trabajo de Huxley supera incluso al propio libro de Darwin en términos de volumen de material analizado y amplitud de problemas. Huxley mantuvo en mente todas las direcciones en el desarrollo del pensamiento evolutivo durante muchos años, siguió de cerca el desarrollo de ciencias relacionadas y tuvo experiencia personal como genetista experimental. El destacado historiador de la biología Provine evaluó el trabajo de Huxley de esta manera: “Evolución. Síntesis moderna fue el más completo sobre el tema y los documentos que otros trabajos sobre el tema. Los libros de Haldane y Dobzhansky fueron escritos principalmente para genetistas, Mayr para taxónomos y Simpson para paleontólogos. El libro de Huxley se convirtió en la fuerza dominante en la síntesis evolutiva". En términos de volumen, el libro de Huxley no tenía igual (645 páginas). Pero lo más interesante es que todas las ideas principales presentadas en el libro fueron escritas muy claramente por Huxley en 20 páginas allá por 1936, cuando envió un artículo titulado "Selección natural y progreso evolutivo" a la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia. Ciencia. En este aspecto, ninguna de las publicaciones sobre teoría de la evolución publicadas en las décadas de 1930 y 1940 se puede comparar con el artículo de Huxley. Muy consciente del espíritu de la época, Huxley escribió: “La biología se encuentra actualmente en una fase de síntesis. Hasta ese momento, las nuevas disciplinas habían trabajado de forma aislada. Ahora ha habido una tendencia hacia la unificación, que es más fructífera que las antiguas visiones unilaterales de la evolución" (1936). Incluso en las obras de la década de 1920, Huxley demostró que la herencia de las características adquiridas es imposible; la selección natural actúa como factor de evolución y como factor de estabilización de poblaciones y especies (estasis evolutiva); la selección natural actúa sobre mutaciones pequeñas y grandes; El aislamiento geográfico es la condición más importante para la especiación. El propósito aparente de la evolución se explica por las mutaciones y la selección natural. Los puntos principales del artículo de Huxley de 1936 se pueden resumir muy brevemente de esta forma: Las mutaciones y la selección natural son procesos complementarios que, individualmente, no son capaces de crear cambios evolutivos dirigidos. La selección en poblaciones naturales suele actuar no sobre genes individuales, sino sobre complejos de genes. Las mutaciones pueden no ser beneficiosas ni perjudiciales, pero su valor selectivo varía en diferentes entornos. El mecanismo de acción de la selección depende del entorno externo y genotípico, y el vector de su acción depende de la manifestación fenotípica de las mutaciones. El aislamiento reproductivo es el criterio principal que indica la finalización de la especiación. La especiación puede ser continua y lineal, continua y divergente, abrupta y convergente. El gradualismo y el panadaptacionismo no son características universales del proceso evolutivo. La mayoría de las plantas terrestres son 8. Se caracteriza por la intermitencia y la formación repentina de nuevas especies. Las especies generalizadas evolucionan gradualmente, mientras que los pequeños aislados evolucionan de forma discontinua y no siempre de forma adaptativa. La especiación discontinua se basa en mecanismos genéticos específicos (hibridación, poliploidía, aberraciones cromosómicas). Las especies y los taxones supraespecíficos, por regla general, difieren en caracteres adaptativos neutrales. Las principales direcciones del proceso evolutivo (progreso, especialización) son un compromiso entre adaptabilidad y neutralidad. Las mutaciones potencialmente preadaptativas están muy extendidas en las poblaciones naturales. Este tipo de mutación juega un papel fundamental en la macroevolución, especialmente durante períodos de cambios ambientales repentinos. En el proceso de evolución progresiva, la selección actúa en la dirección de mejorar la organización. El principal resultado de la evolución fue el surgimiento del hombre. Con el surgimiento del hombre, la gran evolución biológica se convierte en psicosocial. La teoría de la evolución es una de las ciencias que estudia la formación y el desarrollo de la sociedad humana. Crea las bases para comprender la naturaleza humana y su futuro. En los trabajos de I.I. se llevó a cabo una amplia síntesis de datos de anatomía comparada, embriología, biogeografía, paleontología con los principios de la genética. Schmalhausen (1939), A.L. Takhtadzhyan (1943), J. Simpson (1944), B. Rensch (1947). De estos estudios surgió la teoría de la macroevolución. Sólo el libro de Simpson se publicó en inglés y durante el período de expansión generalizada de la biología estadounidense, se menciona con mayor frecuencia entre las obras fundamentales. I.I. Shmalhausen fue alumno de A.N. Severtsov, sin embargo, ya en los años 20 decidió su camino independiente. Estudió los patrones cuantitativos de crecimiento, la genética de la manifestación de rasgos y la genética misma. Schmalhausen fue uno de los primeros en realizar una síntesis entre genética y darwinismo. Del enorme patrimonio de I.I. Destaca la monografía de Schmalhausen “Caminos y patrones del proceso evolutivo” (1939). Por primera vez en la historia de la ciencia, formuló el principio de unidad de los mecanismos de micro y macroevolución. Esta tesis no fue simplemente postulada, sino directamente derivada de su teoría de la selección estabilizadora, que incluye componentes genéticos y macroevolutivos de la población (autonomización de la ontogénesis) en el curso de la evolución progresiva. ALABAMA. Takhtadzhyan en el artículo monográfico: "Relaciones de ontogenia y filogénesis en plantas superiores" (1943) no sólo incluyó activamente a la botánica en la órbita de la síntesis evolutiva, sino que de hecho construyó las 9 originales. modelo ontogenético de macroevolución (“saltacionismo suave”). El modelo de Takhtadzhyan basado en material botánico desarrolló muchas de las ideas notables de A.N. Severtsov, especialmente la teoría de la arcalaxia (un cambio brusco y repentino en un órgano en las primeras etapas de su morfogénesis, que conduce a cambios en todo el curso de la ontogénesis). Takhtadzhyan explicó el problema más difícil de la macroevolución, las brechas entre grandes taxones, por el papel de la neotenia en su origen. La neotenia jugó un papel importante en el origen de muchos grupos taxonómicos superiores, incluidos los florecientes. Las plantas herbáceas evolucionaron a partir de plantas leñosas mediante neotenia en capas. En 1931, S. Wright propuso el concepto de deriva genética aleatoria, que habla de la formación absolutamente aleatoria del acervo genético de un deme como una pequeña muestra del acervo genético de toda la población. Inicialmente, la deriva genética resultó ser el argumento que faltaba durante mucho tiempo para explicar el origen de las diferencias no adaptativas entre taxones. Por lo tanto, la idea de la deriva inmediatamente se acercó a una amplia gama de biólogos. J. Huxley llamó a la deriva el "efecto Wright" y lo consideró "el descubrimiento taxonómico reciente más importante". George Simpson (1948) basó su hipótesis de la evolución cuántica en la deriva, según la cual una población no puede salir de forma independiente de la zona de atracción de un pico adaptativo. Por lo tanto, para llegar a un estado intermedio inestable, es necesario un evento genético aleatorio independiente de la selección: la deriva genética. Sin embargo, el entusiasmo por la deriva genética pronto decayó. La razón es intuitivamente clara: cualquier evento completamente aleatorio es único e inverificable. La cita generalizada de las obras de S. Wright en los libros de texto evolutivos modernos, que presentan un concepto exclusivamente sintético, no puede explicarse de otra manera que por el deseo de resaltar la diversidad de puntos de vista sobre la evolución, ignorando el parentesco y las diferencias entre estos puntos de vista. La ecología de poblaciones y comunidades entró en la teoría de la evolución a través de la síntesis de la ley de Gause y el modelo genético-geográfico de especiación. El aislamiento reproductivo se ha complementado con el nicho ecológico como criterio más importante para una especie. Al mismo tiempo, el enfoque de nicho para las especies y la especiación resultó ser más general que puramente genético, ya que también es aplicable a especies que no tienen un proceso sexual. La entrada de la ecología en la síntesis evolutiva representó la etapa final en la formación de la teoría. A partir de ese momento se inició el período de utilización de STE en la práctica de la taxonomía, la genética y la selección, que continuó hasta el desarrollo de la biología molecular y la genética bioquímica. Con el desarrollo de nuevas ciencias, la STE comenzó a expandirse y modificarse nuevamente. Quizás la contribución más importante de la genética molecular a la teoría de la evolución fue la división de los genes en reguladores y estructurales (modelo de R. Britten y E. Davidson, 1971). Son los genes reguladores los que controlan la aparición de mecanismos de aislamiento reproductivo, que cambian independientemente de los genes enzimáticos y provocan cambios rápidos (en una escala de tiempo geológico) a nivel morfológico y fisiológico. La idea de cambios aleatorios en las frecuencias genéticas ha encontrado aplicación en la teoría de la neutralidad (Motoo Kimura, 1985), que va mucho más allá de la teoría sintética tradicional y se basa no en la genética clásica, sino en la genética molecular. La neutralidad se basa en una posición completamente natural: no todas las mutaciones (cambios en la secuencia de nucleótidos del ADN) conducen a un cambio en la secuencia de aminoácidos en la molécula de proteína correspondiente. Las sustituciones de aminoácidos que han tenido lugar no necesariamente causan un cambio en la forma de la molécula de proteína, y cuando tal cambio ocurre, no necesariamente cambia la naturaleza de la actividad de la proteína. En consecuencia, muchos genes mutantes realizan las mismas funciones que los genes normales, razón por la cual la selección se comporta de manera completamente neutral hacia ellos. Por esta razón, la desaparición y consolidación de mutaciones en el acervo genético dependen puramente del azar: la mayoría de ellas desaparecen poco después de su aparición, una minoría permanece y puede existir durante bastante tiempo. Como resultado, la selección que evalúa los fenotipos es "esencialmente indiferente a qué mecanismos genéticos determinan el desarrollo de una forma determinada y una función correspondiente; la naturaleza de la evolución molecular es completamente diferente de la naturaleza de la evolución fenotípica" (Kimura, 1985). La última afirmación, que refleja la esencia del neutralismo, no es en absoluto coherente con la ideología de la teoría sintética de la evolución, que se remonta al concepto de plasma germinal de A. Weisman, con el que se inició el desarrollo de la teoría corpuscular de la herencia. . Según Weisman, todos los factores de desarrollo y crecimiento se encuentran en las células germinales; En consecuencia, para cambiar el organismo es necesario y suficiente cambiar el plasma germinal, es decir, los genes. Como resultado, la teoría de la neutralidad hereda el concepto de deriva genética, generado por el neodarwinismo, pero posteriormente abandonado por este. Han aparecido nuevos desarrollos teóricos que han permitido acercar aún más a STE a hechos y fenómenos de la vida real que su versión original no podía explicar. Los hitos alcanzados por la biología evolutiva hasta la fecha difieren de los postulados de STE presentados anteriormente: El postulado de que la población es la unidad evolutiva más pequeña sigue siendo válido. Sin embargo, una gran cantidad de organismos sin el proceso sexual quedan fuera del alcance de esta definición de población, y esto se considera una insuficiencia significativa de la teoría sintética de la evolución. La selección natural no es el único motor de la evolución. La evolución no siempre es de naturaleza divergente. La evolución no es necesariamente gradual. Es posible que en en algunos casos Los acontecimientos macroevolutivos individuales también pueden ser repentinos. La macroevolución puede pasar tanto por la microevolución como por sus propios caminos. Al reconocer la insuficiencia del criterio reproductivo de una especie, los biólogos aún no pueden ofrecer una definición universal de especie tanto para las formas sexualmente activas como para las formas agámicas. once El carácter aleatorio de la variabilidad mutacional no contradice la posibilidad de la existencia de una determinada canalización de los caminos evolutivos que surge como resultado de la historia pasada de la especie. También debería ser ampliamente conocida la teoría de la nomogénesis o evolución basada en patrones, propuesta en 1922-1923. L.S. Iceberg. Su hija R.L. Berg examinó el problema de la aleatoriedad y la regularidad en la evolución y llegó a la conclusión de que “la evolución ocurre a lo largo de caminos permitidos” (R.L. Berg, “Genetics and Evolution”, obras seleccionadas, Novosibirsk, Nauka, 1993, págs. 283). . La realidad es también un cierto grado de previsibilidad, la posibilidad de prever direcciones generales evolución (las disposiciones de la biología más reciente están tomadas de: Nikolai Nikolaevich Vorontsov, 1999, págs. 322 y 392-393). Podemos decir con confianza que el desarrollo de STE continuará con la llegada de nuevos descubrimientos en el campo de la evolución. Conclusión La teoría sintética de la evolución no está en duda entre la mayoría de los biólogos: se cree que esta teoría explica satisfactoriamente el proceso de evolución en su conjunto. Como uno de los criticados. provisiones generales La teoría sintética de la evolución se puede utilizar para explicar su enfoque de la similitud secundaria, es decir, características morfológicas y funcionales similares que no fueron heredadas, sino que surgieron de forma independiente en ramas filogenéticamente distantes de la evolución de los organismos. Según el neodarwinismo, todas las características de los seres vivos están completamente determinadas por el genotipo y la naturaleza de la selección. Por tanto, el paralelismo (similitud secundaria de criaturas emparentadas) se explica por el hecho de que los organismos heredaron una gran cantidad de genes idénticos de su ancestro reciente, y el origen de los caracteres convergentes se atribuye enteramente a la acción de la selección. Al mismo tiempo, es bien sabido que las similitudes que se desarrollan en líneas bastante distantes a menudo no son adaptativas y, por lo tanto, no pueden explicarse de manera plausible ni por selección natural ni por herencia común. Obviamente, se excluye la aparición independiente de genes idénticos y sus combinaciones, ya que las mutaciones y la recombinación son procesos aleatorios. evolución selección natural población La teoría sintética en su forma actual se formó como resultado de repensar una serie de disposiciones del darwinismo clásico desde el punto de vista de la genética de principios del siglo XX. Después del redescubrimiento de las leyes de Mendel (en 1901), evidencia de la naturaleza discreta de la herencia, y especialmente después de la creación de la genética de poblaciones teórica por los trabajos de Ronald Fisher, John B. S. Haldane, Jr. y Sewell Wright, las enseñanzas de Darwin adquirieron una sólida base. fundamento genético. El artículo de S. S. Chetverikov "Sobre algunos aspectos del proceso evolutivo desde el punto de vista de la genética moderna" (1926) se convirtió esencialmente en el núcleo de la futura teoría sintética de la evolución y la base para una mayor síntesis del darwinismo y la genética. En este artículo, Chetverikov mostró la compatibilidad de los principios de la genética con la teoría de la selección natural y sentó las bases de la genética evolutiva. La principal publicación evolutiva de S. S. Chetverikov fue traducida al inglés en el laboratorio de J. Haldane, pero nunca se publicó en el extranjero. En los trabajos de J. Haldane, N.V. Timofeev-Resovsky y F. Las ideas de G. Dobzhansky expresadas por S. S. Chetverikov se extendieron a Occidente, donde casi simultáneamente R. Fischer expresó puntos de vista muy similares sobre la evolución de la dominancia. El impulso para el desarrollo de la teoría sintética lo dio la hipótesis de la recesividad de los nuevos genes. En el lenguaje de la genética de la segunda mitad del siglo XX, esta hipótesis suponía que en cada grupo de organismos en reproducción, durante la maduración de los gametos, surgen constantemente mutaciones (nuevas variantes genéticas) como resultado de errores durante la replicación del ADN. La influencia de los genes en la estructura y funciones del organismo es pleiotrópica: cada gen interviene en la determinación de varios rasgos. Por otra parte, cada rasgo depende de muchos genes; Los genetistas llaman a este fenómeno polimerización genética de rasgos. Fisher dice que la pleiotropía y la polimera reflejan la interacción de genes, por lo que la manifestación externa de cada gen depende de su entorno genético. Por lo tanto, la recombinación, que genera cada vez más combinaciones de genes nuevas, crea en última instancia para una mutación determinada un entorno genético que permite que la mutación se manifieste en el fenotipo del individuo portador. Por lo tanto, la mutación cae bajo la influencia de la selección natural, la selección destruye combinaciones de genes que dificultan que los organismos vivan y se reproduzcan en un entorno determinado, y preserva combinaciones neutrales y beneficiosas que están sujetas a una mayor reproducción, recombinación y prueba mediante selección. . Además, en primer lugar se seleccionan combinaciones de genes que contribuyan a una expresión fenotípica favorable y al mismo tiempo estable de mutaciones inicialmente poco perceptibles, por lo que estos genes mutantes se vuelven gradualmente dominantes. Esta idea encontró expresión en el trabajo de R. Fisher. Así, la esencia de la teoría sintética es la reproducción preferencial de determinados genotipos y su transmisión a la descendencia. En la cuestión del origen de la diversidad genética, la teoría sintética reconoce el papel principal de la recombinación de genes. Se cree que tuvo lugar un acto evolutivo cuando la selección conservó una combinación de genes atípica de la historia anterior de la especie. La evolución requiere la presencia de tres procesos: Todos los partidarios de la teoría sintética reconocen la participación de los tres factores enumerados en la evolución. Un requisito previo importante para el surgimiento de una nueva teoría de la evolución fue el libro del genetista, matemático y bioquímico inglés J. B. S. Haldane Jr., quien lo publicó en 1932 con el título. Haldane, al crear la genética del desarrollo individual, inmediatamente incluyó la nueva ciencia en la solución de los problemas de la macroevolución. Las principales innovaciones evolutivas surgen muy a menudo sobre la base de la neotenia (preservación de características juveniles en un organismo adulto). Neoteny Haldane explicó el origen del hombre (“simio desnudo”), la evolución de taxones tan grandes como los graptolitos y los foraminíferos. En 1933, el maestro de Chetverikov, N. K. Koltsov, demostró que la neotenia está muy extendida en el reino animal y desempeña un papel importante en la evolución progresiva. Conduce a una simplificación morfológica, pero al mismo tiempo se preserva la riqueza del genotipo. En casi todos los modelos históricos y científicos, 1937 fue nombrado el año del surgimiento de STE; este año apareció el libro del genetista y entomólogo-sistemático ruso-estadounidense F. G. Dobzhansky. El éxito del libro de Dobzhansky estuvo determinado por el hecho de que era a la vez naturalista y genetista experimental. “La doble especialización de Dobzhansky le permitió ser el primero en construir un puente sólido entre el campo de los biólogos experimentales y el campo de los naturalistas” (E. Mayr). Por primera vez, se formuló el concepto más importante de "aislar los mecanismos de evolución": aquellas barreras reproductivas que separan el acervo genético de una especie del acervo genético de otras especies. Dobzhansky introdujo en una amplia circulación científica la ecuación de Hardy-Weinberg, medio olvidada. También introdujo el "efecto S. Wright" en material naturalista, creyendo que las razas microgeográficas surgen bajo la influencia de cambios aleatorios en las frecuencias genéticas en pequeños aislados, es decir, de forma adaptativamente neutral. Microevolución. Vista. Estructura poblacional de la especie. Las mutaciones son material evolutivo elemental. Cambios en la frecuencia de genes en las poblaciones. Aislamiento espacial de las poblaciones. La selección natural es la fuerza impulsora de la evolución. Formas de selección natural. Selección individual y grupal. La formación de especies es el resultado de la microevolución. La adaptabilidad de los organismos es el resultado de la selección natural. Macroevolución. Progreso biológico y regresión biológica. Formas de lograr el progreso biológico. Leyes básicas de la evolución biológica. Reglas de la evolución. Desarrollo de formas de vida en la era Arcaica. Desarrollo de formas de vida en las eras Proterozoica y Paleozoica. Desarrollo de formas de vida en la era Mesozoica. Desarrollo de las formas de vida en la era Cenozoica.Antropogénesis. La posición del hombre en el mundo animal. Desarrollo de sistemas de órganos en primates. Evidencia de origen animal humano. Evolución de los primates. Etapas de la evolución humana. La etapa actual de la evolución humana. El sistema natural del mundo orgánico es un reflejo del proceso evolutivo. El surgimiento de la vida en la Tierra. Requisitos previos para el surgimiento de la vida. Ideas modernas sobre el origen de la vida. Etapas iniciales de la evolución biológica. Origen y etapas iniciales del desarrollo de la vida en la Tierra. Niveles de organización de la materia viva. Propiedades básicas de los sistemas vivos. Una célula es un sistema biológico elemental. Organización química de las células Sustancias inorgánicas que forman la célula. Las principales sustancias orgánicas que forman la célula. Ardillas. Estructura y funciones.Hidratos de carbono. Organización estructural y papel en la célula. Lípidos. Estructura y significado. Ácidos nucleicos. Estructura y funciones. Metabolismo y transformación energética en la célula. Intercambio de plástico. Biosíntesis de proteínas. Intercambio de energía. Métodos de obtención de energía. Estructura y funciones celulares. La estructura de una célula procariótica. La estructura de una célula eucariota. Organización estructural y funcional del citoplasma. Núcleo celular Cromosomas. Ciclo vital células. Ciclo mitótico. Teoría celular de la estructura de los organismos. Formas de vida no celulares: virus. Reproducción asexual. Reproducción sexual. Desarrollo de células germinales: gametogénesis. Inseminación y fertilización. Periodo de desarrollo embrionario. Características del desarrollo embrionario de los vertebrados terrestres. Regulación del desarrollo embrionario. Período de desarrollo postembrionario. Desarrollo individual de organismos - ontogénesis. Desarrollo del organismo y del medio ambiente. Conceptos básicos de genética. Patrones de herencia de rasgos. Las leyes de Mendel. Ley de uniformidad de la primera generación de híbridos. La ley de la división. Ley de pureza de los gametos. Ley de combinación independiente de genes. Herencia ligada de genes. Interacción genética. Genética del sexo. Métodos de investigación genética. Patrones de variabilidad. Variabilidad hereditaria (genotípica). Variabilidad mutacional. Variabilidad combinativa. Variabilidad fenotípica. Conceptos básicos de selección. Centros de diversidad y origen de plantas cultivadas. La ley de las series homológicas de variabilidad hereditaria N.I. Vavilov. Métodos de cría de plantas y animales. Selección de microorganismos. Biología en el período predarwiniano. Sistema de K. Linneo. Teoría evolutiva de J.-B. Lamarck. Desarrollo de conceptos evolutivos. Premisas científicas naturales de las enseñanzas evolutivas de Charles Darwin. La selección artificial es un mecanismo del hombre para transformar la naturaleza viva. Las principales disposiciones de las enseñanzas de Charles Darwin. La variabilidad hereditaria es la base del proceso evolutivo. Selección natural como resultado de la variabilidad hereditaria y la lucha por la existencia. Microevolución. Vista. Estructura poblacional de la especie. Las mutaciones son material evolutivo elemental. Aislamiento espacial de las poblaciones. La selección natural es la fuerza impulsora de la evolución. Formas de selección natural. Selección individual y grupal. Macroevolución. Progreso biológico y regresión biológica. Leyes básicas de la evolución biológica. Reglas de la evolución. Desarrollo de formas de vida en la era Arcaica. Desarrollo de formas de vida en las eras Proterozoica y Paleozoica. Desarrollo de formas de vida en la era Mesozoica. Desarrollo de formas de vida en la era Cenozoica. Antropogénesis. La posición del hombre en el mundo animal. Desarrollo de sistemas de órganos en primates. Evidencia de origen animal humano. Evolución de los primates. Etapas de la evolución humana. La etapa actual de la evolución humana. El sistema natural del mundo orgánico es un reflejo del proceso evolutivo. Diapositiva 1 Diapositiva 2 Diapositiva 3 Diapositiva 4 Diapositiva 5 Diapositiva 6 Diapositiva 7 Diapositiva 8 Diapositiva 9 Diapositiva 10 Diapositiva 11 Diapositiva 12Tema No. 8. Desarrollo de la vida en la Tierra.
Preguntas para preparar el examen
La teoría sintética de la evolución (STE) es una teoría evolutiva moderna, que es una síntesis de varias disciplinas, principalmente la genética y el darwinismo, y se basa en la paleontología, la sistemática y la biología molecular. Todos los partidarios de la teoría sintética reconocen la participación de tres factores en la evolución: Mutación Recombinación Selección Generación de nuevas variantes genéticas Determinación del cumplimiento de condiciones de vida dadas Creación de nuevos fenotipos de individuos
La teoría sintética en su forma actual se formó como resultado de la transformación de las opiniones de Weismann en la genética cromosómica de Morgan: las diferencias adaptativas se transmiten de padres a hijos con cromosomas en forma de nuevos genes como resultado de la selección natural.
El impulso para el desarrollo de la teoría sintética lo dio la hipótesis de la recesividad de los nuevos genes. Esta hipótesis suponía que en cada grupo de organismos en reproducción, durante la maduración de los gametos, surgen constantemente mutaciones (nuevas variantes genéticas) como resultado de errores en la replicación del ADN.
S.S Chetverikov I.I. Shmalgauzen N.V. Timofeev-Resovsky G.F. Gause N.P. Dubinin A.L. Takhtadzhyan N. K. Koltsov F. G. Dobrzhansky
1. LA POBLACIÓN LOCAL SE CONSIDERA UNA UNIDAD ELEMENTAL DE EVOLUCIÓN; 2. LA VARIABILIDAD MUTACIONAL Y RECOMBINACIONAL SE CONSIDERA COMO MATERIAL PARA LA EVOLUCIÓN; 3. LA SELECCIÓN NATURAL SE CONSIDERA COMO LA RAZÓN PRINCIPAL PARA EL DESARROLLO DE ADAPTACIONES, ESPECIACIÓN Y ORIGEN DEL TAXÓN SUPRAESPECÍFICO; 4. LA DERIVA GENÉTICA Y EL PRINCIPIO FUNDADOR SON LAS RAZONES DE LA FORMACIÓN DE CARACTERES NEUTROS; 5. UNA ESPECIE ES UN SISTEMA DE POBLACIONES, REPRODUCTIVAMENTE AISLADAS DE POBLACIONES DE OTRAS ESPECIES, Y CADA ESPECIE ESTÁ ECOLÓGICAMENTE SEPARADA; 6. LA ESPECIACIÓN CONSISTE EN LA APARICIÓN DE MECANISMOS DE AISLAMIENTO GENÉTICO Y SE REALIZA PRINCIPALMENTE EN CONDICIONES DE AISLAMIENTO GEOGRÁFICO.
E1 s t e t i v e s e c t B2 y f o r m a t o m P3 pol a t i o n B4 i d I5 c a n g e y vost D6 reifgenov
“Darwinismo puro” (L.S. Berg) Teoría sintética (N.I. Vorontsov) 1. Todos los organismos se desarrollaron a partir de una o varias formas primarias. 2. El desarrollo se desarrolló de manera divergente. 3. El desarrollo se desarrolló sobre la base de variaciones aleatorias. 4. Los factores del progreso son la lucha por la existencia y la selección natural. 5. El proceso de evolución consiste en la formación de nuevas características 6. La extinción de los organismos se produce por causas externas: la lucha por la existencia y supervivencia de los más aptos. 1. La unidad más pequeña de evolución es una población. 2. El principal factor impulsor de la evolución es la selección natural de mutaciones pequeñas y aleatorias. 3. La evolución es de naturaleza divergente. 4. La evolución es gradual y de largo plazo. Cada unidad sistemática debe tener una única raíz. Este es un requisito previo para el derecho mismo a existir. La taxonomía evolutiva construye una clasificación basada en el parentesco. Más allá de los límites de una especie, la evolución se detiene. La especie es politípica. La variabilidad es aleatoria. La evolución es impredecible.
La teoría sintética de la evolución está fuera de toda duda entre la mayoría de los biólogos. Se cree que esta teoría explica satisfactoriamente la evolución en su conjunto. Sin embargo, en las últimas dos décadas ha aumentado el número de publicaciones que señalan que STE es insuficiente para el conocimiento moderno sobre el curso del proceso evolutivo. Una de las disposiciones de STE más criticadas es su enfoque para explicar la similitud secundaria. 1. Según el neodarwinismo, todas las características de los seres vivos están completamente determinadas por la composición del genotipo y la naturaleza de la selección. Por tanto, el paralelismo se explica por el hecho de que los organismos han heredado un gran número de genes idénticos de su antepasado, y el origen de los caracteres convergentes se atribuye enteramente a la acción de la selección. Al mismo tiempo, es bien sabido que las similitudes que se desarrollan en líneas bastante distantes a menudo no son adaptativas y, por lo tanto, no pueden explicarse de manera plausible ni por selección natural ni por herencia común. La herencia independiente de genes idénticos y su combinación está obviamente excluida, ya que las mutaciones y recombinaciones son procesos aleatorios.
