Микроэволюция и макроэволюция. Градуализм и сальтации.

Хотя сам факт биологической эволюции давно признан биологами и не вызывает ни малейших сомнений, многие ключевые вопросы эволюционной теории до сих пор остаются спорными. Одним из самых острых вопросов такого рода является вопрос о равномерности темпов эволюции. Сам Дарвин, как и многие его последователи, видели эволюцию как процесс в основном плавный, постепенный. Когда в результате синтеза классического дарвинизма с генетикой и молекулярной биологией родилась синтетическая теория эволюции, эта точка зрения (градуализм) значительно укрепилась. Главным, даже единственным источником наследственной изменчивости стали считать случайные мутации — ошибки при копировании ДНК. Многие исследователи полагали, что, поскольку мутационный процесс совершенно случаен и ненаправлен, то и идти он должен примерно с одинаковой скоростью у всех живых организмов. Это предположение легло в основу принципа «молекулярных часов», который активно используется и по сей день.

Альтернативой градуализму является пунктуализм, или теория прерывистого равновесия, сформулированная в 1972 году Стивеном Гоулдом (Stephen Jay Gould, 1941-2002) и Нильсом Элдриджем (Niles Eldredge, р. 1943). Эта концепция предполагает, что в эволюции видов чередуются длительные периоды стабильности, когда основные черты вида сохраняются неизменными, и короткие периоды быстрых изменений, в ходе которых вид преобразуется — либо целиком превращается в другой вид, либо делится на два или более новых вида, либо «отпочковывает» их от себя. Точка зрения пунктуалистов, основанная на обширном палеонтологическом материале, имеет и достаточно веские теоретические обоснования. В самых общих чертах их можно свести к следующему. Вид представляет собой относительно устойчивую самоподдерживающуюся систему. Чтобы на месте старой системы возникла новая, старая должна быть разрушена. Нужна некая «встряска», приводящая к разрушению внутренних связей, к дестабилизации.    

Сравнительная характеристика теории филетического градуализма (вверху) с теорией прерывистого равновесия (внизу): прерывистое равновесие достигается за счёт быстрых изменений в морфологии.

Британские биологи придумали удивительно простую методику, позволяющую разрешить давний спор между приверженцами теории постепенной эволюции (градуализм) и сторонниками скачкообразной эволюции (пунктуализм). Оказалось, что соотношение градуалистической и пунктуалистической составляющих эволюционного процесса можно оценить количественно, сопоставив длины ветвей «эволюционных деревьев» — стандартных реконструкций эволюционного развития различных групп организмов, которые строятся на основе сравнения нуклеотидных последовательностей ДНК. Проанализировав деревья, построенные для 122 групп, ученые пришли к выводу, что в среднем 22% различий в ДНК возникает во время кратких периодов интенсивного видообразования, а остальные 78% постепенно накапливаются во время долгих «градуалистических» периодов. Скачкообразность эволюции в большей мере свойственна растениям и грибам и в меньшей — животным.

Поначалу споры градуалистов с пунктуалистами были довольно бурными, но сегодня эти две концепции довольно мирно уживаются в пределах единой развивающейся эволюционной теории. Они справедливо считаются не противоречащими друг другу, а взаимодополнительными, и быстро обрастают всевозможными примерами, уточнениями, дополнениями и обоснованиями. Большинство специалистов признают, что эволюция иногда может идти по пунктуалистическому, иногда — по градуалистическому сценарию.

По своей сути пунктуализм отнюдь не эквивалентен сальтационизму, вообще отрицающему наличие переходов между видами. Однако, как ни странно, это отличие не всегда улавливается, и многие сальтационисты объявили себя сторонниками пунктуалистской концепции, которая быстро завоевала исключительно широкую популярность.

Макроэволюция органического мира — это процесс формирования крупных систематических единиц: из видов — новых родов, из родов — новых семейств и т. д. В основе макроэволюции лежат те же движущие силы, что и в основе микроэволюции: наследственность, изменчивость, естественный отбор и репродуктивная изоляция. Так же, как имикроэволюция, макроэволюция имеет дивергентный характер. Понятие макроэволюции интерпретировалось многократно, но окончательного и однозначного понимания не достигнуто. Согласно одной из версий, макроэволюция — изменения системного характера, соответственно, огромных промежутков времени они не требуют.

Микроэволюция — это распространение в популяции малых изменений в частотах аллелей на протяжении нескольких поколений; эволюционные изменения на внутривидовом уровне Такие изменения происходят из-за следующих процессов: мутации, естественный отбор, искусственный отбор, перенос генов и дрейф генов. Эти изменения приводят кдивергенции популяций внутри вида, и, в конечном итоге, к видообразованию.

Микроэволюции часто противопоставляют макроэволюции, которая представляет собой значительные изменения в частотах генов на популяционном уровне в значительном геологическом промежутке времени. Каждый подход вносит свой вклад в эволюционные процессы.

6. Систематика — это наука о разнообразии организмов. Она изучает организмы для того, чтобы описать их.

Таксономия разрабатывает теоретические основы классификации организмов.

Систематика животных — научная классификация животных, очень сходна с классификацией растений. Как и растения, все животные одного вида близки по строению. Это не случайно: оно зависит от близкого родства, происхождения от общего предка. Животные одного вида ведут одинаковый образ жизни и в природе обитают на определенной территории, могут скрещиваться и давать плодовитое потомство, сходное по строению и образу жизни с родителями. Основная систематическая единица — вид. Близкие виды животных объединяют в роды, близкие роды — в семейства. Сходные семейства объединяют в отряды, а отряды — в классы. Наиболее крупная систематическая единица (таксон) — тип, который включает в себя несколько родственных классов.

Систематические единицы впервые были предложены шведским ученым К. Линнеем (1707—1778). Его систему называли искусственной, так как она объединяла организмы только лишь на основе схожести (подобия). Современная система называется естественной. Она основана на всестороннем изучении животных, установлении степени и происхождения. В соответствии со строго научной системой, любой вид животных в системе органического мира занимает определенное положение. Например, местоположение собаки домашней таково:

· царство — животные,

· тип — хордовые,

· подтип — черепные,

· класс — млекопитающие,

· отряд — хищные,

· семейство — собачьи,

· род — собака,

· вид — домашняя.

В систематике отдельных групп животных выделяются еще и вспомогательные категории (таксоны) название которых начинается с приставок «под» или «над»: подтип, подотряд и ъ п. Например, в царстве животных выделяются два подцарства; одноклеточные и многоклеточный.

Как и у растений, в систематике животных принята бинарная номенклатура (двойное название), а также название их на латинском языке.