¿Qué es la evolución en biología? Fuerzas impulsoras, leyes, ejemplos. Direcciones de evolución
Hay tres direcciones principales de evolución: aromorfosis, idioadaptación y degeneración general. Todos ellos conducen al progreso biológico, es decir, a la prosperidad de especies y taxones más grandes cuando un grupo aumenta en número y diversidad de especies, amplía su gama.
El progreso biológico se contrasta con la regresión biológica, cuando el número, el rango de una o varias especies y el número de especies de un taxón disminuyen debido a la incapacidad del grupo para adaptarse a las condiciones ambientales cambiantes. En otras palabras, la regresión biológica ocurre cuando desarrollo historico el taxón no sigue ninguna dirección de evolución.
aromorfosis
La aromorfosis se refiere a transformaciones evolutivas importantes, que generalmente conducen al surgimiento de grandes taxones, por ejemplo, clases de animales. Las aromorfosis aumentan el nivel general de organización, lo hacen más complejo y son el camino principal de la evolución. Ocurren raramente, cambian significativamente la morfofisiología de los organismos y les permiten colonizar nuevos hábitats.
La aromorfosis es compleja y afecta a diferentes sistemas de órganos. Entonces, la apariencia de los pulmones "atrajo" la apariencia de un corazón de tres cámaras. La aparición de un corazón de cuatro cámaras y la completa separación de la circulación sanguínea jugaron un papel importante en el surgimiento de la sangre caliente.
Ejemplos de aromorfosis: aparición de la fotosíntesis, multicelularidad, reproducción sexual, esqueleto interno, desarrollo de los pulmones, aparición de sangre caliente en los animales, formación de raíces y tejidos conductores en las plantas, aparición de flores y frutos.
La aparición de los pulmones permitió a los organismos llegar a la tierra, es decir, poblar un hábitat con nuevas condiciones ambientales. La naturaleza de sangre caliente que surgió en aves y mamíferos les dio la oportunidad de depender menos de la temperatura y habitar hábitats inaccesibles para anfibios y reptiles.
Gracias a la aparición de raíces que anclan la planta en el suelo y absorben agua, así como a un sistema conductor que lleva agua a todas las células, las plantas pudieron crecer en la tierra. Su biomasa ha alcanzado aquí niveles enormes.
Adaptación idiomática
La idioadaptación es un pequeño cambio evolutivo que permite a una especie adaptarse a características específicas de su entorno y a un nicho ecológico estrecho. Se trata de adaptaciones privadas que no cambian el nivel general de la organización.
La idioadaptación asegura el surgimiento de varias formas adaptativas dentro de un nivel de organización.
Entonces todos los mamíferos tienen una estructura interna similar. Sin embargo, la diversidad de especies adaptadas a diferentes hábitats y métodos de alimentación se logró a través de una dirección de evolución como la idioadaptación.
Las angiospermas tienen muchas diferentes tipos, varias formas de vida (hierbas, arbustos, árboles). Son muy diferentes en apariencia, pero su morfología y fisiología tienen el mismo nivel de organización.
Como resultado de idioadaptaciones, los caracteres que son insignificantes para un taxón grande cambian. Por ejemplo, todas las aves tienen pico; su apariencia fue proporcionada por la aromorfosis. Pero cada especie tiene su propia forma y tamaño de pico, adaptado a formas específicas nutrición. Esto fue proporcionado por idioadaptaciones.
Degeneración generalizada
Un ejemplo de degeneración en el mundo vegetal es la cuscuta, que no tiene clorofila propia y se alimenta de otras angiospermas.
Al parecer, la degeneración general en importancia debe equipararse a la aromorfosis, y no a la idioadaptación, ya que suele incidir en cambios significativos en el organismo. Por ejemplo, la pérdida de un sistema completo o incluso de sistemas de órganos es un cambio importante.
Las degeneraciones parciales menores que conducen a una simplificación de la estructura de cualquier órgano, por ejemplo, la pérdida de la buena visión en animales que llevan un estilo de vida clandestino, deben considerarse idioadaptaciones.
La naturaleza se mejora a sí misma todo el tiempo. Pero los cambios evolutivos ocurren de manera extremadamente lenta. En comparación con la vida humana, por supuesto. Sólo durante miles de millones de años de existencia de la Tierra la naturaleza pudo alcanzar tal perfección y diversidad de vida como la que vemos ahora.
Darwin sugirió que las fuerzas impulsoras de la evolución, o factores que influyen en el desarrollo de la naturaleza viva, son:
- herencia y variabilidad de individuos de una especie;
Herencia y variabilidad
Se sabe que los individuos de una misma especie son similares, pero aún no iguales. Se diferencian ligeramente en términos de apariencia y estructura interna, comportamiento. Estas diferencias pueden influir en la posibilidad de supervivencia. Aquellos individuos cuyos rasgos distintivos corresponden a su hábitat tienen mayores posibilidades de sobrevivir y dejar descendencia. Estos cambios pueden ser heredados por la descendencia. Como resultado, el número de individuos con tales características aumenta en la siguiente generación.
Lucha por la existencia
Seleccion natural
La lucha por la existencia conduce a la selección natural: la supervivencia y reproducción preferenciales de los individuos más adaptados de la especie y la muerte de los menos adaptados.
La acción de la selección natural a lo largo de muchas generaciones conduce a la acumulación de pequeños cambios hereditarios útiles y a la formación de adaptaciones de los organismos a su entorno.
Habitante de los bosques europeos, el erizo tiene espinas afiladas que le sirven de protección contra los depredadores. Su aparición es el resultado de la selección natural. Incluso un ligero endurecimiento de la piel podría haber ayudado a sobrevivir a los ancestros lejanos del erizo. Durante muchas generaciones, los individuos con columna vertebral más desarrollada tuvieron ventaja en la lucha por la existencia. Fueron ellos quienes pudieron dejar descendencia y transmitirles sus cambios hereditarios. Gradualmente, nuevos rasgos útiles se difunden dentro de la especie y todos los individuos erizo europeo se convirtieron en dueños de espinas.
Interino largo tiempo, las fuerzas impulsoras de la evolución conducen a la formación de adaptaciones de los organismos vivos a diversas condiciones ambientales, a la transformación de unas especies en otras, al surgimiento de formas de vida más complejas a partir de otras más simples.
Adaptación (adaptabilidad)
Las adaptaciones son características de los organismos vivos, gracias a las cuales existen en la naturaleza. Los rasgos útiles que surgen en los organismos individuales como resultado de la variabilidad los ayudan a sobrevivir en la lucha por la existencia. Estas características se conservan como resultado de la selección natural y son heredadas por los descendientes. Así, generación tras generación, las características de los animales y las plantas cambian gradualmente para mejorarlas. cambios evolutivos. Y es por eso que todos los organismos vivos están tan bien adaptados a las condiciones en las que viven.
especiación
La especiación es el resultado de la evolución. A lo largo de muchas generaciones, una población puede quedar aislada de otras poblaciones de una determinada especie (por ejemplo, ubicada a gran distancia de ellas). Actuando durante mucho tiempo, la selección natural conduce a la acumulación de muchas diferencias entre las poblaciones aisladas y otras.
Como resultado, los individuos de diferentes poblaciones pierden la capacidad de cruzarse y producir descendencia. La aparición de barreras biológicas insuperables para el cruce conduce al proceso de especiación.
La especiación condujo a la aparición de dos tipos de zorros: el zorro común y el zorro corsac. En el norte seleccion natural contribuyó a la supervivencia de los individuos más grandes (cuanto mayor es el tamaño del cuerpo, menos calor pierde el cuerpo). Como resultado, se formó la especie Zorro común. En las regiones del sur, por el contrario, la selección natural tenía como objetivo preservar a los individuos más pequeños (que tamaño más pequeño cuerpo, más calor desprende el cuerpo sin sobrecalentarse). Como resultado, se formó la especie de zorro Corsac.
Hasta la fecha, la evolución biológica ha sido plenamente confirmada basándose en hechos científicos acumulado en diversas ramas de la ciencia biológica. La evidencia de la evolución se basa en un estudio comparativo de la estructura externa e interna, el desarrollo y los procesos de vida de los representantes modernos de antiguas especies extintas. Para ello existen métodos citológicos, con base científica,
La evolución biológica se define como cualquier cambio genético en una población que se produce a lo largo de varias generaciones. Estos cambios pueden ser pequeños o grandes, muy notorios o no significativos.
Para que un evento sea considerado un ejemplo de evolución, los cambios deben ocurrir a nivel genético de la especie y transmitirse de una generación a la siguiente. Esto significa que, o más específicamente, los alelos de una población cambian y se transmiten. Estos cambios se notan en los (rasgos físicos pronunciados que se pueden ver) de la población.
El cambio en el nivel genético de una población se define como cambio a pequeña escala y se denomina microevolución. La evolución biológica también incluye la idea de que todos los organismos vivos están relacionados y pueden descender de un ancestro común. A esto se le llama macroevolución.
¿Qué no es la evolución biológica?
La evolución biológica no determina el simple cambio de los organismos a lo largo del tiempo. Muchos seres vivos experimentan cambios con el tiempo, como pérdida o aumento de tamaño. Estos cambios no se consideran ejemplos de evolución porque no son genéticos y no pueden transmitirse a la siguiente generación.
Teoría de la evolución
¿Cómo se produce la diversidad genética en una población?
La reproducción sexual puede crear combinaciones favorables de genes en una población o eliminar las desfavorables.
Una población con combinaciones genéticas más favorables sobrevivirá en su entorno y reproducirá más descendencia que los individuos con combinaciones genéticas menos favorables.
Evolución biológica y creacionismo.
La teoría de la evolución ha generado controversia desde sus inicios, que continúa hasta el día de hoy. La evolución biológica contradice la religión en cuanto a la necesidad de un creador divino. Los evolucionistas sostienen que la evolución no aborda la cuestión de si Dios existe, sino que intenta explicar cómo ocurren los procesos naturales.
Sin embargo, no se puede escapar al hecho de que la evolución contradice algunos aspectos de ciertas creencias religiosas. Por ejemplo, el relato evolutivo de la existencia de la vida y el relato bíblico de la creación son completamente diferentes.
La evolución sugiere que toda la vida está conectada y se remonta a un único ancestro común. Una interpretación literal de la creación bíblica sugiere que la vida fue creada por el omnipotente ser sobrenatural(por Dios).
Sin embargo, otros han tratado de combinar los dos argumentando que la evolución no descarta la posibilidad de Dios, sino que simplemente explica el proceso mediante el cual Dios creó la vida. Sin embargo, este punto de vista todavía contradice la interpretación literal de la creatividad presentada en la Biblia.
En su mayor parte, los evolucionistas y creacionistas coinciden en que la microevolución existe y es visible en la naturaleza.
Sin embargo, la macroevolución se refiere al proceso de evolución que se da a nivel de especie, donde una especie evoluciona a partir de otra especie. Esto contrasta marcadamente con la visión bíblica de que Dios participó personalmente en la formación y creación de los organismos vivos.
Por ahora, el debate evolución/creacionismo continúa, y parece que es poco probable que las diferencias entre los dos puntos de vista se resuelvan pronto.
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La evolución biológica es el desarrollo histórico del mundo orgánico. La palabra "evolución" es latina y traducida significa "despliegue" y, en un sentido amplio, cualquier cambio, desarrollo, transformación. En biología, la palabra “evolución” fue utilizada por primera vez en 1762 por el naturalista y filósofo suizo C. Bonnet.
La vida surgió en la Tierra hace unos 3.500 millones de años. Los predecesores de los primeros organismos fueron compuestos proteicos orgánicos complejos que formaban grumos gelatinosos, las llamadas gotitas coacervadas. Estas gotas, flotando en el océano primordial, pudieron crecer absorbiendo de ambiente varios nutrientes. Se desintegraron en gotitas hijas, de las cuales las más perfectas existieron por más tiempo. La estructura de los coacervados se volvió gradualmente más compleja; formaron el núcleo y otros elementos de una célula viva. Así aparecieron los organismos unicelulares más simples.
Pasaron milenios y la estructura de los seres vivos fue mejorando cada vez más como resultado de la selección natural. Algunos de estos organismos más simples adquirieron la capacidad de absorber la energía de un rayo solar y construir en sus cuerpos a partir de dióxido de carbono y agua materia orgánica. Así surgieron las primeras plantas unicelulares, las algas verdiazules.
Otros seres vivos han conservado vieja forma nutrición, pero las plantas primarias comenzaron a servirles de alimento. Estos fueron los primeros animales.
Posteriormente, como resultado de la evolución, los primeros organismos multicelulares surgieron de protozoos unicelulares: esponjas, arqueociatos (animales invertebrados extintos) y celentéreos. Poco a poco, el mundo de las plantas y los animales se hizo más complejo y diverso, y ellos también poblaron la tierra.
Basándose en sus restos fósiles (huellas, esqueletos fosilizados), los científicos han establecido que cuanto más antiguos son los organismos, más simple es su estructura. Cuanto más nos acercamos a nuestra época, más complejos se vuelven los organismos y más parecidos a los modernos.
Como resultado del desarrollo del mundo orgánico, aparecieron en la Tierra plantas superiores y animales altamente organizados. De mamíferos - fósiles grandes monos- sucedió un hombre.
Este es un breve diagrama de la evolución de la vida en nuestro planeta.
La evolución es una de las formas de movimiento en la naturaleza. Conduce de forma continua y gradual a cambios cualitativos y cuantitativos en los organismos vivos, que están expuestos tanto a la naturaleza inanimada como a otros organismos.
El estudio de las causas y patrones de la evolución en biología es el tema de la doctrina evolutiva, un conjunto de conocimientos sobre el desarrollo histórico de la naturaleza viva. La base de esta doctrina es teoría evolutiva.
Incluso los filósofos del mundo antiguo (Empédocles, Demócrito, Lucrecio Caro y otros) expresaron brillantes conjeturas sobre el desarrollo de la vida. Pero pasaron muchos siglos más antes de que la ciencia acumulara suficientes datos que permitieran a los científicos descubrir la variabilidad de las especies y luego crear una teoría que explique el proceso evolutivo que ocurre en la naturaleza.
En la segunda mitad del siglo XVIII - primera mitad del siglo XIX. J. Buffon y E. J. Saint-Hilaire en Francia, E. Darwin en Inglaterra, J. V. Goethe en Alemania, M. V. Lomonosov, A. I. Radishchev, A. A. Kaverznev, K. F. Roulier en Rusia y otros crearon la doctrina de la variabilidad de las especies animales y vegetales, que contradecía la enseñanza de la iglesia sobre su creación por Dios y su inmutabilidad. Sin embargo, no consideraron las razones que llevaron a estos cambios.
El primer intento de crear una teoría evolutiva lo realizó el naturalista francés J. B. Lamarck (1744-1829). En su obra “Filosofía de la zoología” (1809) esbozó una teoría holística sobre el origen de las especies, pero tampoco pudo explicar correctamente cuáles son las fuerzas impulsoras del desarrollo del mundo orgánico.
El naturalista inglés Charles Darwin creó una teoría evolutiva verdaderamente científica. Fue expuesto en el libro “El origen de las especies mediante la selección natural o la preservación de razas favorecidas en la lucha por la vida”, 1859). Darwin logró identificar las fuerzas impulsoras: los factores del proceso evolutivo. Esto es variabilidad indefinida, la lucha por la existencia, la selección natural.
Como resultado de la lucha por la existencia, los organismos más adaptados a las condiciones de vida sobreviven, mientras que los menos adaptados y débiles son eliminados de la reproducción o mueren. Gracias a la selección natural, los cambios hereditarios beneficiosos se acumulan y se resumen en plantas y animales, y también surgen nuevas adaptaciones.
La lucha por la existencia y la selección natural son los factores impulsores más importantes de la evolución y están interconectados. Determinan la existencia futura del organismo. En curso evolución biológica También está aumentando el número de especies de organismos vivos. La formación de nuevas especies en la naturaleza. la etapa más importante en el proceso de evolución.
Como resultado del proceso evolutivo, la composición genética de las poblaciones cambia, las biocenosis y la biosfera en su conjunto se transforman.
La doctrina de la evolución y su núcleo, la teoría de la evolución biológica, es la base de la biología progresista moderna.
Evolución en biología- desarrollo histórico irreversible de la naturaleza viva. Podemos considerar la evolución de toda la biosfera y las comunidades individuales que consisten en animales, plantas y microorganismos, la evolución de grupos sistemáticos individuales e incluso partes de organismos: órganos (por ejemplo, el desarrollo de una extremidad de un solo dedo de un caballo), tejidos (por ejemplo, musculares, nerviosos), funciones (respiración, digestión)) e incluso proteínas individuales (por ejemplo, hemoglobina). Pero en el sentido estricto de la palabra, sólo pueden evolucionar los organismos que conjuntamente forman poblaciones de especies individuales.
La evolución solía contrastarse a menudo con la revolución: cambios de escala rápidos y significativos. Pero ahora ha quedado claro que el proceso de desarrollo de la naturaleza viva se compone de cambios, tanto graduales como abruptos; rápido y que dura millones de años.
¿Cuáles son los rasgos característicos de la evolución biológica?
En primer lugar, la continuidad. Desde el momento en que surge la vida, surgen cosas nuevas en la naturaleza viva, no de la nada, no de la nada, sino de lo viejo. Nosotros y los primeros microorganismos primitivos que surgieron hace unos 4 mil millones de años estamos conectados por una cadena ininterrumpida de generaciones.
Los homínidos descendieron de un ancestro común.
No menos característica evolución: la complicación y mejora de las estructuras de los organismos de una era geológica a otra. Al principio, en la Tierra solo existían microorganismos, luego aparecieron animales unicelulares: protozoos y luego animales invertebrados multicelulares. Después de la “era de los peces” vino la “era de los anfibios”, luego la “era de los reptiles”, principalmente los dinosaurios, y finalmente la “era de los mamíferos y las aves”. Durante los últimos milenios, el hombre ha comenzado a ganar un lugar dominante en la biosfera.
La evolución ya no nos parece sorprendente. Pero éste no siempre fue el caso. Aunque el antiguo sabio griego Heráclito decía: "Todo fluye", para la gente de la Edad Media, e incluso para los más cercanos a nuestro tiempo Naturaleza viva Parecía algo congelado, inmóvil, creado de una vez por todas por el Señor Dios en los días de la creación. Los rebeldes fueron perseguidos y casi nadie quedó convencido. En aquella época, por ejemplo, un hecho descubierto por los zoólogos parecía ser un fuerte argumento en contra de la evolución: los gatos, cuyas momias se encontraban en tumbas egipcias, no se diferenciaban de los modernos. Entonces, un niño que mira el reloj durante un minuto afirma que la manecilla de las horas está inmóvil. Después de todo, esos pocos miles de años que nos separan de los constructores de las pirámides no son más que un segundo en la evolución de los gatos.
A nadie convencieron los restos de animales fósiles que ya no existen en la Tierra. EN en el mejor de los casos Científicos bastante serios creían que el bíblico Noé no llevó mamuts a su arca por falta de espacio. Por eso estaba muy extendido el término “animales antediluvianos”. Era posible especular de forma puramente teórica sobre los posibles cambios en animales y plantas de generación en generación. Pero ¿cuáles son los mecanismos de estos cambios? ¿Cuáles son las fuerzas impulsoras detrás de la evolución? Nadie lo sabía.
El naturalista francés J. B. Lamarck esbozó en detalle por primera vez en 1809 el primer concepto evolutivo holístico en su obra "Filosofía de la zoología". Sin embargo, ya para aquella época explicó de forma insatisfactoria la naturaleza de la evolución y sus fuerzas impulsoras, y su concepto (lamarckismo) no tuvo éxito. Es cierto que, de una forma u otra, las ideas lamarckianas sobre la evolución surgen de vez en cuando, aunque los verdaderos científicos no las toman en serio.
Desde la época de Lamarck, la biología ha acumulado una gran cantidad de hechos nuevos que confirman la existencia del proceso evolutivo. En 1859, el naturalista inglés Charles Darwin formuló la primera teoria cientifica evolución. La doctrina de la evolución continuó desarrollándose. La solución a las leyes de la herencia y la variabilidad y su combinación con el darwinismo dio teoría moderna evolución.