Дженкинс Мортон - 101 ключевая идея: Эволюция

Вы держите в руках книгу из серии «Грандиозный мир. 101 ключевая идея». Надеемся, что как данная книга, так и серия в целом окажется для вас интересной и полезной. Цель этой серии — доступным и увлекательным образом познакомить читателя с самыми разными областями знания.

В каждой книге содержится объяснение 101 ключевой идеи и понятия, относящихся к той или иной области знания. Для удобства пользования статьи расположены в алфавитном порядке. Все книги серии написаны таким образом, что от читателя почти не требуется никаких специальных знаний и подготовки. Они будут полезны и для студентов, и для тех, кто только еще готовится к поступлению в высшее учебное заведение, и просто для любознательных.

На наш взгляд, большинство учебников слишком объемны, чтобы служить справочными пособиями, а статьи в словарях слишком кратки, чтобы сформировать у читателя более или менее полное представление о предмете.

Книги этой серии совмещают в себе лучшие стороны и учебника, и словаря. Их вовсе не обязательно читать от корки до корки и в строго определенном порядке. Обращайтесь к ним, когда нужно узнать значение того или иного понятия, и вы найдете краткое, но содержательное его описание, которое, без сомнения, поможет вам выполнить задание или написать доклад. Материал в книгах излагается четко, с тщательным подбором необходимых научных терминов.

Итак, если вам потребуется быстро и без больших затрат получить сведения по какой — либо теме — воспользуйтесь книгами данной серии!

Желаем удачи!

Пол Оливер, издатель серии

Адаптивная радиация — это процесс эволюционного образования видов от одного общего предка. Основу этой концепции заложил французский ученый Жорж Кювье (1769–1832). Он сделал вывод, что с течением длительного периода времени организмы разделились на группы, некоторые из которых являются частью современной классификационной системы. Это представление радикально отличалось от общепринятой в то время аристотелевской концепции «лестницы жизни» (Scala Naturae) которая распределяла все организмы по ступеням, от простейших — в самом низу, до самых сложных (человек) — на вершине.

Классический пример адаптивной радиации — дарвиновы вьюрки. Клювы различных видов приспособлены к определенному виду пищи, в зависимости от экологической ниши, в которой они обитают. Они варьируются от массивных клювов птиц, питающихся семенами, и изогнутых клювов тех, кто кормится нектаром цветов, до тонких и стройных клювов насекомоядных. Предполагается, что все эти прекрасно приспособленные виды произошли от менее специализированного предка, случайно оказавшегося на островах. Изоляция, свойственная организмам изменчивость и борьба за доступные экологические ниши привели к адаптивной радиации, которую открыл Дарвин. Этот процесс ярко проявляется среди пресмыкающихся и птиц, живущих на Галапагосских островах.

Если брать высший таксономический уровень, то окаменелые останки свидетельствуют о том, что первые примитивные плацентарные млекопитающие появились в начале эоцена, 58 миллионов лет назад. Среди них был отряд креодонтов (Creodonta) разделившийся на несколько семейств хищных, в том числе и морских млекопитающих. Сюда же следует отнести больших беззубых китов, имеющих в высшей степени специализированное устройство, фильтрующее пищу (китовый ус), которое позволяет им выцеживать мелких ракообразных из морской воды. Некоторые из этих китов весят до 20 тонн. Зубатые киты, такие, как кашалот, питаются в основном глубоководными кальмарами, а дельфины приспособились питаться рыбой.

См. также статьи «Кювье, Жорж», «Дарвиновы вьюрки», «Ниша».

Способ возникновения новых видов зависит от географического расположения. Большинство видов появляется в результате аллопатрического видообразования (алло — другой, патрис — родина), то есть в результате географического разделения некогда единой популяции. Популяция каким-либо образом делится на несколько групп, каждая из которых идет по своему эволюционному пути, пока они не расходятся настолько, что скрещивание между ними становится невозможным. Известный зоолог Эрнст Майр дал следующее определение термина «вид»:

«Вид — это группа скрещивающихся или обладающих такой возможностью популяций, которая репродуктивно изолирована от других подобных групп».

В небольшой популяции, переселившейся на новое место, могут быстро произойти изменения, связанные с ограниченным количеством особей, такие, как дрейф генов и эффект основателя. Особи этой популяции также ограждены от потока генов со стороны исходной популяции.

Популяции могут разделиться двумя основными способами:

• Одна небольшая группа особей (а семена растений или беременная самка) отделяется от остальной популяции, и ее потомки оказываются на новом месте. Например, дарвиновы вьюрки оказались в генетической изоляции не только от исходной популяции, но и друг от друга, поскольку на разных островах образовались их видоизмененные формы.

• Географическое явление (например, некий огромный барьер) разделило группу на две подгруппы, которые пошли по своему пути развития. Например, два разных вида североамериканских белок, обитающих по разным сторонам Большого каньона в Колорадо, были некогда одной популяцией, разделенной огромным проломом.

См. также статьи «Дарвиновы вьюрки», «Эффект основателя», «Дрейф генов», «Географическая изоляция», «Репродуктивная изоляция», «Симпатрическое видообразование»

Так называется тип полиплоидной мутации, при которой комбинируются хромосомы двух или более видов. Аллополиплоиды обычно возникают от удвоения хромосом гибрида двух видов; такое удвоение обычно приводит к плодовитости гибрида (амфиплоидия). Качества гибрида, то есть сила и приспособляемость, передаются аллополипло идами последующим поколениям, и такие организмы успешно выживают.

Наиболее распространенным типом гибридов является аллотетраплоид, который обладает двумя наборами генов от каждого растения-родителя. Русский цитогенетик Карпеченко (1928) получил новый вид и даже род растений, скрестив разные виды — редьку (Raphinus) и капусту (Brassica). Эти виды близки друг другу и принадлежат к одному семейству крестоцветных (Cruciferae), представителем которого является и горчица. Каждое растение имеет диплоидный набор из 18 хромосом, но хромосомы редьки содержат некоторые гены, которые не встречаются в хромосомах капусты и наоборот. Гибрид Карпеченко имел в каждой клетке по 18хромосом, девять от редьки и девять от капусты. Во время мейоза разные наборы генов не могут образовать пары, и гибрид не дает потомства. Однако, помимо обычных генов, образовывались немногочисленные 18 — хромосомные гаметы, и в поколении F2 появлялось несколько аллотетраплоидов. Они были полностью плодородными, так как два набора хромосом от редьки и два от капусты обеспечивали образование парных гомологичных хромосом во время мейоза. Аллотетраплоид, или амфидиплоид, получил научное название Paphanobrassica. У этого растения корни напоминали капустные, а листья были как у редьки, но, к сожалению, он не имел экономической ценности. Однако на его примере удалось продемонстрировать принцип образования плодовитых межвидовых и межродовых гибридов. По меньшей мере половина из природных полиплоидов — аллополиплоиды, например культурная пшеница. Она имеет 42 хромосомы, представляющие полный диплоидный набор из 14 хромосом от каждого из трех предков.

См. также статью ««Мутация».

Птицы, несомненно, произошли от вымерших типов рептилий. До 1990 годов археологи называли самой ранней птицей археоптерикса (Archaeopteryx lithographica). Его название буквально означает «древнее крыло из литографского камня» и образовано от archaeo — древний, pteryx — крыло и lithographica — обработанный известняк для особого вида печати (литографии). При жизни археоптерикс весил до 270 грамм, а площадь его крыльев составляла 480 квадратных сантиметров, то есть он был размером приблизительно с сороку.

У археоптерикса был длинный хвост, как у ящерицы, челюсти, похожие на клюв, острые зубы, но его ключицы были объединены и образовывали вилочковую кость, как у птиц; при этом он был покрыт перьями, похожими на перья современных птиц. Он обитал во время триасовой эпохи, около 140 миллионов лет назад. Окаменелое перо археоптерикса было найдено в 1860 году в обработанном известняке из Золенгофена (Бавария); год спустя научное название ему дал Гермон фон Мейер. В том же году здесь был найден почти целый окаменелый скелет. Сейчас он находится в естественноисторическом отделе Британского музея, куда попал благодаря хранителю музея Ричарду Оуэну, купившему его за 700 фунтов стерлингов.