Les questions sur l'origine de la vie et son développement intriguent les scientifiques depuis l'Antiquité. Les gens ont toujours cherché à se rapprocher de ces mystères, rendant ainsi le monde plus compréhensible et prévisible. Pendant de nombreux siècles, le point de vue sur le commencement divin de l'Univers et de la vie a dominé. La théorie de l'évolution a remporté la place d'honneur en tant que version principale et la plus probable du développement de toute vie sur notre planète relativement récemment. Ses principales dispositions ont été formulées par Charles Darwin au milieu du XIXe siècle. Le siècle qui a suivi a donné au monde de nombreuses découvertes dans le domaine de la génétique et de la biologie, qui ont permis de prouver la validité des enseignements de Darwin, de les étendre, de les combiner avec de nouvelles données. C'est ainsi qu'est apparue la théorie synthétique de l'évolution. Elle a absorbé toutes les idées du célèbre chercheur et les résultats de la recherche scientifique dans divers domaines allant de la génétique à l'écologie.
De l'individuel à la classe
L'évolution biologique est le développement historique des organismes basé sur les processus uniques du fonctionnement de l'information génétique danscertaines conditions environnementales.
L'étape initiale de toutes les transformations, menant éventuellement à l'émergence d'une nouvelle espèce, est la microévolution. De tels changements s'accumulent au fil du temps et aboutissent à la formation d'un nouveau niveau supérieur d'organisation des êtres vivants: genre, famille, classe. La formation de structures supraspécifiques est communément appelée macroévolution.
Processus similaires
Les deux niveaux sont fondamentalement les mêmes. Les forces motrices des changements micro et macro sont la sélection naturelle, l'isolement, l'hérédité, la variabilité. La différence essentielle entre les deux processus est que le croisement entre différentes espèces est pratiquement exclu. En conséquence, la macroévolution est basée sur la sélection interspécifique. Une énorme contribution à la microévolution est apportée par le libre échange d'informations génétiques entre les individus de la même espèce.
Convergence et divergence des signes
Les grandes lignes d'évolution peuvent prendre plusieurs formes. Une source puissante de diversité dans la vie est la divergence des caractéristiques. Il opère à la fois au sein d'une espèce particulière et à des niveaux supérieurs d'organisation. Les conditions environnementales et la sélection naturelle conduisent à la division d'un groupe en deux ou plus, différant par certaines caractéristiques. Au niveau de l'espèce, la divergence peut être réversible. Dans ce cas, les populations résultantes fusionnent à nouveau en une seule. Aux niveaux supérieurs, le processus est irréversible.
Une autre forme est l'évolution phylétique, qui implique la transformation d'une espèce sans séparer l'individupopulations. Chaque nouveau groupe est un descendant du précédent et un ancêtre du suivant.
La convergence ou « convergence » des signes contribue également de manière significative à la diversité de la vie. Au cours du développement de groupes d'organismes non apparentés sous l'influence des mêmes conditions environnementales, des organes similaires se forment chez les individus. Ils ont une structure similaire, mais des origines différentes et remplissent presque les mêmes fonctions.
Le parallélisme est très proche de la convergence - une forme d'évolution lorsque des groupes initialement divergents se développent de manière similaire sous l'influence des mêmes conditions. La frontière entre convergence et parallélisme est mince et il est souvent difficile d'attribuer l'évolution d'un groupe particulier d'organismes à une forme ou à une autre.
Progrès biologique
Les principales directions de l'évolution ont été décrites pour la première fois dans les travaux d'A. N. Severtsov. Il a suggéré de mettre en évidence le concept de progrès biologique. Les travaux du scientifique décrivent les moyens d'y parvenir, ainsi que les principales voies et directions de l'évolution. Les idées de Severtsov ont été développées par I. I. Schmalhausen.
Les principales directions de l'évolution du monde organique, identifiées par les scientifiques, sont le progrès biologique, la régression et la stabilisation. Par leur nom, il est facile de comprendre en quoi ces processus diffèrent les uns des autres. Le progrès conduit à la formation de nouvelles caractéristiques qui augmentent le degré d'adaptation de l'organisme à l'environnement. La régression se traduit par une réduction de la taille du groupe et de sa diversité, conduisant éventuellement à l'extinction. La stabilisation implique la consolidation des caractéristiques acquises et leur transmission de génération en génération.génération dans des conditions relativement inchangées.
Dans un sens plus étroit, désignant les principales directions de l'évolution organique, ils désignent précisément le progrès biologique et ses formes.
Il existe trois manières principales de réaliser des progrès biologiques:
- arogenèse;
- allogénèse;
- catagenèse.
Arogenèse
Ce processus permet d'augmenter le niveau global d'organisation grâce à la formation d'aromorphose. Nous proposons de préciser ce que l'on entend par ce concept. Ainsi, l'aromorphose est une direction d'évolution, conduisant à un changement qualitatif des organismes vivants, accompagné de leur complication et d'une augmentation des propriétés adaptatives. À la suite d'un changement de structure, le fonctionnement des individus devient plus intense, ils ont la possibilité d'utiliser de nouvelles ressources inutilisées auparavant. En conséquence, les organismes deviennent, en un sens, libres des conditions environnementales. À un niveau supérieur d'organisation, leurs adaptations sont en grande partie de nature universelle, ce qui leur permet de se développer quelles que soient les conditions environnementales.
Un bon exemple d'aromorphose est la transformation du système circulatoire des vertébrés: l'apparition de quatre cavités dans le cœur et la séparation de deux cercles de circulation sanguine - un grand et un petit. L'évolution de la plante se caractérise par un bond en avant significatif résultant de la formation du tube pollinique et de la graine. Les aromorphoses conduisent à l'émergence de nouvelles unités taxonomiques: classes, départements, types et règnes.
L'aromorphose, selon Severtsov, est une évolution relativement rarephénomène. Elle marque un progrès morphophysiologique, qui, à son tour, initie un progrès biologique général, accompagné d'une expansion significative de la zone adaptative.
Aromorphose sociale
Considérant le sens de l'évolution de la race humaine, certains scientifiques introduisent le concept d'"aromorphose sociale". Il dénote des changements universels dans le développement des organismes sociaux et de leurs systèmes, entraînant une complication, une plus grande adaptabilité et une augmentation de l'influence mutuelle des sociétés. Ces aromorphoses incluent, par exemple, l'émergence de l'État, de l'imprimerie et de la technologie informatique.
Allogénèse
Au cours du progrès biologique, des changements de nature moins globale se forment également. Ils sont l'essence de l'allogenèse. Ce sens d'évolution (tableau ci-dessous) présente une différence significative par rapport à l'aromorphose. Il ne conduit pas à une augmentation du niveau d'organisation. La principale conséquence de l'allogenèse est l'idioadaptation. En fait, c'est un changement privé, grâce auquel le corps est capable de s'adapter à certaines conditions. Cette direction d'évolution du monde organique permet à des espèces étroitement apparentées de vivre dans des zones géographiques très différentes.
Un exemple expressif d'un tel processus est la famille des loups. Ses espèces se trouvent dans diverses zones climatiques. Chacun a un certain ensemble d'adaptations à son environnement, bien qu'il ne soit pas significativement supérieur à toute autre espèce en termes d'organisation.
Les scientifiques identifient plusieurs types d'idioadaptations:
- en forme (par exemple, un corps profilésauvagine);
- par couleur (cela inclut le mimétisme, l'avertissement et la coloration protectrice);
- pour reproduction;
- pour la locomotion (membranes de la sauvagine, sac aérien des oiseaux);
- adaptation aux conditions environnementales.
Différences entre aromorphose et idioadaptation
Certains scientifiques ne sont pas d'accord avec Severtsov et ne voient pas de raisons suffisantes pour faire la distinction entre les idioadaptations et les aromorphoses. Ils croient que l'étendue des progrès ne peut être évaluée qu'après qu'un laps de temps significatif s'est écoulé depuis que le changement s'est produit. En fait, il est difficile de réaliser à quels processus évolutifs une nouvelle qualité ou capacité développée mènera.
Les partisans de Severtsov ont tendance à penser que l'idioadaptation doit être comprise comme une transformation de la forme du corps, un développement excessif ou une réduction des organes. Les aromorphoses sont des changements significatifs dans le développement embryonnaire et la formation de nouvelles structures.
Catogenèse
L'évolution biologique peut procéder à la simplification de la structure des organismes. La catagénèse est une dégénérescence générale, un processus conduisant à une diminution de l'organisation des êtres vivants. Le principal résultat de cette ligne d'évolution (un tableau comparant les trois voies est donné ci-dessous) est l'apparition de soi-disant catamorphoses ou signes primitifs qui remplacent les progressifs perdus. Un exemple d'organismes qui ont dépassé le stade de la dégénérescence générale peut être n'importe quel parasite. Pour la plupart, ils perdent la capacité de se déplacer de manière autonome, leur système nerveux est grandement simplifié.et les systèmes circulatoires. Mais diverses adaptations apparaissent pour une meilleure pénétration dans le corps de l'hôte et une fixation sur les organes appropriés.
| Arogenèse | Allogénèse | Catogenèse | |
| Changement majeur | aromorphose | idioadaptation | catamorphose |
| Essence de direction |
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| Exemples |
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Rapport
Les principales directions de l'évolution sont interconnectées et se remplacent constamment au cours du développement historique. Après des transformations cardinales sous forme d'aromorphose ou de dégénérescence, une période commence lorsqu'un nouveau groupe d'organismes commence à se stratifier à la suite du développement par ses parties individuelles de différentes zones géographiques. L'évolution commence par l'idioadaptation. Au bout d'un moment, les changements accumulés conduisent à un nouveau saut qualitatif.
Sens de l'évolution de la plante
La flore moderne n'est pas apparue immédiatement. Comme tous les organismes, il a parcouru un long chemin de devenir. L'évolution des plantes a inclus l'acquisition de plusieurs aromorphoses importantes. Le premier d'entre eux a été l'avènement de la photosynthèse, qui a permis aux organismes primitifs d'utiliser l'énergie du soleil. Peu à peu, à la suite de transformations de la morphologie et des propriétés photosynthétiques, des algues sont apparues.
L'étape suivante était le développement du terrain. Pour mener à bien la «mission», une autre aromorphose était nécessaire - la différenciation des tissus. Des mousses et des plantes à spores sont apparues. Une complication supplémentaire de l'organisation est associée à la transformation du processus et des méthodes de reproduction. Des aromorphoses telles que l'ovule, les grains de pollen et, enfin, la graine caractérisent les gymnospermes, qui sont évolutivement plus développés que les spores.
De plus, les voies et les directions de l'évolution des plantes se sont orientées vers une adaptation encore plus grande aux conditions environnementales, augmentant la résistance aux facteurs défavorables. En raison de l'apparition du pistil et de la couche germinale, la floraison ouangiospermes qui sont aujourd'hui dans un état de progrès biologique.
Le règne animal
L'évolution des eucaryotes (une cellule eucaryote contient un noyau formé) avec une nutrition de type hétérotrophe (les hétérotrophes ne sont pas capables de créer de la matière organique par chimio- ou photosynthèse) s'est également accompagnée d'une différenciation tissulaire aux premiers stades. Les coelentérés présentent l'une des premières aromorphoses significatives dans l'évolution des animaux: deux couches se forment dans les embryons, l'ecto- et l'endoderme. Chez les ascaris et les vers plats, la structure devient déjà plus complexe. Ils ont une troisième couche germinale, le mésoderme. Cette aromorphose permet une différenciation plus poussée des tissus et l'émergence d'organes.
L'étape suivante est la formation d'une cavité corporelle secondaire et sa division ultérieure en sections. Les annélides ont déjà des parapodes (un type primitif de membres), ainsi que des systèmes circulatoire et respiratoire. La transformation des parapodes en membres articulés et quelques autres changements ont provoqué l'apparition du type Arthropode. Déjà après leur atterrissage, les insectes ont commencé à se développer activement en raison de l'apparition de membranes embryonnaires. Aujourd'hui, ils sont les plus adaptés à la vie sur terre.
Des aromorphoses aussi importantes que la formation de la notochorde, du tube neural, de l'aorte abdominale et du cœur ont rendu possible l'apparition du type Chordata. Grâce à une série de changements progressifs, la diversité des organismes vivants s'est reconstituée avec des poissons, des amniotes et des reptiles. Ce dernier, en raison de la présence de membranes embryonnaires, a cessé de dépendre de l'eau et est venu se poser.
Suivantl'évolution suit le chemin de la transformation du système circulatoire. Il y a des animaux à sang chaud. Des adaptations au vol ont permis l'émergence d'oiseaux. Des aromorphoses telles qu'un cœur à quatre chambres et la disparition de l'arc aortique droit, une augmentation des hémisphères du cerveau antérieur et le développement du cortex, la formation d'un manteau et de glandes mammaires, et un certain nombre d'autres changements ont conduit à l'apparition de mammifères. Parmi eux, dans le processus d'évolution, les animaux placentaires se sont démarqués, et aujourd'hui ils sont dans un état de progrès biologique.
Directions de l'évolution de la race humaine
La question de l'origine et de l'évolution des ancêtres des gens modernes n'a pas encore été étudiée à fond. Grâce aux découvertes de la paléontologie et de la génétique comparée, les idées déjà établies sur notre « pedigree » ont changé. Il y a encore 15 ans, le point de vue prévalait que l'évolution des hominidés suivait un type linéaire, c'est-à-dire qu'elle consistait en des formes progressivement plus développées se remplaçant successivement: Australopithèque, un homme habile, archanthrope, homme de Néandertal (paléoanthrope), néoanthrope (l'homme moderne). Les principales directions de l'évolution humaine, comme dans le cas d'autres organismes, ont conduit à la formation de nouvelles adaptations, à une augmentation du niveau d'organisation.
Les données obtenues au cours des 10 à 15 dernières années ont cependant apporté de sérieux ajustements à l'image déjà établie. De nouvelles découvertes et une datation mise à jour indiquent que l'évolution était plus complexe. La sous-famille des Hominina (appartenant à la famille des Hominidés) s'est avérée être composée de presque deux fois plus d'espèces quea été envisagé plus tôt. Son évolution n'a pas été linéaire, mais comportait plusieurs lignes ou ramifications se développant simultanément, progressives et sans issue. À des moments différents, trois ou quatre espèces ou plus coexistaient ensemble. Le rétrécissement de cette diversité s'est produit en raison du déplacement par des groupes évolutifs plus développés d'autres groupes moins développés. Par exemple, il est maintenant généralement admis que les Néandertaliens et les humains modernes ont vécu en même temps. Les premiers n'étaient pas nos ancêtres, mais étaient une branche parallèle qui a été supplantée par des homininés plus avancés.
Changements progressifs
Les principales aromorphoses qui ont conduit à la prospérité de la sous-famille restent incontestables. C'est de la bipédie et une augmentation du cerveau. Les scientifiques sont en désaccord sur les raisons de la formation du premier. On a longtemps cru qu'il s'agissait d'une mesure forcée nécessaire au développement des espaces verts. Cependant, des données récentes suggèrent que les ancêtres des personnes marchaient sur deux jambes même pendant la période de la vie sur les arbres. Cette capacité est apparue en eux immédiatement après la séparation de la lignée des chimpanzés. Selon une version, les hominidés se déplaçaient à l'origine comme des orangs-outans modernes, se tenant les deux pieds sur une branche et se tenant la main sur une autre.
La croissance du cerveau s'est déroulée en plusieurs étapes. Tout a commencé avec Homo habilis (homme à tout faire), qui a appris à fabriquer les outils les plus simples. L'augmentation du volume cérébral a coïncidé avec une augmentation de la proportion de viande dans le régime alimentaire des hominines. Les Habilis semblent avoir été des charognards. L'augmentation suivante du cerveau s'est également accompagnée d'une augmentation de la quantité de nourriture carnée etla réinstallation de nos ancêtres en dehors du continent africain natal. Les scientifiques suggèrent que l'augmentation de la proportion de viande dans l'alimentation est associée à la nécessité de reconstituer l'énergie dépensée pour maintenir le travail du cerveau élargi. Vraisemblablement, la prochaine étape de ce processus a coïncidé avec le développement du feu: les aliments cuits diffèrent non seulement par leur qualité, mais également par leur teneur en calories, de plus, le temps nécessaire à la mastication est considérablement réduit.
Les principales directions de l'évolution du monde organique, agissant sur plusieurs siècles, ont formé la flore et la faune modernes. Le mouvement du processus vers l'adaptation aux conditions environnementales changeantes a conduit à une grande variété de formes de vie. Les grandes directions de l'évolution opèrent de la même manière à tous les niveaux d'organisation, comme en témoignent les données de la biologie, de l'écologie et de la génétique.
