Câu hỏi về nguồn gốc của sự sống và sự phát triển của nó đã khiến các nhà khoa học từ thời cổ đại phải bối rối. Con người luôn tìm cách tiếp cận gần hơn với những bí ẩn này, do đó khiến thế giới trở nên dễ hiểu và dễ đoán hơn. Trong nhiều thế kỷ, quan điểm về sự khởi đầu thiêng liêng của Vũ trụ và sự sống đã thống trị. Thuyết tiến hóa đã giành được vị trí vinh dự như là phiên bản chính và có thể xảy ra nhất về sự phát triển của tất cả sự sống trên hành tinh của chúng ta tương đối gần đây. Các quy định chính của nó được Charles Darwin xây dựng vào giữa thế kỷ 19. Thế kỷ sau đó đã mang lại cho thế giới rất nhiều khám phá trong lĩnh vực di truyền học và sinh học, giúp chứng minh tính hợp lý của những lời dạy của Darwin, mở rộng nó, kết hợp nó với những dữ liệu mới. Đây là cách mà thuyết tiến hóa tổng hợp xuất hiện. Cô tiếp thu tất cả các ý tưởng của nhà nghiên cứu nổi tiếng và kết quả nghiên cứu khoa học trong nhiều lĩnh vực khác nhau từ di truyền học đến sinh thái học.
Từ cá nhân đến tập thể
Tiến hóa sinh học là sự phát triển lịch sử của sinh vật dựa trên các quá trình hoạt động độc đáo của thông tin di truyền trongđiều kiện môi trường nhất định.
Giai đoạn ban đầu của tất cả các quá trình biến đổi, cuối cùng dẫn đến sự xuất hiện của một loài mới, là tiến hóa vi mô. Những thay đổi như vậy tích lũy theo thời gian và kết thúc bằng việc hình thành một cấp độ tổ chức mới cao hơn của sinh vật: chi, họ, lớp. Sự hình thành các cấu trúc siêu đặc hiệu thường được gọi là sự tiến hóa vĩ mô.
Quy trình tương tự
Cả hai cấp độ về cơ bản là giống nhau. Động lực của những thay đổi vi mô và vĩ mô là chọn lọc tự nhiên, cách li, di truyền, biến dị. Sự khác biệt cơ bản giữa hai quá trình là việc lai giữa các loài khác nhau trên thực tế bị loại trừ. Kết quả là, macroevolution dựa trên sự lựa chọn giữa các đặc điểm. Một đóng góp to lớn cho quá trình tiến hóa vi mô là do sự trao đổi thông tin di truyền tự do giữa các cá thể cùng loài.
Sự hội tụ và phân kỳ của dấu hiệu
Các dòng tiến hóa chính có thể có nhiều dạng. Một nguồn mạnh mẽ của sự đa dạng trong cuộc sống là sự khác biệt của các đối tượng địa lý. Nó hoạt động cả trong một loài cụ thể và ở các cấp tổ chức cao hơn. Điều kiện môi trường và chọn lọc tự nhiên dẫn đến sự phân chia một nhóm thành hai hay nhiều nhóm, khác nhau về những đặc điểm nhất định. Ở cấp độ loài, sự phân hóa có thể đảo ngược. Trong trường hợp này, các quần thể kết quả lại hợp nhất thành một. Ở cấp độ cao hơn, quá trình này là không thể đảo ngược.
Một hình thức khác là tiến hóa phyletic, liên quan đến việc biến đổi một loài mà không phân tách cá thểquần thể. Mỗi nhóm mới là hậu duệ của nhóm trước và là tổ tiên của nhóm tiếp theo.
Sự hội tụ hay “sự hội tụ” của các dấu hiệu cũng góp phần đáng kể vào sự đa dạng của cuộc sống. Trong quá trình phát triển của các nhóm sinh vật không liên quan dưới tác động của cùng điều kiện môi trường, các cơ quan tương đồng được hình thành ở các cá thể. Chúng có cấu trúc tương tự, nhưng nguồn gốc khác nhau và thực hiện các chức năng gần như giống nhau.
Song song rất gần với sự hội tụ - một hình thức tiến hóa khi các nhóm khác nhau ban đầu phát triển theo một cách giống nhau dưới ảnh hưởng của cùng một điều kiện. Có một ranh giới nhỏ giữa sự hội tụ và sự song song, và thường rất khó để quy sự tiến hóa của một nhóm sinh vật cụ thể là dạng này hay dạng khác.
Tiến bộ sinh học
Các hướng tiến hóa chính lần đầu tiên được mô tả trong các tác phẩm của A. N. Severtsov. Ông đề nghị làm nổi bật khái niệm tiến bộ sinh học. Các công trình của nhà khoa học phác thảo những cách thức để đạt được nó, cũng như những cách thức và hướng tiến hóa chính. Ý tưởng của Severtsov được phát triển bởi I. I. Schmalhausen.
Các hướng chính của sự tiến hóa của thế giới hữu cơ, được các nhà khoa học xác định, là tiến bộ sinh học, hồi quy và ổn định. Theo tên gọi, có thể dễ dàng hiểu các quy trình này khác nhau như thế nào. Tiến bộ dẫn đến hình thành các đặc điểm mới làm tăng mức độ thích nghi của sinh vật với môi trường. Sự thoái trào được thể hiện ở việc giảm kích thước của nhóm và sự đa dạng của nó, cuối cùng dẫn đến tuyệt chủng. Sự ổn định đòi hỏi sự hợp nhất của các đặc điểm có được và sự truyền tải của chúng từ thế hệ này sang thế hệ khácthế hệ trong điều kiện tương đối không thay đổi.
Theo nghĩa hẹp hơn, biểu thị các hướng chính của quá trình tiến hóa hữu cơ, chúng có nghĩa chính xác là tiến bộ sinh học và các dạng của nó.
Có ba cách chính để đạt được tiến bộ sinh học:
- sự phát sinh;
- allogenesis;
- catagenesis.
Sự phát sinh
Quá trình này có thể làm tăng mức độ tổng thể của tổ chức do sự hình thành mùi thơm. Chúng tôi đề nghị làm rõ ý nghĩa của khái niệm này. Vì vậy, sự biến đổi hương thơm là một hướng tiến hóa, dẫn đến sự thay đổi về chất của các sinh vật sống, kèm theo sự phức tạp của chúng và sự gia tăng các đặc tính thích nghi. Kết quả của sự thay đổi trong cấu trúc, hoạt động của các cá nhân trở nên mạnh mẽ hơn, họ có cơ hội sử dụng các nguồn lực mới, trước đây chưa được sử dụng. Kết quả là, theo một nghĩa nào đó, các sinh vật trở nên không bị ảnh hưởng bởi các điều kiện môi trường. Ở cấp độ tổ chức cao hơn, khả năng thích ứng của chúng phần lớn mang tính phổ biến trong tự nhiên, mang lại khả năng phát triển bất kể điều kiện môi trường.
Một ví dụ điển hình về sự biến đổi của hương thơm là sự biến đổi của hệ thống tuần hoàn của động vật có xương sống: sự xuất hiện của bốn ngăn trong tim và sự phân tách của hai vòng tuần hoàn máu - lớn và nhỏ. Sự tiến hóa của thực vật được đặc trưng bởi một bước tiến nhảy vọt đáng kể là kết quả của sự hình thành ống phấn và hạt. Chất thơm dẫn đến sự xuất hiện của các đơn vị phân loại mới: lớp, bộ phận, loại và vương quốc.
Aromorphosis, theo Severtsov, là một dạng tiến hóa tương đối hiếmhiện tượng. Nó đánh dấu một tiến bộ sinh lý học, do đó, khởi đầu một tiến bộ sinh học chung, kèm theo sự mở rộng đáng kể của vùng thích nghi.
Hương thơm xã hội
Xem xét chiều hướng tiến hóa của loài người, một số nhà khoa học đưa ra khái niệm "hình thái xã hội". Nó biểu thị những thay đổi phổ biến trong sự phát triển của các sinh vật xã hội và hệ thống của chúng, dẫn đến sự phức tạp, khả năng thích ứng cao hơn và sự gia tăng ảnh hưởng lẫn nhau của các xã hội. Chẳng hạn, những mùi thơm này bao gồm sự xuất hiện của nhà nước, công nghệ in ấn và máy tính.
Allogenesis
Trong quá trình tiến bộ sinh học, những thay đổi có tính chất toàn cầu ít hơn cũng được hình thành. Chúng là bản chất của sự phát sinh. Hướng tiến hóa này (bảng dưới đây) có sự khác biệt đáng kể so với hướng tiến hóa thơm. Nó không dẫn đến sự gia tăng cấp độ của tổ chức. Hệ quả chính của sự phát sinh là quá trình biến đổi ngẫu nhiên (idioadaptation). Thực chất, đó là một sự thay đổi riêng tư, nhờ đó mà cơ thể có khả năng thích nghi với những điều kiện nhất định. Hướng tiến hóa này của thế giới hữu cơ cho phép các loài có quan hệ gần gũi sống ở những khu vực địa lý rất khác nhau.
Một ví dụ biểu đạt của quá trình như vậy là gia đình sói. Các loài của nó được tìm thấy ở các vùng khí hậu khác nhau. Mỗi loài có một số cách thích nghi nhất định với môi trường của nó, trong khi không vượt trội đáng kể so với bất kỳ loài nào khác về mặt tổ chức.
Các nhà khoa học xác định một số loại idioadaptations:
- trong hình dạng (ví dụ: một cơ thể được sắp xếp hợp lýchim nước);
- theo màu (bao gồm màu bắt chước, cảnh báo và màu bảo vệ);
- để sinh sản;
- cho sự vận động (màng của chim nước, túi khí của chim);
- thích nghi với điều kiện môi trường.
Sự khác biệt giữa hương thơm và hương thơm
Một số nhà khoa học không đồng ý với Severtsov và không thấy đủ lý do để phân biệt giữa idioadaptations và aromorphoses. Họ tin rằng mức độ tiến bộ chỉ có thể được đánh giá sau một khoảng thời gian đáng kể kể từ khi thay đổi xảy ra. Trên thực tế, rất khó để nhận ra những quá trình tiến hóa mà một phẩm chất mới hoặc khả năng được phát triển sẽ dẫn đến những gì.
Các tín đồ củaSevertsov có xu hướng nghĩ rằng idioadaptation nên được hiểu là sự biến đổi hình dạng cơ thể, phát triển quá mức hoặc giảm các cơ quan. Chất thơm là những thay đổi đáng kể trong quá trình phát triển phôi thai và sự hình thành các cấu trúc mới.
Catagenesis
Tiến hóa sinh học có thể tiến hành đơn giản hóa cấu trúc của sinh vật. Catagenesis là một quá trình thoái hóa chung, một quá trình dẫn đến giảm tổ chức của chúng sinh. Kết quả chính của quá trình tiến hóa này (bảng so sánh ba con đường được đưa ra dưới đây) là sự xuất hiện của cái gọi là catamorphose hoặc các dấu hiệu nguyên thủy thay thế các dấu hiệu tiến bộ đã mất. Một ví dụ về các sinh vật đã qua giai đoạn thoái hóa chung có thể là bất kỳ ký sinh trùng nào. Phần lớn, chúng mất khả năng di chuyển độc lập, hệ thần kinh bị giản ra rất nhiều.và hệ thống tuần hoàn. Nhưng có nhiều sự thích nghi khác nhau xuất hiện để thâm nhập tốt hơn vào cơ thể vật chủ và cố định trên các cơ quan phù hợp.
| Sự phát sinh | Allogenesis | Catagenesis | |
| Thay đổi lớn | thơm | idioadaptation | biến thái |
| Tinh hoa hướng |
|
|
|
| Ví dụ |
|
|
|
Tỷ lệ
Các hướng tiến hóa chính có mối liên hệ với nhau và không ngừng thay thế nhau trong quá trình phát triển lịch sử. Sau quá trình biến đổi cơ bản dưới dạng biến chất hoặc thoái hóa, một giai đoạn bắt đầu khi một nhóm sinh vật mới bắt đầu phân tầng do kết quả của sự phát triển theo các bộ phận riêng lẻ của chúng ở các khu vực địa lý khác nhau. Sự tiến hóa bắt đầu thông qua idioadaptation. Sau một thời gian, những thay đổi tích lũy dẫn đến một bước nhảy vọt mới về chất.
Hướng tiến hóa của thực vật
Hệ thực vật hiện đại không xuất hiện ngay lập tức. Giống như tất cả các sinh vật, nó đã trải qua một chặng đường dài để trở thành. Sự tiến hóa của thực vật bao gồm việc thu nhận một số loại thơm quan trọng. Đầu tiên trong số này là sự ra đời của quang hợp, cho phép các sinh vật nguyên thủy sử dụng năng lượng của ánh sáng mặt trời. Dần dần, do sự biến đổi về hình thái và đặc tính quang hợp, tảo đã hình thành.
Bước tiếp theo là phát triển đất đai. Để hoàn thành thành công “sứ mệnh”, cần thêm một phương pháp tạo mùi thơm - phân biệt các mô. Rêu và cây bào tử xuất hiện. Sự phức tạp hơn nữa của tổ chức có liên quan đến sự biến đổi của quá trình và phương pháp tái sản xuất. Những mùi thơm như noãn, hạt phấn và cuối cùng là hạt đặc trưng cho thực vật hạt trần, chúng phát triển về mặt tiến hóa hơn so với bào tử.
Hơn nữa, các con đường và hướng tiến hóa của thực vật hướng tới sự thích nghi cao hơn với các điều kiện môi trường, tăng khả năng chống chịu với các yếu tố bất lợi. Do sự xuất hiện của lớp nhụy và lớp mầm, ra hoa hoặcthực vật hạt kín đang trong tình trạng tiến bộ sinh học ngày nay.
Vương quốc động vật
Sự tiến hóa của sinh vật nhân chuẩn (tế bào nhân chuẩn có chứa nhân đã hình thành) với kiểu dinh dưỡng dị dưỡng (sinh vật dị dưỡng không có khả năng tạo ra chất hữu cơ bằng cách sử dụng hóa trị hoặc quang hợp) cũng đi kèm với sự phân hóa mô ở giai đoạn đầu. Coelenterates có một trong những lớp thơm quan trọng đầu tiên trong quá trình tiến hóa của động vật: hai lớp được hình thành trong phôi, ecto- và nội bì. Ở giun đũa và giun dẹp, cấu trúc đã trở nên phức tạp hơn. Chúng có lớp mầm thứ ba, trung bì. Sự tạo mùi thơm này cho phép sự phân biệt sâu hơn của các mô và sự xuất hiện của các cơ quan.
Giai đoạn tiếp theo là sự hình thành của khoang cơ thể thứ cấp và sự phân chia tiếp theo của nó thành các phần. Annelid đã có parapodia (một loại chi nguyên thủy), cũng như hệ tuần hoàn và hô hấp. Sự biến đổi của parapodia thành các chi có khớp và một số thay đổi khác đã gây ra sự xuất hiện của loại Arthropod. Ngay sau khi hạ cánh, côn trùng bắt đầu tích cực phát triển do sự xuất hiện của màng phôi. Ngày nay chúng thích nghi nhất với cuộc sống trên trái đất.
Những mùi thơm chính như sự hình thành của dây thần kinh, ống thần kinh, động mạch chủ bụng và tim đã tạo nên sự xuất hiện của loại Chordata. Nhờ một loạt các thay đổi tiến bộ, sự đa dạng của các sinh vật sống đã được bổ sung với cá, màng ối và bò sát. Loại thứ hai, do sự hiện diện của màng phôi, không còn phụ thuộc vào nước và đến đất liền.
Tiếp theosự tiến hóa tuân theo con đường biến đổi của hệ tuần hoàn. Có những loài động vật máu nóng. Sự thích nghi với các chuyến bay đã làm cho sự xuất hiện của các loài chim trở nên khả thi. Những mùi thơm đó biến đổi như một trái tim bốn ngăn và sự biến mất của vòm động mạch chủ bên phải, sự gia tăng các bán cầu não trước và sự phát triển của vỏ não, sự hình thành áo khoác và các tuyến vú, và một số thay đổi khác dẫn đến sự xuất hiện của động vật có vú. Trong số đó, trong quá trình tiến hóa, động vật có nhau thai là điểm nổi bật, và ngày nay chúng đang ở trong trạng thái tiến bộ về mặt sinh học.
Hướng về sự tiến hóa của loài người
Câu hỏi về nguồn gốc và sự tiến hóa của tổ tiên người hiện đại vẫn chưa được nghiên cứu kỹ lưỡng. Nhờ những khám phá về cổ sinh vật học và di truyền học so sánh, những ý tưởng đã có sẵn về “phả hệ” của chúng ta đã thay đổi. Thậm chí 15 năm trước, quan điểm thịnh hành rằng sự tiến hóa của hominids tuân theo một kiểu tuyến tính, tức là nó bao gồm các dạng phát triển dần dần thay thế nhau: Australopithecus, một người có tay nghề cao, cổ nhân loại, người Neanderthal (cổ nhân học), tân nhân loại. (con người hiện đại). Các hướng tiến hóa chính của con người, như trong trường hợp của các sinh vật khác, dẫn đến sự hình thành các cách thích nghi mới, tăng mức độ tổ chức.
Tuy nhiên, dữ liệu thu được trong 10-15 năm qua đã thực hiện những điều chỉnh nghiêm trọng đối với bức tranh vốn đã được thiết lập. Những phát hiện mới và niên đại cập nhật cho thấy quá trình tiến hóa phức tạp hơn. Phân họ Hominina (thuộc họ Hominid) hóa ra lại bao gồm gần gấp đôi số loàiđã được xem xét trước đó. Sự tiến hóa của nó không phải là tuyến tính, mà bao gồm một số đường hoặc nhánh phát triển đồng thời, tiến triển và kết thúc. Vào những thời điểm khác nhau, ba hoặc bốn loài trở lên cùng tồn tại với nhau. Sự thu hẹp của sự đa dạng này xảy ra do sự dịch chuyển của các nhóm phát triển hơn về mặt tiến hóa của những nhóm khác kém phát triển hơn. Ví dụ, hiện nay người ta thường chấp nhận rằng người Neanderthal và người hiện đại sống cùng thời điểm. Trước đây không phải là tổ tiên của chúng ta, nhưng là một nhánh song song được thay thế bởi các hominin cao cấp hơn.
Thay đổi liên tục
Các hương liệu chính dẫn đến sự thịnh vượng của phân họ vẫn không nghi ngờ gì. Đây là chứng tật hai chân và sự gia tăng của não. Các nhà khoa học không đồng ý về lý do hình thành cái đầu tiên. Trong một thời gian dài, người ta tin rằng đây là một biện pháp cưỡng bức cần thiết cho sự phát triển của không gian mở. Tuy nhiên, các dữ liệu gần đây cho thấy tổ tiên của con người đã đi bằng hai chân ngay cả trong thời kỳ sống trên cây. Khả năng này xuất hiện ở chúng ngay sau khi tách khỏi dòng tinh tinh. Theo một phiên bản, các hominin ban đầu di chuyển giống như đười ươi hiện đại, đứng bằng cả hai chân trên cành này và nắm tay trên cành khác.
Sự phát triển của não diễn ra trong nhiều giai đoạn. Lần đầu tiên nó bắt đầu với Homo habilis (người tiện dụng), người đã học cách tạo ra những công cụ đơn giản nhất. Sự gia tăng khối lượng não đồng thời với sự gia tăng tỷ lệ thịt trong khẩu phần ăn của hominin. Người Habilis dường như là những người nhặt rác. Sự gia tăng tiếp theo của não cũng đi kèm với sự gia tăng lượng thức ăn thịt vàtái định cư của tổ tiên chúng ta bên ngoài lục địa châu Phi bản địa. Các nhà khoa học cho rằng việc tăng tỷ lệ thịt trong khẩu phần ăn có liên quan đến nhu cầu bổ sung năng lượng dành cho việc duy trì hoạt động của bộ não mở rộng. Có lẽ, giai đoạn tiếp theo của quá trình này trùng hợp với sự phát triển của lửa: thức ăn đã nấu chín không chỉ khác về chất lượng mà còn về hàm lượng calo, ngoài ra, thời gian nhai cần thiết cũng giảm đáng kể.
Các hướng chính của sự tiến hóa của thế giới hữu cơ, diễn ra trong nhiều thế kỷ, hình thành nên hệ động thực vật hiện đại. Sự vận động của quá trình hướng tới sự thích nghi với các điều kiện môi trường thay đổi đã dẫn đến sự đa dạng của các dạng sống. Các hướng chính của quá trình tiến hóa hoạt động theo cùng một cách ở tất cả các cấp tổ chức, bằng chứng là dữ liệu về sinh học, sinh thái học và di truyền học.
