Một trong những vấn đề then chốt trong thuyết tiến hóa là vấn đề tiến hóa. Khái niệm này thể hiện xu hướng chung của các hệ thống sống là phức tạp hóa tổ chức trong quá trình tiến hóa. Mặc dù thực tế là các hiện tượng theo thứ tự ngược lại cũng được quan sát - đơn giản hóa - hoặc ổn định hóa các hệ thống ở cùng mức độ phức tạp, hướng của quá trình tiến hóa của một số nhóm sinh vật lớn cho thấy sự phát triển từ đơn giản đến phức tạp.
Một đóng góp to lớn trong việc phát triển chủ đề tiến hóa liên tục là A. N. Severtsov (1866–1936), một trong những người sáng lập ra hình thái tiến hóa của động vật.
Phát triển các ý tưởng về sự tiến bộ của các hệ thống sống
Công lao quan trọng nhất của A. N. Severtsov là sự phân biệt giữa các khái niệm về tiến bộ sinh học và hình thái học.
Tiến bộ sinh học đề cập đến thành công đạt được của bất kỳ nhóm sinh vật nào. Nó có thể xuất hiệndưới nhiều hình thức như:
- tăng mức độ thích nghi của nhóm với điều kiện môi trường;
- tăng dân số;
- thông số hoạt động trong một nhóm;
- mở rộng khu vực do nhóm chiếm đóng;
- tăng số lượng nhóm cấp dưới (ví dụ: số lượng đơn vị trong lớp động vật có vú).
Theo đó, việc giảm các thông số này biểu thị sự thất bại - sự thoái triển sinh học của một nhóm sinh vật.
Tiến trình sinh lý bệnh là một khái niệm hẹp hơn. Thuật ngữ này đề cập đến sự cải tiến của tổ chức, thể hiện ở sự phức tạp của cấu trúc và chức năng của cơ thể. Việc phân định các khái niệm liên quan đến sự tiến bộ giúp chúng ta có thể hiểu gần hơn về cách thức và lý do tại sao sự tiến bộ về tâm sinh lý đảm bảo sự thịnh vượng về mặt sinh học.
Khái niệm về hương thơm
Thuật ngữ này cũng do A. N. Severtsov đề xuất. Sự biến đổi mùi hương là một sự thay đổi tiến triển dẫn đến một sự phức tạp của tổ chức của các hệ thống sống. Tiến hóa liên tục giống như một loạt các thay đổi như vậy. Do đó, chất thơm có thể được coi là các giai đoạn riêng biệt của tiến trình sinh lý hình thái (quá trình phát sinh).
Aromorphosis là một sự tiếp thu thích nghi chính giúp tăng sức sống và dẫn dắt một nhóm động vật hoặc thực vật đến những cơ hội mới, chẳng hạn như thay đổi môi trường sống. Theo quy luật, kết quả của sự tích tụ các loại thơm, các đơn vị phân loại cao cấp phát sinh, chẳng hạn như một lớp hoặc loại sinh vật mới.
Sự biến đổi cấu trúc (hình thái học) chỉ cùng với sự thu nhận chức năng mới có thể được coi là hình thái hương thơm. Nó nhất thiết phải gắn liền với những thay đổi trong hệ thống điều chỉnh các chức năng nhất định của hệ thống sống.
Đặc điểm chính của quá trình phát sinh
Tiến trình sinh lý bệnh được đặc trưng bởi những thay đổi trong tập hợp các tính năng xác định mức độ phức tạp của các hệ thống sống.
- Mức độ cân bằng nội môi tăng lên - khả năng duy trì sự ổn định của môi trường bên trong cơ thể (ví dụ, nhiệt độ cơ thể không đổi ở động vật máu nóng, thành phần muối, v.v.). Khả năng duy trì tính bền vững của sự phát triển trong điều kiện ngoại cảnh thay đổi cũng tăng lên - nguyên lý luận. Điều này cho thấy sự cải thiện của hệ thống quản lý.
- Mức độ trao đổi năng lượng giữa sinh vật và môi trường bên ngoài ngày càng lớn. Ví dụ, động vật máu nóng có tốc độ trao đổi chất nhanh.
- Lượng thông tin ngày càng nhiều, cách xử lý ngày càng phức tạp. Vì vậy, với sự phức tạp của bộ gen, lượng thông tin di truyền sẽ tăng lên. Quá trình tiến hóa dần dần của động vật có xương sống đi kèm với quá trình cephazed - sự phát triển và biến chứng của não.
Vì vậy, tiến bộ sinh lý học, ảnh hưởng đến tất cả các chỉ số trên, cho phép một hệ thống sống tăng tính độc lập với môi trường bên ngoài.
Cơ sở di truyền của quá trình biến đổi tiến hóa
Vật chất trải qua các biến đổi trong quá trình tiến hóa là vốn gen của một quần thể sinh vật. Các tính chất chính của nó là sự đa dạng di truyền của các cá thể và sự biến đổi di truyền. Các trình điều khiển chínhcác yếu tố của chúng là sự tái tổ hợp vật chất di truyền trong quá trình truyền sang con cái và các đột biến. Phần sau có thể được lặp lại và tích lũy.
Chọn lọc tự nhiên củng cố các đột biến có lợi trong vốn gen và loại bỏ các đột biến có hại. Các đột biến trung tính tích tụ trong vốn gen, và khi các điều kiện thay đổi, chúng có thể trở nên vừa có hại vừa có lợi và cũng phải trải qua quá trình chọn lọc.
Bằng cách tiếp xúc, các quần thể trao đổi gen, nhờ đó tính thống nhất di truyền của loài được bảo tồn. Nó bị vi phạm trong trường hợp có nhiều lựa chọn khác nhau để cách ly quần thể - tất cả chúng đều góp phần vào quá trình xác định loài.
Một trong những kết quả quan trọng nhất của hành động lựa chọn là thu nhận thích ứng. Một số trong số chúng hóa ra rất lớn và đáng kể trong những điều kiện nhất định - đây là những chất tạo mùi thơm.
Ví dụ về sự thay đổi mùi thơm
Ở các sinh vật đơn bào, các ví dụ về hình dạng thơm là những sự kiện tiến hóa lớn như sự hình thành các tế bào có ty thể (sau này là các sinh vật độc lập trong giai đoạn đầu của sự sống), sự xuất hiện của sinh sản hữu tính, sự xuất hiện của các tế bào nhân thực.
Sự tạo mùi thơm lớn nhất trong giới động vật là sự xuất hiện của đa bào thực sự (đa mô). Ở động vật có xương sống và có xương sống, các ví dụ về sự sắp xếp lại cấu trúc và chức năng chính như vậy của các sinh vật là: sự hình thành bán cầu đại não, bộ máy hàm (với sự biến đổi của vòm mang trước), sự xuất hiện của amnion ở tổ tiên của các loài tứ bội cao hơn và huyết thống nóng trong tổ tiên của động vật có vú vàchim (độc lập trong cả hai nhóm).
Thực vật cũng cho thấy nhiều ví dụ về tiến bộ sinh lý học: hình thành mô, phát triển lá và rễ, phấn hoa khô ở cây hạt trần và hoa ở cây hạt kín.
Các thành phần của quá trình tiến hóa
Ngoài biến đổi mùi thơm, A. N. Severtsov đã chỉ ra các loại thay đổi như biến đổi hình thái (dị hình) và thoái triển sinh lý hình thái (phát sinh bệnh, thoái hóa nói chung).
Idioadaptations là sự thích ứng cục bộ với các điều kiện cụ thể. Các sơ đồ nhận dạng bao gồm, ví dụ, sự xuất hiện của màu bảo vệ hoặc sự đặc biệt của các chi ở động vật, biến đổi chồi ở thực vật.
Nếu do thơm mà các đơn vị phân loại lớn nhất (vương quốc, ngành, lớp) được hình thành, thì các idioadaptations chịu trách nhiệm hình thành các đơn vị phân loại ở cấp bậc thấp hơn - đơn hàng, họ và thấp hơn. Idioadaptations được thể hiện trong những thay đổi về hình dạng của cơ thể, giảm hoặc trong sự phát triển gia tăng của các cơ quan riêng lẻ, trong khi đó, các aroma thể hiện ở việc hình thành các cấu trúc mới về chất lượng.
Để vạch ra một ranh giới rõ ràng giữa idioadaptation và mùi thơm có thể khó khăn. Rốt cuộc, chỉ có thể đánh giá quy mô và chất lượng của sự thay đổi sau khi thực tế đã biết nó đóng vai trò gì trong quá trình phát triển tiếp theo.
Đối với hồi quy, nó là sự đơn giản hóa tổ chức chung của các hệ thống sống. Quá trình này có thể dẫn đến việc mất một số tính năng vô dụng đối với một số nhóm nhất định.sinh vật trong điều kiện mới. Chúng sẽ được tuyển chọn theo cách lựa chọn. Vì vậy, trong áo dài khăn đóng, hợp âm đã được giảm bớt; ở thực vật ký sinh và bán ký sinh (tầm gửi) bộ rễ bị tiêu giảm.
Các yếu tố của sự tiến hóa và tiến bộ sinh học
Tất cả những hiện tượng này - hồi quy và tiến triển về mặt sinh lý học, sự biến đổi hình thái - ảnh hưởng đến số phận tiến hóa của các hệ thống sống.
Như vậy, sự thoái hóa cấu trúc và chức năng, như một quy luật, có liên quan đến việc chuyển đổi sang lối sống ít năng động hơn (sống ký sinh, ít vận động). Một nhóm sinh vật tự tìm thấy mình trong những điều kiện mà sự chọn lọc sẽ khuyến khích các đột biến dẫn đến mất các tính trạng dư thừa và có hại trong những điều kiện mới này. Với sự kết hợp phù hợp của các hoàn cảnh, những thay đổi thoái trào có thể đưa nhóm đến thành công, tức là đảm bảo sự tiến bộ về mặt sinh học.
Sự thích nghi của Idio cũng góp phần vào thành công, bởi vì, mặc dù chúng là cơ bản, nhưng chúng cho phép nhóm thành công trong những điều kiện cụ thể.
Đối với các loại cá thơm, chúng đóng vai trò hàng đầu trong việc đạt được tiến bộ sinh học, vì chúng là sự tiếp thu thích ứng quy mô lớn và cho phép phát triển rộng rãi các môi trường sống mới. Kết quả của những thay đổi về mặt hương liệu trong nhóm, có sự gia tăng lớn và khá nhanh về tính đa dạng, đặc điểm hoạt động với sự chuyên môn hóa trong các điều kiện địa phương của môi trường mới - bức xạ thích ứng. Điều này giải thích tại sao tiến bộ sinh lý học đảm bảo sự phát triển sinh học của các loài.
Yếu tố hạn chế phát sinh
Sự thích nghi cụ thể của nhiều nhóm sinh vật (đặc biệt là những nhóm sinh vật bậc cao), khi tổ chức của chúng trở nên phức tạp hơn, có thể áp đặt những hạn chế đối với quá trình phát sinh tiếp theo, chuyển nó theo một hướng nhất định và thay đổi bản chất của chính quá trình. Điều này đã được biểu hiện ở cấp độ di truyền: sự phức tạp của bộ gen chủ yếu liên quan đến sự gia tăng số lượng các cơ chế điều chỉnh ảnh hưởng đến sự phát sinh đột biến về mặt hóa học.
Cách thức tiến hóa của sinh vật bậc cao khác với cách thức tiến hóa của các hệ thống sống nguyên thủy. Ví dụ, vi khuẩn tiến hóa chủ yếu về mặt hóa sinh, và trong quá trình phát triển sự thích nghi, sự chọn lọc sẽ loại bỏ một số lượng lớn các cá thể. Ở sinh vật nhân thực, những thay đổi thích nghi phần lớn đã gắn liền với những biến đổi hình thái. Đối với động vật bậc cao, do mức độ trùng hóa cao nên những thay đổi thích nghi trong hành vi trở thành đặc điểm của chúng. Ở một mức độ nào đó, điều này làm giảm nhu cầu thay đổi hình thái khi điều kiện sống thay đổi. Xu hướng này được thể hiện rõ ràng nhất trong quá trình nhân loại hóa.
Lý do cho bản chất ngày càng tiến hóa của quá trình tiến hóa
Chúng ta có thể thấy rõ xu hướng tổ chức phức tạp hơn ở một số nhóm nhất định - rõ ràng nhất là ở động vật có xương sống hoặc thực vật có mạch. Nếu chúng ta ghi nhớ mối quan hệ của tất cả sự sống trên Trái đất, thì nguồn gốc của dòng tiến trình sinh lý học có thể được tìm thấy ở giai đoạn sớm nhất của sự hình thành sự sống. Thật hợp lý khi cho rằng khuynh hướng này vốn có trong các đặc tính của vật chất sống.
Theo quan điểm của phương pháp tiếp cận nhiệt động lực học, sự sống có thể được định nghĩa là một quá trình tự tổ chức tự xúc táchệ thống hóa học với việc khai thác và chuyển đổi năng lượng từ môi trường. Lý thuyết về các hệ thống tự tổ chức cho chúng ta biết rằng ngay khi độ phức tạp của hệ thống tự tổ chức sơ cấp đó đạt đến một mức nhất định, hệ thống sẽ tự động duy trì độ phức tạp và có thể tăng lên.
Sự gia tăng mức độ phức tạp không chỉ có thể trở nên khả thi mà còn cần thiết cho sự sống sơ khai, khi một mặt, ngay cả các sinh vật nguyên thủy, cạnh tranh các nguồn lực bên ngoài và mặt khác, tham gia vào các mối quan hệ cộng sinh, điều này làm tăng hiệu quả năng lượng của việc tiêu thụ các tài nguyên này. Sau đó, rõ ràng, khuynh hướng phức tạp nói trên đã được đưa vào các đặc tính sinh hóa, bao gồm di truyền, của các hệ thống sống.
Một sự xác nhận gián tiếp cho quan điểm này có thể là sự hiện diện của các phép song song trong các dòng tiến hóa của các nhóm sinh vật khác nhau. Chẳng có gì lạ khi họ nói, chẳng hạn, không phải về “sự xuất hiện của động vật có vú”, mà là về “sự hình thành động vật có vú”, do đó nhấn mạnh rằng một số nhóm liên quan đã tham gia vào quá trình này.
Người ta biết rằng không phải lúc nào các chất thơm chính cũng có thể được so sánh với những thay đổi đáng kể trong điều kiện môi trường. Do đó, ở một mức độ nào đó, các quá trình phát sinh phụ thuộc vào các đặc tính vốn có trong bản thân các sinh vật.
Sau khi đạt đến một mức độ phức tạp nhất định, các nhóm thực vật hoặc động vật có liên quan có thể trải qua các giai đoạn thơm tương tự gần như đồng thời, sau đó, theo quy luật, nhóm đã tích lũy được sự kết hợp thành công nhất của các thay đổi đột ngột “vượt lên trước”,chứng minh một ví dụ khác về một bước nhảy vọt về mặt sinh lý học tiến bộ.
