Эволюция. Биосфера. Воздействие на биосферу

Эволюция. Биосфера.  Воздействие на биосферу

Факторы эволюции.

наследственность

изменчивость (наследственная, ненаследственная)

естественный отбор

др. факторы (изоляция, миграция, внешняя среда)

Влияние мутаций на эволюционные процессы.

Мутации могут быть незначительными и затрагивать самые различные морфологические и физиологические особенности организма, например у животных – размеры, окраску, плодовитость, молочность и т. п. Иногда мутации проявляются в более значительных изменениях. Мутации могут происходить в силу самых различных воздействий.

Мутационный процесс создает разнообразие внутри вида и этим доставляет материал для эволюционных преобразований. Мутации и рекомбинация генотипов в процессе скрещивания обуславливает генетическую разнородность популяции.

Микроэволюция – это начальный этап эволюционных превращений, которые осуществляются в популяциях на базе разнонаправленных мутаций и их комбинаций и приводят к образованию новых внутривидовых группировок – популяций и подвидов.

Таким образом, если популяция служит основной единицей эволюции, то элементарный эволюционный материал составляют мутации и их комбинации. В результате естественного отбора в популяциях одни генотипы спустя ряд поколений приобретают преимущества, а удельный вес других, менее приспособленных уменьшается. Такая длительная направленная перестройка генофонда популяции и является элементарным эволюционным процессом. Дальнейшее изменение генного состава популяции приведет к образованию новых видов.

Влияние естественного отбора.

Естественный отбор – это постоянно происходящий в пределах любого вида отбор наиболее приспособленных особей, который приводит к сохранению и накоплению изменений, полезных для вида в данных условиях, и к уничтожению вредных изменений.

Наблюдается постоянное избирательное выживание животных с полезными признаками и гибель животных с неблагоприятными признаками. Например. Успешная добыча ягеля оленями зимой прежде всего определяется их способностью раскапывать снег, для чего необходимы широкие копыта и сильные ноги. Отсюда ясно: быстрее добудут ягель те олени, у которых наиболее широкие копыта и наиболее сильные ноги. В данных условиях эти признаки полезны и их «подхватит» естественный отбор. Животные же с более узкими копытами (вредный признак в данных условиях) или погибнут от голода, или станут жертвой хищника.

Естественный отбор идет не только по этим двум признакам, но и по тем, от которых в данных условиях зависит успешная добыча корма и возможность избежать гибели от хищника: острота зрения и обоняния, скорость бега и др.

Естественный отбор играет творческую роль в природе, являясь основной движущей силой эволюции, поскольку из ненаправленных наследственных изменений отбираются те, которые могут привести к образованию новых групп особей, более совершенных в данных условиях существования.

Влияние факторов окружающей среды.  

Формирование организма идет как под влиянием генов, так и под воздействием условий среды обитания. Эти условия и служат причиной ненаследственной изменчивости. Они могут ускорить и замедлить рост и развитие, изменить окраску цветков у растений, но гены при этом не изменяются. Благодаря ненаследственной изменчивости особи популяций оказываются приспособленными к меняющимся условиям среды.

К факторам эволюции относится также изоляция, т. е. возникновение барьеров, затрудняющих свободное скрещивание особей. Географическая изоляция – обособление определенной популяции от другой популяции того же вида каким-либо труднопроходимым географическим барьером.

С изменением условий жизни направление естественного отбора меняется. Если группы одного широко расселенного вида попадают в неодинаковые условия, то отбор в этих группах пойдет в разных направлениях. Это приведет  к формированию тех или иных приспособлений; внутри вида начнется процесс расхождения признаков. Вначале это приведет к образованию новых группировок особей внутри вида, а затем из одного вида через естественный отбор сформируется несколько новых видов.



Космическое и внутрипланетарное  воздействие на биосферу. Влияние радиоактивных излучений на развитие биосферы.

Несколько лет назад ученые сделали вывод: возникновение и развитие жизни на нашей планете (по Дарвину) потребовало бы много больше времени, нежели действительная история. Тут пришлось вспомнить Ж.Кювье и Ж.Сент-Илера. Они выдвинули теорию, что какие-то грандиозные силы вмешивались в эволюцию жизни, и в результате этого появлялись более совершенные формы животных. Казалось, эволюция время от времени подвергалась действию какого-то ускорителя. Такую же роль мог сыграть и тормоз. О действии некоего тормоза говорит по существу и палеонтология. Но что же могло служить ускорителем или замедлителем эволюции? В последние годы все новые гипотезы пополняют арсенал природных сил, способных повлиять на ход эволюции. Пожалуй, первое место среди них принадлежит метеоритной гипотезе. Недавно опубликована гипотеза, в основе которой положен более полный учет влияния космических сил на жизнь, развивавшуюся на Земле. На вопрос об исчезновении были выдвинуты гипотезы о том, что в то время была повышенная активность вулканов - газы и пепел затянули небо и ослабили солнечную радиацию - динозавры не вынесли похолодания. Или вспышка сверхновой звезды, близкой к Земле, и животные не выдержали облучения. Некоторые ученые считают, что Земля - дитя Космоса - находится в окружении космических сил, многие из которых время от времени кардинально влияют на развитие земной жизни. Примечательно, что два величайших в истории Земли вымирания живого не совпадают по времени с крупными метеоритными ударами. По мнению других ученых, катастрофы в биосфере зарождались в ней самой, то есть имели земное происхождение. К сожалению, все это лишь гипотезы.

Радиоактивные излучения.

В последнее время радиоактивное воздействие на биосферу стало представлять серьезную экологическую опасность. При взрывах атомных бомб погибало до 100 тыс. человек мгновенно, десятки тысяч скончались в течение нескольких недель от острой лучевой болезни. До сих пор видны последствия аварии на Чернобыльской АЭС, но при нормальной эксплуатации АЭС практически не загрязняет окружающую среду радиоактивными веществами.

Эквивалентная доза - бэр. При 25 бэр нет изменений в тканях и органах человека. 50 бэр - незначительные кратковременные изменения состава крови.

Выше - глубокие поражения или смертельный исход.

Многие ученые, работающие с радиоактивными веществами, погибают.

Основные виды ионизирующих излучений: альфа и бета-частицы, фотоны рентгеновского излучения и нейтроны. Альфа частицы, например, повреждают кость и вызывают тяжелые заболевания крови и образование злокачественных опухолей.

Поступление радионуклидов в организм - вдыхание загрязненного воздуха. (оседание в носоглотке).

Защита от облучения - временем (ограничение продолжительности работы в поле излучения), расстоянием и экранировкой (использование процессов взаимодействия фотонов с веществом.)

Считается, что в определенных дозах радиация полезна (дает стимул клеткам для последующего развития.



Концепция биосферы В.И.Вернадского. Человек и биосфера. Трансформация биосферы в ноосферу.

Появление научной мысли в биосфере в перспективе неизбежно полностью ее видоизменяет. Носитель земного разума - человек - с нарастающим во времени темпом воздействует на биосферу, активно захватывая все занимаемое ею пространство. По убеждению В.И.Вернадского преобразование биосферы грядет неизбежно и необратимо (30-е годы) и трансформированная биосфера носит название ноосферы. Ноосфера - качественно новое состояние самой биосферы, ее очередная трансформация в  ходе эволюции.

Основные концепции:

Ход научного творчества является той силой, при помощи которой человек меняет биосферу. Изменение биосферы после появления в ней человека - неизбежное явление, сопутствующее росту научной мысли.

Изменение биосферы не зависит от человеческой воли, оно стихийно, как природный естественный процесс.

Научная работа человечества есть природный процесс, сопровождаемый переходом биосферы в новое более упорядоченное состояние - ноосферу.

Такой переход выражает собой "закон природы". Поэтому появление в биосфере рода Homo есть начало новой  эры в истории планеты.

Человек может рассматриваться как определенная функция биосферы, в определенном ее пространстве-времени. Во всех своих проявлениях человек составляет определенную закономерную часть биосферы.

Взрыв научной мысли в ХХ столетии подготовлен всем прошлым биосферы и имеет глубочайшие корни в ее строении. Он не может остановиться и пойти назад. Биосфера же неизбежно, рано или поздно, перейдет в ноосферу. И в истории народов, населяющих планету, произойдут нужные для этого события, а не события, этому противоречащие.



При подготовке этой работы были использованы материалы с сайта http://www.studentu.ru