Pertanyaan tentang asal usul kehidupan dan perkembangannya telah membingungkan para ilmuwan sejak zaman kuno. Orang-orang selalu berusaha untuk lebih dekat dengan misteri ini, sehingga membuat dunia lebih mudah dipahami dan diprediksi. Selama berabad-abad sudut pandang tentang awal ilahi Semesta dan kehidupan mendominasi. Teori evolusi telah mendapat tempat terhormat sebagai versi utama dan paling mungkin dari perkembangan semua kehidupan di planet kita relatif baru-baru ini. Ketentuan utamanya dirumuskan oleh Charles Darwin pada pertengahan abad ke-19. Abad berikutnya memberi dunia banyak penemuan di bidang genetika dan biologi, yang memungkinkan pembuktian keabsahan ajaran Darwin, mengembangkannya, menggabungkannya dengan data baru. Ini adalah bagaimana teori evolusi sintetis muncul. Dia menyerap semua ide dari peneliti terkenal dan hasil penelitian ilmiah di berbagai bidang dari genetika hingga ekologi.
Dari individu ke kelas
Evolusi biologis adalah perkembangan historis organisme berdasarkan proses unik dari fungsi informasi genetik dikondisi lingkungan tertentu.
Tahap awal dari semua transformasi, yang akhirnya mengarah pada munculnya spesies baru, adalah mikroevolusi. Perubahan seperti itu terakumulasi dari waktu ke waktu dan berakhir dengan pembentukan tingkat organisasi makhluk hidup baru yang lebih tinggi: genus, keluarga, kelas. Pembentukan struktur supraspesifik biasa disebut makroevolusi.
Proses serupa
Kedua level pada dasarnya sama. Kekuatan pendorong perubahan mikro dan makro adalah seleksi alam, isolasi, hereditas, variabilitas. Perbedaan esensial antara kedua proses adalah bahwa persilangan antara spesies yang berbeda praktis tidak termasuk. Akibatnya, makroevolusi didasarkan pada seleksi interspesifik. Kontribusi besar untuk mikroevolusi dibuat oleh pertukaran bebas informasi genetik antara individu-individu dari spesies yang sama.
Konvergensi dan divergensi tanda
Garis utama evolusi dapat mengambil beberapa bentuk. Sumber keanekaragaman yang kuat dalam kehidupan adalah perbedaan ciri-ciri. Ini beroperasi baik dalam spesies tertentu dan pada tingkat organisasi yang lebih tinggi. Kondisi lingkungan dan seleksi alam menyebabkan pembagian satu kelompok menjadi dua atau lebih, berbeda dalam karakteristik tertentu. Pada tingkat spesies, divergensi dapat dibalik. Dalam hal ini, populasi yang dihasilkan kembali bergabung menjadi satu. Pada level yang lebih tinggi, prosesnya tidak dapat diubah.
Bentuk lain adalah evolusi filetik, yang melibatkan transformasi suatu spesies tanpa memisahkan individupopulasi. Setiap grup baru adalah keturunan dari grup sebelumnya dan leluhur grup berikutnya.
Konvergensi atau "konvergensi" tanda-tanda juga memberikan kontribusi yang signifikan terhadap keragaman kehidupan. Dalam proses pengembangan kelompok organisme yang tidak terkait di bawah pengaruh kondisi lingkungan yang sama, organ serupa terbentuk pada individu. Mereka memiliki struktur yang mirip, tetapi asal yang berbeda dan melakukan fungsi yang hampir sama.
Paralelisme sangat dekat dengan konvergensi - suatu bentuk evolusi ketika kelompok yang awalnya berbeda berkembang dengan cara yang sama di bawah pengaruh kondisi yang sama. Ada garis tipis antara konvergensi dan paralelisme, dan seringkali sulit untuk mengaitkan evolusi kelompok organisme tertentu dengan satu atau lain bentuk.
Kemajuan biologis
Arah utama evolusi pertama kali dijelaskan dalam karya-karya A. N. Severtsov. Dia menyarankan untuk menyoroti konsep kemajuan biologis. Karya-karya ilmuwan menguraikan cara untuk mencapainya, serta cara utama dan arah evolusi. Gagasan Severtsov dikembangkan oleh I. I. Schmalhausen.
Arah utama evolusi dunia organik, yang diidentifikasi oleh para ilmuwan, adalah kemajuan biologis, regresi, dan stabilisasi. Dengan nama, mudah untuk memahami bagaimana proses ini berbeda satu sama lain. Kemajuan mengarah pada pembentukan fitur baru yang meningkatkan tingkat adaptasi organisme terhadap lingkungan. Regresi diekspresikan dalam pengurangan ukuran kelompok dan keanekaragamannya, yang pada akhirnya mengarah pada kepunahan. Stabilisasi memerlukan konsolidasi karakteristik yang diperoleh dan transmisinya dari generasi kepembangkitan dalam kondisi yang relatif tidak berubah.
Dalam arti yang lebih sempit, yang menunjukkan arah utama evolusi organik, itu berarti kemajuan biologis dan bentuknya.
Ada tiga cara utama untuk mencapai kemajuan biologis:
- arogenesis;
- allogenesis;
- catagenesis.
Arogenesis
Proses ini memungkinkan untuk meningkatkan tingkat organisasi secara keseluruhan sebagai hasil dari pembentukan aromorfosis. Kami mengusulkan untuk memperjelas apa yang dimaksud dengan konsep ini. Jadi, aromorfosis adalah arah evolusi, yang mengarah pada perubahan kualitatif pada organisme hidup, disertai dengan komplikasinya dan peningkatan sifat adaptif. Sebagai hasil dari perubahan struktur, fungsi individu menjadi lebih intens, mereka mendapatkan kesempatan untuk menggunakan sumber daya baru yang sebelumnya tidak digunakan. Akibatnya, organisme menjadi, dalam arti tertentu, bebas dari kondisi lingkungan. Pada tingkat organisasi yang lebih tinggi, adaptasi mereka sebagian besar bersifat universal, memberikan kemampuan untuk berkembang terlepas dari kondisi lingkungan.
Contoh aromorfosis yang baik adalah transformasi sistem peredaran darah vertebrata: munculnya empat ruang di jantung dan pemisahan dua lingkaran peredaran darah - besar dan kecil. Evolusi tanaman ditandai dengan lompatan maju yang signifikan sebagai akibat dari pembentukan tabung polen dan benih. Aromorfosis menyebabkan munculnya unit taksonomi baru: kelas, departemen, jenis, dan kerajaan.
Aromorphosis, menurut Severtsov, adalah evolusi yang relatif langkafenomena. Ini menandai kemajuan morfofisiologis, yang, pada gilirannya, memulai kemajuan biologis umum, disertai dengan perluasan zona adaptif yang signifikan.
Aromorfosis sosial
Mempertimbangkan arah evolusi ras manusia, beberapa ilmuwan memperkenalkan konsep "aromorfosis sosial". Ini menunjukkan perubahan universal dalam perkembangan organisme sosial dan sistemnya, yang mengarah pada komplikasi, kemampuan beradaptasi yang lebih besar, dan peningkatan pengaruh timbal balik masyarakat. Aromorfosis tersebut antara lain, misalnya, munculnya negara, percetakan, dan teknologi komputer.
Allogenesis
Dalam perjalanan kemajuan biologis, perubahan yang kurang bersifat global juga terbentuk. Mereka adalah inti dari allogenesis. Arah evolusi ini (tabel di bawah) memiliki perbedaan yang signifikan dari aromorfosis. Itu tidak mengarah pada peningkatan level organisasi. Konsekuensi utama dari allogenesis adalah idioadaptasi. Faktanya, ini adalah perubahan pribadi, berkat tubuh yang mampu beradaptasi dengan kondisi tertentu. Arah evolusi dunia organik ini memungkinkan spesies yang berkerabat dekat untuk hidup di wilayah geografis yang sangat berbeda.
Contoh ekspresif dari proses semacam itu adalah keluarga serigala. Spesiesnya ditemukan di berbagai zona iklim. Masing-masing memiliki seperangkat adaptasi tertentu terhadap lingkungannya, sementara tidak secara signifikan lebih unggul dari spesies lain dalam hal organisasi.
Ilmuwan mengidentifikasi beberapa jenis adaptasi idio:
- dalam bentuk (misalnya, tubuh rampingunggas air);
- berdasarkan warna (ini termasuk mimikri, peringatan, dan warna pelindung);
- untuk reproduksi;
- untuk penggerak (selaput unggas air, kantung udara burung);
- adaptasi dengan kondisi lingkungan.
Perbedaan antara aromorfosis dan adaptasi idioadaptasi
Beberapa ilmuwan tidak setuju dengan Severtsov dan tidak melihat alasan yang cukup untuk membedakan antara adaptasi idio dan aromorfosis. Mereka percaya bahwa tingkat kemajuan hanya dapat dinilai setelah sejumlah waktu yang signifikan telah berlalu sejak perubahan itu terjadi. Faktanya, sulit untuk menyadari proses evolusi apa yang akan dihasilkan oleh kualitas baru atau kemampuan yang dikembangkan.
Pengikut Severtsov cenderung berpikir bahwa adaptasi idioadaptasi harus dipahami sebagai transformasi bentuk tubuh, perkembangan berlebihan atau pengurangan organ. Aromorfosis adalah perubahan signifikan dalam perkembangan embrio dan pembentukan struktur baru.
Katagenesis
Evolusi biologis dapat dilanjutkan dengan penyederhanaan struktur organisme. Katagenesis adalah degenerasi umum, suatu proses yang mengarah pada penurunan organisasi makhluk hidup. Hasil utama dari garis evolusi ini (tabel yang membandingkan tiga jalur diberikan di bawah) adalah munculnya apa yang disebut katamorfosis atau tanda-tanda primitif yang menggantikan tanda-tanda progresif yang hilang. Contoh organisme yang telah melewati tahap degenerasi umum dapat berupa parasit apa saja. Sebagian besar, mereka kehilangan kemampuan untuk bergerak secara mandiri, sistem saraf mereka sangat disederhanakan.dan sistem peredaran darah. Tetapi berbagai adaptasi muncul untuk penetrasi yang lebih baik ke dalam tubuh inang dan fiksasi pada organ yang sesuai.
| Arogenesis | Allogenesis | Katagenesis | |
| Perubahan besar | aromorfosis | idioadaptasi | katamorfosis |
| Inti dari arah |
|
|
|
| Contoh |
|
|
|
Rasio
Arah utama evolusi saling berhubungan dan terus-menerus menggantikan satu sama lain dalam perjalanan perkembangan sejarah. Setelah transformasi utama dalam bentuk aromorfosis atau degenerasi, suatu periode dimulai ketika kelompok organisme baru mulai berstratifikasi sebagai hasil perkembangan bagian-bagian individu dari zona geografis yang berbeda. Evolusi dimulai melalui adaptasi idioadaptasi. Setelah beberapa saat, akumulasi perubahan mengarah ke lompatan kualitatif baru.
Arah evolusi tumbuhan
Flora modern tidak langsung muncul. Seperti semua organisme, ia telah melalui perjalanan panjang untuk menjadi. Evolusi tanaman telah mencakup perolehan beberapa aromorfosis penting. Yang pertama adalah munculnya fotosintesis, yang memungkinkan organisme primitif menggunakan energi sinar matahari. Secara bertahap, sebagai hasil dari transformasi morfologi dan sifat fotosintesis, alga muncul.
Langkah selanjutnya adalah pengembangan lahan. Untuk menyelesaikan "misi" dengan sukses, satu lagi aromorfosis diperlukan - diferensiasi jaringan. Tumbuhan lumut dan spora muncul. Komplikasi lebih lanjut dari organisasi dikaitkan dengan transformasi proses dan metode reproduksi. Aromorfosis seperti bakal biji, butiran serbuk sari dan, akhirnya, benih mencirikan gymnospermae, yang secara evolusioner lebih berkembang daripada spora.
Selanjutnya, jalur dan arah evolusi tumbuhan bergerak menuju adaptasi yang lebih besar terhadap kondisi lingkungan, meningkatkan ketahanan terhadap faktor-faktor yang merugikan. Akibat munculnya lapisan putik dan germinal, pembungaan atauangiospermae yang berada dalam keadaan kemajuan biologis saat ini.
Kerajaan Hewan
Evolusi eukariota (sel eukariotik mengandung inti yang terbentuk) dengan jenis nutrisi heterotrof (heterotrof tidak dapat membuat bahan organik menggunakan kemo- atau fotosintesis) juga disertai dengan diferensiasi jaringan pada tahap pertama. Coelenterata memiliki salah satu aromorfosis signifikan pertama dalam evolusi hewan: dua lapisan terbentuk di embrio, ekto- dan endoderm. Pada cacing gelang dan cacing pipih, strukturnya sudah menjadi lebih kompleks. Mereka memiliki lapisan kuman ketiga, mesoderm. Aromorfosis ini memungkinkan diferensiasi lebih lanjut dari jaringan dan munculnya organ.
Tahap selanjutnya adalah pembentukan rongga tubuh sekunder dan pembagiannya lebih lanjut menjadi beberapa bagian. Annelida sudah memiliki parapodia (jenis anggota badan primitif), serta sistem peredaran darah dan pernapasan. Transformasi parapodia menjadi anggota badan bersendi dan beberapa perubahan lain menyebabkan munculnya jenis Arthropoda. Sudah setelah mereka mendarat, serangga mulai aktif berkembang karena munculnya membran embrionik. Hari ini mereka paling beradaptasi dengan kehidupan di bumi.
Aromorfosis besar seperti pembentukan notochord, tabung saraf, aorta perut, dan jantung memungkinkan munculnya tipe Chordata. Berkat serangkaian perubahan progresif, keanekaragaman organisme hidup diisi kembali dengan ikan, amniota, dan reptil. Yang terakhir, karena adanya membran embrio, berhenti bergantung pada air dan datang ke darat.
Selanjutnyaevolusi mengikuti jalur transformasi sistem peredaran darah. Ada hewan berdarah panas. Adaptasi terhadap penerbangan memungkinkan munculnya burung. Aromorfosis seperti jantung empat bilik dan hilangnya lengkung aorta kanan, peningkatan belahan otak depan dan perkembangan korteks, pembentukan mantel dan kelenjar susu, dan sejumlah perubahan lain menyebabkan munculnya mamalia. Di antara mereka, dalam proses evolusi, hewan berplasenta menonjol, dan hari ini mereka berada dalam kondisi kemajuan biologis.
Arah evolusi umat manusia
Pertanyaan tentang asal usul dan evolusi nenek moyang manusia modern belum banyak dikaji secara mendalam. Berkat penemuan paleontologi dan genetika komparatif, gagasan yang sudah mapan tentang "silsilah" kita telah berubah. Bahkan 15 tahun yang lalu, sudut pandang yang berlaku bahwa evolusi hominid mengikuti tipe linier, yaitu, terdiri dari bentuk-bentuk yang semakin berkembang secara berturut-turut menggantikan satu sama lain: Australopithecus, seorang pria terampil, archanthrope, manusia Neanderthal (paleoanthropist), neoanthropist (manusia modern). Arah utama evolusi manusia, seperti halnya organisme lain, mengarah pada pembentukan adaptasi baru, peningkatan tingkat organisasi.
Data yang diperoleh dalam 10-15 tahun terakhir, bagaimanapun, telah membuat penyesuaian serius terhadap gambaran yang sudah ada. Temuan baru dan penanggalan yang diperbarui menunjukkan bahwa evolusi lebih kompleks. Subfamili Hominina (milik keluarga Hominid) ternyata terdiri dari hampir dua kali lebih banyak spesiesdipertimbangkan sebelumnya. Evolusinya tidak linier, tetapi mengandung beberapa garis atau cabang yang berkembang secara bersamaan, progresif dan buntu. Pada waktu yang berbeda, tiga atau empat atau lebih spesies hidup berdampingan. Penyempitan keanekaragaman ini terjadi karena perpindahan kelompok lain yang lebih berkembang secara evolusioner dari kelompok lain yang kurang berkembang. Misalnya, sekarang diterima secara umum bahwa Neanderthal dan manusia modern hidup pada waktu yang sama. Yang pertama bukanlah nenek moyang kita, tetapi merupakan cabang paralel yang digantikan oleh hominin yang lebih maju.
Perubahan progresif
Aromorfosis utama yang mengarah pada kemakmuran subfamili tetap tidak diragukan. Ini adalah bipedalisme dan peningkatan otak. Para ilmuwan tidak setuju tentang alasan pembentukan yang pertama. Untuk waktu yang lama diyakini bahwa ini adalah tindakan paksa yang diperlukan untuk pengembangan ruang terbuka. Namun, data terbaru menunjukkan bahwa nenek moyang manusia berjalan dengan dua kaki bahkan selama periode kehidupan di atas pohon. Kemampuan ini muncul di dalam diri mereka segera setelah pemisahan dari garis simpanse. Menurut satu versi, hominin awalnya bergerak seperti orangutan modern, berdiri dengan kedua kaki di satu cabang dan berpegangan tangan di cabang lain.
Pertumbuhan otak terjadi dalam beberapa tahap. Ini pertama kali dimulai dengan Homo habilis (pria tukang), yang belajar bagaimana membuat alat yang paling sederhana. Peningkatan volume otak bertepatan dengan peningkatan proporsi daging dalam makanan hominin. Habili tampaknya telah menjadi pemulung. Peningkatan otak berikutnya juga disertai dengan peningkatan jumlah makanan daging danpemukiman kembali nenek moyang kita di luar benua Afrika asli. Para ilmuwan menyarankan bahwa peningkatan proporsi daging dalam makanan dikaitkan dengan kebutuhan untuk mengisi kembali energi yang dihabiskan untuk mempertahankan kerja otak yang membesar. Agaknya, tahap selanjutnya dari proses ini bertepatan dengan perkembangan api: makanan yang dimasak berbeda tidak hanya dalam kualitas, tetapi juga dalam kandungan kalori, di samping itu, waktu yang dibutuhkan untuk mengunyah berkurang secara signifikan.
Arah utama evolusi dunia organik, yang berlangsung selama berabad-abad, membentuk flora dan fauna modern. Pergerakan proses menuju adaptasi terhadap kondisi lingkungan yang berubah telah melahirkan berbagai macam bentuk kehidupan. Arah utama evolusi bekerja dengan cara yang sama di semua tingkat organisasi, sebagaimana dibuktikan oleh data biologi, ekologi, dan genetika.
