История развития представлений об эволюции
Чарльз Дарвин
История эволюционного учения
Изучение окаменелостей и разнообразия видов живых организмов к середине XIX века убедило большинство учёных, что виды изменяются с течением времени[3][4]. Однако механизм этих изменений оставался неясен до публикации в 1859 году книги «Происхождение видов» английского учёного Чарльза Дарвина о естественном отборе как движущей силе эволюции[5]. Теория Дарвина и Уоллеса, в конечном итоге, была принята научным сообществом[6][7]. В 30-х годах прошлого века идея дарвиновского естественного отбора была объединена с законами Менделя, которые сформировали основу синтетической теории эволюции (СТЭ). СТЭ позволила объяснить связь субстрата эволюции (гены) и механизма эволюции (естественный отбор).
Наследственность
Наследственность — это свойство организмов повторять в ряду поколений сходные типы обмена веществ и индивидуального развития в целом. Эволюция организмов происходит посредством изменения наследственных признаков организма. Примером наследственного признака у человека может служить коричневый цвет глаз, унаследованный от одного из родителей. Наследственные признаки контролируются генами. Совокупность всех генов организма образует его генотип
Полный набор поведенческих и структурных черт организма называют фенотипом. Фенотип организма образуется за счет взаимодействия генотипа с окружающей средой. Многие черты фенотипа являются ненаследственными. Так, например, загар не наследуется, поскольку его появление обусловлено воздействием солнечного света. Однако, у некоторых людей загар появляется легче, чем у других. Это является наследственной чертой.
Передача наследственных признаков от одного поколения к другому обеспечивается ДНК. ДНК — это биополимер, состоящий из четырёх нуклеиновых оснований. Во время деления клетки ДНК копируется — в результате каждая из дочерних клеток получает последовательность ДНК.
Части молекулы ДНК, определяющие функциональную единицу наследственности, называются генами. Внутри клеток ДНК находится в составе хроматина, который в свою очередь образует хромосомы. Положение генов на хромосоме называется локусом. Различные формы генов, расположенные в одинаковых локусах гомологичных хромосом и определяющие различные проявления признаков называются аллелями. Последовательность ДНК может изменятся (мутировать), создавая новые аллели. Если мутация происходит внутри гена, то новая аллель может затронуть признак управляемых геном и изменить фенотип организма.
Однако большинство признаков определяется не одним геном, взаимодействием нескольких генов (примером подобных явлений могут служить эпистаз и полимерия)[10][11]. Исследование подобных взаимодействий генов одна из главных задач современой генетики. Другим важным вопросом является роль эпигенетических факторов в эволюции.
Изменчивость
Генетическое разнообразие
Фенотип организма обусловлен его генотипом и влиянием окружающей среды. Существенная часть вариаций фенотипов в популяциях вызвана в различиях их генотипов.
Изменчивость складывается из мутаций, потока генов и рекомбинации генетического материала. Изменчивость также увеличивается за счет обменов генами между разными видами, таких как горизонтальный перенос генов у бактерий, гибридизация у растений. Несмотря на постоянные увеличение изменчивости за счет этих процессов, большая часть
Мутации
Основная статья: Мутация
Дупликация участка хромосомы
Случайные мутации постоянно происходят в геномах всех организмов. Эти мутации создают генетическую изменчивость. Мутации — изменения в последовательности ДНК. Они вызваны радиацией, вирусами, транспозонами, мутагенными веществами, а также ошибками происходящими во время репликации ДНК или мейоза.
Эволюция жизни на Земле