Что является результатом эволюции растительного мира? Повышение уровня организации растений

Разнообразие всех ранее и ныне живущих растений на нашей планете является результатом эволюционных процессов. Классификация всех существующих видов дает практически полное представление о том, как происходила эволюция растительного мира в различных систематических группах.

Весь растительный мир можно разделить на две основные группы — низшие и высшие растения. Низшие растения – это лишайники, водоросли, цианобактерии, актиномицеты и псилофиты.

К высшим видам можно отнести: различные мхи, разнообразные папоротники, хвощи и плауны, покрытосеменные и голосеменные растения. К этой же группе относятся вымершие и уже не существующие псилофиты.

Доказательство того, что происходила эволюция растительного мира – это многочисленные находки палеонтологов. Ископаемые останки древних растений находят повсеместно, среди них можно выделить строматолиты – это образования из остатков примитивных водорослей, которые обитали в океанах и морях. Отпечатки огромных папоротников, плаунов и хвощей до сих пор обнаруживают в залежах торфяников или угля.

Эволюция растительного мира проходила в несколько этапов. Первым этапом можно назвать появление самых первых микроорганизмов – одноклеточных водорослей цианобактерий, это произошло еще в архейскую эру.

Следующий этап — это появление эукариотов, их возникновение произошло более полутора миллиардов лет назад. Эукариоты были предками одноклеточных водорослей, которые в свою очередь стали прародителями многоклеточных водорослей.

Следующий важный этап – это появление некоторых растений на суше. Считается, что самыми первыми были псилофиты. Сейчас они относятся уже к вымершей группе, но именно они представляли из себя переходную форму от низших форм к высшим.

Псилофиты имели покровную ткань с устьицами, которые защищали растение от воздействий внешней среды, и механическую ткань, которая выполняла опорные функции.

Эволюция растительного мира продолжалась, и следующим этапом можно охарактеризовать полное господство папоротников. Этот этап приходится на каменноугольный период. Папоротники имели хорошо развитую проводящую и корневую системы и листья, как необходимый орган для фотосинтеза.

Тем самым папоротники были полностью приспособлены для жизни на суше. Размножение этих растений было тесно связано с наличием воды, их появление значительно обогатило атмосферу кислородом.

Уже позднее появились семенные папоротники, которых сейчас уже нет в природе. Именно они и были предками сегодняшних голосемянных растений. Наличие семени сделало размножение папоротников независимым от наличия воды.

В пермский период влажный климат сменился сухим, именно в это время и появились голосеменные растения. Эти растения размножались отлично от папоротников, оплодотворение у них происходило непосредственно во внутренней ткани.

В результате какого направления эволюции возникли ветроопыляемые растения? Идиоадаптация (от греч. ídios — свой, своеобразный, особый и адаптация) , одно из главных направлений эволюции, при котором возникают частные изменения строения и функций органов при сохранении в целом уровня организации предковых форм.

Примером могут служить В етроопыляемые растения – растения, опыляемые с помощью ветра, однако, при различных обстоятельствах, они также могут быть опыляемы насекомыми. У ветроопыляемых растений очень мелкие и многочисленные цветки. Такие растения вырабатывают много пыльцы: одно растение способно вырабатывать миллионы пыльцевых зёрен. У многих ветроопыляемых растений (лещина, осина, ольха, шелковица) цветки появляются ещё до распускания листьев.
Ветроопыляемые растения. Растения, цветки которых опыляются ветром, так и называются ветроопыляемыми. Обычно их невзрачные цветки собраны в компактные соцветия, например, в сложный колос, или в метёлки. В них образуется огромное количество мелкой, лёгкой пыльцы. Ветроопыляемые растения чаще всего растут большими группами. Среди них есть и травы (тимофеевка, мятлик, осока), и кустарники, и деревья (орешник, ольха, дуб, тополь, берёза). Причём эти деревья и кустарники цветут одновременно с распусканием листьев (или даже раньше).

У ветроопыляемых растений тычинки обычно имеют длинную тычиночную нить и выносят пыльник за пределы цветка. Рыльца пестиков также длинные, «лохматые» – чтобы уловить летающие в воздухе пылинки. У этих растений есть некоторые приспособления и к тому, чтобы пыльца не расходовалась зря, а попадала предпочтительно на рыльца цветков своего же вида. Многие из них цветут по часам: одни распускаются рано утром, другие днём.

Для растений, опыляемых ветром, характерны следующие признаки:

– невзрачные мелкие цветки, часто собранные в соцветия, но мелкие, малозаметные;
– перистые рыльца и пыльники на длинных свисающих нитях;
– очень мелкая, легкая, сухая пыльца.

Примеры ветроопыляемых растений: тополь, ольха, дуб, береза, орешник, рожь, кукуруза. Деревья, опыляемые ветром, обычно цветут весной, до распускания листьев, которые помешали бы переносу пыльцы.

К ветроопыляемым растениям принадлежат дубы и буки, ольха и береза, тополя и платаны, грецкий орех и лещина. Кроме деревьев, ветром опыляются многие травы, живущие обычно большими сообществами: злаки, ситники, осоки, конопля, хмель, крапива и подорожник. В этом списке – лишь примеры, он вовсе не претендует на полноту перечня названий ветроопыляемых растений.

В основе какого видообразования лежит приспособление к питанию различной пищей разных видов синиц, обитающих в пределах одного ареала? экологического В тех случаях, когда популяция одного вида остаются в пределах своего ареала (одна территория), но условия обитания у них оказываются различными. Под влиянием движущих сил эволюции изменяется их генный состав. Через множество поколений эти изменения могут зайти так далеко, что особи разных популяций одного вида не будут скрещиваться между собой, возникнет биологическая изоляция, что характерно, как правило, для разных видов.

Пять видов синиц образовались в связи с пищевой специализацией: синица большая питается крупными насекомыми в садах, парках; лазоревка добывает мелких насекомых в щелях коры, в почках; хохлатая синица питается семенами хвойных деревьев; гаичка и московка питаются преимущественно насекомыми в лесах разных типов.

Какой процесс играет роль в формировании определенных приспособлений к среде обитания у различных организмов? Естественный отбор

Естественный отбор — основной движущий фактор эволюции организмов.

Естественный отбор – результат наследственной изменчивости и борьбы за существование. Его главная функция заключается в устранении из популяций особей с неудачными, нарушающими процесс приспособительного формообразования генетическими комбинациями и сохранение генотипов, которые не препятствуют приспособительному процессу. Действие естественного отбора определяется тем, что выживают и оставляют потомство те организмы, которые лучше других приспособлены к изменениям в окружающей среде.

1. Приспособления — особенности строения, жизнедеятельности, размножения и развития, позволяющие организмам, видам и популяциям выживать в характерной для них среде обитания. Сохранение особей с полезными для них признаками в определенной среде обитания в результате действия естественного отбора. Примеры приспособленности: покровительственная окраска зеленого кузнечика, речного рака, самок открыто гнездящихся птиц делает их незаметными на фоне окружающей среды; предостерегающая окраска клопов-солдатиков и других «несъедобных» животных, не имеющих специальных средств защиты; сходство некоторых видов мух по форме тела и окраске с осами и пчелами, бабочек — с сухими листьями, гусениц — с сучками деревьев; изменение окраски у других животных в разные сезоны года (заяц-беляк) . Приспособление растений к перекрестному опылению, к распространению семян плодов и др.

2. Относительный характер приспособленности. Приспособленность к среде обитания носит относительный характер, полезна только в тех условиях, в которых она исторически сформировалась. Крот имеет приспособления к жизни в почве, но на поверхности он беспомощен; медузы приспособлены к жизни в воде, но выброшенные на берег погибают, на яйца аскарид не действуют яды, они не погибают зимой при низких температурах, но солнечные лучи губительны для них; во время линьки речной рак беспомощен, с ним может справиться даже жук-плавунец; гусеницы капустной белянки ядовиты, птицы не едят их, но наездники откладывают яйца в гусениц этой бабочки, личинки наездника, которые выводятся из яиц, питаются гусеницами капустной белянки.

3. Приспособленность организмов к жизни в определенной среде обитания (на примере водных животных) . Большая плотность воды по сравнению с наземно-воздушной сферой. В связи с этим обитание в ней высокоспециализированных видов, у которых в процессе эволюции сформировались приспособления, позволяющие уменьшить при движении затраты энергии на сопротивление воды. Так, у рыб обтекаемая форма тела, неподвижное соединение ее отделов (головы, туловища, хвоста) , черепицеобразное расположение чешуи, слизь, покрывающая кожу, органы передвижения — плавники. Формирование приспособлений к передвижению в воде — основное направление эволюции видов, населяющих водную среду (тюленей, котиков, китов и др.).

Какой отбор способствует в новых условиях сохранению особей с полезными для них изменениями генотипа?движущий Движущий отбор

Движущий отбор — форма естественного отбора, когда условия среды способствуют определённому направлению изменения какого-либо признака или группы признаков. При этом иные возможности изменения признака подвергаются отрицательному отбору. В результате в популяции от поколения к поколению происходит сдвиг средней величины признака в определённом направлении. При этом давление движущего отбора должно отвечать приспособительным возможностям популяции и скорости мутационных изменений (в ином случае давление среды может привести к вымиранию).

Современным случаем движущего отбора является «индустриальный меланизм английских бабочек». То есть бабочки обитающие в промышленных районах имеют более темную окраску (из-за загрязнений) Из-за промышленного воздействия стволы деревьев тоже значительно потемнели, а также погибли светлые лишайники, из-за чего светлые бабочки стали лучше видны для птиц, а тёмные — хуже. В XX веке в ряде районов доля тёмноокрашенных бабочек достигла 95 %, в то время как впервые тёмная бабочка (Morfa carbonaria) была отловлена в 1848 году.

Движущий отбор осуществляется при изменении окружающей среды или приспособлении к новым условиям при расширении ареала. Он сохраняет наследственные изменения в определенном направлении, перемещая соответственно и норму реакции. Например, при освоении почвы, как среды обитания у различных неродственных групп животных конечности превратились в роющие

В результате какого направления эволюции возникло опыление растений насекомыми? Идиоадаптация (от греч. ídios — свой, своеобразный, особый и адаптация) , одно из главных направлений эволюции, при котором возникают частные изменения строения и функций органов при сохранении в целом уровня организации предковых форм. Примером могут служить приспособления выработавшиеся У насекомоопыляемых растений в процессе эволюции:

1. Цветки крупные одиночные, яркоокрашенные.
2. Мелкие соцветия обычно собраны в соцветия, тоже яркоокрашенные.
3. Сладкий сок нектар, расположенный в глубине цветка и вырабатываемый особыми железками — нектарниками.
4. Аромат цветков усиливается в большинстве случаев к ночи. Такие цветки опыляются ночными бабочками. Ландыш, роза, левкой, сирень — издают нежный, тонкий аромат, а цветки клевера, яблони, груши пахнут медом, поэтому всегда окружены роем пчел.
5. Пыльца крупная, липкая, шероховатая легко прилипает к мохнатому телу насекомых. Опыление насекомыми наиболее экономичный и эффективный способ, который широко применяется в сельском хозяйстве для повышения урожайности растений. С этой целью на полях гречихи, с садах специально расстанавливают ульи и получают в 2-3 раза урожай выше.

1. Как называется независимое развитие сходных признаков у разных групп организмов в сходных условиях среды? конвергенция

2. Укажите движущую силу эволюции. Борьба за существование

3. Мимикрия – это пример… идиоадаптации

Мимикри́я (подражание, маскирование, фр. mimétisme, англ. mimicry) — выражение, введенное в зоологию первоначально (Бейтсом) для обозначения некоторых особенных случаев чрезвычайного внешнего сходства между различными видами животных, принадлежащих к различным родам и даже семействам и отрядам; обыкновенно, однако, этим же именем обозначают все резко выраженные случаи подражательной окраски и сходства животных с неодушевленными предметами.
у животных один из видов покровительственной окраски и формы, при котором животное похоже на предметы окружающей среды, растения, на несъедобных или хищных животных. Способствует сохранению животного в борьбе за существование. Так, рыба морская игла похожа на водоросли, среди которых она скрывается. Мимикрия у растений — сходство (формы, запаха, окраски и пр.) с какими-либо др. растениями или животными.

Основным результатом эволюции является совершенствование приспособленности организмов к условиям обитания

Не так много осталось в мире людей, которые продолжают верить в библейскую историю о сотворении всего живого на нашей планете. С понятием эволюции знакомы все. Множественные доказательства развития всего живого на Земле не оставляют сомнений в происхождении изменений в окружающем нас мире. Кто такой Чарльз Дарвин, знают даже младшие школьники. Но когда речь заходит о том, что является результатом эволюции, однозначного ответа нет.

Академические основы

Начнем, собственно, с определения понятия эволюция в биологии. Это слово образовано от латинского evolutio, что означает буквально «развертывание». Процесс эволюции часто так и изображают – в виде развертывающейся спирали. В биологии под этим понятием имеют в виду необратимый процесс развития органического мира во всех аспектах его проявления. Результатом эволюции является многообразие органического мира и совершенствование приспособленности организмов к условиям окружающей среды.


Биологическим фактором эволюции человека является… Каковы…

Эволюционное учение является теоретической основой биологии. Оно изучает причины и механизмы…

Дарвинизм как основа учения про эволюцию

Основоположник учения — Чарльз Дарвин (1809-1882) — сформулировал следующие принципы эволюционного учения:

  • Все виды способны к неограниченному воспроизводству себе подобных.
  • Нехватка жизнеобеспечивающих ресурсов ограничивает беспредельный рост численности вида. Естественный отбор как результат эволюции является тем ограничителем, который регулирует численность организмов.
  • Успех, равно как и гибель особи в борьбе за существование, имеет избирательный характер. И именно эту избирательность он назвал естественным отбором.
  • Основными результатами эволюции — по Дарвину — является совершенствование приспособленности организма к условиям биотопа и, как следствие, увеличение многообразия видов.

Многообразие как следствие

Так как результатами эволюции, по Дарвину, является приспособленность организма, в результате действия естественного отбора выживают и процветают особи, обладающие наиболее полезными для выживания качествами. Естественный отбор – это «творческий» механизм эволюции. Результатом является появление новых признаков, увеличивающих шансы особи оставить плодовитое потомство и передать ему эти признаки.


Покровительственная окраска у животных. Мимикрия,…

Покровительственная окраска – это защитный окрас и форма животных, которые делают их обладателей…

Материал эволюции

Если результатом эволюции является приспособленность и многообразие видов, то материалом для нее служат мутации и комбинативная изменчивость внутри генома. Именно мутации вызывают появление новых признаков, которые творчески оценит естественный отбор на пригодность и необходимость в конкретных условиях обитания вида. Генетическая изменчивость и колебания в численности особей в популяциях (популяционные или жизненные волны) дают материал для включения механизмов борьбы за существование и выживание наиболее приспособленных.

«Творческие» направления

Борьба за существование как следствие естественного отбора ведет к тому, что результатом эволюции является возникновение новых видов из прародительских. И естественный отбор может идти в трех направлениях:

  • Движущий – происходит при изменениях в окружающей среде, и тогда результатом эволюции является сдвиг средних значений признака в сторону его увеличения или уменьшения.
  • Стабилизационный – таким путем будет идти эволюция вида при неменяющихся условиях среды. При таком виде отбора сохраняется оптимальная норма, а все крайние проявления признака ликвидируются из популяции.
  • Разрывающий популяции отбор начинается при резких изменениях окружающей среды. Тогда большая часть популяции с признаками в норме резко погибает, а носители крайних показателей признака оказываются наиболее приспособленными к изменившимся условиям.


Сокращение биоразнообразия: возможные причины и…

Экологи бьют тревогу по поводу катастрофического сокращения биоразнообразия на нашей планете,…

Генетическая или репродуктивная изоляция

Каким бы способом ни шла эволюция, главным условием образования новых видов является репродуктивная изоляция – невозможность свободного скрещивания особей для панмиктичных видов (размножающихся половым путем). Стоит сказать,что достижение репродуктивной изоляции в природе идет двумя путями: аллопатрическим (репродуктивная изоляция достигается путем географического разделения популяций) и симпатрическим (изоляция происходит на одном ареале с материнским видом). В любом случае, как только между популяциями устанавливается режим невозможности свободного скрещивания, можно сказать, что результатом эволюции органического мира является образование нового вида, и процесс этот завершен.

Примеры успешной приспособленности животных

Как только изменения признака появляются в геноме, они проходят проверку естественным отбором. Наиболее удачные закрепляются морфологически и становятся приспособительными. Примеров в природе очень много. К успешным морфологическим приспособлениям относится покровительственная и предостерегающая окраска, средства маскировки и пассивной защиты. Покровительственная окраска, например белое оперение у куропатки зимой, делает животных незаметными на фоне окружающей обстановки. Предостерегающей окраской обладают те организмы, которые имеют в своем арсенале химические средства защиты от врагов. Например, красно-черный окраск ядовитых лягушек-древолазов или желто-черный у ядовитых саламандр. Маскировка как защита от врагов может быть истинно пассивной (форма тела палочника действительно напоминает палочку) или подражательной (к примеру, брюшко бабочки-стеклянницы очень похоже на брюшко ос, вот птицы ее и не трогают).

Относительность эволюционной приспособленности

Все ученые-эволюционисты согласны с утверждением, что природа приспособленности относительна. Нет абсолютно полезных признаков, как нет и абсолютно бесполезных. Все приспособления вырабатываются в конкретных условиях окружающей среды и при их изменении могут оказаться бесполезными или даже вредными. Защита от одного врага может быть бесполезной при защите от другого (жалящих ос и шершней не едят большинство птиц, но мухоловки и щурки питаются в основном ими). Поведенческие особенности могут оказаться бессмысленными (например, материнский инстинкт, который заставляет скворца выкармливать кукушонка). А полезный орган или навык в других условиях становится обузой (например, летучая рыба выпрыгивает из воды и спасается от водных хищников, но становится добычей альбатроса).

Подводя итог

Около 7,5 миллиона видов животных, порядка 300 тысяч видов растений и 600 видов грибов, добавьте 36 тысяч видов одноклеточных организмов – все это многообразие является основным результатом эволюции жизни на планете Земля. И все они прекрасно приспособлены к условиям своего обитания. За 3,7 миллиона лет существования жизни на планете живые организмы постоянно развивались и приспосабливались к условиям среды, и процесс это продолжается и сегодня.

Что такое эволюция? – Ваш геном

  • Теория эволюции основана на идее, что все виды связаны между собой и постепенно изменяются с течением времени.
  • Эволюция основана на генетической изменчивости популяции, которая влияет на физические характеристики (фенотип) организма.
  • Некоторые из этих характеристик могут дать индивидууму преимущество перед другими индивидуумами, которое они затем могут передать своему потомству.

Что такое естественный отбор?

  • Теория эволюции Чарльза Дарвина утверждает, что эволюция происходит путем естественного отбора.
  • Особи одного вида демонстрируют различия в физических характеристиках. Это изменение связано с различиями в их генах.
  • Особи с характеристиками, наиболее подходящими для окружающей среды, с большей вероятностью выживают, находят пищу, избегают хищников и сопротивляются болезням. Эти люди с большей вероятностью размножаются и передают свои гены своим детям.
  • Особи, которые плохо приспособлены к окружающей среде, имеют меньше шансов выжить и размножаться. Поэтому их гены с меньшей вероятностью будут переданы следующему поколению.
  • В результате выживают те особи, которые наиболее приспособлены к окружающей среде, и со временем вид постепенно эволюционирует.

Естественный отбор в действии: Перцовая моль

  • До промышленной революции в середине 1700-х годов перцовая моль чаще всего была бледно-беловатого цвета с черными пятнами.
  • Эта окраска позволяла им прятаться от потенциальных хищников на деревьях с бледной корой, таких как березы.
  • Более редкие темноокрашенные мотыльки были легко видны на фоне бледной коры деревьев и, следовательно, их легче заметить хищникам.

Бледная перцовая моль на дубе.

Изображение предоставлено Shutterstock

  • Когда промышленная революция достигла своего пика, воздух в промышленных районах стал наполнен сажей. Это окрашивание деревьев и зданий в черный цвет.
  • В результате более светлых бабочек стало гораздо легче обнаружить, чем более темных, что сделало их уязвимыми для поедания птицами.
  • Более темные мотыльки теперь замаскированы под покрытые копотью деревья, и поэтому вероятность того, что их съедят, будет меньше.
  • Со временем это изменение в окружающей среде привело к тому, что более темные бабочки стали более распространенными, а бледные — более редкими.

Бледная перцовая моль на темном дереве.
Изображение предоставлено Shutterstock

При чем тут гены?

  • Механизмы эволюции действуют на геномном уровне. Изменения в последовательностях ДНК влияют на состав и экспрессию наших генов, основных единиц наследственности.
  • Чтобы понять, как эволюционировали разные виды, мы должны изучить последовательности ДНК в их геномах.
  • Наша эволюционная история записана в нашем геноме. Геном человека выглядит так из-за всех генетических изменений, которые коснулись наших предков.
  • Когда ДНК и гены разных видов выглядят очень похоже, это обычно считается доказательством их общих предков.
  • Например, люди и плодовая муха Drosophila melanogaster имеют большую часть своей ДНК. 75 процентов генов, вызывающих заболевания у людей, также обнаружены у плодовой мушки.
  • ДНК со временем накапливает изменения. Некоторые из этих изменений могут быть полезными и обеспечивать селективное преимущество для организма.
  • Другие изменения могут быть вредными, если они затрагивают важную повседневную функцию. В результате некоторые гены не сильно меняются. Говорят, что они законсервированы.

Различные типы эволюции

Конвергентная эволюция

  • Когда одни и те же адаптации развиваются независимо, под одинаковым давлением отбора.
  • Например, летающие насекомые, птицы и летучие мыши развили способность летать, но независимо друг от друга.

Совместная эволюция

  • Когда два вида или группы видов эволюционировали рядом друг с другом, когда один приспосабливается к изменениям в другом.
  • Например, цветковые растения и насекомые-опылители, такие как пчелы.

Адаптивная радиация

  • Когда вид разделяется на несколько новых форм, когда изменение окружающей среды делает доступными новые ресурсы или создает новые экологические проблемы.
  • Например, зяблики на Галапагосских островах развили клювы разной формы, чтобы использовать различные виды пищи, доступные на разных островах.

Эскизы голов вьюрков с Галапагосских островов, показывающие различия в форме их клювов в результате эволюции.

Изображение предоставлено: Джон Гулд (14 сентября 1804 г. — 3 февраля 1881 г.) — Из «Путешествия Бигля»; также онлайн через Biodiversity

Эта страница была обновлена ​​17 февраля 2017 г.

Что такое естественный отбор? | Музей естественной истории

Естественный отбор – это механизм эволюции. Организмы, более приспособленные к окружающей среде, имеют больше шансов выжить и передать гены, которые способствовали их успеху. Этот процесс заставляет виды меняться и расходиться с течением времени.

Естественный отбор — один из способов объяснить миллионы видов, живших на Земле.

Чарльзу Дарвину (1809-1882) и Альфреду Расселу Уоллесу (1823-1913) совместно приписывают создание теории эволюции путем естественного отбора, они совместно опубликовали ее в 1858 году. Дарвин в целом затмил Уоллеса с момента публикации Однако «Происхождение видов» в 1859 г.

Библиотека Музея содержит самую большую в мире концентрацию работ Дарвина: 478 изданий «Происхождения видов» на 38 языках.

Во времена Дарвина и Уоллеса большинство считало, что организмы слишком сложны, чтобы иметь естественное происхождение, и должны быть созданы трансцендентным Богом. Однако естественный отбор утверждает, что даже самые сложные организмы возникают в результате совершенно естественных процессов.

Профессор Адриан Листер, научный сотрудник музея, говорит: «Не то чтобы биологи не понимали, что организмы сложны и функциональны, и то, что они существуют, кажется почти чудом. Мы это понимаем, но думаем, что нашли другое объяснение.

Уоллес (слева) и Дарвин (справа) выдвинули очень похожие теории эволюции. Однако Дарвин в целом затмил вклад Уоллеса.

Как работает естественный отбор?

При естественном отборе генетические мутации, полезные для выживания особи, передаются через размножение. Это приводит к появлению нового поколения организмов, которые с большей вероятностью выживут и размножатся.

Например, эволюция длинной шеи позволила жирафам питаться листьями, недоступными для других, что дало им конкурентное преимущество. Благодаря лучшему источнику пищи те, у кого были более длинные шеи, смогли выжить, размножаться и, таким образом, передать характеристики следующему поколению. Те, у кого более короткие шеи и доступ к меньшему количеству еды, с меньшей вероятностью выживут и передадут свои гены.

Эволюция длинной шеи — это адаптация, которая помогает жирафам выживать в окружающей среде © FluffyCreature через Flickr (CC BY-NC 2. 0)

Адриан объясняет: «Если вы возьмете 1000 жирафов и измерите их шеи, все они будут немного отличаться друг от друга. Эти различия, по крайней мере, частично определяются их генами.

‘Те, у кого шея длиннее, могут оставить пропорционально больше потомства, потому что они лучше питаются и, возможно, лучше соревнуются за партнеров, потому что они сильнее. Затем, если вы измерите грифы следующего поколения, они также будут отличаться, но среднее значение будет немного смещено в сторону более длинных. Этот процесс продолжается из поколения в поколение».

Что такое адаптация?

Адаптация — это физическая или поведенческая характеристика, помогающая организму выживать в окружающей среде.

Но не все характеристики животного являются адаптацией.

Адаптация для одной цели может быть использована для другой. Например, перья были приспособлением для терморегуляции — их использование для полета появилось позже. Это означает, что перья — это экзаптация для полета, а не адаптация.

Адаптации также могут устареть, например, жесткий внешний вид плодов калебаса ( Crescentia cujete ). Обычно считается, что эта тыква эволюционировала, чтобы ее не съели гомфотеры, семейство слоноподобных животных. Но эти животные вымерли около 10 000 лет назад, поэтому адаптация плода больше не дает преимущества для выживания.

Большой шаровидный плод калебаса имеет чрезвычайно прочную внешнюю поверхность. Но эта адаптация устарела  © Венди Катлер через Flickr (CC BY-NC 2.0)

Отбор для приспособления — не единственная причина эволюции. Изменения видов также могут быть вызваны нейтральными мутациями, которые не приносят вреда или пользы индивидууму, генетическим дрейфом или потоком генов.

Что означает «выживает сильнейший»?

С точки зрения эволюции, «приспособленное» животное — это животное, адаптированное к окружающей среде. Эта концепция лежит в основе естественного отбора, хотя термин «выживание наиболее приспособленных» часто понимается неправильно, и его лучше избегать.

Существует также определенная степень случайности в эволюции, поэтому лучше всего приспособленное животное не всегда будет тем, кто выживет.

Адриан объясняет: «Если тебя ударит камень или что-то в этом роде, это просто невезение. Но в среднем и с течением времени выживают те, кто наиболее приспособлен, те, у кого лучшая адаптация».

Перцовая моль ( Biston betularia ) трудно увидеть, когда она садится на кору дерева. Те, кто сочетается лучше всего, с меньшей вероятностью станут добычей, поэтому имеют преимущество в выживании.

Что такое вьюрки Дарвина?

Дарвин собрал много образцов животных во время путешествия на корабле HMS Beagle (1831-1836). Среди его самых известных — вьюрки, около 14 видов которых он собрал на Галапагосских островах. Птицы относятся к одному и тому же таксономическому семейству и имеют разнообразные размеры и формы клюва. Это соответствует как их разным основным источникам пищи, так и расхождению из-за изоляции на разных островах.

Зеленая камышевка ( Certhidea olivacea ), например, имеет острый тонкий клюв, который идеально подходит для кормления мелкими насекомыми. Для сравнения, у большого наземного вьюрка ( Geospiza magnirostris ) короткий коренастый клюв, которым он раскалывает семена и орехи.

Галапагосские вьюрки имеют совершенно разные формы и размеры клюва, как видно здесь из экземпляров зеленой камышевки (слева) и большого земляного вьюрка (справа)

Часто считается, что вьюрки Дарвина вдохновили на «момент озарения», но на самом деле именно пересмешники повлияли на мысли Дарвина об эволюции.

Перед поездкой на Галапагосские острова Дарвин собирал пересмешников в Южной Америке. На первом острове, Сан-Кристобаль (тогда известном как остров Чатем), он увидел птицу, которую узнал как пересмешника. Но на близлежащем острове Флореана он увидел, что пересмешники были совсем другими.

Дарвин понял, что различия между видами пересмешников на островах были больше, чем между видами, которых он видел на другом континенте. Он начал размышлять на борту HMS Beagle, но потребовалось несколько лет, прежде чем он придумал свою теорию эволюции путем естественного отбора.

Зяблики — после того, как британский орнитолог Джон Гулд идентифицировал их как разные виды, — стали одним из полезных примеров среди многих других животных, которых он видел.

Чарльз Дарвин собрал эти три экземпляра пересмешника во время своего пребывания на Галапагосских островах в 1835 году во время рейса HMS Beagle

.

Зяблики сегодня представляют научный интерес. Изучение Дафны Майор, вулканического острова в составе Галапагосского архипелага, началось в 1972 году и показало, что естественный отбор привел к изменению формы и размера клюва у двух видов вьюрков: среднего донных вьюрков ( Geospiza fortis ) и обыкновенный кактусовый вьюрок ( Geospiza scandens ). Было замечено, что клювы обоих видов со временем уменьшаются, но по разным схемам.

Дарвин считал, что естественный отбор развивается медленно и происходит только в течение длительного периода времени. Часто это может быть правдой, но было показано, что в некоторых случаях новый вид может развиться в течение жизни.

В течение 31 года ученые изучали выживание самца вьюрка, эмигрировавшего с острова Санта-Крус, а также шести поколений его потомков на Дафне Майор. Начиная со второго поколения, птицы вели себя как отдельный вид по отношению к другим на острове.

Кактусовые вьюрки Daphne Major изучаются уже более 30 лет. За это время размер их клювов колебался, в конечном итоге уменьшаясь в течение 15 лет.

Что такое ламаркизм?

Ламаркизм — теория, названная в честь французского натуралиста Жана-Батиста Ламарка (1744–1829). Он предполагает, что животные приобретают характеристики, основанные на использовании или неиспользовании в течение жизни, а не в результате жестко закодированных генетических изменений.

Согласно теории Ламарка, жирафы вытягивают шеи, чтобы сделать их длиннее. Потомство этих животных унаследует более длинные шеи в результате усилий своих родителей.

Адриан говорит: «Если вы попытаетесь размять шею в течение 10 минут каждое утро, то, вероятно, ваша шея станет на несколько миллиметров длиннее в течение нескольких лет. Но ваши дети не унаследовали бы его. Вот где эта теория терпит неудачу.

Мы все еще развиваемся?


На протяжении тысячелетий мир считался статичным. Идеи о том, что горы могут подняться, а климат и организмы могут измениться, не существовало. Считалось, что Земля существует в оптимальной форме.

Но естественный отбор опирается на то, что мир постоянно меняется. Эволюция происходит автоматически для выживания, и миллионы лет она играет в догонялки с нашим динамичным миром.

Браконьерство и потеря среды обитания оказали огромное влияние на сайгака, находящегося в настоящее время под угрозой исчезновения ( Saiga tatarica ). В подобных случаях у естественного отбора мало шансов. © Андрей Гилёв через Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0)

‘Организмы либо достаточно приспособлены для выживания и размножения, либо они недостаточно оптимальны, и популяция сокращается. Он может даже уменьшиться до нуля, а это означает вымирание», — констатирует Адриан.

Ученые смогли предсказать естественный отбор в короткие сроки. Но точно определить его последствия в будущем практически невозможно из-за непредсказуемых колебаний окружающей среды.

Естественный отбор подразумевает, что если организмы выживают, то они адаптируются. Но по мере изменения окружающей среды мы можем обнаружить, что то, что когда-то было адаптацией, больше не может быть полезным.

Хотя эволюция может происходить быстро, чем быстрее меняется планета, тем сложнее эволюции идти в ногу и тем серьезнее становится риск массового вымирания.

  2. Ваш вопрос

Спросите ученого музея

У вас есть животрепещущий вопрос о науке или природе, на который вы хотите получить ответ? Заполните форму ниже, чтобы сообщить нам.