Синтетическая теория эволюции. Возникновение, развитие и основные положения.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

ГОУВПО  Воронежский Государственный Технический  Университет 
 
 
 

Реферат по концепции современного естествознания

на тему:

Синтетическая теория эволюции. Возникновение, развитие и основные положения. 

Выполнила:

студентка гр.СО-071 ЕГФ

Белоусова Марина

Проверил: 
 
 

Воронеж 2009

Содержание

Введение3

Возникновение и развитие СТЭ5

Основные положения  СТЭ, их историческое формирование и  развитие8

Критика синтетической  теории эволюции15

Заключение18

Список литературы20

Введение

Одним из направлений  развития дарвинизма является синтетическая  теория эволюции, созданная в 30-40-х  гг. XX в. В ней объединены на основе дарвинизма современные биологические концепции: генетико-экологическое изучение структуры популяции, результаты экспериментальной и теоретической генетики, модели борьбы за существование и естественного отбора. Иногда синтетической теорией называют результат слияния менделизма и дарвинизма. У истоков создания синтетической теории стоят С.С. Четвериков, Р.Фишер, С.Райт, Дж. Холдейн.

Синтетическая теория эволюции, выступает основанием всей системы современной эволюционной биологии. Синтез генетики и эволюционного  учения стал качественным скачком в  развитии как генетики, так и эволюционной теории. Он ознаменовал создание качественно  нового ядра системы биологического познания, и стал свидетельством перехода биологии с классического на современный, неклассический уровень развития.

Непосредственными предпосылками для синтеза генетики и теории эволюции выступали: хромосомная  теория наследственности, биометрические и математические подходы к анализу  эволюции, закон Харди-Вейберга для  идеальной популяции (гласящий, что  такая популяция стремиться сохранить  равновесие концентрации генов при  отсутствии факторов, изменяющих его), результаты эмпирического исследования изменчивости в природных популяциях и др.

В основе этой теории лежит представление о том, что  элементарной «клеточкой» эволюции является не организм и не вид, а  популяция. Именно популяция – та реальная целостная система взаимосвязи  организмов, которая обладает всеми  условиями для саморазвития, прежде всего способностью наследственного  изменения в смене биологических  поколений. Элементарной единицей наследственности выступает ген (участок молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты – ДНК, отвечающий за развитие определенных признаков организма). Наследственное изменение популяции в каком-либо определенном направлении осуществляется под воздействием ряда эволюционных факторов (изменяющих генотипический состав популяции): мутационный процесс (поставляющий элементарный эволюционный материал), популяционные волны (колебания численности популяции в ту или иную сторону от средней численности входящих в нее особей), изоляция, естественный отбор – процесс, определяющий вероятность достижения индивидами репродукционного возраста. Естественный отбор является ведущим эволюционным фактором, направляющим эволюционный процесс.

Формирование  синтетической теории эволюции ознаменовало переход к популяционной концепции, сменившей организмоцентрическую, начало преодоления противопоставления исторического и структурно-инвариантного  «срезов» в исследовании живого, интеграцию биологии на базе дарвинизма (в России – Н.И. Вавилов, И.И. Шмальгаузен, А.Н. Северцов, разработавший учение о  главных направлениях биологического процесса – аромофозе и идиоадаптации, и др.). это открыло качественно  новый этап в развитии биологии –  переход к созданию единой системы  биологического знания, воспроизводящей  законы развития и функционирования органического мира как целого.

 Синтетическая теория эволюции (СТЭ) — современная эволюционная теория, которая является синтезом различных дисциплин, прежде всего, генетики и дарвинизма. СТЭ также опирается на палеонтологию, систематику, молекулярную биологию и другие.

Свое название синтетическая теория эволюции (СТЭ) получила от книги Дж. Хаксли "Эволюция: современный синтез", опубликованной в 1942 г.

Возникновение и развитие СТЭ

Синтетическая теория в её нынешнем виде образовалась в результате переосмысления ряда положений  классического дарвинизма с позиций  генетики начала XX века. После переоткрытия законов Менделя (в 1901 г.), доказательства дискретной природы наследственности и особенно после создания теоретической  популяционной генетики трудами  Р. Фишера (1918—1930), Дж. Б. С. Холдейна-младшего (1924), С. Райта (1931; 1932), учение Дарвина  приобрело прочный генетический фундамент.

Статья С. С. Четверикова «О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики» (1926) по сути стала ядром будущей синтетической теории эволюции и основой для дальнейшего синтеза дарвинизма и генетики. В этой статье Четвериков показал совместимость принципов генетики с теорией естественного отбора и заложил основы эволюционной генетики. Главная эволюционная публикация С. С. Четверикова была переведена на английский язык в лаборатории Дж. Холдейна, но никогда не была опубликована за рубежом. В работах Дж. Холдейна, Н. В. Тимофеева-Ресовского и Ф. Г. Добржанского идеи, выраженные С. С. Четвериковым, распространились на Запад, где почти одновременно Р. Фишер высказал очень сходные взгляды о эволюции доминантности.

Толчок к развитию синтетической теории дала гипотеза о рецессивности новых генов. Говоря языком генетики второй половины ХХ века, эта гипотеза предполагала, что в каждой воспроизводящейся группе организмов во время созревания гамет в результате ошибок при репликации ДНК постоянно возникают мутации — новые варианты генов.

Влияние генов  на строение и функции организма  плейотропно: каждый ген участвует  в определении нескольких признаков. С другой стороны, каждый признак  зависит от многих генов; генетики называют это явление генетической полимерией признаков. Фишер говорит о том, что плейотропия и полимерия  отражают взаимодействие генов, благодаря  которому внешнее проявление каждого  гена зависит от его генетического  окружения. Поэтому рекомбинация, порождая всё новые генные сочетания, в  конце концов создает для данной мутации такое генное окружение, которое позволяет мутации проявиться в фенотипе особи-носителя. Так мутация  попадает под действие естественного  отбора, отбор уничтожает сочетания  генов, затрудняющие жизнь и размножение  организмов в данной среде, и сохраняет  нейтральные и выгодные сочетания, которые подвергаются дальнейшему  размножению, рекомбинации и тестированию отбором. Причем отбираются прежде всего  такие генные комбинации, которые  способствуют благоприятному и одновременно устойчивому фенотипическому выражению  изначально мало заметных мутаций, за счет чего эти мутантные гены постепенно становятся доминантными. Эта идея нашла выражение в труде Р. Фишера « "The genetical theory of natural selection "» (1930). Таким образом, сущность синтетической теории составляет преимущественное размножение определённых генотипов и передача их потомкам. В вопросе об источнике генетического разнообразия синтетическая теория признает главную роль за рекомбинацией генов.

Считают, что  эволюционный акт состоялся, когда  отбор сохранил генное сочетание, нетипичное для предшествующей истории вида. В итоге для осуществления  эволюции необходимо наличие трёх процессов: 
1) мутационного, генерирующего новые варианты генов с малым фенотипическим выражением;  
2) рекомбинационного, создающего новые фенотипы особей; 
3) селекционного, определяющего соответствие этих фенотипов данным условиям обитания или произрастания.

Все сторонники синтетической теории признают участие  в эволюции трёх перечисленных факторов.

Важной предпосылкой для возникновения новой теории эволюции явилась книга английского  генетика, математика и биохимика  Дж. Б. С. Холдейна-младшего, издавшего  её в 1932 году под названием « "The causes of evolution "». Холдейн, создавая генетику индивидуального развития, сразу  же включил новую науку в решение  проблем макроэволюции.

Крупные эволюционные новшества очень часто возникают  на основе неотении (сохранение ювенильных признаков у взрослого организма). Неотенией Холдейн объяснял происхождение  человека («голая обезьяна»), эволюцию таких крупных таксонов, как граптолиты и фораминиферы. В 1933 году учитель  Четверикова Н. К. Кольцов показал, что неотения в животном царстве широко распространена и играет важную роль в прогрессивной эволюции. Она ведет к морфологическому упрощению, но при этом сохраняется богатство генотипа.

Практически во всех историко-научных моделях 1937 год  был назван годом возникновения  СТЭ — в этом году появилась  книга украино-американского генетика и энтомолога-систематика Ф. Г. Добржанского « "Genetics and the Origin of Species "». Успех  книги Добржанского определялся  тем, что он был одновременно натуралистом и экспериментальным генетиком. «Двойная специализация Добржанского позволила ему первому перебросить  твёрдый мост от лагеря экспериментальных  биологов к лагерю натуралистов» (Э. Майр). Впервые было сформулировано важнейшее понятие об «изолирующих механизмах эволюции» — тех репродуктивных барьерах, которые отделяют генофонд одного вида от генофондов других видов. Добржанский ввёл в широкий научный  оборот полузабытое уравнение Харди-Вайнберга. Он также внедрил в натуралистический материал «эффект С. Райта», полагая, что микрогеографические расы возникают под воздействием случайных изменений частот генов в малых изолятах, то есть адаптивно-нейтральным путем.

В американской литературе среди создателей СТЭ  чаще всего называют имена Ф. Добржанского, Дж. Хаксли, Э. Майра, Б. Ренша, Дж. Стеббинса. Это, конечно, далеко не полный список. Только из русских учёных, по меньшей мере, следовало бы назвать И. И. Шмальгаузена, Н. В. Тимофеева-Ресовского, Г. Ф. Гаузе, Н. П. Дубинина, А. Л. Тахтаджяна. Из британских ученых велика роль Дж. Б. С. Холдейна-младшего, Д. Лэка, К. Уоддингтона, Г. де-Бира. Немецкие историки среди активных создателей СТЭ называют имена Э. Баура, В. Циммермана, В. Людвига, Г. Хеберера и других.

Основные  положения СТЭ, их историческое формирование и развитие

В 1930-40-е годы быстро произошел широкий синтез генетики и дарвинизма. Генетические идеи проникли в систематику, палеонтологию, эмбриологию, биогеографию. Термин «современный»  или «эволюционный синтез» происходит из названия книги Дж. Хаксли « "Evolution: The Modern synthesis "» (1942). Выражение «синтетическая теория эволюции» в точном приложении к данной теории впервые было использовано Дж. Симпсоном в 1949 году.

Авторы синтетической  теории расходились во мнениях по ряду фундаментальных проблем и  работали в разных областях биологии, но они были практически единодушны в трактовке следующих основных положений: Начало цитаты 
* элементарной единицей эволюции считается локальная популяция; 
* материалом для эволюции являются мутационная и рекомбинационная изменчивость; 
* естественный отбор рассматривается как главная причина развития адаптаций, видообразования и происхождения надвидовых таксонов; 
* дрейф генов и принцип основателя выступают причинами формирования нейтральных признаков; 
* вид есть система популяций, репродуктивно изолированных от популяций других видов, и каждый вид экологически обособлен; 
* видообразование заключается в возникновении генетических изолирующих механизмов и осуществляется преимущественно в условиях географической изоляции. Конец цитаты

Таким образом, синтетическую теорию эволюции можно  охарактеризовать как теорию органической эволюции путем естественного отбора признаков, детерминированных генетически.

Активность американских создателей СТЭ была столь высока, что они быстро создали международное  общество по изучению эволюции, которое  в 1946 стало учредителем журнала  « "Evolution "». Журнал « "American Naturalist "» вновь вернулся к публикации работ по эволюционной тематике, делая  акцент на синтезе генетики, экспериментальной  и полевой биологии. В результате многочисленных и самых разнообразных  исследований основные положения СТЭ  прошли не только успешную проверку, но и видоизменялись, дополнялись новыми идеями.