Cauzele progresului evolutiv - scisne

Caracteristica cea mai izbitoare și surprinzătoare a evoluției - direcția generală de la simplu la complex. Desigur, acest lucru nu este o regulă absolută. Multe linii evolutive din când în când nu este o complicație, și simplificarea organizației; schimbări evolutive în vrac constituie transformare neimportant la același nivel de complexitate. Cu toate acestea, complicarea generală tendință a organizației (în continuare - progres) pot fi urmărite foarte clar.

Primele organisme vii au fost în mod evident mult mai dificil, înainte de complexele lor non-viață ale macromoleculelor; eucariotelor - mult mai greu înainte de a apărut procariote, și, deși acesta din urmă continuă să înflorească în ziua de azi, forma și structura biosferei nu este determinată de ei, ci de eucariotele la putere.

În stadiile incipiente de complicații afectează în principal biochimie: procariote a apărut sisteme noi și îmbunătățite de enzime, noi cai. Rolul sistemelor de reglementare a crescut treptat (receptori, diferite regulatoare de metabolism, și toate celelalte procese celulare în funcție de factori interni și externi); eucariotă progres intracelular de reglementare, probabil, a venit în prim-plan, în timp ce complexitatea sistemelor pur biochimice la un popas. Odată cu apariția multicelulare prin complicație suplimentară a sistemelor de reglementare, a fost un progres rapid al morfologiei (formei organism complicat, se separă un țesut și organe). Odată cu apariția și dezvoltarea sistemului nervos devin comportament complicate (nivel regulyatorika mai mare!); odată cu apariția progresului uman este concentrată în domeniul culturii (în sensul cel mai larg al cuvântului).

În paralel cu creșterea complexității organismelor au apărut sisteme supraorganismal complicații: la început - comunitățile și biosferă; Acum - un sistem social (societate) și anthroposphere (sau noosferă, care înlocuiește treptat și înlocuiește biosferă).

Natura progresivă a evoluției ridică multe întrebări. Care sunt cauzele și forțele motrice ale progresului? Este posibil progresul spontan, în cazul în care natura neînsuflețite, vom vedea că „de sine“, totul doar se prăbușește și simplificat, dar niciodată complicat ( „din epava nu a fost niciodată de la sine nu îndeplinește planul, dar partea din spate - a avionului în resturile - te rog“) ? De ce în natură observat accelerarea progresului: mai complexă a sistemului, cu atât mai repede merge mai departe complicație?

Complexitatea spontană a sistemelor, o dată gândit să contrazică a doua lege a termodinamicii - legea creșterii entropiei (haos trebuie doar să crească în mod spontan, dar nu și organizație). Cu toate acestea chimist Prigogine a arătat că, în anumite condiții, în sisteme deschise cu un flux constant de materie și energie din exterior, există în mod natural de auto-organizare - formarea de „ordine de haos“, adică în opinia noastră, un progres. Astfel, evoluția progresivă a încetat să mai fie contrară legilor naturii și baza viziunea asupra lumii materialiste. Progresul este posibil, în principiu. Dar aceasta, desigur, nu este de ajuns: ai nevoie pentru a înțelege chiar cum și de ce se întâmplă.

facilitează în mare măsură complexitatea progresivă a sistemelor de viață principiu bloc de organizare a acestora. sisteme noi, mai complexe sunt formate din blocuri funcționale gata făcute existente, sisteme mai simple. Acest lucru se aplică atât la nivel molecular (gene noi / proteine ​​pot fi asamblate prin duplicarea și recombinarea piese vechi de gene / proteine) și organismul (prin coadaptation simbioză și un organism nou, mai complex poate dezvolta dintr-o comunitate simplu câteva organisme). complicație radicală a corpului prin selectarea mutatii aleatoare mici este foarte puțin probabil (dacă nu imposibil). Dar, dacă este permis să se alăture funcțional, testată în timp și lustruită selecție existentă, a pieselor, formarea spontană a unui întreg complex este destul de probabil.

Sistemele vii conțin deja vastă în structura sa, deși ascunsă, complicând posibilitatea ( „pre-adaptare“). Acest lucru devine evident atunci când ia în considerare metabolismul intracelular cum organizat și reglementare. Într-o celulă vie, toate substanțele și procesele sunt legate de rețeaua complexă. „Nodurile“ ale rețelei - substanța, și „trunchiuri“ - tot felul de comunicare între materialele (conversie chimică și efectele de reglementare). Fiecare substanță în celulă (incluzând fiecare genă de proteină) este asociată cu toate celelalte după un anumit număr (de obicei mici) a intermediarilor. Prin urmare, schimbarea în concentrare (sau activitatea) a oricărei substanțe afectează cumva concentrația (sau activitatea) a tuturor celorlalte substanțe. Doar o mică parte din aceste efecte sunt destul de puternice și importante pentru viață (aceste efecte pot fi numit un adevărat sau manifest). Tot restul - sunt slabe, „nedezvoltate“ - constituie „banca preadaptations de reglementare“ chestii gigant pentru apariția unor noi „manifestări“ a relațiilor de reglementare.

Accelerarea progresului. Simplul fapt pentru orice paleontolog: cu cât nivelul de organizare, cu atât mai repede, în general, este de a continua să se îmbunătățească. Progresul auto-accelerare. Pentru a explica acest fapt sunt rugați să atât de multe ipoteze.

complexitate progresivă, aparent, aceasta este o proprietate generală a biosferei, ireductibile la proprietățile componentelor sale individuale sau nivelurile individuale ale organizației sale sistemice. Un rol important este jucat de interacțiunea diferitelor niveluri de sisteme (organisme și componente ale acestora (celule), populații, specii, comunități, biosferă). poate avea loc prin auto-asamblarea Biosystems dificultate asocieri de elemente (fiecare dintre care, la rândul său, este de asemenea biosistem) difuze. De exemplu, un grup de indivizi „auto-asamblează“, într-un pachet, într-o colonie într-un organism nou (origine multicelular); set aleator de populații „auto-asamblează“ în comunitate. Elementele în sine nu este complicat, și să se adapteze numai la coexistența, „ajustate“, unul de altul. Dar dificultatea apare la un nivel mai ridicat - noi legături specifice sunt formate între elementele. Complexitatea poate trece de la un nivel la altul (cel mai simplu exemplu - formarea unui nou organism simbiotic prin integrarea unui bloc comunitar, ca în cazul de origine eucariotă).

Selecția favorizează conservarea sistemelor vii cele mai stabile. În multe cazuri, stabilitatea poate fi îmbunătățită prin complicarea sistemului. „Complexitatea elementară“ - este apariția unor noi metode de comunicare de reglementare. De exemplu, un singur organism unicelular apare capacitatea în condiții nefavorabile pentru a forma un plic gros; acest lucru poate fi realizat prin formarea unei legături de reglementare: anumite condiții activează sistemul enzimatic responsabil pentru formarea peretelui celular. Acest sistem enzimatic a existat înainte; Neoplasm (și complexitate) constă în faptul că există o legătură între factorii externi și intensitatea acestui sistem. Un alt exemplu: un corp din două segmente având în fiecare segment și organele gonadali mișcării devine funcții de divizare mai stabile între segmente: Front specializate pentru locomoție, spate - propagare (ambele funcții sunt îndeplinite simultan mai eficient). Neoplasmul aici este că există o nouă relație de reglementare se manifestă în ontogenie: „dacă am - segmentul anterior, pornesc sistemul de formare a picioarelor, și dacă eu - segmentul posterior, pornesc sistemul de formare a gonadelor.“ Ambele sisteme au fost în trecut; Acesta este adăugarea de doar un nou mod de reglementare.

În corpul (prezentat ca o rețea de interacțiuni de reglementare), pur și simplu, din cauza interconexiunea tuturor elementelor există atât de multe preadaptations la noi relații de reglementare. Prin urmare, complicație - apariția unei noi obligațiuni - nu este nici ceva incredibil, nu este ceva surprinzător.

Apariția noii comunicări de reglementare conduce la apariția unei noi funcții în unul sau mai multe elemente de rețea (de exemplu, proteine); Acest lucru are loc atunci când un conflict între două funcții diferite pot fi îndepărtate cu ușurință prin duplicarea structurii (de exemplu, gena duplicarea), urmată de separarea funcțiilor între copii.

Apariția unor noi relații de reglementare a inhibat semnificativ nevoie doar pentru a menține integritatea și buna funcționare a vechiului sistem, instituit. De multe ori o creștere cheie nouă deschide calea pentru apariția unei game întregi de inovații.

Un plus important pentru această complicație generală mecanism este conceptul de bloc construi noi sisteme, care se manifestă în astfel de fenomene ca symbiogenesis (formarea noului organism complex din comunitate coadapted câteva organisme simple), formarea de noi gene / proteine ​​prin combinarea blocuri funcționale prefabricate / exoni schimb orizontal gene (formarea unui genom complex prin combinarea blocuri prefabricate din două sau mai multe genomuri simple), etc.

„Complexitatea elementară“ - apariția unor noi conexiuni de reglementare - conduce automat la apariția multor noi „chreods“ - abateri neplanificate, aleatoare de la norma (de exemplu, de la dezvoltarea normală a corpului), care pot apărea ca condițiile de schimbare. Noțiuni de bază în condițiile în care „nu a fost calculat,“ o nouă conexiune (inclusă, după cum ne amintim, într-o singură rețea comună și care afectează în cele din urmă toate procesele din organism) pot da diverse efecte „neașteptate“. Pe de o parte, noua pre-adaptare și un nou „selecție materiale“. Pe de altă parte, creșterea numărului de situații neprevăzute, abateri aleatorii pune în pericol integritatea și viabilitatea sistemului. Pentru a face față acestui efect secundar complicații este adesea posibilă doar prin complicații ulterioare (de exemplu, o nouă reglementare de comunicare, de reglementare se adaugă la „merge Haywire“ comunicare de reglementare). Astfel, complicație a procesului devine autocatalitică și este accelerat.