Теория эволюции

Бакалавриат 2025/2026

Статус: Курс обязательный (Клеточная и молекулярная биотехнология)

Кто читает: Базовая кафедра Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

Где читается: Факультет биологии и биотехнологии

Когда читается: 3-й курс, 2 модуль

Охват аудитории: для всех кампусов НИУ ВШЭ

Язык: русский

Контактные часы: 20

Дополнительные материалы в LMS Задать вопрос

Аннотация

Представляемый образовательный курс «Теория эволюции» предлагает принципиально новый взгляд на классическую теорию эволюции, выводя его за традиционные рамки палеонтологии и популяционной генетики. Основная цель проекта — сформировать у слушателей целостное понимание эволюции как универсального процесса, который проявляется не только в макроскопических изменениях организмов, но и на фундаментальных уровнях организации жизни: в молекулярных взаимодействиях, клеточных механизмах и архитектуре нервных систем. Данный курс предназначен для студентов биологических, биохимических и медицинских специальностей, уже знакомых с основами дарвинизма и синтетической теории, и стремится углубить их знания, показав глубокую связь между, казалось бы, разными биологическими дисциплинами. Актуальность курса обусловлена стремительным развитием молекулярной биологии и нейронаук, которые предоставляют всё новые данные для переосмысления эволюционных принципов. Современный биолог должен понимать, как давление отбора формирует не только фенотип, но и работу ионных каналов, эффективность ферментов и пластичность нейронных сетей. Наш курс отвечает на эту потребность, прослеживая непрерывную линию эволюции от самых её истоков — случайных мутаций в ДНК — до высших проявлений разума и социального поведения. Программа курса построена по принципу восхождения от простого к сложному. Первые модули посвящены анализу молекулярных основ наследственности и изменчивости, где ключевыми темами станут эволюция белковых семейств, роль дупликаций генов и происхождение ключевых клеточных систем, таких как цитоскелет и аппарат апоптоза. Особое внимание уделяется эволюции механизмов клеточной коммуникации, что является базисом к пониманию возникновения нервной системы. Вторая часть курса фокусируется на нейробиологической составляющей: как из простых реакций одноклеточных на внешние стимулы окружающей среды возникают ответы, а позже специализированные нейроны, как эволюционируют сенсорные системы для формирования все более точной картины мира и как отбор конструирует нейронные контуры, лежащие в основе обучения, памяти и принятия решений. Логическим завершением становится обсуждение эволюции социального интеллекта и возникновения культуры как нового, внегенетического фактора эволюции человека. Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает требования к образовательным результатам и результатам обучения студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности. Программа предназначена для преподавателей, ведущих дисциплину «Теории эволюции», учебных ассистентов и студентов направления подготовки 06.03.01 Биология, обучающихся по образовательной программе «Клеточная и молекулярная биотехнология». Программа учебной дисциплины разработана в соответствии с: Образовательным стандартом НИУ ВШЭ по направлению 06.03.01 Биология; Образовательной программой «Клеточная и молекулярная биотехнология» и объединенным учебным планом по образовательной программе «Клеточная и молекулярная биотехнология». Данная учебная дисциплина включена в раздел «Профессиональный цикл» Учебного плана 06.03.01 Биология и относится к базовой профильной части. Осваивается на 3 курсе в 1-2 модулях. Изучение данной дисциплины базируется на результатах освоения дисциплины «Структурная и эволюционная ботаника», «Зоология беспозвоночных животных», «Зоология позвоночных животных», «Физиология растений», «Физиология животных и человека». Основные положения дисциплины «Теории эволюции» будут использоваться в рамках изучения дисциплин «Современные методы биотехнологии», «Эволюционная биология развития» и др., а также при прохождении практик на 3-4 курсах образовательной программы «Клеточная и молекулярная биотехнология».

Цель освоения дисциплины

Главная цель: сформировать у обучающихся целостное, интегративное понимание теории эволюции как всеобъемлющего процесса, определяющего развитие и усложнение жизни на всех уровнях ее организации — от молекулярного и клеточного до когнитивного и поведенческого: • Углубить и расширить базовые эволюционные концепции, перенеся фокус с популяционно-видового уровня на молекулярно-клеточный. Показать, как фундаментальные принципы изменчивости, наследственности и естественного отбора проявляются в эволюции белков, клеточных органелл и метаболических путей. • Раскрыть молекулярные и клеточные механизмы как основной субстрат для эволюционных преобразований. Сформировать понимание того, как мутации, дупликации генов и горизонтальный перенос служат материалом, а механизмы клеточной сигнализации и коммуникации — платформой для возникновения принципиально новых функций. • Проследить эволюционное происхождение и развитие нервной системы как кульминации адаптации. Продемонстрировать, как из простых систем клеточной реакции на стимулы возникают сложные сенсорные органы, архитектура мозга и лежащие в их основе молекулярные каскады. • Обосновать эволюционный подход к объяснению высшей нервной деятельности и поведения. Связать в единую систему такие явления, как эволюция инстинктов, обучения, социального интеллекта и происхождение языка, с фундаментальными биологическими механизмами, показывая их адаптивную ценность. • Развить навыки критического анализа современных научных данных из области эволюционной биологии, клеточной биологии и нейробиологии. Научить студентов видеть за сложными экспериментальными фактами действие универсальных эволюционных принципов и формулировать собственные гипотезы. • Сформировать представление о современном состоянии и перспективах эволюционной биологии, включая ее роль в решении прикладных задач в биотехнологии, медицине (эволюция резистентности, иммунитет) и в осмыслении этических проблем, связанных с направленной эволюцией и генной инженерией.

Планируемые результаты обучения

Знать и понимать историю и развитие ключевых эволюционных теорий: классический дарвинизм (Ч. Дарвин), синтетическая теория эволюции (СТЭ, Ф. Добржанский, Э. Майр), теория прерывистого равновесия (Н. Элдридж, С. Гоулд) и нейтральную теорию молекулярной эволюции (М. Кимура).
Знать и понимать как эти теории объясняют эволюцию на клеточном уровне (возникновение эукариот, происхождение органелл, эволюция молекулярных машин).
Знать и понимать как принципы СТЭ и нейтральной теории применяются для объяснения эволюции нервной системы (дупликация генов рецепторов и ионных каналов, кооптация белков для синаптической передачи).
Уметь анализировать и сопоставлять объяснительный потенциал разных эволюционных теорий (дарвинизм, нейтрализм, прерывистое равновесие) применительно к конкретным молекулярным и нейробиологическим данным.
Уметь аргументировано применять основные положения СТЭ и нейтральной теории для прогнозирования и интерпретации паттернов эволюции генов, белков и нейронных сетей.
Уметь критически оценивать современные научные публикации, определяя, в рамках какой эволюционной парадигмы работают авторы.
Владеть терминологическим аппаратом ключевых эволюционных теорий для грамотного обсуждения механизмов эволюции клеточных и нейронных систем.
Владеть навыком сравнительного анализа для объяснения разнообразия молекулярных механизмов у разных таксонов через призму дарвиновского отбора, нейтральной эволюции или гибридных моделей.
Владеть принципами научной дискуссии о вкладе различных теорий (дарвинизм, кимуровский нейтрализм) в объяснение сложности мозга и поведения.

Содержание учебной дисциплины

Тема 1. Введение. Эволюция: больше, чем происхождение видов
Тема 2: Молекулярные основы наследственности и изменчивости: от мира РНК к эволюционному усложнению
Тема 3: Эволюция белков и клеточных функций: от первичных структур к биологической сложности
Тема 4: Эволюция клеточной сигнализации и коммуникации: от химической чувствительности к протосинапсам
Тема 5: Эволюция иммунной системы: молекулярные механизмы антигенного распознавания и диверсификации
Тема 6: Происхождение и эволюция нервной системы: от клеточной возбудимости к нейрональным сетям
Тема 7: Эволюция сенсорных систем: адаптация и дивергенция рецепторных аппаратов в свете классических эволюционных теорий
Тема 8: Эволюция поведения и обучения: от инстинктов к пластичности в контексте классических эволюционных теорий
Тема 9: Эволюция познания и социального мозга: гипотеза социального интеллекта в свете классических эволюционных теорий
Тема 10: Эволюционные субстраты антропогенеза: культура, технологии и человеческий фактор как движущие силы направленной трансформации вида

Элементы контроля

Контрольная работа 1
Контрольная работа 2
Экзамен

Промежуточная аттестация

2025/2026 2nd module
0.3 * Контрольная работа 1 + 0.4 * Контрольная работа 2 + 0.3 * Экзамен

Список литературы

Авторы

Мартынова Ольга Владимировна
Яхина Мария Рафаиловна

Программа дисциплины