Основные положения учения Ч. Дарвина. Главная заслуге Ч. Дарвина в том, что он совместно с А. Уоллесом объяснил развитие природы действием только естественных законов, без вмешательства сверхъестественных сил. Основные положения его учения раскрывают причины - движущие силы эволюции органического мира. Ч. Дарвин обратил внимание на многообразие пород домашних животных и сортов культурных растений. Как же возникло это многообразие? Пытаясь ответить на этот вопрос, он пришел к следующему выводу: человек создает сорта и породы на основе наследственной изменчивости и искусственного отбора . Из поколения в поколение человек отбирал и оставлял на племя особей с каким-либо наследственным изменением и устранял других особей от размножения. В результате получены новые породы и сорта, их признаки соответствовали интересам человека.
Понимание происхождения культурных форм дает ключ к объяснению происхождения видов. Наследственная, изменчивость, на основе которой ведется искусственный отбор, проявляется и в природе. Сама по себе она еще не приводит к образованию нового вида, как не приводит к возникновению культурной формы. Аналогично творчеству человека в природе должны существовать причины, определяющие процесс видообразования. Ими являются борьба за существование и естественный отбор.
Борьба за существование - сложные и многообразные отношения организмов между собой и условиями внешней среды. Неизбежность борьбы за существование в живой природе вытекает из противоречия между способностью организмов к неограниченному размножению и ограниченностью средств жизни, что приводит к конкуренции за одинаковую пищу, за сходные условия обитания и размножения. Возможность дожить до половозрелого состояния выпадает на долю лишь немногих особей.
Следствием борьбы за существование является естественный отбор , сохранение благоприятных индивидуальных различий и устранение вредных. Естественный отбор сохраняет особи с полезными в данных условиях среды наследственными изменениями и устраняет особи без этих изменений. В результате чего первые оставляют плодовитое потомство и их численность возрастает.
Таким образом, из поколения в поколение в результате взаимосвязанного действия наследственной изменчивости, борьбы за существование, естественного отбора виды изменяются в направлении все большей приспособленности к условиям существования. Приспособленность организмов как результат эволюции всегда относительна. Другой результат эволюции - многообразие видов, населяющих Землю.
Учение Ч. Дарвина не нуждается в привлечении для объяснения эволюции нематериальных факторов и доказывает, что движущие силы развития природы находятся в ней самой. Ими являются наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор.
Следовательно, живой природе присущи самодвижение и саморазвитие . В этом заключается мировоззренческое значение учения Ч. Дарвина.
Противоречие между интенсивностью размножения и ограниченностью средств жизни. Кто не наблюдал, как летят по ветру, подвешенные на парашютиках, семянки одуванчика? Задумайтесь, что случилось бы, если каждое семя одуванчика проросло и дало потомство? И так продолжалось бы несколько лет? Подсчитано, что уже за 10 лет потомство только одного одуванчика покрыло бы нашу планету сплошным слоем толщиной 20 см. Но есть растения, приносящие еще больше семян. Так, в коробочке мака насчитывается до 3000 семян, а таких коробочек на одном растении бывает до десяти. Нетрудно подсчитать, сколько семян рассеивает только одно растение мака ежегодно.
Плодовиты и многие животные. Осетр живет около 50 лет. Каждый год он мечет почти 300 тыс. икринок, выметывая за свою жизнь более 15 млн. Если ни одна икринка не пропадет, то потомства одной самки осетра достаточно, чтобы заселить все наши реки. Пара слонов - одного из менее плодовитых животных,- дающая за весь период не более 6 детенышей, за 750 лет потенциально может дать потомство, исчисляющееся в 19 млн. особей. Но ни слоны, ни одуванчики не заполняют собой весь земной шар. Это происходит потому, что далеко не каждый организм доживает до половозрелого возраста: большинство особей погибает из-за недостатка места, пищи, влаги, света и других причин. Противоречие между способностью организмов к неограниченному размножению и ограниченностью средств жизни неизбежно приводит к борьбе за существование.
Борьба за существование и ее формы. Термин борьба за существование Ч. Дарвин использовал в метафорическом смысле, понимая под этим разнообразные взаимоотношения организмов с факторами среды и друг с другом, а не только как прямую борьбу между хищником и жертвой, сопровождающуюся кровопролитием и гибелью. Ч. Дарвин выделил три формы борьбы за существование.
I . Внутривидовая борьба протекает наиболее остро, так как все особи вида нуждаются в одних и тех же, причем сильно ограниченных ресурсах - пище, жизненном пространстве, убежищах, местах размножения. Каждый вид обладает комплексом приспособлений, уменьшающих возможность столкновения между особями (разметка границ индивидуальных участков, сложные иерархические отношения в стаде, стае и т. п.). Однако видовые приспособления, приносящие пользу виду в целом, часто наносят вред отдельным особям, приводят их к гибели. Например, зайцы-русаки при недостатке корма отгоняют конкурента от хороших участков выпаса, дерутся, преследуя самку. Внутривидовая борьба играет большую роль в эволюции, приводя к гибели отдельных особей вида, она обусловливает процветание вида в целом, способствует его совершенствованию.
Примером борьбы за существование является благоприятствование одного вида другому без ущерба для себя (птицы и млекопитающие распространяют плоды и семена), взаимное приспособление видов друг к другу (цветки и их опылители). Таким образом, межвидовая борьба приводит к эволюции обоих взаимодействующих видов, к развитию у них взаимных приспособлений. Межвидовая борьба усиливает и обостряет внутривидовую борьбу.
III . Борьба с неблагоприятными условиями неорганической природы также усиливает внутривидовое состязание, так как особи одного вида конкурируют за пищу, свет, тепло и другие условия существования. Неслучайно про растение в пустыне говорят, что оно борется с засухой. В тундре деревья представлены карликовыми формами, хотя и не испытывают конкуренции со стороны других растений. Победителями в борьбе оказываются наиболее жизнеспособные особи (у них более эффективно протекают физиологические процессы, обмен веществ). Если биологические особенности передаются по наследству, то это в конечном счете приведет к совершенствованию видовых приспособлений к среде обитания.
Естественный отбор. Явление изменчивости было известно давно. Давно была известна и способность организмов размножаться в геометрической прогрессии. Но именно Ч. Дарвин сопоставил эти два явления в природе и сделал гениальный вывод, кажущийся нам сейчас таким простым: в процессе борьбы за существование выживают лишь те организмы, которые отличаются какими-то полезными в данных условиях особенностями. Следовательно, вероятность выживания неодинакова: особи, обладающие хотя бы незначительными преимуществами над остальными, имеют больше шансов выжить и оставить потомство. Процесс сохранения одних особей за счет гибели других Ч. Дарвин назвал естественным отбором . Сам термин «отбор» имеет условное значение, так как никакого отбирающего лица в природе нет. В роли оценщиков новых признаков и свойств выступают условия среды. Выбор термина оправдан аналогией между выживанием особей в природных условиях и искусственным отбором. Действительно, материалом, как для естественного, так и для искусственного отбора являются мелкие наследственные изменения, которые накапливаются из поколения в поколение. Однако скорость действия искусственного отбора значительно выше (иногда сорт или порода создаются человеком в течение его жизни), и результат его - создание форм, полезных человеку. Естественный отбор без устали и перерыва происходит в течение многих веков и приводит к образованию форм, приспособленных к среде обитания.
Министерство образования Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный инженерно-экономический университет
«Эволюционная теория Чарльза Дарвина».
Работу выполнила: Работу принял:II курс Виктор Ефимович
Сообщение о , английском ученом и натуралисте, Вы прочтете в этой статье.
Чарльз Дарвин вклад в науку
Он создал эволюционную теорию, обосновав ее научно. Учение Чарльза Дарвина о естественном отборе изложено в его главном труде «Происхождение видов путем естественного отбора» 1859 года издания.
Чарльз Дарвин вклад в биологию
Английский ученый считал, что борьба за существование и наследственная изменчивость являются движущими силами эволюции. Борьба обуславливает естественный отбор, в ходе которого выживают только самые приспособленные особи определенного вида. В процессе размножения их наследственные изменения суммируются и накапливаются. Сегодня учение Дарвина называется «дарвинизм» или «эволюционное учение». Но давайте рассмотрим более подробно, как естествоиспытатель Чарльз Дарвин пришел к открытию своей теории.
Прежде всего, он изучил достижения предшественников и совершил несколько поездок в Южную Америку с целью изучения геологических отложений скелетов гигантских неполнозубых животных. Также ученый исследовал на Галапагосских островах предков юрков, которые перелетели сюда с материка и приспособились к новым для них источникам питания: нектару, твердым семенам и насекомым. Чарльз Дарвин задумался о том, что видовые изменения животных обусловлены их приспособлением к новым условиям жизни. Вернувшись домой, он поставил перед собой задачу – решить вопрос происхождения видов. В 1859 году он в книге «Происхождение видов путем естественного отбора» обобщил собранный эмпирический материал по биологии и селекционной практики, опираясь на наблюдения, сделанные во время путешествий. Потом были еще две книги с фактическими материалами: «Изменение домашних животных и культурных растений» (1868 год), «Происхождение человека и половой отбор» (1871 год). Выдвинутая им теория естественного отбора, когда в мире выживают более сильные и приспособленные виды, сделали его авторитетным ученым в мире науки.
Основу теории Дарвина составляет свойство наследственности: способность организма повторять тип обмена веществ своих предшественников в индивидуальном развитии. Это обеспечивает постоянство и многообразие форм жизни. Дарвин даже придумал так именуемый девиз для своей теории – «борьба за существование». Это понятие используется ученым для описания взаимодействия между организмами и абиотическими условиями. Данные условия приводят к тому, что выживают только самые приспособленные особи, а менее приспособленные погибают.
Достижения Чарльза Дарвина
Кроме теории эволюции он увлекался изучением психологии. В 1872 и 1877 годах он издал работы «О выражении ощущений у животных и человека», «Инстинкт», «Биографический очерк одного ребенка». Ученый был первым, кто использовал в психологии объективный метод изучения как форму наблюдения, а не эксперимента. Английский натуралист также впервые исследовал психическое явление выражение эмоций через принцип объективного анализа.
Заслуга Дарвина состоит в том, что он раскрыл главные движущие силы эволюции. Он объяснил изменение организмов действием законов природы, без вмешательства сверхъестественных сил. В основу своего объяснения эволюции Ч. Дарвин положил три главных фактора: изменчивость организмов; борьба за существование; естественный отбор.
Слайд 12 из презентации «Развитие эволюционного учения Дарвина» . Размер архива с презентацией 862 КБ.Биология 9 класс
краткое содержание других презентаций«Состав мороженого» - Технология приготовления мороженого. Обнаружение углеводов. Мороженое – польза или вред. Обнаружение белков в мороженом. Энергетическая ценность исследуемого мороженого. Исследование химического состава мороженого. Обнаружение жиров. Мороженое является одним из самых любимых продуктов питания населения. Обнаружение остатков. История происхождения мороженого. Определение наличия ионов железа. Состав мороженого.
«Витамины и их роль» - Витамины группы В. Анаболик. Витамин Н. Витамины. Витамины группы Е. Витамины группы Р. Производные порфирина. Билирубиноиды. Витамин F. Производные коррина. Антивитамины D3. Применяют для лечения хронических анемий. Инозит. Витамин N. Провитамины А. Равноценные формы. Витамины группы Q. Витамины группы К. Антивитамины К. Витаминоподобные вещества. Ферментативное превращение. Витамины группы D. Суточная потребность.
«Изменчивость признаков организмов» - Биологическое значение наследственности. Генные мутации. Комбинативная изменчивость. Изменчивость. Мутация. Изменчивость признаков у организма. Мутационная изменчивость. Способность организма изменяться в процессе онтогенеза. Ненаследственная изменчивость. Геномные мутации.
«Органогенез» - Эксперименты на амфибиях показали, что мезодерма играет важную роль в закладке пространственной организации уже на самых ранних стадиях становления общего плана строения тела. У химерных зародышей мыши, например, перемешиваются клетки двух исходных морул, вследствие чего во взрослом организме хаотически перемешаны клетки двух генотипов. Изменение характера экспрессии различных кадгеринов тесно коррелирует с изменением ассоциации клеток в процессе гаструляции, нейруляции и формирования сомитов, такие изменения в раннем эмбриогенезе могут регулироваться и по крайней мере частично зависеть от распределения кадгеринов.
«Эндокринная система человека» - Железы. Гипоталамо-гипофизарная система. Ферменты. Половые железы. Свойства гормонов. Выделение секрета. Щитовидная железа. Взаимосвязь между нервной и эндокринной системой. Эндемический зоб. Эндокринная регуляция функций организма человека. Функции гормонов. Разрастание тканей. Гипофиз. Железы смешанной секреции. Гормоны. Железы внутренней секреции. Надпочечники. Тимус. Эндокринная регуляция. Железы внешней секреции.
«Эволюция живого мира» - Искусственный отбор. Микроэволюция. Учение об изменчивости. Уровни организации живой материи. Учение о градации. Основные свойства живых организмов. Чарльз Роберт Дарвин. Теория Ч. Дарвина о происхождении видов. Эволюция живого мира на Земле. Критерии вида. Карл Линней. Естественный отбор. Макроэволюция. Дарвинизм. Жан Батист Ламарк. Свойства живых организмов. Приспособленность организмов к условиям внешней среды.
На сегодняшний день отношение к теориям Дарвина в обществе нельзя назвать однозначным. Одни считают ее научной истиной, другие противопоставляют религиозному мировоззрению. Чарльз Дарвин - выдающийся английский натуралист, который одним из первых пришел к важному для биологии выводу, что все типы живых организмов эволюционируют от общих предков. В своей теории, которая была описана им в книге «Происхождение видов», главным механизмом эволюции он назвал естественный отбор. По сей день его взгляды не потеряли своей актуальности, а многие из идей лежат в основе биологической науки. Вклад этого исследователя в биологию сложно переоценить.
Основа биологического знания
Главный вклад Дарвина в биологию заключается в создании эволюционной теории, являющейся основанием всей современной биологии. Один из основателей так называемой синтетической теории эволюции, Ф. Г. Добржанский, считает, что «ничто в биологии не может иметь смысла, кроме как в свете эволюционной теории». В любом школьном учебнике описывается, что земноводные произошли от рыб, а рептилии, в свою очередь - от земноводных. Можно сказать, что, до того как была создана теория эволюции (основной вклад Ч. Дарвина в биологию), этой науки как таковой и не существовало. Для того чтобы изучать данную дисциплину, нужно было получать медицинское или же богословское образование.
Как и в любой другой отрасли научного знания, в теории эволюции намного больше вопросов, нежели ответов. Вопрос о том, какой вклад в биологию внес Чарльз Дарвин, актуален и в свете современных исследований. Порядка 80 лет назад на основе данной концепции была создана так называемая синтетическая теория эволюции. Однако даже она сейчас считается устаревшей. Биологи говорят о третьем пересмотре эволюционной концепции и создании ее нового варианта, в котором были бы объединены знания из области генетики, палеонтологии, зоопсихологии, эмбриологии и других дисциплин.
Образование видов
Вклад Дарвина в биологию состоит и в том, что он сумел частично ответить на непростой вопрос о том, как образуются новые виды. Однако сам ученый признавался, что данная проблема далека от своего окончательного решения.
Основное свойство каждого биологического вида заключается в том, что он не может скрещиваться с другими видами - именно так он получает возможность функционировать в качестве автономной биологической единицы. Это свойство носит название репродуктивной изоляции. Оно реализуется при помощи нескольких механизмов.
Как образуются новые виды
В первую очередь, это разница в местообитаниях. Также это разница брачной окраски, несходство брачных ритуалов, отсутствие жизнеспособности у межвидовых гибридов. На начальных стадиях процесса видообразования ареал вида животных, являющийся предковым, разделяется на несколько изолированных друг от друга популяций. В этих отделенных друг от друга группах и накапливаются межвидовые различия. По прошествии некоторого времени эти популяции могут еще раз вступить между собой в контакт. Если при этом возникнет гибридизация, то это потомство должно быть менее приспособленным, чем родительские формы. Через какое-то время гибридизация останавливается, и процесс видообразования считается завершенным. Так предсказывает разработанная Чарльзом Дарвином теория эволюции.
Половой отбор
Вклад Дарвина в биологию состоит и в том, что именно он выдвинул оригинальную для своего времени идею о половом отборе в природе. В настоящий момент накоплено огромное количество доказательств в пользу этой теории. Дарвин понял, что у животных есть немало характеристик, которые не могут быть объяснены лишь адаптацией к условиям окружающей среды.
К примеру, роскошные перья у некоторых типов птиц (к примеру, у павлина) не могут быть названы адаптивными. Кроме того, такое оперение делает птицу еще более уязвимой для хищных животных. Также оно требует поступления в организм дополнительных питательных веществ с целью поддержания формы и окраски оперения. Ученый пришел к выводу, что эволюция, скорее, является проблемой размножения, нежели вопросом выживания видов. Любые признаки, которые передаются по наследству, и являются преимуществом в процессе спаривания, имеют тенденцию к распространению в популяции животных.
Типы полового отбора
Вклад Чарльза Дарвина в биологию состоит и в том, что, помимо выдвижения теории о половом отборе, он смог ее конкретизировать, выделив два типа этого механизма эволюции. Первый тип, иначе называемый соперничеством «самец-самец», - это состязание особей мужского пола за внимание самок. Такой тип соперничества помогает самцам развивать наиболее адаптивные признаки: например, большие рога, крепкие копыта. Вторая форма - это выбор самкой партнера для спаривания. В таком случае те черты, которые самки предпочитают в самцах, получают наибольшее распространение в популяции.
Рассматривая вклад Чарльза Дарвина в биологию, нельзя не упомянуть его слова о том, что предпочтения самок можно сравнить с действиями по выведению новых пород животных у людей. Ученый говорил: «У каждого животного есть определенные черты, индивидуальные отличия. Точно так же, как человек может выводить понравившийся вид домашних птиц, так и предпочтения самок во внешности самцов практически однозначно приведут к изменению и модификации признаков в популяции. Эти изменения могут достигать с течением времени любых масштабов, которые будут совместимы с жизнью вида».
Как другие ученые приняли концепцию Дарвина
Однако вклад Дарвина в развитие биологии не был по достоинству оценен учеными того времени. Например, теорию полового отбора принял биолог и статистик Р. И. Фишер с несколькими коллегами. Причиной того, что многие идеи не были восприняты обществом того времени, были патриархальные нравы. Ведь Дарвин жил в викторианскую эпоху, и его теория полового выбора практически не принималась во внимание, так как наделяла самок большой ролью в процессе эволюции. Сравнительно до недавнего времени данная теория не принималась учеными.
Дополнения Фишера
Фишер дополнил концепцию Дарвина несколькими концепциями о неконтролируемом половом отборе. Ученый назвал этим термином такой тип селекции, при котором формируется положительная обратная связь между выбором самок определенных черт в самцах, что и приводит к распространению этих черт. Например, павлиний хвост может эволюционировать и дальше до тех пор, пока не затруднит выживание этого вида. Ученый Захави выдвинул концепцию о том, что самки предпочитают крайне выраженные особенности, поскольку только здоровый организм может поддерживать такие признаки (лишь у полноценного павлина хвост может постоянно поддерживаться в таком состоянии).
Вклад Дарвина в биологию, кратко описанный в статье, очень велик. С самого детства Дарвин любил биологию, проявлял интерес к окружающему миру. Именно поэтому им и было сделано столько значимых достижений. Без Дарвина невозможно представить современную науку о природе. Кратко вклад Дарвина в биологию можно описать следующими тезисами:
- Стал первым ученым, сумевшим объяснить теорию эволюции видов.
- Открытия Дарвина стали основанием для современной синтетической эволюционной концепции.
- Дарвин сделал весомый вклад в развитие генетики, так как доказал возможность изменения видовых признаков при помощи искусственного вмешательства.
Вклад в биологию Чарльза Дарвина кратко описать очень сложно, поскольку на его открытиях базируется вся эта дисциплина. Эволюционная теория - это практически неисчерпаемая область знаний. Множество вопросов ждут ученых нового поколения, которые на основании открытий Дарвина смогут выдвинуть новые теории и заполнить пробелы в концепциях современности.
Вклад Дарвина в развитие биологии стал возможным благодаря его умению выявлять важнейшие факты и явления, которые находятся в тесной связи с самыми главными вопросами в области естествознания. В те времена вопрос о происхождении видов еще не был поставлен перед учеными в ясной форме, однако Дарвин уже тогда обратил внимание на те феномены, которые содержали в себе ключ к решению этого непростого вопроса.
Профессиональный выбор Дарвина
Многие, кто интересуется тем, какой вклад в биологию внес Дарвин, бывают удивлены его биографическими данными. Ведь в 1831 году молодой Чарльз окончил университет с удовлетворительными оценками, как и многие другие из его товарищей. Сделать окончательный выбор в пользу биологических исследований ему помог профессор ботаники Дж. Хенслоу. Именно он вовремя обратил внимание на неординарные способности молодого Дарвина.
Путешествие
В 1831 году исследователь начал свое знаменитое путешествие на корабле под названием «Бигль», без которого вклад Чарльза Дарвина в развитие биологии вряд ли смог бы осуществиться. Плавание длилось 5 лет. За это время ученый посетил множество мест: Чили, Перу, Бразилию, а также Галапагосские острова. На каждом из них существует своя замкнутая фауна. И с самого начала своего исследования Дарвин серьезно заинтересовался теми способами, при помощи которых происходило переселение животных и растений. Немалый интерес вызвали у ученого и переходные формы между видами, которые у других исследователей вызывали только досаду, так как не вписывались в существующие тогда теории.
После путешествия
Вклад Дарвина в биологию не был по достоинству оценен учеными того времени, однако большую популярность среди простого населения получил его дневник путешествий. Он был написан очень простым языком. Хотя Чарльза Дарвина нельзя было назвать блестящим литератором, но любовь к окружающему миру и наблюдательность искупали несовершенства изложения.
Когда Дарвин вернулся из экспедиции, ему было 27 лет. И вопрос о его дальнейшей карьере разрешился словно сам собой, без каких-либо трудностей. Дарвин не считал себя кем-то, кто способен «двигать научное знание вперед». Просто на руках у него было огромное количество материала, а сам он уже составлял планы дальнейших исследований. Ученый так и сделал и следующие два десятка лет провел, обрабатывая те материалы, что были у него на руках.
Эволюция... основное условие, которому
должны отныне подчиняться и удовлетворять
все теории, гипотезы, системы, если они хотят
быть разумными и истинными...
П. Тейар де Шарден
Как развивались эволюционные идеи до Дарвина? В чем состоит суть учения Ч. Дарвина? Какие существуют доказательства эволюции живых существ? Как исследуют эволюционный процесс?
Урок-лекция
Процессы становления и развития жизни на Земле невозможно понять без знания основных принципов эволюции живых организмов. Значение этих концепций выходит далеко за рамки одной науки - биологии. Широкое внедрение представлений об эволюции органического мира в XIX в., наряду с открытием законов термодинамики, послужило мощным толчком для перехода от механистической картины мира к эволюционной, к развитию идеи глобального эволюционизма.
ЭВОЛЮЦИОННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ДО ДАРВИНА . Идеи единства и развития живой природы прослеживаются уже в трудах древних мыслителей Индии, Китая, Месопотамии, Египта и Греции. Эти идеи получили второе рождение по окончании Средневековья в эпоху Возрождения и особенно распространились в XVII-XVIII вв. и первой половине XIX в., когда происходило интенсивное накопление натуралистами фактического материала, развивались сравнительная анатомия, биогеография, палеонтология. Идеи эволюционизма высказывались многими учеными, но они еще не сложились в цельное учение об эволюции.
Джордж Ричмонд. Ч. Дарвин
Доминирующие же взгляды в то время опирались на два тезиса: природа абсолютно неизменна и всякий организм изначально целесообразен (иными словами, кошки сотворены для поедания мышей, а мыши - для того, чтобы быть съеденными кошками). Принятие этих тезисов с неизбежностью приводит к признанию «творца всего сущего». Отсюда и название всех течений такого рода - креационизм (от лат. сотворение). Выразителем подобных идей был и «отец систематики» Карл Линней, который считал, что «видов столько, сколько различных форм сотворила предвечная сущность».
Честь создания первого эволюционного учения принадлежит Жану-Батисту Ламарку (1744-1829). По его мнению, эволюция - результат внутреннего стремления организмов к совершенству, которое заложено Творцом. Виды же, согласно Ламарку, образуются путем приспособления к внешним условиям. Эти приспособления всегда целесообразны и наследуемы. Например, длинные ноги болотных птиц Ламарк объяснял их стремлением не окунать тело в воду. Птицы прикладывали усилия для удлинения ног и в результате длительной привычки («упражнения органов», по Ламарку) их ноги от поколения к поколению постепенно удлинялись. Фактического подтверждения эти взгляды не имели, и представления Ламарка об эволюции не получили широкого распространения среди современников.
КЛАССИЧЕСКИЙ ДАРВИНИЗМ . Основная заслуга Чарлза Дарвина заключается в том, что он впервые вскрыл механизм эволюции, объяснив процесс образования новых видов.
Дарвин обратил внимание на то, что каждый вид потенциально способен производить намного больше особей, чем доживает до взрослого состояния (вспомним материал § 34). Выживает только небольшая часть, остальные же гибнут в борьбе за существование. Это первый важный вывод. Далее Дарвин отметил известный факт, что среди всех растительных и животных организмов наблюдают изменчивость признаков, даже в потомстве одной пары родителей нет совершенно одинаковых особей.
Изменчивость может быть наследственной и ненаследственной. Только первая имеет значение для эволюции. По современным представлениям в этом случае изменения затрагивают генотип особи, а потому признак может передаваться потомству. Ненаследственная же изменчивость - это один из вариантов проявления признака в пределах одного генотипа. Например, при абсолютно одинаковом генотипе растения могут образовывать широкие листья, если они развиваются в тени, или же узкие - при хорошей освещенности.
Сопоставив изменчивость и борьбу за существование, Дарвин сделал важнейший вывод: в природе идет избирательное уничтожение одних особей и размножение других. Это и есть естественный отбор . В борьбе за существование даже ничтожные отличия могут давать особи преимущества. Такие особи выживают и размножаются, причем тот признак, который дал им преимущество в борьбе за существование, наследуется их потомками. В результате число особей, обладающих признаком, благоприятным в конкретных условиях, становится все больше и больше, и они на определенной территории полностью вытесняют остальных особей этого вида. Формируется группа особей, обладающих новым приспособлением - адаптацией к существованию в данных условиях, а на ее основе может в дальнейшем появиться новый вид.
Следует помнить, что приспособление никогда не бывает окончательным и универсальным. Например, белая окраска зайца-беляка выручает его зимой, но весной и осенью, наоборот, выдает хищнику. В процессе эволюции происходит «шлифовка» адаптаций, их все более точная подгонка под определенные условия существования. Но и условия эти непостоянны, и их изменение дает толчок для закрепления отбором новых признаков. Поэтому процесс эволюции не останавливается, свидетельством чему служит то многообразие живых существ, которые населяли и ныне населяют нашу планету.
Одно из доказательств реальности существования отбора Дарвин усматривал в происхождении пород домашних животных и сортов растений. При их выведении человек сознательно или бессознательно оставлял для размножения особи, у которых в наибольшей степени был выражен полезный признак. Иными словами, он проводил искусственный отбор , в результате которого и были выведены породы и сорта с полезными для человека свойствами. Эти свойства для самих растений или животных могут быть вредными. При естественном же отборе отбираются только те признаки, которые повышают шанс оставить потомство.
Суть эволюционной теории Дарвина заключается в том, что исходный материал для эволюции поставляет наследственная изменчивость, а естественный отбор выбраковывает менее приспособленные к данным условиям обитания варианты и оставляет наиболее приспособленные. Следовательно, отбору принадлежит движущая роль в процессе эволюции.
ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ЭВОЛЮЦИИ И МЕТОДЫ ЕЕ ИЗУЧЕНИЯ . Мы уже неоднократно подчеркивали, что молекулярная организация живого едина. Способы хранения, передачи и реализации генетической информации, механизмы пластического и энергетического обмена, фотосинтез, ферменты, обеспечивающие эти процессы, сходны у всех групп живых организмов, что свидетельствует о единстве происхождения жизни.
Палеонтология , наука об ископаемых организмах, фактически непосредственно исследует процесс эволюции. Изучая распределения остатков живых организмов (окаменелостей, отпечатков, мумий) в горных породах, можно получить объективную информацию о жизни в далекие геологические времена. Прослеживается отчетливая закономерность: уровень организации живых существ усложняется по мере перехода от древних земных слоев к новым.
Анализируя ископаемые организмы из следующих друг за другом слоев, можно получить истинную последовательность возникновения и изменения форм в эволюции (рис. 97).
Рис. 97. Последовательность изменения ископаемых форм моллюска рода Гираулюс
Биогеография , наука, изучающая закономерности распространения и распределения живых существ на Земле, позволяет анализировать ход эволюционного процесса в разных масштабах. Зная время обособления тех или иных участков суши, морей и островов, можно сопоставить изменения флоры и фауны, которые произошли в разделенных преградой районах. Например, фауна Северной Евразии и Северной Америки сходна, поскольку еще относительно недавно оба континента соединялись Берингийским мостом, и разъединивший их Берингов пролив появился всего лишь около 1 млн лет назад. Иное дело - Австралия, которая более 120 млн лет не соединялась с другими материками. За это время здесь самостоятельно развилась фауна сумчатых и яйцекладущих млекопитающих.
Морфология позволяет путем изучения сходства в строении организмов выявить родство сравниваемых форм. Например, различные по внешнему виду и функциям конечности млекопитающих состоят из сходных элементов: лопатки, костей плеча, предплечья, запястья, пясти и фаланг пальцев. Сопоставление сходных органов родственных групп позволяет определить последовательность эволюционных преобразований.
Так в ряду тапир - лошадь прослеживается редукция числа пальцев, что связано со сменой местообитания и образа жизни животных (рис. 98). Тапир обитает во влажных тропических лесах, а лошадь держится на открытых пространствах. Для быстрого бега, что служит залогом спасения от хищников на открытой местности, наиболее выгодна опора на один палец, так как обеспечивает быстрое отталкивание.
Рис. 98. Сравнительно-анатомический ряд передних конечностей
Доказательством эволюции служат и обнаруживаемые у живых организмов рудиментарные органы. У китообразных, например, в скелете сохраняются небольшие тазовые косточки, что подтверждает факт их происхождения от наземных млекопитающих с развитыми задними конечностями. У человека примером рудиментарных образований могут служить ушные мышцы, аппендикс, зубы мудрости. Иногда наблюдаются случаи возврата к признакам предков - атавизмы. У человека атавизмами являются хвост, мощный волосяной покров на поверхности тела и др.
Эмбриология располагает целым арсеналом методов для изучения эволюционного процесса. Сравнительный анализ ранних этапов онтогенеза позвоночных показал, что эмбрионы рыб, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих вначале очень сходны, затем появляются признаки, характерные для рыб и амфибий, еще позже - особенности рептилий, птиц и млекопитающих (рис. 99). Таким образом, в ходе развития зародыша повторяются определенные черты развития предковых форм, притом на ранних этапах это признаки далеких предков (менее родственные формы), а на поздних - близких.
Рис. 99. Сравнение зародышей позвоночных на разных стадиях развития
Один из широко распространенных методов молекулярной биологии основывается на анализе замен нуклеотидов в определенном участке генома. Для анализа родства между организмами сравнивают одинаковые участки их ДНК. Чем больше различий в последовательности нуклеотидов, тем дальше отстоят друг от друга сравниваемые организмы. Полученные данные обрабатывают при помощи специальных компьютерных программ, которые позволяют реконструировать пути эволюции исследуемой группы живых существ.
Многочисленные данные однозначно свидетельствуют о единстве происхождения всех населяющих Землю живых существ и подтверждают факт их эволюции. Использование методов палеонтологии, биогеографии, морфологии, эмбриологии и молекулярной биологии позволяет определить родственные связи между живыми организмами и исследовать особенности протекания эволюционного процесса
- Какая форма изменчивости наиболее важна для эволюции?
- Объясните механизм действия естественного отбора?
- Какие факты говорят в пользу единства органического мира?
- Какими группами доказательств эволюции располагает современная наука?
- чем отличие естественного отбора от искусственного?