В чем заключается заслуга дарвина
Теория Дарвина
Сегодня немного поговорим об эволюционном учении Ч.Дарвина.
С именем знаменитого англичанина Чарльза Дарвина (1809 — 1882) связана одна из основных страниц в истории становления современной биологии
Конечно, к середине XIX века, когда вышел первый труд Ч.Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора…»(1959), идеи креационизма о неизменности мира живых существ, были существенно подорваны (в основном эволюционным учением Ж.Б.Ламарка). Что же нового «изобрел» Ч.Дарвин? В чем заключается теория Дарвина?
Главная заслуга Ч.Дарвина в том, что он первым четко сформулировал положение об основных факторах эволюции и установил движущую силу эволюции. …..
Почему же мы хорошо знаем Ч.Дарвина, признаем его учение «дарвинизм» и не помним А.Уоллеса? Дело в том, что Уоллес (честнейший и лишенный тщеславия человек) сам отдал по-справедливости пальму первенства Дарвину. И не ирония ли судьбы: сам термин дарвинизм закрепился в науке именно благодаря А.Уоллесу, опубликовавшему в 1875 году книгу под названием «Дарвинизм».
Итак, факторы эволюции по Ч.Дарвину:
3. Борьба за существование
Как мы теперь знаем, наследственность и изменчивость — это «две стороны одной медали»: наследственной информации, находящейся в ДНК (хромосомах) ядра клетки.
Передаваясь из одной клетки в другие при бесполом размножении (митозе) в неизменном виде, ДНК обеспечивает явление наследственности. Что несомненно очень важно для существования организмов в относительно стабильных условиях внешней среды.
Мутации в той же ДНК и различные возможные комбинативные перетасовки генетического материала при мейозе и последующем половом размножении, обеспечивают изменчивость организмов, приспособляемость их к различным новым, постепенно меняющимся условиям внешней среды.
Третий фактор эволюции по Дарвину — борьба за существование проистекает из того, что способность живого к размножению очень высока. Ресурсы же питания и просто само «место под солнцем» на Земле ограничены и выживают далеко не все рожденные особи.
Всей этой триадой факторов эволюции: наследственностью, изменчивостью и борьбой за существование «заправляет» в природных условиях, как додумался Ч.Дарвин, естественный отбор.
Именно естественный отбор обеспечивает такое гармоничное существование более двух миллионов различных видов организмов на Земле, их приспособленность к всевозможным местообитаниям и к взаимодействию друг с другом.
Ну вот, вроде бы всё должно быть вам понятно. По Дарвину есть факторы эволюции, есть движущая сила эволюции. Да, вам понятно, но только непонятно самим авторам-составителям тестов по ЕГЭ. Остается удивляться чью «светлую голову» посетило такое творчество: вот одно из тестовых заданий ЕГЭ, предлагаемых учащимся авторами ФИПИ в Открытом банке заданий ЕГЭ по биологии.
Наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор – это
1) свойства живой природы
2) результаты эволюции
3) движущие силы эволюции
4) основные направления эволюции
Но есть все же одно небольшое оправдание в пользу авторов этого вопроса. Дело в том, что по современной синтетической теории эволюции (СТЭ) к факторам эволюции относятся: мутационная и комбинативная изменчивость, популяционные волны, дрейф генов, изоляции. Но и по СТЭ движущая сила эволюции одна — это естественный отбор.
В связи с последним пунктом, как репетитор ЕГЭ по биологии, очень советую вам вспомнить такую форму биологического прогресса как общая дегенерация.
Основные формы биологического прогресса, которые рассмотрим в следующей статье, ароморфозы (или морфофизиологический прогресс) и идиоадаптации (или алломорфозы) запоминаются, как правило, хорошо. А вот то, что и общая дегенерация — это третья форма биологического прогресса чаще всего забывается.
Уважаемые посетители блога, у кого возникнут вопросы к репетитору биологии по Скайпу, пишите в комментариях.
У меня на блоге вы можете приобрести ответы на все тесты ОБЗ ФИПИ за все годы проведения экзаменов по ЕГЭ и ОГЭ (ГИА).
Учение Ламарка и Дарвина
Ламаркизм
В начале XIX века французским ученым, Жаном Батистом Ламарком было создано эволюционное учение, в основе которого лежит внутреннее присущее организмам стремление к совершенству. Эта теория тесно переплелась с идеями креационизма, самозарождения жизни, поэтому ее трудно уложить в рамки современной науки.
Исходя из этой теории, органы, которыми животное усиленно пользуется, развиваются, а те, которые мало применяются, атрофируются и постепенно исчезают. Ламарк считал, что возникшие в органах изменения наследуются.
Если вы касались генетики, для вас должна быть очевидна ошибочность этих суждений. Разве могут изменения в соматических клетках наследоваться (на самом деле, у гидры при почковании могут, но у большинства животных это невозможно!). Только представьте: человек потерял на войне несколько пальцев руки, после войны у него рождается ребенок. Неужели можно предполагать, что и его ребенок родится без этих нескольких пальцев, которые отец потерял на войне?
Сейчас не вызывает сомнения, что потомству передается генетическая информация, лежащая в половых клетках (гаметах), но никак не в соматических.
Учение Дарвина
Возникновению учения Дарвина предшествовал ряд событий, о которых нельзя не упомянуть. Капитализм, начавшийся бурным развитием в первой половине XIX века в Англии, способствовал развитию промышленности и науки. Большие успехи делались естественными науками, учеными описывались новые виды животных и растений, селекционеры выводили новые породы и сорта.
И, конечно же, легендарное кругосветное путешествие Чарльза Дарвина на корабле «Бигль» c 1831 по 1836 год, во время которого он сделал очень важные наблюдения. Это путешествие сыграло решающую роль в возникновении учения.
Во время путешествия Чарльз Дарвин заметил отличия между галапагосскими вьюрками, населяющими острова. У них имелись разнообразные формы клювов, что позволило им занять разные экологические ниши. Этот факт в дальнейшем позволит Чарльзу Дарвину сделать важнейший вывод о причинах расхождения признаков.
Свои эволюционные идеи Чарльз Дарвин сформулировал в труде «Происхождение видов путем естественного отбора», опубликованного в 1859 году.
Именно в результате накопления особями таких различий, возникают новые виды, отличающиеся друг от друга по строению, физиологии и пр. Этим можно объяснить разнообразие форм клювов у вьюрков, на которые обратил внимание Дарвин.
Многие ошибочно приписывают фразу «Человек произошел от обезьяны» Дарвину, это не совсем верно. Лучше всего в этом вопросе дать слово самому Дарвину: «Так как человек, с генеалогической точки зрения, принадлежит к узконосым обезьянам Старого Света, то мы должны заключить, сколько бы ни протестовала наша гордость против подобного вывода, что наши древние родоначальники должны быть отнесены к этому семейству. Мы не должны, однако, впасть в другую ошибку, предполагая, что древний родоначальник всего обезьяньего рода, не исключая и человека, был тождественен или даже близко сходен с какой-либо из ныне существующих обезьян.»
Синтетическая теория эволюции (СТЭ)
Я должен предупредить вас, что некоторые термины, скорее всего, окажутся новыми. Обязательно вернитесь к эволюционным теориям, когда тщательно освоите генетику и научитесь решать генетические задачи, тогда вам откроются эти теории во всей своей красе.
В СТЭ авторы стремились обобщить все открытые генетикой факты и связать их с дарвинизмом. Большой вклад в создание СТЭ внесли Северцов А.Н. и Шмальгаузен И.И.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Лекция по Биологии на тему «Эволюционное учение Ч. Дарвина»
УЧЕБНАЯ ДИСЦИПЛИНА: БИОЛОГИЯ
Тема: ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ЭВОЛЮЦИОННОЙ ТЕОРИИ Ч. ДАРВИНА
Изучите лекционный материал по теме
Выполните тестовое задание (см. приложение).
Теория эволюции утвердилась в биологии благодаря работам Ч. Дарвина, который в 1859 году опубликовал свой труд «Происхождение видов путем естественного отбора».
Дарвин впервые поставил всю биологию на материалистическую основу и объяснил происхождение видов (их эволюцию).
Основными положениями эволюционной теории Дарвина являются, учение о наследственности, изменчивости и естественном отборе.
Главная заслуга Ч. Дарвина в том, что он раскрыл движущие силы эволюции. Он материалистически объяснил возникновение и относительный характер приспособленности действием только естественных законов, без вмешательства сверхъестественных сил.
Учение Дарвина в корне подрывало метафизические представления о постоянстве видов и сотворении их Богом. Он научно обосновал взаимосвязь между изменчивостью, наследственностью и отбором и доказал, что главной движущей силой эволюции является естественный отбор.
Моделью процессов, происходящих в природе, послужила для Дарвина практика сельского хозяйства в Англии. Он обратил внимание на то, что селекционеры могут очень быстро вывести новый сорт растений или породу домашних животных, отбирая среди большого числа особей те, у которых желаемый признак наиболее выражен. Такой способ был назван искусственным, т.е. осуществляется человеком. Искусственный отбор – направленное накопление признаков на пользу человека. Различают сознательный и бессознательный искусственный отбор.
1. Сознательный – проводится в соответствии с поставленной целью, намеченной селекционером.
2. Бессознательный – когда человек не ставит перед собой цели, а просто устраняет менее ценные особи и оставляет на племя лучшие.
Искусственный отбор проводится при наличии изменчивости – способности организмов отличаться от родительских форм. Ч Дарвин отличал определенную (по современной терминологии – модификационная, ненаследственная, групповая), неопределенную (по современной терминологии – генотипическая, наследственная, индивидуальная) и коррелятивную (соотносительную) изменчивость.
Определенная изменчивость – это появление сходных признаков у особей одного вида под влиянием одинаковых условий среды. Например, белокочанная капуста при выращивании в жарких странах не образует кочана.
Эти изменения ненаследственные, т.к. генотип особей при этом не меняется, и при перенесении организмов в исходные условия проявляются первоначальные признаки. Ненаследственная изменчивость способствует приспособлению особей популяции к меняющимся условиям окружающей среды.
Неопределенная изменчивость – возникновение различных изменений у особей одного вида под действием факторов окружающей среды. Неопределенная изменчивость является наследственной, т.к. при этом происходит изменение генетического материала – мутация или комбинация. Например, появление в стаде овец барашка с короткими ногами, признак стал передаваться по наследству и постепенно распространяться среди особей благодаря скрещиванию.
Мутации представляют собой необходимый для отбора материал, т.е. мутации дают элементарный эволюционный материал.
Коррелятивная (соотносительная) изменчивость, выделяемая Ч. Дарвином, это когда изменение одного органа или признака влечёт за собой изменение других органов или признаков. Например, длинные конечности у животных почти всегда сопровождаются длинной шеей
Таким образом, движущими силами, т.е. основой выведения сортов и пород являются: 1) наследственная изменчивость и 2) искусственный отбор, т е отбор, производимый человеком. Искусственный отбор – направленное накопление признаков на пользу человека.
Изучение искусственного отбора помогли Ч. Дарвину познать движущие силы образования видов в естественных условиях:
Отсюда Ч. Дарвин сделал вывод о существовании «борьбы за существования», в ходе которого слабые, неприспособленные к окружающей среде особи погибают, не оставляя потомства, и таким образом генотип, обусловивший меньшую конкурентоспособность особи по сравнению с другими, исчезает из генофонда вида. Более приспособленные особи выживают и оставляют плодовитое потомство.
Ч. Дарвин выделил три основные формы борьбы за существования: внутривидовую, межвидовую и борьбу с условиями неживой природы.
1. Внутривидовая борьба – взаимоотношения между особями одного вида за пищу, самку, территорию – наиболее напряженная, т.к. особи одного вида живут в одинаковых условиях и имеют одинаковые потребности при ограниченности пищевых ресурсов. Внутривидовая борьба сопровождается снижением плодовитости и гибели части особей вида, но это способствует совершенствованию вида и усилению приспособленности к среде обитания.
2. Межвидовая борьба – борьба с особями других видов, имеющими одинаковые потребности (пища, территория), а также с хищниками, паразитами, болезнетворными организмами. Значение межвидовой борьбы для эволюции проявляется в том, что она усиливает и обостряет внутривидовую борьбу, а последняя приводит к совершенствованию вида.
3. Борьба с неблагоприятными условиями (засуха, наводнение, колебания температуры). Данная форма борьбы также усиливает внутривидовую борьбу, способствуя изменению и совершенствованию вида, что приводит к выживанию наиболее приспособленных к конкретным условиям. Таким образом, следствием борьбы за существование является естественный отбор – явление избирательного уничтожения одних особей и преимущественного размножения других, наиболее приспособленных к данной среде существования.
Наследственные изменения у особей одной популяции могут быть вредными, нейтральными и полезными.
Доминантные мутации, положительные для вида, подхватываются отбором и усиливают приспособление видов в первом же поколении. Доминантные отрицательные мутации для данного вида устраняются естественным отбором в первом же поколении.
Рецессивные мутации будут устранятся или закрепляться через несколько поколений, когда их концентрация в генофонде станет большей и они начнут переходить в гомозиготное состояние (аа).
В настоящее время выделяют комбинативную изменчивость, связанную с перекомбинацией генов родителей у потомков, обусловленную кроссинговером, случайным расхождением хромосом в мейозе и случайным сочетанием гамет при оплодотворении. Комбинативная изменчивость ведет к появлению бесконечно большого разнообразия генотипов и фенотипов, т.е. служит источником наследственного разнообразия и основой для естественного отбора.
Следовательно, виды изменяются в процессе приспособления к условиям внешней среды и условия окружающей среды играют роль отбирающего фактора. Материалом для отбора служит наследственная изменчивость, а модификационная (ненаследственная) изменчивость не имеет значения для эволюции поскольку по наследству не передаются.
И наконец движущей силой эволюции (т.е. изменения видов) является естественный отбор – отбор приспособительных признаков на пользу особи, популяции, вида, приводящей к возникновению новых форм.
Факторы эволюции видов (движущие силы)
В современной эволюционной теории ученые выделяют следующие формы естественного отбора: движущий, стабилизирующий, и дизруптивный (разрывающий) 1. Движущий отбор действует в изменяющихся условиях среды и способствует сдвигу среднего значения признака и появлению новых форм. Движущий отбор приводит к закреплению новой нормы реакции организма, которая соответствует изменившимся условиям окружающей среды, неприспособленные формы устраняются. Например, вытеснение исходной светлой бабочки – березовой пяденицы – темноокрашенной.
2. Дизруптивный (разрывающий отбор) – действует на территории с разнообразными условиями существования. Направлен на отбор не одного признака, а нескольких различных, каждый из которых благоприятствует выживанию. Среднее значение признака устраняется. Пример: вьюрки с разной формой клюва на галапагосских островах.
3. Стабилизирующий отбор – действует в постоянных условиях среды.
Отбор направлен против крайних вариантов и благоприятствует особям со средними значениями признака. У насекомоопыляемых растений размеры и форма цветка устойчивы. Цветки, не соответствующие строению насекомых-опылителей, не образуют семян, следовательно, гены, обусловившие отклонение от нормы, устраняются из генофонда популяции.
Относительный характер приспособленности видов
Положение Ч. Дарвина – приспособленность (целесообазность) всегда имеет относительный характер.
Любое приспособление полезно только в тех условиях, в которых оно возникло, при изменении условий оно перестает быть полезным или даже становиться вредным для организма (заяц незаметный для хищников на снегу, хорошо заметен на фоне стволов деревьев и темной земли в бесснежную зиму).
1. Покровительственная окраска – развита у видов, которые живут открыто и могут оказаться доступными для врагов (камбала, кузнечик). Если фон среды не является постоянным в зависимости от сезона года – животные меняют свою окраску (заяц беляк, русак).
2. Маскировка – форма тела и окраска сливаются с окружающими предметами (морской конек, палочники).
3. Предостерегающая окраска – яркая, характерна для ядовитых и жалящих форм (осы, шмели, гремучие змеи).
4. Мимикрия – сходство в окраске, форме тела незащищенных организмов с защищенными (муха журчалка).
Появляющиеся в ходе эволюции приспособления не абсолютны, их целесообразность относительна, т.к. они полезны только в определенных условиях. Стоит измениться условиям среды и признак становится бесполезным и даже вредным
Центральным моментом в теории Дарвина является учение о естественном отборе.
Книга Дарвина «Происхождения видов путем естественного отбора…» вышла в1859 году, и ее успех у читателей превзошел все самые смелые ожидания. Идеи, изложенные в книге, встретили как поддержку, так и ожесточённое неприятие научного и ненаучного сообщества.
Рис. 2. Страница Книги Чарльза Дарвина
Труды Дарвина сразу после выхода переводились на иностранные языки энтузиастами и профессионалами. Примечательно, что русский перевод книги Дарвина «Изменения животных и растений при одомашнивании» (см. Рис. 2) был опубликован раньше, чем вышел ее оригинальный текст на английском языке.
Выдающийся русский палеонтолог В.О. Ковалевский (см. Рис. 3) перевёл эту книгу с издательских гранок, предоставленных ему лично Дарвином, и, опередив британцев, опубликовал ее двумя отдельными выпусками.
Эволюционная теория Чарльза Дарвина имела важное мировоззренческое значение, так как дала ясно понять, что сложное может возникать и развиваться из простого.
Методология дарвинизма распространилась на все биологические дисциплины: ботанику, зоологию, эмбриологию.
Исследователи стали смотреть на объекты изучения с точки зрения эволюционного учения.
Теория Дарвина имела недостатки, свойственные естествознанию того времени. Так, отсутствие генетической теории (и ложные представления о природе наследственности) в 19 веке привело Дарвина к существенным заблуждениям. Он писал, что проявления признаков у потомства – это среднее арифметическое этого признака их родителей.
Такие выводы, приводили к ряду логических ошибок, но в результате способствовали развитию теории Дарвина в дальнейшем.
Кроме того, Чарльз Дарвин вынужден был допустить наследование приобретенных в течение жизни признаков. Он (как и его современники) считал, что в крови животных существуют особые частицы «гемулы». Гемулы должны были, по их мнению, собирать информацию о текущем состоянии органов и переносить её к половым клеткам. Таким образом, в половых клетках постоянно обновлялась бы информация о состоянии организма.
Открытие законов Менделя, хромосомной теории, теории мутагенеза позволило преодолеть накопившиеся противоречия и дало новый толчок к развитию дарвинизма.
5.2. Чарльз Дарвин и его теория эволюции
Бурное развитие капитализма способствовало развитию эмпирической науки. Политико-экономические идеи Адама Смита и Томаса Мальтуса также оказали влияние на формирование теории Ч. Дарвина.
Состояние биологической науки в этот период тоже во многом способствовало появлению эволюционной теории. Основное значение имело энергичное накопление описательного материала и создание на базе этого важных обобщений и закономерностей, имевших впоследствии огромное значение в обосновании эволюционной теории. Важнейшими из них были:
– представления об изменяемости видов;
– единство плана строения;
– представление о смене форм и нарастании в последовательных геологических горизонтах сходства в строении вымерших форм с современными;
– представление об историческом развитии земной коры;
– эволюционное учение Ламарка;
– доказательство зародышевого сходства систематически далеких друг от друга животных;
– зарождение биогеографии и экологии;
Годы жизни Ч. Дарвина 12.2.1809—19.4.1882. О себе Ч. Дарвин писал так:
«Я учился, потом совершил кругосветное путешествие, а потом снова учился: вот моя автобиография».
И действительно, всю его жизнь можно разделить на три этапа: детство-юность, пятилетнее кругосветное путешествие и 46 лет кропотливого, неустанного труда и тихой, размеренной жизни.
Дед Ч. Дарвина, Эразм Дарвин, был врачом, натурфилософом, он не отрицал творца, но верил, что эволюция организмов идёт естественным путём. Свои труды он обычно писал белыми стихами:
Земная жизнь в безбрежном лоне вод
Среди пещер жемчужных океана
Возникла, получив исход
Росла и стала развиваться рано
Восстал растений мир и, средь обилья
Разнообразной жизни в ход пошли
Животных ног, плавники и крылья
Он предполагал, что жизнь зародилась в воде в форме отдельных органов, которые компоновались случайно. Абсолютное большинство полученных форм были нежизнеспособными, но единичные формы содержали все необходимые органы, они оставались в воде или выбирались на сушу и давали начало следующим поколениям.
Отец Чарльза был врачом. В семье было четыре дочери и два сына. Мать умерла, когда Чарльзу было 8 лет. Он недолго обучался в классической школе Батлера, где изучал древние языки, стихосложение, основы истории и географии. В школе царили жестокие порядки, и вскоре отец забирает мальчика. Далее Чарльз получает домашнее воспитание. Увлекался коллекционированием, химическими и биологическими экспериментами. Затем по настоянию отца поступает в Эдинбургский университет, где изучал медицину. Увлекался охотой, рыбалкой, опубликовал первые научные работы о мелких организмах. Но медицина его не заинтересовала, и он оставляет учёбу. По предложению отца в возрасте 18ти лет поступает на богословский факультет Кембриджа, но так и не получает удовлетворения от обучения. Единственное, что удерживало его на факультете, это занятия и экскурсии с профессором Генслоу, который преподавал ботанику, обладал энциклопедическими знаниями в самых разных областях естествознания.
В 1831 г. Чарльз с трудом сдал экзамены на звание бакалавра, оставалось посвящение в сан. В это время он получил приглашение на участие в кругосветном путешествии в качестве натуралиста. 27.10.1831 г. началось знаменитое кругосветное плавание.
Цель экспедиции – картографическая съемка преимущественно Южной Америки. В то время когда моряки проводили картографические съёмки, Ч. Дарвин совершал длительные экскурсии вглубь материка. Он провёл многочисленные наблюдения за флорой и фауной, за геологическими явлениями, извержениями вулканов, землетрясениями, изучал найденных ископаемых животных, собирал коллекции.
Особенно на него произвели впечатление животные Галапагосских островов, их разнообразие. Многие близкородственные виды встречались на островах, но они имели существенные отличия в связи с адаптациями к конкретным условиям среды.
Основные представления о движущих силах эволюции фактически сложились у него уже во время путешествия. Он неоднократно писал своим друзьям о своих наблюдениях, о содержании своей теории.
В 1836 г. Ч. Дарвин вернулся в Лондон. Стал обрабатывать собранные коллекции. В 1839 г. издаёт «Дневник изысканий» или «Путешествие натуралиста вокруг света на корабле «Бигль». Вскоре по состоянию здоровья переезжает в сельскую местность. Из экспедиции он вернулся больным человеком. Диагноз так и не был поставлен. В настоящее время предполагают, что у него была так называемая болезнь Чогаса, которая передаётся тропическими клопами. Не смотря на болезнь, он продолжает работать над материалами экспедиции, публикует работы о коралловых рифах, собирает материал, подтверждающий его теорию эволюции.
Женился он на своей кузине Эмме Веджвуд. У них был счастливый брак, родилось 10 детей, некоторые из которых стали крупными учёными. Все дети с глубоким уважением относились к своему отцу.
В 1844 году в связи с прогрессированием болезни пишет черновой вариант теории как научное завещание. Но состояние здоровья несколько улучшилось, и он продолжил работать, хотя обострения болезни продолжались всю жизнь.
1853 г. получил Королевскую медаль за совокупность трудов. А в 1958 г. Ч. Лайель, его большой друг, прислал небольшую работу А. Уоллеса «О тенденции разновидностей к неограниченным отклонениям от первоначального типа». В этой работе в краткой форме были изложены основные положения теории Ч. Дарвина. В итоге было принято решение опубликовать обе работы одновременно в одном журнале. Ч. Дарвин пишет краткий вариант свой теории. Но совместная публикация не вызвали интереса в научных кругах. Приоритет был признан за Ч. Дарвиным, так как теория была изложена в письмах друзьям ещё во время плавания на корабле Бигль.
1859 г. 24 ноября вышла книга Ч. Дарвина «Происхождение видов путём естественного отбора или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь», где была опубликована теория эволюции полностью. Книга сразу же получила самое широкое признание. В дальнейшем книга была переведена практически на все языки мира. Основной заслугой Ч. Дарвина было не доказательство эволюции, а объяснение происхождения видов, что именно естественный отбор является движущей силой эволюции. Разумеется, книга выдержала много критики. В 1840 г. произошёл диспут с епископом Уильберфорсом, где на стороне Ч. Дарвина выступали его друзья, Генсли и Гуккер. Они бесспорно доказали правоту Ч. Дарвина. Ч. Дарвин продолжал работать, постоянно публикуя всё новые работы: «О движениях и повадках лазящих растений», «Изменение животных под влиянием одомашнивания» и другие. А. Уоллес полностью отошёл от теории эволюции, и дальнейшие его публикации были в основном посвящены божественным проблемам.
В 1871 г. Ч. Дарвин издаёт книгу, которую считал основным трудом своей жизни, «Происхождение человека и половой отбор», о том, что человек подчиняется тем же законам, что и весь мир. Затем следует публикация многочисленных работ: «Выражение эмоций у человека и животных», «Насекомоядные растения», «Действие перекрёстного опыления и самоопыления в растительном мире» и другие.
В 1878 г. ему была присвоена учёная степень доктора в Кембриджском университете за монографию о дождевых червях. С большим увлечением он занимался экспериментами с растениями в теплице, изучал насекомоядные растения, движения лазящих растений. Написал книгу «Воспоминания о развитии моего ума и характера». Но дети признали книгу слишком откровенной, и книга вышла только через 70 лет на русском языке, и лишь потом в Англии. В этой книге он анализировал свои качества, свою жизнь, почему именно он создал теорию эволюции. Работал он всю жизнь. В 1882 году его не стало. Он похоронен в Вестминстерском аббатстве рядом с Ньютоном, Гершелем, Фарадеем.
Идут годы – страсти не утихают. Большинство людей знает о Ч. Дарвине понаслышке. Французский писатель Жюль Ренуар записал подслушанный разговор: «На службе к нас – говорила одна женщина – у нас теперь новый начальник. Очень учёный человек! Он сказал, что все люди произошли… от Дарвина». Работы Ч. Дарвина действительно перевернули биологию. Он открыл движущие силы эволюции, объяснил процесс развития и становления видов.
Суть теории заключается в следующем: организмы в природе размножаются в геометрической прогрессии, но до половозрелого состояния доживает лишь небольшое число особей, остальные гибнут в борьбе за жизнь, в борьбе за существование. Борьба за существование – это термин в широком смысле слова включает зависимость одного существа от другого, от среды обитания, и не только жизнь одной особи, но и в оставление после себя потомства.
С другой стороны для организмов характерна всеобщая изменчивость признаков и свойств. При неблагоприятных условиях – эти отличия могут стать решающими. В результате сопоставления фактов борьбы за существование, и всеобщей изменчивости признаков и свойств он пришел к заключению о неизбежности избирательного уничтожения одних особей и размножения других – это и является естественным отбором. Эти изменения могут быть переданы по наследству. Следует помнить, что изменчивость бывает и ненаследственной. Из поколения в поколения сохраняются особи, более приспособленные к окружающей среде. Приспособления организмов как результат эволюции всегда относителен. В результате эволюции – возникает многообразие видов на 3емле.
Исходным положением учения Ч. Дарвина является его утверждение о наличии изменчивости в природе. Изменчивость хорошо прослеживается при сравнении многих пород домашних животных и сортов растений, выведенных человеком в различных местах земного шара. Так, в Северной Африке известно 38 разновидностей финиковой пальмы. В Китае – 63 сорта бамбука. Еще К. Линней указывал, что пастух узнает каждую овцу в стаде. Садоводы распознают сорта лилейных не только по цветкам, но и по луковицам. Ч. Дарвин пришел к выводу, что в основе изменчивости лежит среда. Изменчивость бывает разных форм. Определённая изменчивость (в современной классификации – ненаследственная, модификационная) возникает как адаптация в условиям внешней среды. Например, капуста в условиях жаркого климата не образует кочанов. Неопределённая (наследственная, мутационная, индивидуальная) изменчивость может быть собственно неопределённой, которая проявляется в разнообразных признаках, свойствах у отдельных особей вида. Эти признаки могут быть полезными, вредными или безразличными. Также одной из разновидностей неопределённой является комбинативная, которая возникает стихийно в рамках популяции при скрещивании, в результате появляются новые комбинации генов. Эти комбинации могут служить материалом для естественного отбора. Например, появление розовых цветков при скрещивании белоцветковых и красноцветковых примул. При скрещивании белого и серого кроликов могут появиться чёрные. Ещё одна из форм – это соотносительная (или коррелятивная), когда изменение одного органа вызывает изменение других. Длинноногие животные имеют более удлинённую шею, у столовых сортов свеклы изменяется окраска и корнеплодов и черешков и жилок листьев.
Наследственность и изменчивость сами по себе не объясняют возникновение новых видов, и направляющим фактором эволюции для диких видов является естественный отбор, для доминирующих форм – искусственный отбор.
Большинство предшественников Ч. Дарвина считали, что наследственные изменения возникают под влиянием среды. Ч. Дарвин до конца жизни сомневался в этом и неоднократно возвращался к этой мысли в своих работах: могут ли приобретённые признаки наследоваться. Например, у младенцев утолщённая кожа на ступнях и ладонях – это результат того, что, может быть, родители много и тяжело работали? Вероятно. А вот копыта, можно ли их считать результатом частого употребления ног при беге по твёрдой каменистой почве. Маловероятно, ведь их строение принципиально отличается от пальцев. Или вот бульдог. Его форма черепа никак не связана с условиями существования. Аналогично развитие хохла и изменённая форма черепа у хохлатых кур, образование зоба у голубей дутышей не связаны с определенными упражнениями или условиями существования.
В большинстве случаев Ч. Дарвин отвергает решающую роль внешних условий: степень изменений не соответствует степени изменений внешних условий. Больше других птиц в Европе изменился голубь, хотя особых изменений в условии жизни нет. Перечислив множество примеров, Ч. Дарвин задает вопрос: «Как можно объяснить наследственные эффекты упражнения или неупражнения органов? Каким образом употребление или неупотребление каких-либо определённых частей тела или мозга может влиять на маленькую группу воспроизводящих клеток, расположенных в отдаленной части тела? Решений может быть два а) это невозможно б) возможно и тогда следует высказать какую-либо гипотезу. Тогда Ч. Дарвин привёл гипотезу пангезиса. Эта гипотеза была высказана 2300 лет назад Гиппократом, которая говорит о том, что существуют субмикроскопические зародыши – геммулы, способные передвигаться по циркуляторным системам из всех частей тела в половые клетки, и эти геммулы передают те изменения, которые возникли внутри организма. Ч. Дарвин подчёркивает, что это временная гипотеза, и она сомнительна, просто на данный момент других нет.
Начало одомашнивания некоторых видов животных и окультуривание растений началось около 10—15 тысяч лет назад. Примерно 10 тысяч лет назад в Сирии, Палестине, Турции, Ираке, Иране произошло одомашнивание крупного рогатого скота, овец, свиней, коз. Порядка 9 тысяч лет назад появились домашние кошки, порядка 5 тысяч лет назад в разных районах Азии появились домашние лошади, ослы, буйволы, верблюды, в Китае – шелкопряд, в Европе около 2—3 тысячи лет назад – медоносная пчела.
В процессе одомашнивания и окультуривания произошли существенные изменения видов. Причем каждая группа стала не однородной. К середине XIX века было известно несколько сотен пород крупного рогатого скота, которые произошли от 3—4 видов диких животных, сотни пород кур произошли от одного предка – банкиевских кур, более 4 тысяч сортов пшеницы произошли от других диких предков – однозернянки и эймера. Породы и сорта отличаются не только от предков, но и между собой.
По Ч. Дарвину «Одна из самых замечательных особенностей наших домашних пород заключается в том, что мы видим в них несомненные приспособления, конечно, не в пользе самого животного или растений, а в потребности или прихоти самого человека».
Анализируя особенности пород домашних животных и сортов культурных растений, Ч. Дарвин пришел к выводу, что породы и сорта произошли от одного или нескольких видов диких предков. Человек на их основе создал новые породы и сорта с полезными в хозяйственном отношении наследственными признаками. Древние земледельцы при создании новых пород и сортов применяли и отбор, и отдаленную гибридизацию. Но как объяснить многочисленные факты происхождения пород от одного дикого предка?
Домашние голуби произошли, несомненно, от дикого скалистого голубя. Об этом свидетельствуют многие факты: домашние голуби гнездятся на карнизах, балконах (напоминают скалы) и никогда не на деревьях; все породы и дикий скалистый голубь имеют очень много сходного в биологии размножения (откладывают два яйца, брачное поведение и другое); все породы домашних голубей свободно скрещиваются друг с другом и дают плодовитое потомство; при скрещивании двух пород голубей иногда происходит выщепление дикой окраски (птенец имеет морфологию и окраску очень сходную с диким голубем).
Некоторые породы и сорта могли возникнуть внезапно – одним скачком; так возникли исходные формы для создания породы ангорских овец, некоторые породы собак (такса, бульдог), сортов растений (махровые астры, деревья с плакучими кронами). Крупные изменения происходят довольно редко, многие из них не представляют интереса для человека, например, бесхвостые свиньи. «Ключ к объяснению находится во власти человека накоплять изменения путем отбора; человек слагает их в известных, полезных ему направлениях. В этом смысле можно сказать, что сам создал полезные для него породы» (Ч. Дарвин)
Исходным фактором искусственного отбора является изменчивость, а наследственность закрепляет и усиливает эти изменения в определенном направлении. Искусственному отбору способствуют:
– высокая степень изменчивости организмов;
– большое число особей, подлежащих отбору;
– жёсткая браковка особей без отбираемого признака;
При искусственном отборе из поколения в поколение усиливается развитие полезных для человека признаков. Искусственный отбор связан с дивергенцией – расхождением признаков у пород и сортов, образованием большого их разнообразия. Дивергенция является необходимым условием и в тоже время неизбежным следствием отбора (дивергентным путем были выведены породы скаковых лошадей и лошадей-тяжеловозов, породы кур, голубей и т.д.).
Наиболее примитивной и древней формой искусственного отбора является бессознательный отбор, при котором человек не ставит цель создать новую породу или сорт, а лишь оставляет на племя животных с лучшей продуктивностью, красивой окраской, хорошим характером. Используя естественную изменчивость и наследственность посредством размножения одних особей и выбраковки других, человек в течение тысячелетий создал достаточно большое разнообразие животных и растений. Так в средневековье в степной местности стал распространяться комолый (безрогий) некрупный скот. Небольшие коровы и быки без рогов были удобны в обращении, их легче было спрятать за крепостной стеной и прокормить в зимний период. Но такой скот малопродуктивен. Лишь в 17 веке, путём сознательного отбора, вероятно завоза более крупных пород вновь созданы или восстановлены крупные рогатые породы коров.
Наиболее прогрессивный метод отбора – методический, когда преследуют определенные цели, ставят конкретные задачи в выведении новых пород животных и сортов растений. Селекционер использует естественную изменчивость организмов или вызывает ее различными способами, проводит подбор пар для спаривания, обеспечивает закрепление нужных признаков в последующих поколениях.
Таким образом, собственно изменчивость не приводит к появлению нового сорта, породы. Неопределённая изменчивость является лишь предпосылкой к появлению новых пород и сортов. Только искусственный отбор является основой для создания новых сортов и пород.
В природе также существует неопределённая изменчивость, нет двух совершенно одинаковых организмов. Виды размножаются в геометрической прогрессии, поэтому их численность всё время растёт. Но ресурсы природы ограничены, организмов значительно больше, чем может выжить. Большая часть потомства гибнет в борьбе за жизнь, в борьбе за существование. Борьба за существование – это все формы взаимодействий организмов друг с другом и с окружающей средой. Существует множество форм борьбы за существование: хищник-жертва, травоядные и растения, симбиоз, антагонизм между различными микроорганизмами, борьбы в самой различной форме с неблагоприятными условиями среды. В принципе лучше было бы использовать термин не «борьба за существование», а «соревнование», «состязание», впрочем, и мы говорим: «Фигуристы боролись за первое место», в смысле соревновались, состязались, а не в прямом смысле слова.
Обычно все формы борьбы делят на три вида. Внутривидовая – наиболее жёсткая борьба, победа за ресурсы самых жизнеспособных особей: состязание за добычу, внутривидовой каннибализм, борьба за главенство в стаде, растения с более широкой кроной улавливают больше света.
Межвидовая борьба выражается чаще всего в использовании одного вида другим в качестве пищи: борьба между серой и чёрной крысами; вытеснение жалоносной европейской пчелы австралийской; ели в тенистом лесу развиваются хорошо под пологом лиственных пород деревьев, а потом обгоняют их в росте, затеняют лиственные деревья, которые не выдерживают конкуренции в борьбе за свет.
Третья форма борьбы – это борьба с неблагоприятными условиями существования. В изменившихся условиях выживают наиболее приспособленные: зимой животные впадают в спячку, меняют густоту и окраску шерсти; у растений пустыни редуцируются листья, образуется один длинный корень или множество мелких корней, занимающих большую площадь; летний период покоя у эфемероидов; огромная семенная продуктивность и способность к вегетативному размножению. Формы зависимости между видами могут быть очень сложными. На Американском континенте обитают два вида птиц: воловья птица и оропендолла монтезума. Оропендоллы селятся колониями, строят большие гнезда. Воловья птица является гнездовым паразитом оропендоллы.
В отличие от кукушки, птенцы воловьей птицы не выбрасывают птенцов оропендоллы, а вырастают вместе с ними. На отдельных территориях оропендолла всячески преследует и изгоняет воловью птицу, как конкурента её птенцам, а на других участках ареала – относится терпимо. Было установлено, что одной из причин гибели птенцов оропендоллы является откладка оводами яиц под кожу птенцам. Если же в гнезде оказывается птенец воловьей птицы, то он склёвывает всех движущихся насекомых, попадающих в гнездо, в том числе и личинок оводов, тем самым спасая птенцов оропендоллы. Он фактически «отрабатывает» своё пребывание и питание. Поэтому в процессе эволюции в этих местностях оропендолла терпимо относится к «нахлебникам».
При любых формах взаимоотношений возникает естественный отбор. Схема действия естественного отбора следующая: неопределённая (по современной терминологии мутационная) изменчивость – появление особей с уклонившимися признаками – возникновение различных приспособлений – отбор – устранение менее уклонившихся (если условия среды изменяются). Промежуточные формы попадают в условия напряжённой конкуренции, уклонившиеся формы оказываются в более выгодном положении и их численность увеличивается. Усилению естественного отбора способствуют: достаточно высокая частота проявления неопределённых наследственных изменений; многочисленность особей вида, неродственное скрещивание, увеличение размаха изменчивости, изоляция отдельных групп, широкое распространение вида.
Половой отбор является разновидностью естественного отбора и обеспечивает развитие признаков, связанных с функцией размножения. Это результат борьбы за обладание особями другого пола.
Следовательно, половой отбор – это частный случай внутривидового естественного отбора в период размножения. Возможны два типа полового отбора: борьба между самцами (результат – возникновение органов нападения и защиты – рога, шпоры) и выбирают самки, а самцы лишь конкурируют (в итоге происходит усиление вторичных половых признаков, полового диморфизма – яркость окраски, брачные песни, запах самцов). Хотя эти признаки могут привлечь хищников, но они повышают шанс дать плодовитое потомство, и сохраняются у потомков.
Все возникшие приспособления относительны. С одной стороны все адаптации пригодны в данных конкретных условиях среды, а в изменившихся условиях будут сохраняться уклонившиеся формы. С другой стороны ни одна адаптация не бывает идеальной: верблюжью колючку могут съесть верблюды, определённые виды насекомых, микроорганизмы. Нет организмов идеально приспособленных, меняются условия существования, возникают новые мутации, какие-то признаки сохраняются в форме рудиментов, атавизмов: у горных гусей сохраняются перепончатые лапы, также птица фрегат, которая никогда не опускается на воду, имеет перепончатые лапы. У растений чувствительность к пониженной температуре приобретает сезонный характер, но при неожиданном похолодании могут погибнуть
Таким образом, заслуга Ч. Дарвина заключается, прежде всего, в том, что он впервые дал материалистическое объяснение процессу эволюции, раскрыл механизмы эволюции, движущие силы эволюции. Он решил проблему целесообразности организмов в природе с материалистических позиций. Со времён Ч. Дарвина в науке прочно утвердился метод исторического познания: явления природы надо не описывать, а устанавливать причины явлений. Вместе с тем остались и нерешённые вопросы: сущность и механизмы наследственной изменчивости, структура биологического вида. Теория оказала огромное влияние на все биологические науки, утвердив понимание живой природы, она дала материальное объяснение явлениям целесообразности.
Контрольные вопросы
1. Почему Ч. Дарвин в начале работы «Происхождение видов» рассматривает вопросы об изменениях в условиях одомашнивания?
2. Как Дарвин использовал научный метод в своих исследованиях?
3. Что такое искусственный отбор. Чем отличаются понятия вид, популяция, порода, сорт? На основании каких наблюдений, исследований Дарвин пришел к выводу о наличии искусственного отбора?
4. Доказательства искусственного отбора.
5. Охарактеризуйте понятие «накапливающее действие отбора».
6. Как производится искусственный отбор?
7. Каковы условия, благоприятствующие проведению искусственного отбора по Дарвину.
8. Механизм породообразующего и сортообразующего действия искусственного отбора.
9. Творческая роль искусственного отбора.
10. Взаимосвязь изменчивости, наследственности и искусственного отбора.
11. Формы искусственного отбора по Дарвину
12. Является ли естественный отбор единственной движущей силой эволюции?
13. Может ли неопределённая изменчивость создавать новые виды?
14. Каково значение учения Ч. Дарвина для развития биологии?
Данный текст является ознакомительным фрагментом.