Сравнение теорий ламарка дарвина линнея. Возникновение и развитие эволюционных идей. Эволюционные идеи Ч.Дарвина. Эволюционное учение Ж.Б. Ламарка
Идеи изменяемости органического мира высказывались уже с античных времен Аристотелем, Гераклитом, Демокритом .
В XVIII в. К. Линней создал искусственную систему природы, в которой вид признавался наименьшей систематической единицей. Он ввел номенклатуру двойных названий вида (бинарную ), что позволило систематизировать по таксономическим группам известные к тому времени организмы разных царств.
Создателем первой эволюционной теории был Жан Батист Ламарк. Именно он признал постепенное усложнение организмов и изменяемость видов, тем самым косвенно опровергая божественное сотворение жизни. Однако утверждения Ламарка о целесообразности и полезности любых возникающих приспособлений у организмов, признание их стремления к прогрессу в качестве движущей силы эволюции, не подтвердились последующими научными исследованиями. Также не нашли своего подтверждения положения Ламарка о наследуемости приобретенных особью в течение ее жизни признаках и о влиянии упражнений органов на их адаптивное развитие.
Основной проблемой , которую нужно было решить, была проблема образования новых видов, приспособленных к условиям окружающей среды. Иными словами ученым необходимо было ответить как минимум на два вопроса: как возникают новые виды? Как возникают приспособления к условиям среды?
Эволюционное учение , которое получило свое развитие и признается современными учеными было создано независимо друг от друга Чарльзом Робертом Дарвином и Альфредом Уоллесом , которые выдвинули идею естественного отбора на основе борьбы за существование. Это учение получило название дарвинизм , или наука об историческом развитии живой природы .
Основные положения дарвинизма:
– эволюционный процесс реален, определяется условиями существования и проявляется в образовании новых, приспособленных к этим условиям, особей, видов и более крупных систематических таксонов;
– основными эволюционными факторами являются наследственная изменчивость и естественный отбор.
Естественный отбор играет роль направляющего фактора эволюции (творческую роль).
Предпосылками естественного отбора являются:
избыточный репродуктивный потенциал,
наследственная изменчивость,
изменение условий существования.
Естественный отбор является следствием борьбы за существование , которая подразделяется на внутривидовую, межвидовую и борьбу с условиями окружающей среды.
Результатами естественного отбора являются:
сохранение любых адаптаций, обеспечивающих выживание и воспроизводство потомства; все приспособления носят относительный характер.
Дивергенция – процесс генетического и фенотипического расхождения групп особей по отдельным признакам и образования новых видов – прогрессивная эволюция органического мира.
Движущими силами эволюции по Дарвину являются: наследственная изменчивость, борьба за существование, естественный отбор.
Тематические задания
А1. Движущей силой эволюции по Ламарку является
1) стремление организмов к прогрессу
2) дивергенция
3) естественный отбор
4) борьба за существование
А2. Ошибочным является утверждение
1) виды изменяемы и существуют в природе как самостоятельные группы организмов
2) родственные виды имеют исторически общего предка
3) все изменения, приобретаемые организмом, полезны и сохраняются естественным отбором
4) в основе эволюционного процесса лежит наследственная изменчивость
А3. Эволюционные изменения закрепляются в поколениях в результате
1) появления рецессивных мутаций
2) наследования приобретенных в течение жизни признаков
3) борьбы за существование
4) естественного отбора фенотипов
А4. Заслуга Ч. Дарвина заключается в
1) признании изменяемости видов
2) установлении принципа двойных названий видов
3) выявлении движущих сил эволюции
4) создании первого эволюционного учения
А5. Причиной образования новых видов по Дарвину является
1) неограниченное размножение
3) мутационные процессы и дивергенция
2) борьба за существование
4) непосредственное влияние условий среды
А6. Естественным отбором называется
1) борьба за существование между особями популяции
2) постепенное возникновение различий между особями популяции
3) выживание и размножение сильнейших особей
4) выживание и размножение наиболее приспособленных к условиям среды особей
А7. Борьба за территорию между двумя волками в одном лесу относится к
1) межвидовой борьбе
3) борьбе с условиями среды
2) внутривидовой борьбе
4) внутреннему стремлению к прогрессу
А8. Рецессивные мутации подвергаются естественному отбору в случае
1) гетерозиготности особи по отбираемому признаку
2) гомозиготности особи по данному признаку
3) их приспособительного значения для особи
4) их вредности для особи
А9. Укажите генотип особи, у которой ген а будет подвергаться действию естественного отбора
А10. Ч. Дарвин создал свое учение в
В1. Выберите положения эволюционного учения Ч. Дарвина
1) приобретенные признаки наследуются
2) материалом для эволюции служит наследственная изменчивость
3) любая изменчивость служит материалом для эволюции
4) основной результат эволюции – борьба за существование
5) в основе видообразования лежит дивергенция
6) действию естественного отбора подвергаются как полезные, так и вредные признаки
Глава Х. Развитие эволюционных идей Тема: «Возникновение и развитие эволюционных представлений» Задачи: Рассмотреть вопросы появления многообразия видов на Земле, возникновения удивительной приспособленности организмов к определенным условиям жизни. Сформировать знания о креационизме и трансформизме, о К.Линнее, Ж.Б.Ламарке и Ч.Дарвине – представителях этих взглядов. Пименов А.В. Многообразие живых организмов (около 2 млн. видов) Принципиальными вопросами биологии были и остаются вопросы, связанные с происхождением многообразие видов на Земле и их удивительной приспособленностью к среде обитания. Креационизм Креационисты считают, что живые организмы созданы высшей силой - творцом, трансформисты объясняют появление многообразия видов естественным путем, на основе естественных законов. Приспособленность креационисты объясняют изначальной целесообразность, виды были созданы изначально приспособленными, трансформисты считают, что приспособленность появилась в результате развития, в ходе эволюции. Метафизик Карл Линней Представителем взглядов креационизма был шведский ученый, естествоиспытатель Карл Линней. Он был метафизиком, т.е. рассматривал явления и тела природы как раз и навсегда данные, неименные. Линнея называют «королем ботаников», «отцом систематики». К.Линней (1707-1778) Он открыл 1,5 тыс. видов растений, описал около 10 000 видов растений, 5000 видов животных. Закрепил использование бинарной (двойной) номенклатуры для обозначения видов. Усовершенствовал ботанический язык - установил единообразную ботаническую терминологию. Его классификация была основана на объединении видов в роды, родов в отряды, отрядов в классы. Метафизик Карл Линней В 1735 году вышла в свет его книга «Система природы», в которой он классифицирует все растения на 24 класса на основе особенностей строения цветков: количества тычинок, однополости и обоеполости цветков. Еще при жизни автора эта книга переиздавалась 12 раз и оказала большое влияние на развитие науки ХVIII в. К.Линней (1707-1778) Животный мир К.Линней поделил на 6 классов: млекопитающие, птицы, гады (амфибии и рептилии), рыбы, насекомые, черви. К последнему классу были отнесены почти все беспозвоночные. Его классификация была наиболее полной для своего времени, но Линней понимал, что система, созданная на основе нескольких признаков является искусственной системой. Он писал: «Искусственная система служит до тех пор, пока не найдена естественная». Но под естественной системой он понимал ту, которой руководствовался творец, создавая все живое на Земле. Метафизик Карл Линней «Видов столько, сколько различных форм создал в начале мира Всемогущий» - говорил Линней. Но в конце жизни Линней признал, что иногда виды могут образовываться под влиянием среды или в результате скрещивания. К.Линней (1707-1778) Быстрое развитие естествознания во второй половине ХVIII века сопровождалось интенсивным накоплением фактов, которые не укладывались в рамки метафизики и креационизма, развивается трансформизм – система взглядов об изменяемости и превращении форм растений и животных под влиянием естественных причин. Трансформизм. Эволюционная теория Ж.Б.Ламарка Представителем философии трансформизма был выдающийся французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк, создавший первую теорию эволюции. В 1809 году выходит его основной труд «Философия зоологии», в которой Ламарк приводит многочисленные доказательства изменяемости видов. Ж.Б.Ламарк (1744-1829) Он считал, что первые живые организмы возникли из неорганической природы путем самозарождения, причем древняя жизнь была представлена простыми формами, которые в результате эволюции дали начало более сложным. Низшие, простейшие формы зародились сравнительно недавно и еще не достигли уровня высокоорганизованных организмов. Трансформизм. Эволюционная теория Ж.Б.Ламарка Классификация животных Ламарка включает уже 14 классов, которые он разделил на 6 градаций, или последовательных ступеней усложнения организации. Выделение градаций основывалось на степени усложнения нервной и кровеносной системы. Ламарк считал, что классификация должна отображать «порядок самой природы», ее прогрессивное развитие Трансформизм. Эволюционная теория Ж.Б.Ламарка Такая теория постепенного усложнения, теория «градации», основана на влиянии внешней среды на организмы и ответной реакции организмов на внешние воздействия, прямой приспособляемости организмов к среде. Ламарк формулирует два закона, по которым происходит эволюция. Ж.Б.Ламарк (1744-1829) Первый закон можно назвать законом изменчивости: «У всякого животного, не достигшего предела своего развития, более частое и более длительное употребление какого-нибудь органа укрепляет мало-помалу этот орган, развивает и увеличивает его и придает ему силу, соразмерную длительности употребления, между тем как постоянное неупотребление того или иного органа постепенно ослабляет его, приводит к упадку, непрерывно уменьшает его способности и, наконец, вызывает его исчезновение». Трансформизм. Эволюционная теория Ж.Б.Ламарка Можно ли согласиться с данным законом? Ламарк переоценивает значение упражнения и неупражнения для эволюции, так приобретенные организмом признаки не передаются следующему поколению. Ж.Б.Ламарк (1744-1829) Второй закон можно назвать законом наследственности: «Все, что природа заставила приобрести или утратить под влиянием условий, в которых с давних пор пребывает их порода, и, следовательно, под влиянием преобладания употребления или неупотребления той или иной части тела, - все это природа сохраняет путем размножения у новых особей, которые происходят от первых, при условии, если приобретенные изменения общи обоим полам или тем особям, от которых новые особи произошли». Трансформизм. Эволюционная теория Ж.Б.Ламарка Можно ли согласиться со 2 законом Ламарка? Нет, положение о наследовании приобретенных при жизни признаков было ошибочным: дальнейшие исследования показали, что в эволюции решающее значение имеют только наследственные изменения. Существует так называемый барьер Вейсмана – изменения в соматических клетках не могут попасть в половые клетки и не могут передаваться по наследству. Ж.Б.Ламарк (1744-1829) Например, А.Вейсман на протяжении двадцати поколений отрезал хвосты мышам, неупотребление хвостов должно было привести к их укорочению, но хвосты двадцать первого поколения были такой же длины, как и первого. Трансформизм. Эволюционная теория Ж.Б.Ламарка И, наконец, Ламарк приспособленность объяснял внутренним стремлением организмов к совершенствованию, к прогрессивному развитию. Следовательно, способность целесообразно отвечать на влияние условий существования Ламарк считал врожденным свойством. Происхождение человека Ламарк связывает с «четверорукими обезьянами», перешедшими к наземному способу существования. Ж.Б.Ламарк (1744-1829) Трансформизм. Эволюционная теория Ж.Б.Ламарка И еще одно слабое место в теории Ламарка. Обосновывая происхождение одного вида от другого, он не признавал виды как реально существующие категории, как этапы эволюции. «Термин «вид» я считаю совершенно произвольным, придуманным ради удобства, для обозначения группы особей, близко между собой схожих…. Ж.Б.Ламарк (1744-1829) Трансформизм. Эволюционная теория Ж.Б.Ламарка Но это была первая целостная теория эволюции, в которой Ламарк попытался определить движущие силы эволюции: 1 - влияние среды, которое приводит к упражнению или неупражнению органов и целесообразному изменению организмов; 2 - передача по наследству приобретенных признаков. 3 - внутреннее стремление к самоусовершенствованию. Ж.Б.Ламарк (1744-1829) Но теория не была принята. Не все признавали, что градация идет под влиянием стремления к самоусовершенствованию; что приспособленность возникает в результате целесообразных изменений в ответ на воздействия среды; наследование приобретенных признаков не подтверждено многочисленными наблюдениями и экспериментами. Трансформизм. Эволюционная теория Ж.Б.Ламарка Купирование хвостов у многих пород собак не приводит к изменению их длины. Кроме того, с точки зрения теории Ламарка нельзя объяснить возникновение, например, окраски скорлупы птичьих яиц и их формы, которая носит приспособительный характер, или появление раковин у моллюсков, ведь его идея о роли упражнения и неупражнения органов здесь неприменима. Между метафизиками и трансформистами сложилась дилемма, которую можно выразить следующей фразой: «Либо виды без эволюции, либо эволюция без видов». Повторение: Растения К. Линней разделил на 24 класса, основываясь на …. Классификация К. Линнея была искусственной, так как …. Креационизм, трансформизм, метафизическое мировоззрение …. Как появилось многообразие видов по Линнею? Как объясняет приспособленность видов К.Линней? Ж. Б. Ламарк в книге «Философия зоологии» разделил животных на 14 классов и расположил их на 6 ступенях по степени …. 6 градаций животных по Ламарку …. Его классификацию можно считать естественной, так как …. Движущими силами эволюции по Ж. Б. Ламарку являются: …. Как появилось многообразие видов по Ламарку? В результате воздействия внешней среды у живых организмов по Ж. Б. Ламарку …. Как объясняет приспособленность видов Ж.Б.Ламарк? Несомненной заслугой Ж. Б. Ламарка было …. Его гипотеза не была принята, не все признавали, что …. А. Вейсман на протяжении двадцати поколений отрезал мышам хвосты, но …. Что такое барьер Вейсмана? Чарлз Дарвин В начале XIX в. происходил интенсивный рост промышленности стран Западной Европы, который дал мощный импульс для бурного развития науки и техники. Обширные материалы заморских экспедиций обогащали представления о разнообразии живых существ, а описания систематических групп организмов приводили к мысли о возможности их родства. Ч.Дарвин (1809-1882) Об этом же свидетельствовало поразительное сходство зародышей хордовых, обнаруженное при изучении процессов индивидуального развития животных. Новые данные опровергали господствующие представления о неизменности живой природы. Для их научного объяснения нужен был гениальный ум, способный обобщить огромный материал, связать разрозненные факты стройной системой рассуждений. Таким ученым оказался Чарлз Дарвин. Чарлз Дарвин Во Времени, когда пылал Хаос, Взрывались солнца в вихре и без меры, Из сфер другие вырывались сферы, Когда ж на них морей осела гладь И стала всюду сушу омывать, Согрета солнцем, в гротах, на просторе Жизнь организмов зародилась в море. Э.Дарвин Ч.Дарвин (1809-1882) Родился Ч.Дарвин 12 февраля 1809 года в семье врача. С детства увлекался ботаникой, зоологией, химией. В Эдинбургском университете два года учился медицине, затем перешел на богословский факультет Кембриджского университета и собирался стать священником. После окончания университета Дарвин отправляется в кругосветное путешествие на корабле «Бигль» в качестве натуралиста. Плавание продолжалось пять лет, с 1831 по 1836 год. Движущие силы эволюции по Ч.Дарвину Дарвин обращается к практике сельского хозяйства. В Англии того времени было известно большое количество пород крупного рогатого скота, лошадей, свиней, кур, собак, голубей. Каким же образом человек создает новые породы животных и сорта растений? Дарвин приходит к выводу, что в основе работы лежит изменчивость признаков, отбор, который проводит человек и наследование потомством признаков родителей. Движущие силы эволюции по Ч.Дарвину Дарвин различает две основные формы изменчивости: определенную и неопределенную. Определенная изменчивость зависит от условий, в которых находятся организмы, при этом наследования признаков не происходит. Например, коровы при хорошем кормлении дают больше молока. Неопределенная изменчивость проявляется в незначительных отличиях особей друг от друга, причем эти изменения передаются следующему поколению. В селекции используется только неопределенная наследственная изменчивость. Сначала селекционер отбирает особей с нужными ему признаками (мутациями). Мутационная изменчивость – материал для селекции. Затем селекционер использует комбинативную изменчивость, скрещивая особей с нужными ему признаками. Движущие силы эволюции по Ч.Дарвину Искусственный отбор. Для создания породы или сорта, человек проводит отбор производителей с нужными ему признаками.
Жан Батист Ламарк по праву считается основоположником эволюционной теории, которую он высказал в своей книге «Философия зоологии», опубликованной в начале XIX века.
В основе теории Ламарка лежит представление о градации - внутреннем "стремлении к совершенствованию", присущем всему живому; действием этого фактора эволюции определяется развитие живой природы, постепенное, но неуклонное повышение организации живых существ - от простейших до самых совершенных. Результат градации - одновременное существование в природе организмов разной степени сложности, как бы образующих иерархическую лестницу существ. Градация легко прослеживается при сравнении представителей крупных систематических категорий организмов (например, классов) и на органах, имеющих первостепенное значение.
Главным фактором изменчивости видов он считал влияние внешней среды, которое нарушает правильность градации: «Нарастающее усложнение организации подвергается то здесь, то там на протяжении общего ряда животных отклонениям, вызываемым влиянием условий места обитания и усвоенных привычек". Градация, так сказать, "в чистом виде" проявляется при неизменности, стабильности внешней среды; всякое изменение условий существования понуждает организмы приспосабливаться к новой обстановке, чтобы не погибнуть. Этим нарушается равномерное и неуклонное изменение организмов на пути прогресса, и различные эволюционные линии уклоняются в сторону, задерживаются на примитивных уровнях организации. Так Ламарк объяснял одновременное существование на Земле высокоорганизованных и простых групп, а также разнообразие форм животных и растений.
Ламарк на высшем уровне по сравнению с предшественниками разработал проблему неограниченной изменчивости (трансформизма) живых форм под влиянием условий существования: питания, климата, особенностей почвы, влаги, температуры и пр. Свою мысль он подкреплял такими примерами, как изменение формы листьев у растений, которые живут в водной и воздушной среде (стрелолист, лютик), у растений влажных и сухих, низменных и горных местностей.
Исходя из уровня организации живых существ Ламарк выделял две формы
изменчивости:
- прямую, непосредственную изменчивость растений и низших животных под влиянием
условий внешней среды;
- косвенную изменчивость высших животных, которые имеют развитую нервную
систему, с участием которой воспринимается воздействие условий существования,
вырабатываются привычки, средства самосохранения, защиты.
Свои мысли по поводу рассмотренных вопросов Ламарк оформляет в виде двух законов:
Первый закон. “У всякого животного, не достигшего предела своего развития, более
частое и более длительное употребление какого-нибудь органа укрепляет
мало-помалу этот орган, развивает и увеличивает его и придает ему силу,
соразмерную длительности употребления, между тем как постоянное неупотребление
того или иного органа постепенно ослабляет его, приводит к упадку, непрерывно
уменьшает его способности и, наконец, вызывает его исчезновение”. Этот закон
можно назвать законом изменчивости, в нем Ламарк акцентирует внимание на том,
что степень развития того или иного органа зависит от его функции, интенсивности
упражнения, что в большей мере способны изменяться молодые животные, которые еще
развиваются. Ученый выступает против метафизического объяснения формы животных
как неизменной, созданной для определенной среды. Вместе с тем Ламарк
переоценивает значение функции и считает, что упражнение или неупражнение органа
является важным фактором в изменении видов.
Второй закон можно назвать законом наследственности.
Положения этих двух законов Ламарк распространяет и на проблему происхождения пород домашних животных и сортов культурных растений. Не имея достаточного фактического материала, при низком еще уровне изученности этого вопроса Ламарк не сумел дойти до правильного понимания явлений изменчивости.
Теория Дарвина противоположна теории Ламарка не только по своим последовательно материалистическим выводам, но и по всему своему строю. Она представляет собой замечательный образец научного исследования, основываясь на огромном количестве достоверных научных фактов, анализ которых ведет Дарвина к стройной системе соразмерных выводов.
Дарвин собрал многочисленные доказательства изменяемости видов животных и растений. Ко времени Дарвина практикой селекционеров были созданы многочисленные породы различных домашних животных и сорта сельскохозяйственных растений. Поскольку работа селекционеров, ведущая к изменению породных и сортовых качеств организмов, была сознательной и целенаправленной и было очевидно, что, по крайней мере, многие из пород домашних животных созданы этой деятельностью в относительно недавнее время, Дарвин обратился к изучению изменчивости организмов в одомашненном состоянии.
Прежде всего, важен был сам факт изменений животных и растений под влиянием одомашнивания и селекции, что, собственно говоря, уже является доказательством изменяемости видов организмов. «В начале моих исследований, писал Ч. Дарвин в введении к книге «О происхождении видов», – мне представлялось вероятным, что тщательное изучение одомашненных животных и культурных растений представило бы лучшую возможность разобраться в этой неясной проблеме. И я не ошибся; как в этом, так и во всех других запутанных случаях я неизменно находил, что наши познания о вариации при доместикации, несмотря на их неполноту, всегда служат лучшим и самым верным ключом. Я могу позволить высказать свое убеждение в исключительной ценности подобных исследований, несмотря на то, что натуралисты обычно пренебрегали ими».
По мнению Дарвина, стимулом для возникновения этих изменений является воздействие на организмы новых условий, которому они подвергаются в руках человека. При этом Дарвин подчеркнул, что природа организма в явлениях изменчивости важнее природы условий, поскольку одинаковые условия нередко приводят к разным изменениям у разных особей, а сходные изменения последних могут возникнуть при совершенно разных условиях. В связи с этим Дарвин выделил две основные формы изменчивости организмов под влиянием изменения условий среды: неопределенную и определенную.
Изменения могут быть признаны определенными, если все или почти все потомство особей, подвергшихся известным условиям, изменяется одинаковым образом (так возникает ряд неглубоких изменений: рост зависит от количества пиши, толщина кожи и волосистость - от климата и т. п.).
Под неопределенной изменчивостью Дарвин понимал те бесконечно разнообразные
слабые различия, которые отличают друг от друга особей одного вида и которые не
могли быть унаследованы ни от родителей, ни от более отдаленных предков. Дарвин
заключает, что неопределенная изменчивость является гораздо более
распространенным результатом изменения условий, чем определенная, и сыграла
более важную роль в образовании пород домашних животных. В этом случае изменения
внешних условий играют роль стимула, усиливающего неопределенную изменчивость,
но никак не влияющего на ее специфику, т. е. на качество изменений.
Организм, изменившийся в каком-либо направлении, передает потомству тенденцию
изменяться далее в том же направлении при наличии условий, вызвавших это
изменение. В этом заключается так называемая длящаяся изменчивость, которая
играет важную роль в эволюционных преобразованиях.
Наконец, Дарвин обратил внимание на существование у организмов определенных соотношений (корреляции) между различными структурами, при изменении одной из которых закономерно изменяется и другая - соотносительная, или коррелятивная, изменчивость. Примерами таких корреляций являются, по Дарвину, глухота белых котов, имеющих голубые глаза; ядовитость для белых овец и свиней некоторых растений, безвредных для черных особей тех же пород, и т.п.
Дарвин собрал многочисленные данные, свидетельствующие о том, что изменчивость самых различных видов организмов в природе очень велика, а ее формы принципиально сходны с формами изменчивости домашних животных и растений. Разнообразные и колеблющиеся различия между особями одного вида образуют как бы плавный переход к более устойчивым различиям между разновидностями этого вида; в свою очередь, последние столь же постепенно переходят в более четкие различия еще более крупных группировок – подвидов, а различия между подвидами – во вполне определенные межвидовые различия. Таким образом, индивидуальная изменчивость плавно переходит в групповые различия. Из этого Дарвин сделал вывод, что индивидуальные различия особей представляют собой основу для возникновения разновидностей. Разновидности при накоплении различий между ними превращаются в подвиды, а те, в свою очередь, - в отдельные виды. Следовательно, ясно выраженная разновидность может рассматриваться как первый шаг к обособлению нового вида (разновидность - "зачинающийся вид").
Дарвин считал, что между видом и разновидностью нет качественной разницы – это
лишь разные этапы постепенного накопления различий между группами особей разного
масштаба. Большей изменчивостью характеризуются более широко распространенные
виды, обитающие в более разнообразных условиях. В природе так же, как и в
одомашненном состоянии, основной формой изменчивости организмов является
неопределенная, служащая универсальным материалом для процесса видообразования.
Здесь необходимо подчеркнуть, что Дарвин впервые поставил в центре внимания
эволюционной теории не отдельные организмы (как это было характерно для его
предшественников-трансформистов, включая Ламарка), а биологические виды, т.е.,
говоря современным языком, популяции организмов.
Рассмотрев эволюционные взгляды Дарвина на изменчивость организмов, кратко
перечислим основные его идеи:
1.
Организмам как в прирученном, так и в
диком состоянии свойственна наследственная изменчивость. Наиболее обычной и
важной формой изменчивости является неопределенная. Стимулом для возникновения
изменчивости организмов служат изменения внешней среды, но характер изменчивости
определяется спецификой самого организма, а не направлением изменений внешних
условий в противоположность взгляду Ламарка.
2.
В центре внимания эволюционной теории
должны находиться не отдельные организмы, а биологические виды и внутривидовые
группировки (популяции).
Концепция Ж.Б. Ламарка считается на сегодняшний момент ненаучной. Однако нельзя
отрицать значение теории Ламарка, поскольку именно научная полемика с выводами и
концепциями французского естествоиспытателя явилась толчком к появлению теории
Ч. Дарвина.
Выводы английского ученого также были подвергнуты в дальнейшем критике и
детальному пересмотру, что было вызвано в первую очередь тем, что были выявлены
многие неизвестные во времена Дарвина факторы, механизмы и закономерности
эволюционного процесса и сформировались новые представления, значительно
отличающиеся от классической теории Дарвина.
Тем не менее, несомненно, что современная теория эволюции является развитием
основных идей Дарвина, остающихся до сих пор актуальными и продуктивными.
Карл Линней
Чтобы систематизировать огромное количество описаний животных и растений, требовалась какая-то единица систематики. Такой единицей, общей для всего живого, Линней взял вид. Видом Линней назвал группу особей сходных между собой, как дети одних родителей и их дети. Вид состоит из множества похожих особей, дающих плодовитое потомство. Весь органический мир состоит из различных видов растений и животных.
Давать названия видам Линней стал на латыни, которая была в то время международным языком науки. Тем самым Линней разрешил сложную проблему: ведь когда названия давались на разных языках, под многими наименованиями мог описываться один и тот же вид.
Очень важной заслугой Линнея стало введение в практику двойных названий видов (бинарной номенклатуры). Каждый вид он предложил называть двумя словами. Первое - название рода, куда входят близкие виды. Например, лев, тигр, кошка домашняя относятся к роду Felis (Кошка). Второе слово - название собственно вида (соответственно Felis leo, Felis tigris, Felis domestica).
Человека (которого он окрестил "человеком разумным", Homo sapiens) Линней довольно смело для своего времени поместил в класс млекопитающих и отряд приматов вместе с обезьянами. Он сделал это за 120 лет до Ч. Дарвина. Он не считал, что человек произошёл от других приматов, но видел большое сходство в их строении.
Система растений и животных Линнея была во многом искусственна, она не отражала ход исторического развития мира. Линней осознавал этот недостаток своей системы и считал, что будущие натуралисты должны создать естественную систему растений и животных, которая должна учитывать все особенности организмов, а не один-два признака. Наука того времени не располагала необходимыми для этого знаниями.
Линней считал, что виды растений и животных не изменяются; они сохранили свои особенности "с момента сотворения". По Линнею, каждый современный вид является потомством первоначального созданной богом родительской пары. Каждый вид размножается, но сохраняет, по его мнению, в неизменном виде все особенности этой прародительской пары.
Как хороший наблюдатель, Линней не мог не видеть противоречия между представлениями о полной неизменности растений и животных с тем, что наблюдается в природе. Он допускал образование внутри вида разновидностей благодаря влиянию на организмы перемены климата и других внешних условий.
Жан Батист Ламарк
Жан Батист Ламарк, французский исследователь стал первым биологом, попытавшимся создать стройную и целостную теорию эволюции живого мира. Не оценённая современниками, полвека спустя его теория стала предметом горячих дискуссий, которые не прекратились и в наше время.
Самым важным трудом Ламарка стала книга "Философия зоологии", вышедшая в 1809 г. В ней он изложил свою теорию эволюции живого мира. Основой воззрений Ламарка стало положение о том, что материя и законы ее развития были созданы творцом. Ламарк проанализировал сходства и различия между живой и неживой материей и перечислил их. Важнейшим из таких отличий является способность реагировать на внешние раздражители. По его мнению причина жизни лежит не в самом живом теле, а во вне его.
Ламарк ввел понятие градации - внутреннем " стремлении к совершенствованию ", присущем всему живому; действием этого фактора эволюции определяется развитие живой природы, постепенное, но неуклонное повышение организации живых существ - от простейших до самых совершенных. Результат градации - одновременное существование в природе организмов разной степени сложности, как бы образующих иерархическую лестницу существ. Считая градацию отображением основной тенденции развития природы, Ламарк пытался дать этому процессу материалистическую трактовку: в ряде случаев он связывал усложнение организации с действием флюидов, проникающих в организм из внешней среды.
Другой фактор эволюции - постоянное влияние внешней среды, приводящее к нарушению правильной градации и обуславливающее формирование всего многообразия приспособлений организмов к окружающим условиям. Изменение среды - основная причина видообразования; пока среда неизменна, виды сохраняют постоянство; если в ней произошел сдвиг, виды изменяются.
Жизнь, по мнению Ламарка, может самопроизвольно зарождаться на Земле и продолжает зарождаться в настоящее время. В 17 веке существовали представления, что для самозарождения мышей необходима темнота и зерно, а для самозарождения червей гнилое мясо. Ламарк предполагает, что одноклеточные организмы способны самозарождаться, а все животные и растения, имеющие более высокую организацию, появились в результате долговременного развития живых организмов.
Ламарк вводит два закона развития живой природы: "Закон упражнения и неупражнения органов" и "Закон наследования приобретенных признаков".
Первый закон можно назвать законом изменчивости, в нем Ламарк акцентирует внимание на том, что степень развития того или иного органа зависит от его функции, интенсивности упражнения, что в большей мере способны изменяться молодые животные, которые еще развиваются. Ученый выступает против метафизического объяснения формы животных как неизменной, созданной для определенной среды. Вместе с тем Ламарк переоценивает значение функции и считает, что упражнение или неупражнение органа является важным фактором в изменении видов.
Второй закон можно назвать законом наследственности; следует обратить внимание на то, что наследование индивидуальных изменений Ламарк связывает с длительностью влияния условий, которые обусловливают эти изменения, и вследствие размножения усилением их в ряде поколений. Необходимо подчеркнуть и то обстоятельство, что Ламарк одним из первых анализирует наследственность как важный фактор эволюции. Вместе с тем следует заметить, что положение Ламарка о наследовании всех приобретенных при жизни признаков было ошибочным: дальнейшие исследования показали, что в эволюции решающее значение имеют только наследственные изменения.
Положения этих двух законов Ламарк распространяет и на проблему происхождения пород домашних животных и сортов культурных растений, а также использует их при объяснении животного происхождения человека. Происхождение человека.
Теория эволюции Чарльза Дарвина
В конце 1831 г. началось пятилетнее кругосветное путешествие на корабле "Бигл". Это путешествие было важным событием в жизни. Дарвина. Он собрал огромный и очень ценный научный материал, который сыграл исключительную роль в развитии эволюционной идеи.
Дарвину принадлежит ряд интересных палеонтологических находок. Проанализировав многочисленные факты, Дарвин пришел к выводу, что вымершие и нынешние животные имеют общее происхождение, но последние существенно изменились. Причиной этого могли быть изменения, которые происходили со временем на земной поверхности. Они же могли быть и причиной вымирания видов, останки которых находят в земных пластах.
После возвращения из путешествия Дарвин подробно обрабатывает и публикует собранные геологические, зоологические и другие материалы и работает над разработкой идеи исторического развития органического мира, которая зародилась еще во время путешествия. Свыше 20 лет настойчиво развивает и обосновывает он эту идею, продолжает собирать и обобщать факты, особенно из практики растениеводства и животноводства.
После опубликования "Происхождения видов" Дарвин продолжает активно работать над обоснованием проблемы эволюции, всесторонне анализирует закономерности изменчивости, наследственности, искусственного отбора. Идею исторического развития растений и животных Дарвин распространяет и на проблему происхождения человека. В 1871 г. выходит его книга "Происхождение человека и половой отбор", в которой подробно анализируются многочисленные доказательства животного происхождения человека. "Происхождение видов" и следующие две книги составляют единую научную трилогию, в них приведены неопровержимые доказательства исторического развития органического мира, установлены движущие силы эволюции, определены пути эволюционных превращений, наконец, показано, как и с каких позиций следует изучать сложные явления и процессы природы. Дарвин опубликовал 12 томов своих трудов.
Изменчивость и наследственность
В условиях господства представлении о постоянстве, неизменности видов Дарвину важно было показать, за счет чего образуется их многообразие. Поэтому в первую очередь он подробно обосновывает положение об изменчивости живых существ. Первый раздел книги "Происхождение видов" посвящен анализу именно этой проблемы. Дарвин обращает внимание на большое разнообразие сортов растений и пород животных, предками которых является один вид или ограниченное количество диких видов.
Под определенной (групповой) изменчивостью Дарвин понимал сходное изменение всех особей потомства в одном направлении вследствие влияния определенных условий (изменение роста при изменении количества и качества пищи, толщины кожи и густоты шерстного покрова от изменения климата и пр.); под неопределенной (индивидуальной) изменчивостью - появление разнообразных незначительных отличий у особей одного и того же сорта, породы, вида, которыми, существуя в сходных условиях, одна особь отличается от других (потомки одной пары животных не бывают совершенно подобными, хотя и развиваются в сходных условиях). Такая изменчивость является следствием неопределенного влияния условий существования на каждый отдельный индивид. Значительное разнообразие особей вследствие индивидуальной изменчивости является важным материалом для эволюционного процесса. Отмечая, что индивидуальная изменчивость, как правило, приводит к незначительным изменениям, Дарвин не исключает возможности появления и резких отклонений.
Дарвин понимал организм как целостную систему, отдельные части которой тесно связаны между собой. Поэтому изменение структуры или функции одной части нередко обусловливает также изменение другой или других. Компенсационная изменчивость состоит в том, что развитие одних органов или функций часто является причиной угнетения других, то есть наблюдается обратная корреляция, например, между молочностью и мясистостью скота.
Вторым важным фактором эволюции является наследственность, т.е способность всех организмов передавать особенности строения, функции, развития своему потомству. Эта особенность была хорошо известна. На способность организмов воспроизводить себе подобных всегда обращали внимание практики, селекционеры и за хороших животных платили большие суммы. Дарвин подробно проанализировал значение наследственности в эволюционном процессе. Он обратил внимание на случаи одномастности гибридов первого поколения и расщепления признаков во втором поколении, ему была известна наследственность, связанная с полом, гибридные атавизмы и ряд других явлений наследственности.
Искусственный отбор
Под искусственным отбором понимают осуществляемую человеком систему мероприятий по усовершенствованию существующих и созданию новых пород животных и сортов растений с полезными в хозяйственном отношении наследственными признаками.
Творческая функция искусственного отбора базируется на совокупном взаимодействии в ряде поколений изменчивости, наследственности, подбора, направленного выращивания, преимущественного размножения особей с полезными признаками и выбраковки нежелательных индивидов. Благодаря этому из поколения в поколение усиливается развитие полезных признаков, а вследствие коррелятивной изменчивости происходит перестройка всего организма. Искусственный отбор приводит к дивергенции - расхождению признаков у пород и сортов, образованию большого их разнообразия.
При анализе искусственного отбора и процесса формообразования Дарвин подчеркивает, что важным условием успеха является преимущественное размножение одних особей или групп особей, что приводит к увеличению числа таких индивидов, усиленное развитие их признаков в последующих поколениях и устранение от размножения других особей или групп особей.
Дарвин выделил две формы искусственного отбора - методический и бессознательный. Методический отбор - целеустремленное выведение породы или сорта. Селекционер ставит цель, определяет направление работы, фиксирует внимание на тех желательных чертах, которые должны быть характерными для породы, сорта. Он использует естественную изменчивость организмов, проводит подбор пар для спаривания, обеспечивает максимальное развитие и закрепление желаемых признаков в каждом последующем поколении, постепенно приближается к цели и достигает ее.
Самой давней формой искусственного отбора был бессознательный отбор. При бессознательном отборе человек не ставит цель создать новую породу, сорт, а лишь оставляет на племя и преимущественно размножает лучшие особи. Благодаря такому дифференцированному подходу в ряде поколений постепенно усиливаются определенные признаки размножаемых особей, что в конце концов, хотя и медленно, приводит к образованию новых пород, сортов. Следовательно, в этом случае человек не стремится вывести новую породу, сорт, но, используя естественную изменчивость и наследственность, посредством размножения одних особей и выбраковки других медленно изменяет организмы.
Дарвин подчеркивает особую важность бессознательного отбора с теоретической точки зрения, потому что эта форма отбора проливает свет и на процесс видообразования. Его можно рассматривать как мостик между искусственным и естественным отбором.
Борьба за существование
Дарвин обратил внимание на чрезвычайно сложные взаимоотношения между организмом и окружающей средой, на разные формы зависимости растений и животных от условий жизни, на их приспособление к неблагоприятным условиям. Такие сложные и разнообразные, многогранные формы зависимости организмов от условий окружающей среды и от других живых существ он назвал борьбой за существование, или борьбой за жизнь. Дарвин сознавал, что этот термин неудачен, и предупреждал, что использует его в широком метафорическом понимании, а не буквально.
Отношения организмов и видов с физическими условиями жизни, абиотической средой возникают в зависимости от климатических и почвенных условий, температуры, влажности, освещенности и других факторов, которые влияют на жизнедеятельность организмов. В процессе эволюции у видов животных и растений вырабатывается ряд приспособлений к неблагоприятным условиям. Но относительность этих приспособлений, а также постепенные изменения окружающей среды требуют постоянного усовершенствования адаптации к абиотическим условиям жизни. С другой стороны, живые существа также влияют на неживую природу, изменяя ее.
Межвидовые взаимоотношения чрезвычайно разнообразны и довольно сложны. Важное значение имеют отношения, которые формируются на базе пищевых (трофических) связей, а также отношения, которые возникают между разными видами в борьбе за места обитания. Крайним выражением межвидовых взаимоотношений является межвидовая борьба, когда одна форма вытесняет другую или ограничивает ее численность на определенной территории.
Естественный отбор
С борьбой за существование, жизненным состязанием и зависимостью организмов от среды, условий существования связан и естественный отбор. Учение о естественном отборе как движущем и направляющем факторе исторического развития органического мира является центральной частью теории эволюции Дарвина.
Дарвин дает такое определение естественного отбора: "Сохранение полезных индивидуальных различий или изменений уничтожение вредных я назвал естественным отбором, или переживанием наиболее приспособленных". Он предупреждает, что отбор видов следует понимать как метафору, как факт выживания, а не как сознательный выбор.
Итак, под естественным отбором понимают осуществляемый в природе процесс сохранения и преимущественного размножения в ряде поколений организмов и групп организмов, имеющих полезные для их жизни и развития адаптивные признаки, которые возникли вследствие разнонаправленной индивидуальной изменчивости. Противоположный процесс - вымирание неприспособленных - называют элиминацией.
Вследствие жизненного состязания в природе происходит постоянная избирательная элиминация одних особей и преимущественное выживание и размножение индивидов и групп особей, которые, изменяясь, приобрели полезные особенности. Вследствие скрещивания происходит сочетание признаков одной формы с признаками другой. Так из поколения в поколение накапливаются незначительные полезные наследственные изменения и их комбинации, которые со временем становятся характерными признаками популяции, разновидности, вида. Отбор постоянно воздействует на весь организм, на все его внешние и внутренние органы, на их структуру и функцию. Этот довольно тонкий и точный механизм постепенно накапливает новое, перестраивает, приспосабливает, шлифует организмы.
История эволюционных идей. Значение работ К. Линней, учения Ж. Б. Ламарка
Эволюция
– необратимое историческое развитие живой природы.
2. Заполните таблицу.
История развития эволюционных идей (до ХХ века) .
3. Каковы сильные и слабые стороны системы органического мира К. Линнея?
Разработал первую относительно удачную искусственную систему органического мира. За основу своей системы он принял вид и его считал элементарной единицей живой природы. Близкие виды объединились им в роды, роды в отряды, отряды в классы. Ввел в систематику принцип бинарной номенклатуры.
Недостатки системы Линнея состояли в том, что при классификации он учитывал лишь 1-2 признака (у растений - число тычинок, у животных - строение дыхательной и кровеносной системы), не отражающих подлинного родства, поэтому далекие роды оказались в одном классе, а близкие - в разных. Виды в природе Линней считал неизменными, созданными Творцом.
4. Сформулируйте основные положения эволюционной теории Ж. Б. Ламарка.
Пункты эволюционной теории Ламарка:
Первые организмы произошли из неорганической природы путем самозарождения. Их дальнейшее развитие привело к усложнению живых существ.
У всех организмов существует стремление к совершенствованию, изначально заложенное в них Богом. Этим объясняется механизм усложнения живых существ.
Процесс самозарождения жизни продолжается постоянно, что объясняет одновремен¬ное наличие в природе и простых, и более сложных организмов.
Закон упражнения и неупражнения органов: постоянное употребление органа ведет к его усиленному развитию, а неупотребление - к ослаблению и исчезновению.
Закон наследования благоприобретенных признаков: изменения, возникшие под действием постоянных упражнений и неупражнений органов, наследуются. Так, считал Ламарк, сформировалась, например, длинная шея жирафа и слепота крота.
Главным фактором эволюции считал прямое воздействие среды.
5. За что критиковали теорию Ж. Б. Ламарка современники?
Ламарк ошибочно полагал, что изменение среды всегда вызывает у организмов полезные изменения. Кроме того, он не мог объяснить, откуда у организмов возникает «стремление к прогрессу», и почему следует считать наследственным свойство организмов целесообразно реагировать на внешние воздействия.
6. Какие прогрессивные черты усматривают современные ученые-эволюционисты в теории Ж. Б. Ламарка?
В книге «Философия зоологии» Ламарк предположил, что в течение жизни каждая особь изменяется, приспосабливается к окружающей среде. Он утверждал, что разнообразие животных и растений есть результат исторического развития органического мира – эволюции, которую понимал как ступенчатое развитие, усложнение организации живых организмов от низших форм к высшим. Он предложил своеобразную систему организации мира, расположив в ней родственные группы в восходящем порядке – от простых к более сложным, в виде «лестницы».
Эволюционное учение Ч. Дарвина
1. Дайте определения понятий.
Факторы эволюции
– по Дарвину, это естественный отбор, борьба за существование, мутационная и комбинативная изменчивости.
Искусственный отбор
– выбор человеком наиболее ценных в хозяйственном или декоративном отношении особей животных и растений для получения от них потомства с желаемыми свойствами.
2. Какие аспекты социальной и научной обстановки начала и середины XIX века способствовали, на ваш взгляд, разработке эволюционной теории Ч. Дарвином?
К середине XX в. был сделан ряд важнейших обобщений и открытий, которые противоречили креационистским взглядам и способствовали укреплению и дальнейшему развитию идеи эволюции, что создало научные предпосылки для эволюционной теории Ч. Дарвина. Это развитие систематики, теория Ламарка, открытие Бэром закона зародышевого сходства и достижение других ученых, развитие биогеографии, экологии, сравнительной морфологии, анатомии, открытие клеточной теории, а также развитие селекции и народного хозяйства.
3. Заполните таблицу .
Этапы жизненного пути Ч. Дарвина
4. Сформулируйте основные положения эволюционного учения Ч. Дарвина.
1. Организмы изменчивы. Трудно найти такое свойство, по которому особи, принадлежащие к данному виду, были бы полностью тождественны.
2. Различия между организмами, хотя бы частично, передаются по наследству.
3. Теоретически популяции растений и животных стремятся размножиться в геометрической прогрессии, и теоретически любой организм может заполнить Землю очень быстро. Но этого не случается, так как жизненные ресурсы ограниченны, и в борьбе за существование выживает сильнейший.
4. В результате борьбы за существование происходит естественный отбор – выживают особи с полезными в данных условиях свойствами. Выжившие передают эти свойства своему потомству, то есть свойства эти закрепляются в череде последующих
поколений.
5. Заполните таблицу.
Сравнительная характеристика эволюционных теорий Ж. Б. Ламарка и Ч. Дарвина
6. Каково значение эволюционного учения Ч. Дарвина для развития биологической науки?
Учение Дарвина позволило привести в гармонию разрозненные знания о законах, которым подчиняется организация жизни на нашей планете. В прошедшем столетии эволюционное учение Дарвина было развито и конкретизировано благодаря созданию хромосомной теории наследственности, развитию молекулярно-генетических исследований, систематики, палеонтологии, экологии, эмбриологии и многих других областей биологии.
1. Дайте определение понятия.
Борьба за существование
– это один из движущих факторов эволюции, наряду с естественным отбором и наследственной изменчивостью, совокупность многообразных и сложных взаимоотношений, существующих между организмами и условиями среды.
2. Заполните таблицу.
Борьба за существование и ее формы
3. Какая из форм борьбы за существование является, по вашему мнению, самой напряженной? Ответ поясните.
Внутривидовая борьба протекает наиболее остро, так как у особей совпадает экологическая ниша. Организмы конкурируют за ограниченные ресурсы - пищевые, территориальные, самцы некоторых животных конкурируют между собой за оплодотворение самки, а также другие ресурсы. Для снижения остроты внутривидовой борьбы организмы вырабатывают различные приспособления - разграничение индивидуальных участков, сложные иерархические отношения. У многих видов организмы на разных этапах развития занимают разные экологические ниши, например, личинки жесткокрылых обитают в почве, а стрекоз - в воде, в то время как взрослые особи заселяют наземно-воздушную среду. Внутривидовая борьба приводит к гибели менее приспособленных особей, способствуя этим естественному отбору.
Естественный отбор и его формы
1. Дайте определения понятия.
Естественный отбор
– это избирательное воспроизведение генотипов, которые в наилучшей степени отвечают сложившимся условиям жизни популяции. То есть, основной эволюционный процесс, в результате действия которого в популяции увеличивается число особей, обладающих максимальной приспособленностью (наиболее благоприятными признаками), в то время, как количество особей с неблагоприятными признаками уменьшается.
2. Заполните таблицу.
3. Что является следствием естественного отбора?
Изменение состава генофонда, удаление из популяции особей, свойства которых не дают преимуществ в борьбе за существование. Возникновение адаптаций организмов к условиям внешней среды.
4. В чем, на ваш взгляд, заключается творческая роль естественного отбора?
Роль естественного отбора заключается не только в отсеве нежизнеспособных особей. Движущая его форма сохраняет не отдельные признаки организма, а весь их комплекс, все присущие организму комбинации генов. Отбор создает приспособления и виды, убирая из генофонда популяции, неэффективные с точки зрения выживания генотипы. Результатом его действия являются новые виды организмов, новые формы жизни.
