Чарлз дарвин и эволюционная теория. Вклад Дарвина в биологию кратко. Какой вклад в развитие биологии внес Чарльз Дарвин? Все началось с Мальтуса

Чарлз дарвин и эволюционная теория. Вклад Дарвина в биологию кратко. Какой вклад в развитие биологии внес Чарльз Дарвин? Все началось с Мальтуса

К середине XIX в. биологическая наука уже принципиально отличалась от натурфилософии конца XVIII века. Экспериментальные исследования дали большой фактический материал. С этого периода биологи всё больше опирались на конкретные науч-ные факты, а не абстрактные рассуждения. Именно в это вре-мя было сделано первое биологическое обобщение (со временем названное теорией), значимость которого не утрачена по сей день.

У большинства биологов того времени не вызы-вало сомнений, что эволюция реальна: природа изменяема, одни виды приходят на смену другим, а жизнь на Земле развивается. Поэтому актуаль-ными стали не доказательства эволюции, а необ-ходимость выяснить, как именно происходят эволюционные преобразования; найти ответ на вопрос, что заставляет живые организмы изменяться во времени. Иными словами, пред-стояло выяснить механизмы, причины и факторы эволюции.

Это было сделано в выдающемся труде англий-ского натуралиста, путешественника и исследо-вателя Чарльза Роберта Дарвина (1809—1882) «Происхождение видов путём естественного отбора, или сохранение благоприятствующих пород в борьбе за жизнь» (рис. 161), в котором он изложил своё видение механизмов эволюционных преобразований. Вкратце идеи книги сводились к следующему.

  • Организмы размножаются в геометрической прогрессии, тогда как до взрослого состояния доживает очень незначительная их часть (обратите внимание: в природе молодых особей всегда больше чем взрослых). Следовательно, большинство особей гибнут в борьбе за суще-ствование (рис. 162), которая проявляется, главным образом, в конкуренции особей одного вида между собой за лучшие места обитания, пищу, ресурсы, а у животных, к тому же, сорев-новании самцов за самку.
  • Для природы характерна всеобщая изменчи-вость. Каждый организм имеет индивидуаль-ные особенности, отличающие его от других. По Дарвину, в природе существует ненаследствен-ная групповая (он её назвал «определённой», а сейчас её называют модификационной) и инди-видуальная («неопределённая», в современной трактовке генетическая) изменчивость, которая передаётся по наследству. Именно последняя форма изменчивости согласно теории Дарвина играет ключевую роль в эволюции, даёт для неё материал.
  • Поскольку особи одного вида отличаются друг от друга, у них разные шансы выжить и оставить потомство. Чаще выживают и, соответственно, оставляют потомство более приспособленные к условиям обитания организмы, имеющие какие-то особенно полезные в борьбе за жизнь признаки или свойства. Это выживание самых приспособленных в борьбе за существование и есть естественным отбором, который, по Дарвину, является основным фактором — движущей силой эволюционного процесса. В качестве главного доказательства реальности естественного отбора Дарвин приводил искусственный отбор, с помо-щью которого человек вывел множество нужных ему пород животных и сортов растений с ранее неизвестными в природе свойствами. Так и при-рода с помощью естественного отбора творит нуж-ные ей виды.
  • Поскольку среда обитания организмов постоянно изменяется, то каждый раз в борьбе за существо-вание преимуществом обладают особи с новыми признаками, закрепляющимися наследственно. Эти изменения, накапливающиеся и распро-страняющиеся под действием естественного отбора в ряду поколений, неизбежно приводят к существенным изменениям строения тела и особенностей функционирования групп особей, в результате чего образуется новый вид.

Таким образом, основная идея учения о есте-ственном отборе — главной движущей силы органической эволюции — состоит в выживании самых приспособленных в борьбе за существование (рис. 163). При этом самыми приспособленными являются организмы, оставляющие самое большое потомство.

В отличие от теории Ламарка эволюционную теорию Дарвина восто-рженно восприняла не только научная, но и вся просвещённая европейская общественность того времени. Первый тираж «Происхождения видов...», увидевший свет 24 ноября 1859 г., разошёлся за несколько дней. Успех был обусловлен понятной и чёткой логикой теории естественного отбора, аргу-ментированностью доводов. Кроме того, идея выживания в конкурентной борьбе самых сильных и приспособленных отвечала духу времени — капи-талистическим отношениям середины XIX в.— и была понятной обществу. Материал с сайта

Учение Дарвина об эволюционном значении естественного отбора как главного фактора эволюции принято называть дарвинизмом . Большинство современных биологов это учение отождествляют с теорией эволюции и считают единственно правильной трактовкой механизмов эволюционного процесса. В отличие от эволюционного учения Ламарка Дарвин не только доказал факт эволюции (изменяемость видов, происхождение одного вида от другого, сменяемость видов во времени), но и первым предложил при-емлемые для науки своего времени естественнонаучные механизмы эво-люционного процесса. Благодаря теории Дарвина в биологии произошли прогрессивные изменения, которые можно сравнивать с научной революци-ей. Эволюционное учение стало проникать во все биологические дисципли-ны. Появились совершенно новые научные направления (сравнительная анатомия и физиология, эволюционная морфология, эволюционная эмбри-ология и другие). Существенный прогресс был достигнут в систематике и филогении. Система животных и растений перестала быть искусственной, она всё больше стала основываться не на внешней схожести организмов, а на их филогенетическом родстве.

Английский естествоиспытатель и учёный Ч. Дарвин , выдвинувший идею естествен-ного отбора как главной движущей силы эволюции, сформулировал естественные причины эволюционного развития. Ч. Дарвина призна-ют основоположником современной теории эволюции , поскольку он не только убедительно доказал её реальность, но и обосновал её естественные причины.

На этой странице материал по темам:

  • Доклад о учении чарльза дарвина о естественном отборе

  • Механизмы эволюционного процесса по дарвину кратко

  • Что такое борьба за существование

  • Учение ч дарвина об естественном отборе краткое содержание

  • Конспект по биологии учение дарвина об естественном отборе

Вопросы по этому материалу:

  • В чём состоит заслуга Дарвина?

  • Чем эволюционное учение отличается от теории эволюции?

  • Почему теория Дарвина так быстро завоевала огромное количество при-верженцев?

  • Основные положения эволюционной теории Ч.Дарвина

    • Изменчивость
    • Наследственность
    • Искусственный отбор
    • Борьба за существование
    • Естественный отбор

    В основе эволюционной теории Ч.Дарвина лежит представление о виде, его изменчивости в процессе приспособления к окружающей среде и передаче признаков от предков к потомству. Эволюция культурных форм при этом протекает под действием искусственного отбора, факторами которого являются изменчивость, наследственность и творческая деятельность человека, а эволюция природных видов осуществляется благодаря естественному отбору, факторами которого являются изменчивость, наследственность и борьба за существование.

    Движущие силы эволюции

    пород и сортов

    органического мира

    наследственная изменчивость и искусственный отбор

    борьба за существование и естественный отбор на основе наследственной изменчивости


    Изменчивость

    Производя сравнение многих пород животных и сортов растений Дарвин заметил, что в пределах любого вида животных и растений, а в культуре в пределах любого сорта и породы нет одинаковых особей. Опираясь на указания К.Линней о том, что оленеводы узнают в своем стаде каждого оленя, пастухи - каждую овцу, а многие садоводы распознают сорта гиацинтов и тюльпанов по луковицам, Дарвин сделал вывод о том, что всем животным и растениям присуща изменчивость.

    Анализируя материал по изменчивости животных, ученый заметил, что достаточно любой перемены в условиях содержания, чтобы вызвать изменчивость. Таким образом, под изменчивостью Дарвин понимал способность организмов приобретать новые признаки под влиянием условий окружающей среды. Он различал следующие формы изменчивости:

    В книгах "Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь" (1859) и "Изменения домашних животных и культурных растений" (1868) Дарвин подробно описал многообразие пород домашних животных и проанализировал их происхождение. Он отмечал разнообразие пород крупного рогатого скота, которых насчитывается около 400. Они отличаются друг от друга рядом признаков: окраской, формой туловища, степенью развития скелета и мускулатуры, наличием и формой рогов. Ученый подробно исследовал вопрос о происхождении этих пород и пришел к заключению, что все европейские породы рогатого скота, несмотря на большие различия между ними, произошли от двух родоначальных форм, одомашненных человеком.

    Чрезвычайно разнообразны и породы домашних овец, их более 200, но происходят они от ограниченного числа предков - муфлона и архара. Разные породы домашних свиней выведены также от диких форм кабана, которые в процессе одомашнивания изменили многие черты своего строения. Необычно многообразны породы собак, кроликов, кур и других домашних животных.

    Особый интерес у Дарвина вызвал вопрос о происхождении голубей. Он доказал, что все существующие породы голубей произошли от одного дикого предка - скалистого (горного) голубя. Породы голубей так различны, что любой орнитолог, найдя их в диком состоянии, признал бы их за самостоятельные виды. Однако Дарвин показал их общее происхождение на основании следующих фактов:

    • ни один из видов диких голубей, кроме скалистого, не имеет признаков домашних пород;
    • многие черты всех домашних пород сходны с чертами дикого скалистого голубя. Домашние голуби не вьют гнезд на деревьях, сохраняя инстинкт дикого голубя. Все породы обладают одинаковым поведением во время ухаживания за самкой;
    • при скрещивании голубей разных пород иногда появляются гибриды с признаками дикого скалистого голубя;
    • все гибриды между любыми породами голубей плодовиты, что подтверждает их принадлежность к одному виду. Совершенно очевидно, что все эти многочисленные породы произошли в результате изменения одной первоначальной формы. Такой вывод справедлив и для большинства домашних животных и культурных растений.

    Большое внимание Дарвин уделял изучению различных сортов культурных растений. Так, сравнивая разнообразные сорта капусты, он сделал вывод о том, что все они выведены человеком из одного дикого вида: различаются формой листьев при похожих цветках и семенах. У декоративных растений, например у разных сортов анютиных глазок, получены разнообразные цветы, а их листья почти одинаковы. У сортов крыжовника разнообразны плоды, а листья почти не различаются.

    Причины изменчивости . Показав разнообразие форм изменчивости, Дарвин объяснил материальные причины изменчивости, которыми являются факторы внешней среды, условия существования и развития живых существ. Но влияние этих факторов неодинаково в зависимости от физиологического состояния организма, стадии его развития. Среди конкретных причин изменчивости Дарвин выделяет:

    • прямое или опосредованное (через систему воспроизведения) влияние условий жизни (климата, пищи, ухода и т. п.);
    • функциональное напряжение органов (упражнение или неупражнение);
    • скрещивание (появление у гибридов признаков, не свойственных исходным формам);
    • изменения, обусловленные коррелятивной зависимостью частей организма.

    Среди разных форм изменчивости для эволюционного процесса первостепенное значение имеют наследственные изменения как первичный материал для сорто-, породо- и видообразования - те изменения, которые закрепляются в последующих поколениях.

    Наследственность

    Под наследственностью Дарвин понимал способность организмов сохранять в потомстве свои видовые, сортовые и индивидуальные особенности. Эта особенность была хорошо известна и представляла собой наследственную изменчивость. 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.

    Вместе с тем Дарвин отмечал, что изучение изменчивости и наследственности, их непосредственных причин и закономерностей связано с большими трудностями. Наука того времени еще не могла дать удовлетворительного ответа на ряд важных вопросов. Неизвестны были Дарвину и работы Г. Менделя. Только значительно позже начались широкие исследования изменчивости и наследственности, а современная генетика сделала гигантский шаг в изучении материальных основ, причин и механизмов наследственности и изменчивости, в причинном понимании этих явлений.

    Дарвин придавал огромное значение наличию изменчивости и наследственности в природе считая их основными факторами эволюции, которая имеет приспособительный характер [показать] .

    Приспособительный характер эволюции

    Дарвин в своей работе "Происхождение видов..." отметил важнейшую черту эволюционного процесса - непрерывное приспособление видов к условиям существования и совершенствование организации вида в результате накопления приспособлений. Однако он отмечал, что приспособленность вида, выработанная отбором к условиям существования хоть и имеет значение для самосохранения и самовоспроизведения видов, не может быть абсолютной, она всегда относительная и полезна лишь в тех условиях среды, в которых виды длительное время существуют. Форма тела, органы дыхания и другие особенности рыб целесообразны лишь в условиях жизни в воде и не пригодны в наземной жизни. Зеленая окраска саранчи маскирует насекомых на зеленой растительности и т. п.

    Процесс целесообразного приспособления можно проследить на примере любой, достаточно изученной в эволюционном плане группы организмов. Хорошим примером является эволюция лошади.

    Изучение предков лошади позволило показать, что ее эволюция была связана с переходом от жизни в лесах на топкой почве к жизни в открытых сухих степях. Изменения известных предков лошади произошло в следующих направлениях:

    • увеличение роста в связи с переходом к жизни на открытых пространствах (высокий рост является приспособлением к расширению горизонта в степях);
    • увеличение быстроты бега достигалось облегчением скелета ноги и постепенным уменьшением числа пальцев (способность к быстрому бегу имеет защитное значение и позволяет более эффективно находить водоемы и кормовые угодья);
    • интенсификация перетирающей функции зубного аппарата в результате развития гребней на коренных зубах, что было особенно важно в связи с переходом к питанию жесткой злаковой растительностью.

    Естественно, что наряду с этими изменениями происходили и коррелятивные, например удлинение черепа, изменение формы челюстей, физиологии пищеварения и т.д.

    Вместе с развитием приспособлений в эволюции любой группы проявляется так называемое приспособительное многообразие. Оно заключается в том, что на фоне единства организации и наличия общих систематических признаков представители любой естественной группы организмов всегда отличаются специфическими признаками, определяющими их приспособленность к конкретным условиям обитания.

    В связи с жизнью в сходных условиях обитания неродственные формы организмов могут приобретать сходные приспособления. Например, такие систематически далекие формы, как акула (класс Рыбы), ихтиозавр (класс Пресмыкающиеся) и дельфин (класс Млекопитающие), имеют схожий внешний вид, являющийся приспособлением к одинаковым условиям жизни в определенной среде, в данном случае в воде. Сходство между далекими в систематическом отношении организмами называется конвергенцией (см ниже). У сидячих простейших, губок, кишечнополостных, кольчатых червей, ракообразных, иглокожих, асцидий наблюдается развитие корнеподобных ризоидов, при помощи которых они укрепляются в грунте. Многим из этих организмов свойственна стебельчатая форма тела, позволяющая при сидячем образе жизни смягчать удары волны, толчки плавников рыб и т.д. Всем сидячим формам свойственна склонность к образованию скоплений особей и даже колониальности, где индивидуум подчинен новому целому - колонии, что снижает вероятность гибели в результате механических повреждений.

    В разных условиях обитания родственные формы организмов приобретают разные приспособления, т.е. от одной предковой формы могут возникнуть два и более видов. Такой процесс расхождения видов в разных экологических условиях Дарвин назвал дивергенцией (см ниже). Примером ее могут служить вьюрки на Галапагосских островах (западнее Эквадора): одни питаются семенами, другие - кактусами, третьи - насекомыми. Каждая из этих форм отличается от другой величиной и формой клюва и могла возникнуть в результате дивергентной изменчивости и отбора.

    Еще более многообразны приспособления у плацентарных млекопитающих, среди которых встречаются наземные формы с быстрым бегом (собаки, олени), виды, ведущие древесный образ жизни (белка, обезьяна), животные, обитающие на земле и в воде (бобры, тюлени), живущие в воздушной среде (летучие мыши), водные животные (киты, дельфины) и виды с подземным образом жизни (кроты, землеройки). Все они происходят от единого примитивного предка - древесного насекомоядного млекопитающего (рис. 3).

    Приспособление никогда не бывает абсолютно совершенным в силу длительности процесса накопления приспособлений. Изменение рельефа, климата, состава фауны и флоры и т.п. достаточно быстро может изменить направление отбора и тогда адаптации, выработанные в одних условиях существования, теряют свое значение в других, к которым вновь начинают вырабатываться новые приспособления. При этом численность одних видов уменьшается, а более приспособленных увеличивается. У вновь приспособившихся организмов могут сохраняться предыдущие признаки приспособления, которые в новых условиях существования не имеют решающего значения для самосохранения и самовоспроизводства. Это позволило Дарвину говорить о нецелесообразности признаков приспособления, которые обнаруживались в организации и поведении организмов достаточно часто. Это особенно четко прослеживается, когда поведение организмов не обусловлено их образом жизни. Так, перепончатые лапы гусей служат приспособлением к плаванию и их наличие целесообразно. Однако перепончатые лапы имеют и горные гуси, что явно нецелесообразно, если учитывать их образ жизни. Птица фрегат обычно не опускается на поверхность океана, хотя, как и горные гуси, она имеет перепончатые лапы. Можно с уверенностью сказать, что предкам этих птиц перепонки были необходимы и полезны, как и современным водным птицам. С течением времени потомки приспособились к новым условиям жизни, утратили привычку плавать, но органы плавания у них сохранились.

    Известно, что многие растения чувствительны к колебаниям температуры и это является целесообразной реакцией на сезонную периодичность вегетации и размножения. Однако подобная чувствительность к колебаниям температуры может привести к массовой гибели растений в случае повышения температуры осенью, стимулирующей переход к повторному цветению и плодоношению. При этом исключается нормальная подготовка многолетних растений к зиме и они погибают при наступлении холодов. Все эти примеры свидетельствуют об относительной целесообразности.

    Относительность целесообразности проявляется при значительном изменении условий существования организма, так как при этом особенно наглядна утрата приспособительного характера того или иного признака. В частности, рациональное устройство нор с выходом на уровне воды у выхухоли губительно в зимние паводки. Ошибочные реакции часто наблюдаются и у перелетных птиц. Иногда водоплавающие птицы прилетают в наши широты до вскрытия водоемов и отсутствие корма в это время приводит к их массовой гибели.

    Целесообразность - это исторически возникшее явление при постоянном действии естественного отбора, и поэтому она проявляется по-разному на различных этапах эволюции. Кроме того, относительность приспособленности обеспечивает возможность дальнейшей перестройки и совершенствования имеющихся у данного вида адаптации, т.е. бесконечность эволюционного процесса.

    ____________________________________
    _______________________________

    Однако обосновав вопрос об изменчивости и наследственности как факторах эволюции, Дарвин показал, что сами по себе они еще не объясняют возникновения новых пород животных, сортов растений, видов, их приспособленности. Большая заслуга Дарвина состоит в том, что он разработал учение об отборе как ведущем и направляющем факторе эволюции домашних форм (искусственный отбор) и диких видов (естественный отбор).

    Дарвин установил, что в результате отбора происходит изменение вида, т.е. отбор приводит к дивергенции - уклонению от первоначальной формы, расхождению признаков у пород и сортов, образованию большого их разнообразия [показать] .

    Дивергентный характер эволюции

    Принцип дивергенции, т. е. расхождения признаков сортов и пород, Дарвин разработал на примере искусственного отбора. В дальнейшем он использовал этот принцип для объяснения происхождения видов животных и растений, их разнообразия, возникновения разграничения между видами, обоснования учения о монофилетическом происхождении видов от общего корня.

    Дивергентность эволюционного процесса выводится из фактов разнонаправленной изменчивости, преимущественного выживания и размножения в ряде поколений крайних вариантов, которые в меньшей степени конкурируют между собой. Промежуточные формы, для жизни которых необходимы сходные пища, места обитания, находятся в менее выгодных условиях и, следовательно, быстрее вымирают. Это приводит к большему разрыву между крайними вариантами, образованию новых разновидностей, которые позже становятся самостоятельными видами.

    Дивергенция под контролем естественного отбора приводит к дифференциации видов и их специализации. Например, род синиц объединяет виды, которые живут в разных местах (биотопах) и питаются разной пищей (рис. 2). У бабочек семейства белянок дивергенция пошла в направлении приспособления гусениц к поеданию разных кормовых растений - капусты, репы, брюквы и других диких растений семейства крестоцветных. Среди лютиков один виды живут в воде, другие - в болотистых местах, лесах или на лугах.

    На основе сходства, а также общности происхождения систематика объединяет близкие виды растений и животных в роды, роды - в семейства, семейства в отряды и т. д. Современная систематика является отражением монофилетического характера эволюции.

    Разработанный Дарвином принцип дивергенции имеет важное биологическое значение. Он объясняет происхождение богатства форм жизни, путей освоения многочисленных и более разнообразных мест обитания.

    Прямым следствием дивергентного развития большинства групп в пределах сходных мест обитания является конвергенция - сближение признаков и выработка внешне подобных черт у форм, имеющих разное происхождение. Классическим примером конвергенции является сходство формы тела, органов движения у акулы (рыба), ихтиозавра (пресмыкающееся) и дельфина (млекопитающее), т. е. сходство приспособлений к жизни в воде (рис. 3). Наблюдается сходство между плацентарными и сумчатыми млекопитающими, между самой малой птицей колибри и большой бабочкой колибриевым бражником. Конвергентное сходство отдельных органов имеет место у неродственных животных и растений, т.е. строится на разной генетической основе.

    Прогресс и регресс

    Дарвин показал, что неизбежным следствием дивергентной эволюции является прогрессивное развитие органической природы от простого к сложному. Этот исторический процесс повышения организации хорошо иллюстрируется палеонтологическими данными, а также отображен в естественной системе растений и животных, объединяющей низшие и высшие формы.

    Таким образом, эволюция может идти разными путями. Главные направления эволюционного развития и морфофизиологические закономерности эволюции подробно разработал акад. А.Н. Северцов (см. макроэволюция).

    _______________________________
    ____________________________________

    Искусственный отбор

    Анализируя особенности пород домашних животных и сортов культурных растений, Дарвин обратил внимание на значительное развитие у них именно тех признаков, которые ценятся человеком. Достигалось это одним и тем же приемом: при разведении животных или растений селекционеры для размножения оставляли те экземпляры, которые наиболее полно удовлетворяли их потребности и из поколения в поколение накапливали полезные для человека изменения, т.е. осуществляли искусственный отбор.

    Под искусственным отбором Дарвин понимал систему мероприятий по усовершенствованию существующих и созданию новых пород животных и сортов растений с полезными (в хозяйственном отношении) наследственными признаками и различал следующие формы искусственного отбора :

    Целеустремленное выведение породы или сорта. Приступая к работе, селекционер ставит перед собой определенную задачу в отношении тех признаков, которые он хочет развить у данной породы. Прежде всего эти признаки должны быть хозяйственно ценными или удовлетворять эстетические потребности человека. Признаки, с которыми работает селекционер, могут быть и морфологическими и функциональными. К ним может относиться и характер поведения животных, например драчливость у бойцовых петухов. Решая поставленную перед собой задачу, селекционер выбирает из уже имеющегося материала все то лучшее, в чем проявляются хотя бы в малой степени интересующие его признаки. Выбранные особи содержатся в изоляции во избежание нежелательного скрещивания. Затем селекционер выбирает пары для скрещивания. После этого, начиная уже с первого поколения, он ведет строгий отбор лучшего материала и выбраковку того, который не удовлетворяет предъявленным требованиям.

    Таким образом, методический отбор - это творческий процесс, приводящий к образованию новых пород и сортов. Используя этот метод, селекционер, как скульптор, лепит новые органические формы по заранее продуманному плану. Успех его зависит от степени изменчивости исходной формы (чем сильнее изменяются признаки, тем легче найти нужные изменения) и величины исходной партии (в большой партии большие возможности выбора).

    Методический отбор в наше время, используя достижения генетики, значительно усовершенствовался и стал основой современной теории и практики селекции животных и растений.

    Бессознательный отбор проводится человеком без определенной, заранее поставленной задачи. Это самая давняя форма искусственного отбора, элементами которого пользовались уже первобытные люди. При бессознательном отборе человек не ставит цель создать новую породу, сорт, а лишь оставляет на племя и преимущественно размножает лучшие особи. Так, например, крестьянин, имеющий двух коров, желая использовать одну из них на мясо, зарежет ту, которая дает меньше молока; из кур он использует на мясо самых плохих несушек. В обоих случаях крестьянин, сохраняя наиболее продуктивных животных, проводит направленный отбор, хотя и не ставит перед собой цели вывести новые породы. Именно такую примитивную форму отбора Дарвин называет бессознательным отбором.

    Дарвин подчеркивал особую важность бессознательного отбора с теоретической точки зрения, так как эта форма отбора проливает свет и на процесс видообразования. Его можно рассматривать как мостик между искусственным и естественным отбором. Искусственный отбор был хорошей моделью, на которой Дарвин расшифровал процесс формообразования. Дарвиновский анализ искусственного отбора сыграл важную роль в обосновании эволюционного процесса: во-первых, он окончательно утвердил положение об изменчивости: во-вторых, установил основные механизмы формообразования (изменчивость, наследственность, преимущественное размножение особей с полезными признаками) и, наконец, показал пути выработки целесообразных приспособлений и дивергенции сортов, пород. Эти важные предпосылки открыли путь к успешному решению проблемы естественного отбора.

    Учение о естественном отборе как движущем и направляющем факторе исторического развития органического мира -
    центральная часть теории эволюции Дарвина
    .

    В основе естественного отбора лежит борьба за существование - сложные взаимосвязи между организмами и их связь с окружающей средой.

    Борьба за существование

    В природе постоянно наблюдается тенденция к неограниченному размножению всех организмов в геометрической прогрессии [показать] .

    По подсчетам Дарвина, в одной коробочке мака содержится 3 тыс. семян, а растение мака, выросшее из одного семени, дает до 60 тыс. семян. Многие рыбы ежегодно мечут до 10-100 тыс. икринок, треска и осетр - до 6 млн.

    Русский ученый К. А.Тимирязев приводит следующий пример, иллюстрирующий это положение.

    Одуванчик, по приближенным подсчетам, дает 100 семян. Из них на следующий год может вырасти 100 растений, каждое из которых тоже даст по 100 семян. Значит, при беспрепятственном размножении число потомков одного одуванчика можно было бы представить геометрической прогрессией: первый год - 1 растение; второй - 100; третий - 10 000; десятый год - 10 18 растений. Для расселения потомков одного одуванчика, полученного на десятый год, понадобится площадь, в 15 раз превышающая площадь земного шара.

    К такому заключению можно прийти, если проанализировать способность к размножению самых различных растений и животных.

    Однако, если подсчитать, например, количество одуванчиков на определенной площади луга в течение нескольких лет, то окажется, что численность одуванчиков мало изменяется. Аналогичная ситуация наблюдается и среди представителей фауны. Т.е. "геометрическая прогрессия размножения" никогда не осуществляется, т.к. между организмами происходит борьба за пространство, пищу, убежище, конкуренция при выборе полового партнера, борьба за выживание при колебаниях температуры, влажности, освещения и т.п. В этой борьбе большинство родившихся гибнет (элиминируется, удаляется) не оставляя потомства, и поэтому в природе численность особей каждого вида в среднем остается постоянной. При этом выжившие особи оказываются наиболее приспособленными к условиям существования.

    Несоответствие между числом рождающихся особей и числом особей, доживающих до зрелого состояния в результате сложных и разнообразных взаимоотношений с другими живыми существами и факторами окружающей среды Дарвин положил в основу своего учения о борьбе за существование или борьбе за жизнь [показать] . При этом Дарвин сознавал, что этот термин неудачен и предупреждал, что использует его в широком метафорическом понимании, а не буквально.

    Различные проявления борьбы за существование Дарвин сводил к трем видам:

    1. межвидовая борьба - взаимоотношения организма с особями других видов (межвидовые взаимоотношения);
    2. внутривидовая борьба - взаимоотношения между особями и группами индивидов одного вида (внутривидовые взаимосвязи)
    3. борьба с условиями неорганической внешней среды - отношения организмов и видов с физическими условиями жизни, абиотической средой

    Внутривидовые взаимосвязи также довольно сложны (взаимоотношения между особями разного пола, между родительскими и дочерними поколениями, между особями одного и того же поколения в процессе индивидуального развития, отношения в стае, стаде, колонии и т. д.). Большинство форм внутривидовых взаимоотношений имеют важное значение для воспроизведения вида и поддержания его численности, обеспечения смены поколений. При значительном увеличении численности особей вида и ограничений условий для их существования (например, при загущенных посевах растений) между отдельными индивидами возникает острое взаимодействие, которое приводит к гибели части или всех особей либо устранению их от размножения. К крайним формам таких отношений можно отнести внутривидовую борьбу и каннибализм - поедание особей своего вида.

    Борьба с условиями неорганической внешней среды возникает в зависимости от климатических и почвенных условий, температуры, влажности, освещенности и других факторов, влияющих на жизнедеятельность организмов. В процессе эволюции у видов животных и растений вырабатываются приспособления к жизни в определенной среде.

    Необходимо отметить, что три названные основные формы борьбы за существование в природе осуществляются не изолированно - они тесно переплетаются между собой, благодаря чему взаимосвязи индивидов, групп особей и видов бывают многогранными и довольно сложными.

    Дарвин первым раскрыл содержание и значение таких важных в биологии понятий, как "среда", "внешние условия", "взаимосвязи организмов" в процессе их жизни и развития. Академик И. И. Шмальгаузен борьбу за существование относил к числу главных факторов эволюции.

    Естественный отбор

    Естественный отбор в отличие от искусственного осуществляется в самой природе и состоит в отборе в пределах вида наиболее приспособленных особей к условиям конкретной среды. Дарвин открыл известную общность в механизме искусственного и естественного отбора: при первой форме отбора в результаты воплощается сознательная или неосознанная воля человека, при второй - господствуют законы природы. В том и другом случае создаются новые формы, однако при искусственном отборе, несмотря на то что изменчивость затрагивает все органы и свойства животных и растений, полученные породы животных и сорта растений сохраняют признаки, полезные для человека, но не для самих организмов. Напротив, естественный отбор сохраняет особи, у которых изменения полезны для их собственного существования в данных условиях.

    В "Происхождении видов" Дарвин дает такое определение естественного отбора: "Сохранение полезных индивидуальных различий или изменений и уничтожение вредных я назвал естественным отбором, или переживанием наиболее приспособленных" (c)-(Дарвин Ч. Происхождение видов. - М., Л.; Сельхозги, 1937, с. 171.). Он предупреждает, что "отбор" следует понимать как метафору, как факт выживания, а не как сознательный выбор.

    Итак, под естественным отбором понимают постоянно происходящий в природе процесс, при котором выживают и оставляют потомство наиболее приспособленные особи каждого вида и гибнут менее приспособленные [показать] . Вымирание неприспособленных - называют элиминацией.

    Следовательно, в результате естественного отбора выживают виды, наиболее приспособленные к тем конкретным условиям среды, в которых протекает их жизнь.

    Постоянные изменения условий внешней среды в течение длительного времени являются причиной разнообразных индивидуальных наследственных изменений, которые могут быть нейтральными, вредными или полезными. Вследствие жизненного состязания в природе происходят постоянная избирательная элиминация одних особей и преимущественное выживание и размножение тех, которые, изменяясь, приобрели полезные особенности. В результате скрещивания происходит сочетание признаков двух разных форм. Так из поколения в поколение накапливаются незначительные полезные наследственные изменения и их комбинации, которые со временем становятся характерными признаками популяций, разновидностей, видов. При этом вследствие закона корреляции одновременно с усилением адаптивных изменений в организме происходит перестройка и других признаков. Отбор постоянно воздействует на весь организм, на его внешние и внутренние органы, на их структуру и функцию. В этом проявляется созидающая роль отбора (см. микроэволюция).

    Дарвин писал: "Выражаясь метафорически, можно сказать, что естественный отбор ежедневно, ежечасно расследует по всему свету мельчайшие изменения, отбрасывая дурные, сохраняя и слагая хорошие, работая неслышимо, невидимо, где бы и когда бы только ни представился к тому случай, над усовершенствованием каждого органического существа по отношению к условиям его жизни, органическим и неорганическим" (c)-(Дарвин Ч. Происхождение видов. - М., Л.; Сельхозги, 1937, с. 174.).

    Естественный отбор - процесс исторический. Его действие проявляется через много поколений, когда малозаметные индивидуальные изменения суммируются, комбинируются и становятся характерными адаптивными признаками групп организмов (популяции, вида и т. п).

    Половой отбор . Как особую разновидность внутривидового естественного отбора Дарвин выделял половой отбор, под воздействием которого формируются вторичнополовые признаки (яркая окраска и разнообразные украшения самцов многих птиц, половые отличия в развитии, внешности, поведении других животных) в процессе активных взаимоотношений между полами животных, особенно в период размножения.

    Дарвин различал два типа полового отбора:

    1. борьба между самцами за самку
    2. активные поиски, выбор самцов самками, самцы лишь конкурируют между собой с целью возбудить самок, которые выбирают наиболее привлекательных самцов

    Результаты обоих типов полового отбора различаются между собой. При первой форме отбора появляется сильное и здоровое потомство, хорошо вооруженные самцы (появление шпор, рогов). При второй усиливаются такие вторичнополовые признаки самцов, как яркость оперения, особенности брачных песен, издаваемый самцом запах, служащий для привлечения самки. Несмотря на кажущуюся нецелесообразность подобных признаков, поскольку они привлекают хищников, у такого самца повышаются шансы на оставление потомства, что оказывается выгодно виду в целом. Важнейший результат полового отбора - появление вторичнополовых признаков и связанного с ним полового диморфизма.

    В различных обстоятельствах естественный отбор может идти с различной интенсивностью. Дарвин отмечает обстоятельства, благоприятствующие естественному отбору :

    • многочисленность особей и их разнообразие, повышающее вероятность проявления полезных изменений;
    • достаточно высокая частота проявления неопределенных наследственных изменений;
    • интенсивность размножения и скорость смены поколений;
    • неродственное скрещивание, увеличивающее размах изменчивости в потомстве. Дарвин отмечает, что перекрестное опыление встречается изредка даже среди растений-самоопылителей;
    • изоляция группы особей, препятствующая их скрещиванию с остальной массой организмов данной популяции;
      Сравнительная характеристика искусственного и естественного отбора
      Показатель для сравнения Эволюция культурных форм (искусственный отбор) Эволюция природных видов (естественный отбор)
      Материал для отбора Индивидуальная наследственная изменчивость
      Отбирающий фактор Человек Борьба за существование
      Характер действия отбора Накопление изменений в последовательном ряду поколений
      Скорость действия отбора Действует быстро (методический отбор) Действует медленно, эволюция идет постепенно
      Результаты отбора Создание форм, полезных человеку; образование пород и сортов Образование приспособлений к окружающей среде; образование видов и более крупных таксонов
    • широкое распространение вида, так как при этом на границах ареала особи встречаются с различными условиями и естественный отбор будет идти в разных направлениях и увеличивать внутривидовое разнообразие.

    В самом общем виде схема действия естественного отбора, по Дарвину, сводится к следующему. Из-за присущей всем организмам неопределенной изменчивости внутри вида появляются особи с новыми признаками. Они отличаются от обычных особей данной группы (вида) по потребностям. Вследствие различия старых и новых форм борьба за существование приводит одни из них к элиминации. Как правило, устраняются менее уклонившиеся организмы, ставшие в процессе дивергенции промежуточными. Промежуточные формы попадают в условия напряженной конкуренции. Это означает, что однообразие, повышающее конкуренцию, является вредным, а уклоняющиеся формы оказываются в более выгодном положении и их численность увеличивается. Процесс дивергенции (расхождения признаков) происходит в природе постоянно. В результате образуются новые разновидности и подобное обособление разновидностей в конце концов приводит к появлению новых видов.

    Таким образом, эволюция культурных форм протекает под действием искусственного отбора, слагаемыми (факторами) которого являются изменчивость, наследственность и творческая деятельность человека. Эволюция природных видов осуществляется благодаря естественному отбору, факторами которого являются изменчивость, наследственность и борьба за существование. Сравнительная характеристика этих форм эволюции приведена в таблице.

    Процесс видообразования по Дарвину

    Возникновение новых видов Дарвин представлял как длительный процесс накопления полезных изменений, увеличивающихся из поколения в поколение. Мелкие индивидуальные изменения ученый принимал за первые шаги видообразования. Их накопление через много поколений приводит к образованию разновидностей, которые он рассматривал как ступени на пути образования нового вида. Переход от одной к другой происходит в результате накапливающего действия естественного отбора. Разновидность, по мнению Дарвина, - это зарождающийся вид, а вид - резко выраженная разновидность.

    В процессе эволюции из одного родоначального вида может возникнуть несколько новых. Например, вид А в результате дивергенции может дать начало двум новым видам Б и В, они в свою очередь будут основой для других видов (Г, Д) и т.д. Из измененных форм выживают и дают потомство только наиболее уклонившиеся разновидности, каждая из которых вновь дает веер изменившихся форм, и опять выживают наиболее уклонившиеся и лучше приспособленные. Так шаг, за шагом возникают все большие различия между крайними формами, перерастающими наконец в различия между видами, семействами и т.д. Причиной дивергенции, по мнению Дарвина, являются наличие неопределенной изменчивости, внутривидовой конкуренции и разнонаправленный характер действия отбора. Новый вид может возникать и в результате гибридизации между двумя видами (А х В).

    Таким образом, Ч.Дарвин в своем учении сочетает положительные стороны учения о виде К.Линнея (признание реальности видов в природе) и Ж.-Б. Ламарка (признание безграничной изменчивости видов) и доказывает естественный путь их образования на основе наследственной изменчивости и отбора. Им были предложены четыре критерия вида - морфологический, географический, экологический и физиологический. Однако, как указывал Дарвин, этих характеристик было недостаточно для четкой классификации видов.

    Вид - явление историческое; он возникает, развивается, достигает полного развития, а затем при изменившихся условиях среды исчезает, уступая место другим видам, или сам изменяется, давая начало другим формам.

    Вымирание видов

    Учение Дарвина о борьбе за существование, естественном отборе и дивергенции удовлетворительно объясняет и вопрос о вымирании видов. Он показал, что в постоянно меняющихся условиях внешней среды одни виды, уменьшаясь в численности, неизбежно должны погибать и уступать место другим, лучше приспособленным к этим условиям. Таким образом, в процессе эволюции постоянно осуществляются уничтожение и созидание органических форм как необходимое условие развития.

    Причиной вымирания видов могут быть различные неблагоприятные для вида условия внешней среды, снижение эволюционной пластичности вида, отставание темпов изменчивости вида или скорости изменения условий, узкая специализация. Более конкурентоспособные виды вытесняют другие, о чем убедительно свидетельствует палеонтологическая летопись.

    Оценивая эволюционную теорию Ч.Дарвина, следует отметить, что он доказал историческое развитие живой природы, объяснил пути видообразования как естественный процесс и фактически обосновал формирование приспособлений живых систем в результате естественного отбора, впервые вскрыв их относительный характер. Ч.Дарвин объяснил основные причины и движущие силы эволюции растений и животных в культуре и дикой природе. Учение Дарвина явилось первой материалистической теорией эволюции живого. Его теория сыграла большую роль в укреплении исторического взгляда на органическую природу и во многом определила дальнейшее развитие биологии и всего естествознания.

    Биология. Общая биология. 11 класс. Базовый уровень Сивоглазов Владислав Иванович

    4. Эволюционная теория Чарлза Дарвина

    Вспомните!

    Какие виды изменчивости вам известны?

    Что такое искусственный отбор?

    Основной труд Ч. Дарвина, в котором была изложена теория эволюции, называется «Происхождение видов путём естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь»; он был опубликован в 1859 г. В первый же день был раскуплен весь тираж, огромный по тем временам – 1250 экземпляров. Появлению этой работы предшествовали почти 30 лет научных поисков и размышлений.

    Участие в экспедиции . В 1831 г. Дарвину предложили совершить пятилетнее кругосветное плавание на военном корабле «Бигль» в качестве натуралиста. Молодой исследователь получил возможность изучать природу самых отдалённых уголков земного шара (рис. 7).

    В Южной Америке Дарвин нашёл ископаемые остатки гигантских ленивцев и броненосцев. Современные виды этих животных, обитающие в тех же местах, были очень похожи на вымерших, что навело Дарвина на мысль о возможном родстве этих организмов (рис. 8).

    На Галапагосских вулканических островах Дарвин обнаружил разнообразные виды вьюрков, которые отличались по размеру и строению клюва, но были очень похожи на материковый вид (рис. 9). Дарвин предположил, что когда-то птицы попали на острова с материка и видоизменились, приспособившись к разным источникам питания (твёрдые семена, фрукты, насекомые).

    Рис. 7. Путешествие Ч. Дарвина: А – корабль «Бигль»; Б – портрет Ч. Дарвина; В – маршрут экспедиции

    Рис. 8. Скелеты ленивцев Южной Америки (справа – современный вид, слева – ископаемый)

    В Австралии учёного поразила удивительная древняя фауна: сумчатые и яйцекладущие млекопитающие, которые давно вымерли в других местах земного шара.

    Путешествие сыграло определяющую роль в формировании научных взглядов Дарвина. Поднявшись на корабль сторонником неизменности живой природы, пять лет спустя при возвращении домой Дарвин был убеждён, что виды способны изменяться и давать начало другим видам.

    Учение Ч. Дарвина об искусственном отборе. Данные, собранные Дарвином в экспедиции и накопленные в научных изысканиях его современниками, указывали на существование изменяемости живого мира. Однако механизмы этих изменений оставались неизвестными.

    Вернувшись в Англию, Дарвин продолжил свои научные исследования. Он обратил внимание на существование двух противоположных явлений: наследственности и изменчивости. В те времена ещё было неизвестно, какова природа этих двух свойств живых организмов, но Дарвин абсолютно верно понял, что именно наследственность и изменчивость лежат в основе эволюционных преобразований. Дарвин различал определённую и неопределённую изменчивость.

    Определённая, или групповая, изменчивость возникает под влиянием факторов внешней среды и у всех особей проявляется одинаково. Например, при улучшении качества кормов коровы больше производят молока, а при внесении на поля удобрений урожай сельскохозяйственных культур становится гораздо выше. Однако эти изменения не передаются следующему поколению, и, для того чтобы получить высокий урожай на следующий год, поля снова надо удобрять. В настоящее время эту форму изменчивости обычно называют ненаследственной или фенотипической (см. § 30, 10 класс).

    Рис. 9. Виды вьюрков, обитающие на Галапагосских островах

    Гораздо больше Дарвина заинтересовала другая форма изменчивости – неопределённая, или индивидуальная. Неопределённая изменчивость – это появление у отдельной особи нового проявления признака, которого не было у предковых форм. Дарвин считал, что именно неопределённая изменчивость обеспечивает возникновение новых видов, потому что она передаётся по наследству. В современной биологии известно, что основной причиной наследственной изменчивости являются мутации (см. § 30, 10 класс).

    Именно эту форму изменчивости использовали английские селекционеры при создании новых пород животных. К тому времени в Англии было выведено более 150 пород голубей, множество пород собак, кур, крупного рогатого скота и т. д. Сторонники неизменности видов утверждали, что каждая порода имеет своего дикого предка. Дарвин доказал, что это не так. Все породы кур происходят от дикой банкивской курицы, породы крупного рогатого скота – от диких туров, а всё удивительное разнообразие голубей – от дикого скалистого голубя (рис. 10).

    Разводя домашних животных и культурные растения, английские фермеры искали среди потомства тех особей, у которых нужный признак был выражен наиболее ярко. Отобранные экземпляры скрещивали между собой и из организмов следующего поколения вновь отбирали те формы, у которых нужный человеку признак был выражен лучше всего. От одной исходной формы одновременно можно было получить множество разных сортов или пород, если вести отбор по разным признакам. Следовательно, при выведении новых сортов и пород человек использовал искусственный отбор.

    Рис. 10. Породы голубя: А – дикий голубь; Б – дутыш; В – якобинец: Г – турман; Д – почтовый голубь; Е – павлиний голубь

    Искусственным отбором называют процесс создания новых пород животных и сортов растений путём систематического сохранения и размножения особей с определёнными, ценными для человека признаками и свойствами в ряди поколений.

    Иногда к возникновению породы приводит одиночная крупная мутация. Так появилась анконская порода коротконогих овец, такса, утка с кривым клювом, а в 2004 г. в США была обнаружена кошка с укороченными лапками, которая дала начало новой породе.

    Искусственный отбор осуществлялся человеком во все времена, но в древности он был бессознательным. Наши далёкие предки оставляли лучших животных или сохраняли для посева лучшие семена, исходя из практического опыта, не ставя перед собой определённой цели. Если же селекционер ставит перед собой конкретную задачу и ведёт отбор по одному (двум) признакам, такой отбор называют методическим.

    Учение Ч. Дарвина о естественном отборе. В искусственных условиях фактором, отбирающим тот или иной организм, является человек. Дарвин считал, что, если бы ему удалось обнаружить в природе аналогично действующий фактор, проблема происхождения видов была бы решена.

    Под впечатлением от прочитанной работы Т. Мальтуса о стремлении организмов к безграничному размножению Дарвин проанализировал закономерности размножения различных организмов. За 750 лет потомство одной пары слонов, самых медленно размножающихся животных, может составить 19 млн особей. Устрица откладывает 1 млн яиц за сезон, а известный всем гриб-дождевик производит 700 млрд спор, и тем не менее земной шар не покрывается устрицами и грибами. Несмотря на то что особи стремятся к размножению в геометрической прогрессии, количество взрослых особей каждого вида остаётся приблизительно постоянным. Иными словами, большая часть потомков гибнет в борьбе за существование, не достигнув половой зрелости.

    Дарвин выделил три формы борьбы за существование: межвидовую, внутривидовую и борьбу с неблагоприятными факторами внешней среды (рис. 11).

    Внутривидовая борьба происходит между особями одного вида. Эта борьба носит наиболее острый характер, потому что организмы, принадлежащие к одному и тому же виду, имеют сходные потребности. У животных эта борьба проявляется в конкуренции за пищу и территорию, у многих растений – в затенении других особей за счёт более быстрого роста. Самцы многих видов в период размножения вступают в борьбу за право создать семью. Брачные турниры приводят к половому отбору, когда потомство оставляет более сильный самец, а слабые или больные исключаются из процесса размножения, и их гены не передаются потомкам.

    Рис. 11. Борьба за существование

    Борьба с неблагоприятными факторами внешней среды имеет большое значение в выживании организмов. В засушливое лето гибнут многие растения, наводнение уносит жизни многих животных, не все организмы могут пережить морозную зиму.

    В борьбе за существование одни особи успешно справляются с этой задачей, другие не могут оставить потомства или гибнут. Как правило, оставляют потомство в основном организмы с полезными для данных условий обитания признаками. Результатом борьбы за существование является естественный отбор.

    Процесс выживания и размножения наиболее приспособленных особей Дарвин назвал естественным отбором, главной движущей силой, направляющей эволюционный процесс. Материалом для этого отбора служит наследственная изменчивость. В процессе естественного отбора происходит постепенное накопление полезных для группы организмов изменений, что приводит к формированию нового вида.

    Значение теории Дарвина. Дарвин не был первым учёным, создавшим теорию эволюции. Его заслуга состоит в том, что он впервые научно объяснил механизмы эволюции вообще и видообразования в частности. Основными факторами эволюции Дарвин считал наследственную изменчивость, борьбу за существование и естественный отбор.

    Дарвин иллюстрировал свою точку зрения на том же примере, который использовал в своё время Ж. Б. Ламарк для объяснения своей теории эволюции, – на жирафе. Дарвин предположил, что в некой предковой популяции жирафов отдельные особи слегка различались по длине шеи и ног. Это предположение вполне правомочно, потому что двух одинаковых особей не бывает ни в одной популяции. В периоды нехватки корма в саванне животные разного роста вынуждены были вступать в конкуренцию за листву деревьев (внутривидовая борьба за существование). Более высокие животные могли дотянуться до листьев, растущих на верхних ветвях и недоступных низкорослым особям. Поэтому жирафы низкого роста погибали, а вместе с ними из популяции исчезали и такие признаки, как короткие ноги и шея. Длинная шея и длинные ноги современного жирафа – результат преимущественного выживания из поколения в поколение и размножения более высоких особей.

    Учение Дарвина служит естественно-научной основой для материалистического объяснения целесообразности строения живых организмов, происхождения и многообразия видов и является одним из крупнейших достижений естествознания XIX в.

    Одновременно с Ч. Дарвином к тем же выводам о механизмах эволюции пришёл другой естествоиспытатель – Алфред Рассел Уоллес. В июле 1858 г. Дарвин и Уоллес вместе выступили с докладами о своих идеях на заседании Линнеевского общества в Лондоне. В дальнейшем Уоллес полностью признал приоритет Дарвина и ввёл термин «дарвинизм» для обозначения новой теории эволюции.

    Теория эволюции, предложенная Дарвином, в дальнейшем была расширена и переработана в свете новых данных генетики, молекулярной биологии, палеонтологии, экологии и получила название синтетической теории эволюции.

    Вопросы для повторения и задания

    1. Какие наблюдения Ч. Дарвина поколебали его веру в неизменность видов?

    2. Каковы причины возникновения групповой изменчивости?

    3. Что такое искусственный отбор?

    4. Каковы причины борьбы за существование в живой природе? Приведите примеры трёх форм борьбы за существование, которые вы наблюдали в природе.

    5. Следствием каких взаимоотношений является естественный отбор?

    6. Какова роль естественного отбора в эволюции?

    7. Рассмотрите рисунок 11. Какие формы борьбы за существование он иллюстрирует? Аргументируйте свой ответ.

    Подумайте! Выполните!

    1. В самом первом русском переводе работы Ч. Дарвина вместо привычного сейчас слова «отбор» был использован термин «подбор» (что тоже является аналоговым словом для английского selection, использованного Ч. Дарвином). Почему же впоследствии оно было заменено? Выскажите своё мнение.

    2. Самостоятельно выберите критерии и сравните теории Ж. Б. Ламарка и Ч. Дарвина.

    Работа с компьютером

    Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните задания.

    Из книги Моральное животное автора Райт Роберт

    Глава 16: Эволюционная этика Другой вопрос - что желательно преподавать, - все согласны с общей утилитарностью. Старые и бесполезные заметки (недатировано) Значит, наше происхождение - источник наших злых страстей!! Дьявол в обличье бабуина - вот наш прадед. Записная

    Из книги Новейшая книга фактов. Том 1 [Астрономия и астрофизика. География и другие науки о Земле. Биология и медицина] автора

    Из книги Генетика этики и эстетики автора Эфроимсон Владимир Павлович

    Часть I. ЭВОЛЮЦИОННАЯ ГЕНЕТИКА ВЗАИМНОГО АЛЬТРУИЗМА Любовь к самому себе - это единственный роман, длящийся всю жизнь.О.

    Из книги Нерешенные проблемы теории эволюции автора Красилов Валентин Абрамович

    Часть II. ЭВОЛЮЦИОННАЯ ГЕНЕТИКА ВОСПРИИМЧИВОСТИ К

    Из книги Величайшее шоу на Земле [Свидетельства эволюции] автора Докинз Клинтон Ричард

    ТЕОРИЯ, ЭВОЛЮЦИЯ И ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ Термины эволюционируют помимо и вопреки нашей воле. Поэтому даже самое лучшее определение не может считаться окончательным. В прошлом теории (с оттенком пренебрежения) противопоставляли точному знанию, почерпнутому из Библии или, на

    Из книги Учение Чарлза Дарвина о развитии живой природы автора Шмидт Г. А.

    ГЛАВА 12. Гонка вооружений и «Эволюционная теодицея» Глаза и нервы, семявыносящие протоки, носовые пазухи и спины неудачно разработаны с точки зрения индивидуального благополучия, но недостатки прекрасно понятны в свете эволюции. То же самое относится к большей

    Из книги Новейшая книга фактов. Том 1. Астрономия и астрофизика. География и другие науки о Земле. Биология и медицина автора Кондрашов Анатолий Павлович

    2. Жизненный путь Чарлза Дарвина Дарвин создал общее учение о развитии живой природы в результате десятилетий напряженного труда по изучению самых различных природных явлений, самых различных живых объектов. Еще юношей, студентом Эдинбургского университета, изучая

    Из книги Эмбрионы, гены и эволюция автора Рэфф Рудольф А

    В чем сущность вклада Чарлза Дарвина в развитие эволюционного учения? Еще в VI веке до нашей эры грек Анаксимандр утверждал, что человек произошел от других животных, его предки жили в воде и были покрыты чешуей. Чуть позже, в IV веке до нашей эры, Аристотель пояснял, что

    Из книги Мозг, разум и поведение автора Блум Флойд Э

    Глава 2 Палеобиология и эволюционная теория. Время и изменение...Слыша доносящийся издалека шум великих морей, омывающих берега, давным-давно ими же разрушенные, и крики морских птиц, что исчезли с лица земли. Дж. Р. Р. Толкиен «Братство кольца» Абсолютное и относительное

    Из книги Эволюция [Классические идеи в свете новых открытий] автора

    Развитие эмоций: эволюционная перспектива У низших позвоночных значительного развития достигает только ствол мозга. Лимбическая система развивается только у эволюционно более продвинутых форм. В филогенетическом ряду вплоть до дельфинов и человека относительная

    Из книги Эволюция человека. Книга 1. Обезьяны, кости и гены автора Марков Александр Владимирович

    Избыточность и эволюционная пластичность Как мы уже отмечали в главе 4, отбор на стабильность, т. е. фактически на постоянство и неизменность, парадоксальным образом повышает эволюционную пластичность (приспособляемость) организмов, т. е. склонность к изменениям.

    Из книги Биология. Общая биология. 11 класс. Базовый уровень автора Сивоглазов Владислав Иванович

    Эволюционная эстетика Если эволюционная этика (область эволюционной психологии, занимающаяся происхождением морали и нравственности) уже стала признанным научным направлением (28800 результатов поиска в Google по фразе evolutionary ethics), то об эволюционной эстетике широкой

    Из книги Поведение: эволюционный подход автора Курчанов Николай Анатольевич

    2. Эволюционная теория Ж. Б. Ламарка Вспомните!Что такое эволюция?Чем объясняется господство представлений о неизменности видов в эпоху К. Линнея?В конце XVIII в. большинство учёных было готово принять идею об изменяемости видов. Продолжалось активное накопление научных

    Из книги автора

    3. Предпосылки возникновения учения Чарлза Дарвина Вспомните!Кто был автором первой эволюционной теории?Какие биологические открытия были сделаны к середине XIX в.?Естественно-научные предпосылки. К середине XIX в. в естествознании было сделано много новых открытий.

    Из книги автора

    2.5. Эволюционная биология и систематика Теоретические положения эволюционной биологии имеют основополагающее значение для принципов систематики. Вне систематики нет биологии. Без учета систематики не может рассматриваться ни одна биологическая проблема, в том числе и

    Из книги автора

    11.5. Эволюционная психология Эволюционная психология – это единственное направление в психологии, в котором адекватно отражены достижения генетики и эволюционной биологии. Сильной ее стороной является междисциплинарный подход. Анализ взаимодействия биологического и

    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.

    Повторение и обобщение материала по теме: «Эволюционное учение»

    Цели урока :

    – ознакомить учащихся с жизнью и творчеством великого английского ученого Чарльза Дарвина;
    – систематизировать, закрепить и обобщить знания о виде, популяции, движущих силах эволюции, механизмах видообразования, главных направлениях эволюции, характерных признаках микро- и макроэволюции;
    – стимулировать интеллектуальную деятельность учащихся, развивать умения систематизировать, сравнивать, высказывать собственную точку зрения.

    Оборудование и материалы : портрет Ч.Дарвина; таблицы и схемы к лабораторным работам по ароморфозам, идиоадаптациям и дегенерации; видеофильм о приспособленности организмов к условиям обитания.

    Ход урока

    «Наука – это драма идей». Эти слова принадлежат великому физику XX в. Альберту Эйнштейну. Творцы открытий – люди, виновники ошибок – люди. На арене науки сражаются, соревнуются, отстаивают свою правоту идеи, теории и гипотезы, созданные людьми. Сегодня мы будем говорить о величайшем открытии XIX в. – теории естественного отбора Ч.Дарвина.

    Жизнь и творчество Ч.Дарвина

    Если мы позволим себе волю воображения, может вдруг оказаться, что животные – наши братья по боли, болезням,
    смерти, страданиям и бедствиям, наши рабы в самой тяжелой работе, спутники в развлечениях –
    разделяют с нами происхождение от общего предка – и все мы слеплены из той же глины.

    В автобиографии Дарвин писал: «Довольно рано я прочел оказавшийся у товарищей том «Чудес природы» и нередко вступал с другими мальчиками в споры относительно правильности сообщаемых в этой книге сведений. К концу моей школьной жизни мой брат увлекся химией и устроил порядочную лабораторию с самодельными аппаратами в чулане. Он позволял прислуживать ему при опытах. Я очень интересовался этим, и наши занятия нередко затягивались до глубокой ночи. Эти занятия имели наиболее глубокое образовательное значение из всего того, чему я научился в школьные годы. Они на практике познакомили меня со значением экспериментальной науки».

    Учеба в Кембридже шла вяло. Изучать богословские догмы Дарвину было скучно. Зато он с головой окунулся в любимое занятие – изучение природы. Этому способствовало знакомство с крупными учеными-естествоиспытателями, жившими в этом научном центре.

    Экспедиция на корабле «Бигль» (сообщение учащегося)

    Книга «Введение в философию естествознания» профессора Генсло пробудила в Дарвине горячее желание своими скромными силами хоть сколько-нибудь содействовать возведению величественного здания естествознания. Такая возможность представилась ему после окончания университета. Он был рекомендован профессором Генсло в качестве натуралиста на корабль «Бигль», отправлявшийся в кругосветное путешествие.

    «Бигль» снаряжался военным министерством Великобритании для осуществления топографических и гидрологических исследований в районе Южно-Американского континента и Фолклендских островов. Именно туда обратило свои взоры правительство Великобритании, чтобы найти территории, которые бы еще больше раздвинули рамки колоний этой державы. Кроме того, «Бигль» должен был собрать налоги в Австралии, Новой Зеландии и других колониях.

    Натуралист в этой экспедиции был не самым главным лицом. Ему даже не платили жалование. Более того, все научное оборудование он должен был купить сам. Условия не лучшие. Тем не менее, Чарльз охотно принял это предложение, хотя отец и другие родственники не одобряли его намерений.

    27 декабря 1831 г. «Бигль» отправился из Девон-Порта. Он посетил остров Гран-Канария, острова Зеленого мыса, Рио-де-Жанейро, прошел вдоль восточного побережья Южной Америки с заходом на Фолклендские острова, много времени провел у берегов Патагонии, далее прошел мимо острова Огненная Земля, вдоль Западного побережья Южной Америки с заходом на острова Галапагосского архипелага, Таити, Маврикий, Мадагаскар, мыс Доброй Надежды, остров Святой Елены, снова к Южной Америке и оттуда в Англию. Путешествие продолжалось 5 лет (до 1836 г.).

    Особую роль в становлении научных взглядов Дарвина сыграли палеонтологические находки в Патагонии. Изучая эти материалы, он пришел к мысли о существовании близкого родства между вымершими и современными ленивцами, муравьедами и броненосцами Южной Америки.

    В результате подробного изучения флоры и фауны Галапагосских островов он пришел к выводу, что большинство видов животных и растений свойственны только этому архипелагу. В то же время, все они обнаруживают явное сходство с обитателями Южной Америки. Значит, они происходят от материковых видов, которые переселились на острова и приспособились к весьма своеобразным местным условиям существования.

    Так впервые он ответил на вопрос о причинах возникновения специфических видов и их приспособленности к условиям обитания.

    На острове Святой Елены Дарвин столкнулся с таким фактором воздействия на флору и фауну, как инородный вид. При колонизации острова сюда завезли свиней и коз. В течение десятилетий они полностью уничтожили густые леса, и на их месте развилась жесткая травянистая растительность. Вследствие этого изменилась и фауна острова. Вымерло 8 видов моллюсков.

    В Австралии Дарвин столкнулся со своеобразным миром сумчатых, которые больше нигде не встречаются, хотя в Южной Америке и на юге Африке климат для них вполне подходящий. Оставалось предположить, что фауна Австралии развилась в условиях изоляции.

    «Бигль» достиг берегов Англии 2 октября 1836 г. Материал, собранный Дарвином, был разнообразен и многочислен и представлял огромную ценность. В его обработке принимали участие, кроме Дарвина, другие крупные ученые Англии – зоологи, геологи. На Дарвине лежало общее руководство, написание вводных статей и монографий по некоторым группам (птицы, усоногие раки и др.)

    И, наконец, самое главное. Выпускник богословского факультета, Дарвин перед отправлением в путешествие был верующим человеком. За 5 лет путешествия его мировоззрение резко изменилось: как в результате проведенных наблюдений, так и под влиянием идей геолога Лайеля, чью книгу «Основы геологии» он читал во время экспедиции, Дарвин приходит к заключению об историческом развитии органического мира. Из путешествия он вернулся убежденным в существовании вполне материальных причин эволюции.

    В марте 1839 г. Дарвин женился на своей кузине Эмме Веджвуд, веселой, привлекательной, образованной женщине. Супружество оказалось счастливым. Эмма неутомимо ухаживала за больным мужем. Она была его опорой в жизни и не сомневалась в его добропорядочности даже тогда, когда Дарвин работал над теорией естественного отбора, атеистическую сущность которой она поняла раньше других. Ведь Эмма Дарвин была набожной, как все ее современницы.

    Дарвин много лет работал над обоснованием своей теории. Он завершил ее приблизительно к 1858 г., но опубликовывать не торопился. В 1858 г. он получил письмо от Альфреда Рассела Уоллеса, работавшего в Малайе, с рукописью статьи, в которой Уоллес в сжатой форме изложил свою теорию естественного отбора. Эта теория во многом совпадала с выводами самого Дарвина. Это его ошеломило, и он пишет профессору Лайелю: «Ваши слова, что меня кто-либо опередит, оправдались с лихвой. Я никогда не видел более разительного сходства. Если бы у Уоллеса была моя рукопись… он не смог бы сделать более удачного и краткого обзора».

    Лайель и ботаник Джозеф Гукер сумели найти тонкое и справедливое решение вопроса. По их предложению на заседании Линнеевского общества в том же 1858 г. были зачитаны обе работы. Затем по настоянию Лайеля и Гукера Дарвин начал готовить свою рукопись к публикации. Друзья считали, что он имеет на это право, т.к. сформулировал свою гипотезу еще во время кругосветного путешествия, а в последующие 22 года собирал факты, подтверждающие ее.

    Оба ученых были благородными людьми. Они признавали вклад друг друга в теорию. Уоллес писал: «Я всегда сознавал и теперь сознаю, что господин Дарвин начал заниматься этим вопросом раньше меня и исполнение трудной задачи изложения происхождения видов не выпало на мою долю. Давно я уже испытывал свои силы и убедился, что их бы не хватило на эту трудную задачу. Я чувствую, что у меня нет такого неутомимого терпения при собирании многочисленных фактов, этой удивительной способности выводить заключения… наконец, того бесподобного слога, ясного и убедительного, – словом, всех тех качеств, которые делают из господина Дарвина человека совершенного и, быть может, наиболее способного для громадного труда, который он предпринял и выполнил».

    А Дарвин говорил друзьям: «Лучше б я сжег свою книгу, только бы он (Уоллес) или кто-либо иной не счел мой поступок неблаговидным».

    Труд Дарвина под названием «Происхождение видов путем естественного отбора» был опубликован 24 ноября 1859 г. Интерес к этой книге превзошел все ожидания. Весь тираж (1250 экз.) был раскуплен за один день. Еще при жизни Дарвина «Происхождение видов» выдержало 6 изданий и было переведено на все европейские языки, в том числе и на русский. Чарльз Дарвин скончался в 1882 г. и был похоронен как национальный герой в Вестминстерском аббатстве, в Лондоне, рядом с Исааком Ньютоном.

    В чем сущность теории Дарвина?

    Беседа

      Созданию Дарвином учения об эволюции органического мира способствовали определенные естественно-научные и экономические предпосылки. Назовите их.

      В XIX в. многие ученые не признавали идею эволюции органического мира. Приведите доказательства эволюции растений и животных. Какие из них можно считать прямыми, а какие косвенными?

      В середине XIX в. Дарвин создал эволюционную теорию, которая и сегодня признана большинством ученых мира. Назовите основные положения эволюционной теории Дарвина. Каковы результаты и движущие силы эволюции по Дарвину?

      Известно, что все организмы имеют сходную организацию молекулярных процессов. О чем это свидетельствует?

      Объясните с точки зрения К.Линнея, Ж.Б. Ламарка и Ч.Дарвина образование длинной шеи у жирафа и отсутствие органов зрения у слепыша.

      Во время кругосветного путешествия Ч.Дарвин в Южной Америке ознакомился с находками скелетов ископаемого гигантского ленивца и обнаружил их сходство со скелетами ныне живущих видов. Он описал различия в видовом составе фауны Северной и Южной Америки, обнаружил высокий процент эндемизма среди птиц и рептилий Галапагосского архипелага. Какие выводы можно сделать из этих его наблюдений?

      Проводя наблюдения в Дауне, Ч.Дарвин установил, что на одинаковых по площади участках почвы размещается большее число особей растений, если они принадлежат не к одному, а к нескольким видам. В чем причина таких различий?

    Выводы

      Дарвин доказал, что в природных условиях приспособление организмов к среде и возникновение новых видов происходит при участии естественного отбора. Выживают и лучше размножаются те особи, которые имеют изменения, полезные для организма. Естественный отбор – это преимущественное выживание и размножение наиболее приспособленных.

      Причиной естественного отбора, по Дарвину, является постоянная борьба за существование. Дарвин различал три формы борьбы за существование: межвидовую, внутривидовую и борьбу с неблагоприятными условиями неорганической среды.

      Естественный отбор создает разнообразные приспособления организмов к окружающей среде.

    Современное состояние эволюционного учения

    (сообщение учащегося )

    В развитии дарвинизма было три периода.

    1. Романтический (с 1859 г. до середины XIX в.), когда эволюционное учение одержало победу над метафизическим подходом, что дало толчок к развитию новых областей науки: эволюционной палеонтологии, сравнительной анатомии, эволюционной эмбриологии и др. Пропагандистами и сторонниками учения Ч.Дарвина были Тимирязев, братья Ковалевские, Сеченов, Геккель, Мюллер и др.

    2. Период отрицания (1900–1926). Становление и развитие генетики привело к противопоставлению ее дарвинизму. В это время эволюционное учение продолжает развиваться, а теория естественного отбора стала подвергаться жесточайшей критике. Этой теории были противопоставлены другие: мутационная (автор де Фриз), хромосомная (автор Томас Морган), миграционная, гибридизационная теории, которые утверждали, что виды образуются не постепенно, эволюционно, а скачкообразно – революционно.

    3. Современный синтетический период. Разработана синтетическая теория эволюции. Временем ее возникновения считают 1926 г., когда советский ученый С.С. Четвериков сформулировал основные положения популяционной генетики и соединил дарвинизм с современной генетикой. На этой базе сформировалось современное учение о микроэволюции.

    Сегодня мы различаем микроэволюцию и макроэволюцию. Микроэволюция – это начальный этап эволюционного процесса, который протекает внутри вида (в популяциях) и приводит к образованию новых видов. Она доступна непосредственному наблюдению и изучению, т.к. может происходить в исторически короткое время. При этом популяции рассматриваются как элементарные эволюционные единицы, в которых происходит микроэволюция. Мутации и комбинации генов, лежащие в основе наследственной изменчивости, называются элементарным эволюционным материалом.

    Наследственная изменчивость, различные виды изоляции, популяционные волны и естественный отбор в свете современной синтетической теории эволюции являются движущими силами или элементарными эволюционными факторами. Под влиянием этих факторов изменяется генетический состав популяции (генофонд). Изменение генетического состава популяции называется элементарным эволюционным событием (явлением). Это обязательная предпосылка эволюционного процесса. Генотип особей в популяциях характеризуется разнокачественностью из-за мутационной и комбинативной изменчивости. В результате борьбы за существование и естественного отбора особи с одними генотипами сохраняются в популяции, другие погибают. Процесс длится на протяжении ряда поколений и может привести к значительным изменениям генотипа. Следствием этого является образование новых подвидов и видов.

    Признак появления нового вида – невозможность отделившейся популяции скрещиваться с особями исходной популяции и давать плодовитое потомство. Это репродуктивная изоляция – главный признак появления нового вида.

    Как главный признак вида критерий репродуктивной изоляции предложен в 1968 г. Майером, который предложил следующее определение вида: «Вид – это система популяций, близких по своим генетическим и морфологическим особенностям, полностью репродуктивно изолированная от других таких же систем». Вид – это система генетически закрытая (изолированная), но как биологическая система он является системой открытой, т.к. связан обменом веществ и превращением энергии с внешней средой. В связи с этим изоляцию следует рассматривать как фактор видообразования.

    Изоляция – это нарушение свободных скрещиваний и генетическая разобщенность популяций. Изоляция – это самое существенное свойство вида, которое обеспечивает его реальность и целостность. Способность к изоляции является ценным видовым приспособлением. Изоляция не обязательно подразумевает полное прекращение скрещивания между популяциями. Для поддержания своеобразия генофонда, а тем самым и направления его преобразований, достаточны лишь определенные ограничения.

    На внутривидовом уровне различают:

    – географическую или пространственную изоляцию;
    – морфологическую изоляцию;
    – генетическую изоляцию;
    – биологическую изоляцию.

    Макроэволюция – это процесс возникновения и развития более крупных таксономических категорий. Она протекает на огромных пространствах, охватывает порой всю биосферу и отрезки времени в сотни миллионов лет. При ее изучении экспериментировать невозможно. До сих пор специалисты изучали ход макроэволюции по ископаемым останкам. И только теперь ученые смогли построить компьютерные модели эволюционного процесса. Для моделирования макроэволюции оказалось вполне достаточно дарвинского принципа естественного отбора на основе случайных наследственных изменений. Эта серия компьютерных экспериментов по моделированию прогрессивной эволюции блестяще подтвердила теорию Дарвина.

    Вопросы к беседе

      В чем сущность учения И.И. Шмальгаузена о формах естественного отбора?

      В чем сущность и каковы результаты микроэволюции?

      Дайте характеристику различных способов видообразования.

      Какие направления эволюционного процесса вы знаете?

      Чем отличается биологический прогресс от биологического регресса?

      Охарактеризуйте основные пути эволюции, ведущие к биологическому прогрессу.

    Основные направления эволюции

    Лабораторная работа «Основные пути биологического прогресса»

    1. Ароморфозы

    Проанализируйте анатомо-функциональные особенности мозга позвоночных животных (рыбы, птицы, млекопитающие). Заполните табл. 1 и сделайте вывод о взаимосвязи между усложнением различных отделов мозга и особенностями поведения животных.

    Головной мозг рыб. Различают отделы: передний мозг, промежуточный мозг, средний мозг, мозжечок и продолговатый мозг. Все отделы имеют большое значение в жизнедеятельности рыбы. Мозжечок управляет координацией движений и равновесием животного. Продолговатый мозг играет важную роль в управлении дыханием, кровообращением, пищеварением и другими важнейшими функциями организма.

    Головной мозг птиц. Хорошо развиты зрительные бугры среднего мозга. Мозжечок значительно больше, чем у других позвоночных, т.к. он – центр координации и согласованности движений, а птицы в полете совершают очень сложные движения. По сравнению с рыбами у птиц увеличены полушария переднего мозга, поэтому и поведение птиц отличается большей сложностью. Правда, многие действия являются врожденными, инстинктивными (образование пар, постройка гнезда, насиживание). В течение жизни у птиц появляется большое количество условных рефлексов.

    Головной мозг млекопитающих. Головной мозг состоит из тех же отделов, что и у других позвоночных, однако большие полушария имеют более сложное строение. Наружный слой больших полушарий состоит из нервных клеток, образующих кору мозга. Она может образовывать складки, извилины. Кора отвечает за формирование условных рефлексов. Хорошо развит и мозжечок, он также имеет много извилин. Это связано с координацией сложных движений млекопитающих. Млекопитающие отличаются сложным поведением. Вследствие того что окружающая среда крайне изменчива, у млекопитающих постоянно вырабатываются новые условные рефлексы, а те, которые не подкрепляются условными раздражителями, утрачиваются. Эта особенность позволяет млекопитающим быстро и очень хорошо приспосабливаться к условиям окружающей среды.

    Таблица 1

    2. Идиоадаптации

    Рассмотрите строение ног различных птиц, сделайте вывод о приспособительном значении изменений, заполните табл. 2.

    Строение ног птиц в зависимости от их образа жизни.
    На рисунке изображены ноги: 1 – фазан, 2 – орел, 3 – воробей, 4 – страус

    Существование зависимости строения организма от его образа жизни доказывает, например, строение ног у разных видов птиц. Ноги хищных птиц (орлы, ястребы) снабжены длинными и острыми когтями. У птиц, ноги которых приспособлены для ходьбы (фазан), когти короткие. У бегающих птиц (дрофа, страус) ноги очень сильные, с короткими и толстыми пальцами.


Самое обсуждаемое
Вклад Дарвина в биологию кратко Вклад Дарвина в биологию кратко
Предпрофильная подготовка и профильное обучение в школе Предпрофильная подготовка Предпрофильная подготовка и профильное обучение в школе Предпрофильная подготовка
Тайна гравитационной аномалии антарктиды в районе земли уилкса Аномалия уилкса ланда Тайна гравитационной аномалии антарктиды в районе земли уилкса Аномалия уилкса ланда


top