Чарльз Дарвин и его теория эволюции

Жизнь и труды Ч. Дарвина. Чарльз Дарвин родился 12 февраля 1809 г. в семье врача. Во время обучения в университетах Эдинбурга и Кембриджа Дарвин получил глубокие знания в области зоологии, ботаники и геологии, навыки и вкус к полевым исследованиям. Большую роль в формировании его научного мировоззрения сыграла книга выдающегося английского геолога Чарльза Лайеля «Принципы геологии». Лайель утверждал, что современный облик Земли складывался постепенно под влиянием тех же естественных сил, что действуют и в настоящее время. Дарвин был знаком с эволюционными идеями Эразма Дарвина, Ламарка и других ранних эволюционистов, но они не казались ему убедительными.

Решающим поворотом в его судьбе стало кругосветное путешествие на корабле «Бигль» (1832-1837). По словам самого Дарвина, в ходе этого путешествия на него произвели самое сильное впечатление: «1) открытие гигантских ископаемых животных, которые были покрыты панцирем, сходным с панцирем современных броненосцев; 2) то обстоятельство, что по мере продвижения по материку Южной Америки близкородственные виды животных замещают одни других; 3) тот факт, что близкородственные виды различных островов Галапагосского архипелага незначительно отличаются друг от друга. Было очевидно, что такого рода факты, так же как и многие другие, можно было объяснить только на основании предположения, что виды постепенно изменялись, и проблема эта стала преследовать меня».

Бизнес-тренинг управление поможет не только начинающему, но и даже опытному, матерому руководителю научиться наиболее эффективно управлять своими подчиненными. Мало просто раздавать указания, нужно уметь поставить перед работниками задачу, четко ее сформулировать, правильно распределить человеческие и иные ресурсы. Не лишним для начальства будет развить в себе навыки правильной и плодотворной мотивации окружающих посредством системы поощрений и наказаний, а также при помощи коммуникаций между начальником и подчиненными.

Не стоит забывать и о том, что руководство зачастую сталкивается с множеством иных вопросов. Как поступать в случае локального бунта на рабочем месте, какие действия предпринимать, если возникает необходимость массового увольнения работников, и, при этом, избежать конфликтных ситуаций или же выйти из них на наиболее выгодных условиях.

По возвращении из плавания Дарвин начинает обдумывать проблему происхождения видов. Он рассматривает разные идеи, в том числе идею Ламарка, и отвергает их, так как ни одна из них не дает объяснения фактам поразительной приспособленности животных и растений к условиям их обитания. То, что ранним эволюционистам казалось изначально заданным и не требующим объяснений, представляется для Дарвина самым важным вопросом. Он собирает данные об изменчивости животных и растений в природе и в условиях одомашнивания. Через много лет, вспоминая, как возникла его теория, Дарвин напишет: «Вскоре я понял, что краеугольным камнем успехов человека в создании полезных рас животных и растений был отбор. Однако в течение некоторого времени для меня оставалось тайной, каким образом отбор мог быть применен к организмам, живущим в естественных условиях». Как раз в то время в Англии бурно обсуждались идеи английского ученого Т. Мальтуса о возрастании численности популяций в геометрической прогрессии. «В октябре 1838 г. я прочитал книгу Мальтуса «О народонаселении»,- продолжает Дарвин,- и так как, благодаря продолжительным наблюдениям над образом жизни животных и растений, я был хорошо подготовлен к тому, чтобы оценить значение повсеместно происходящей борьбы за существование, меня сразу поразила мысль, что при таких условиях благоприятные изменения должны иметь тенденцию сохраняться, а неблагоприятные - уничтожаться. Результатом этого и должно быть образование новых видов».

Итак, идея о происхождении видов путем естественного отбора возникла у Дарвина в 1838 г. В течение 20 лет он работал над ней. В 1856 по совету Лайеля он начал готовить свою работу к публикации. В 1858 г. молодой английский ученый Альфред Уоллес прислал Дарвину рукопись своей статьи «О тенденции разновидностей к неограниченному отклонению от первоначального типа». Эта статья содержала изложение идеи происхождения видов путем естественного отбора. Дарвин был готов отказаться от публикации своего труда, однако его друзья геолог Ч. Лайель и ботаник Г. Гукер, которые давно знали об идее Дарвина и знакомились с предварительными набросками его книги, убедили ученого, что обе работы должны быть опубликованы одновременно.

Книга Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь» вышла в 1859 г., и ее успех превзошел все ожидания. Его идея эволюции встретила страстную поддержку одних ученых и жесткую критику других. Этот и последующие труды Дарвина «Изменения животных и растений при одомашнивании», «Происхождение человека и половой отбор», «Выражение эмоций у человека и животных» немедленно после выхода переводились на многие языки. Примечательно, что русский перевод книги Дарвина «Изменения животных и растений при одомашнивании» был опубликован раньше, чем ее оригинальный текст. Выдающийся русский палеонтолог В. О. Ковалевский переводил эту книгу с издательских гранок, предоставленных ему Дарвином, и публиковал ее отдельными выпусками.

Основные принципы эволюционной теории Ч. Дарвина. Сущность дарвиновской концепции эволюции сводится к ряду логичных, проверяемых в эксперименте и подтвержденных огромным количеством фактических данных положений:

1.В пределах каждого вида живых организмов существует огромный размах индивидуальной наследственной изменчивости по морфологическим, физиологическим, поведенческим и любым другим признакам. Эта изменчивость может иметь непрерывный, количественный, или прерывистый качественный характер, но она существует всегда.

2.Все живые организмы размножаются в геометрической прогрессии.

3.Жизненные ресурсы для любого вида живых организмов ограничены, и поэтому должна возникать борьба за существование либо между особями одного вида, либо между особями разных видов, либо с природными условиями. В понятие «борьба за существование» Дарвин включил не только собственно борьбу особи за жизнь, но и борьбу за успех в размножении.

4.В условиях борьбы за существование выживают и дают потомство наиболее приспособленные особи, имеющие те отклонения, которые случайно оказались адаптивными к данным условиям среды. Это принципиально важный момент в аргументации Дарвина. Отклонения возникают не направленно - в ответ на действие среды, а случайно. Немногие из них оказываются полезными в конкретных условиях. Потомки выжившей особи, которые наследуют полезное отклонение, позволившее выжить их предку, оказываются более приспособленными к данной среде, чем другие представители популяции.

5.Выживание и преимущественное размножение приспособленных особей Дарвин назвал естественным отбором .

6.Естественный отбор отдельных изолированных разновидностей в разных условиях существования постепенно ведет к дивергенции (расхождению) признаков этих разновидностей и, в конечном счете, к видообразованию.

На этих постулатах, безупречных с точки зрения логики и подкрепленных огромным количеством фактов, была создана современная теория эволюции.

Главная заслуга Дарвина в том, что он установил механизм эволюции, объясняющий как многообразие живых существ, так и их изумительную целесообразность, приспособленность к условиям существования. Этот механизм - постепенный естественный отбор случайных ненаправленных наследственных изменений .

Формирование синтетической теории эволюции. Проблема наследования изменений была ключевой для судьбы дарвиновской теории. Во времена Дарвина господствовали представления о слитной наследственности. Наследственность объяснялась слиянием «кровей» предковых форм. «Крови» родителей смешиваются, давая потомство с промежуточными признаками. Именно с этой позиции выступал против теории Дарвина математик Ф. Дженкин. Он считал, что накопление благоприятных уклонений невозможен, так как при скрещивании они растворяются, разбавляются, становятся пренебрежимо малыми и, наконец, исчезают вовсе. Дарвин, который нашел ответы на большинство возражений против своей теории, выдвинутых его современниками, этим возражением был поставлен в тупик.

Выход из этого тупика давала теория корпускулярной, дискретной наследственности, созданная Грегором Менделем (1822-1884). Наследственность дискретна. Каждый родитель передает своему потомку одинаковое количество генов. Гены могут подавлять или модифицировать проявления других генов, но не способны изменять информацию, записанную в них. Иначе говоря, гены не изменяются при слиянии с другими генами и передаются следующему поколению в той же форме, в какой они получены от предыдущего. В случае неполного доминирования мы действительно наблюдаем у потомков первого поколения промежуточное проявление признаков родителей. Но во втором и последующих поколениях родительские признаки могут вновь проявиться в неизменном виде (вспомните § VI -3).

В 1920-х годах был осуществлен синтез дарвинизма и генетики. Решающую роль в осуществлении этого синтеза сыграл выдающийся отечественный генетик С.С. Ч е т в е р и к о в. На основании своих работ по анализу природных популяций он пришел к пониманию механизмов накопления и поддержания индивидуальной изменчивости. Одновременно с С. С. Четвериковым к синтезу идей корпускулярной генетики с классическим дарвинизмом пришли Р. Ф и ш е р, Дж. Х о л д е й н и С. Р а й т. Крупный вклад в формирование современной синтетической теории эволюции внесли зоолог Э. М а й р и палеонтолог Дж. С и м п с о н. Теория естественного отбора была развита в трудах выдающегося отечественного ученого И. И. Ш м а л ь г а у з е н а. Основы экологии, биогеографии, филогенетической систематики и этологии (науки о поведении животных), заложенные в трудах Дарвина, развились в самостоятельные науки и, в свою очередь, внесли важнейший вклад в формирование современных представлений о путях, механизмах и закономерностях эволюции. Важнейшие успехи эволюционной биологии в последние годы были достигнуты, благодаря активному применению в эволюционных исследованиях идей и методов молекулярной генетики и биологии развития.

1.Какие наблюдения привели Дарвина к мысли об изменяемости видов?

2.Как Дарвин пришел к идее естественного отбора.

3.В чем заключается сущность теории Дарвина?

4.В чем значение законов Менделя для понимания механизмов эволюции?

Чарльз. Биография Дарвин глазами студентов. Фильм на Youtube (25 мин).

Основная мысль Дарвина заключалась в том, что эволюция видов следует соответственным закономерностям и в природе. Подобно тому как культурные организмы были приспособлены к потребностям человека в результате искусственного отбора, так и в природе организмы приспособились к ее условиям в результате естественного отбора. Предпосылкой этого является то обстоятельство, что все организмы варьируют в большом ряде признаков. Затем природа благоприятствует самым приспособленным благодаря их более высоким шансам на выживание и размножение. Так лучше приспособленные формы сохраняются в «борьбе за существование». В постоянно меняющихся условиях окружающего мира изменяется характер групп животных и растений, из которых состоят виды. Наконец, последние больше уже не могут скрещиваться и таким образом естественно изолируются друг от друга. Под борьбой за существование нельзя понимать главным образом цепь насильственных воздействий. Холод, жара, засуха и сырость, короче - все физические, химические и биологические условия окружающей среды лишь при определенных условиях могут быть благоприятными для тех или иных особей и приводить к их отбору. То обстоятельство, что на Дарвина оказывало сильное влияние учение Мальтуса (1766-1834), сначала повлекло за собой преувеличение роли, которую играет элемент борьбы. Это констатировал уже Энгельс. В письме к П. Л. Лаврову (12-17 ноября 1875 года) он писал: «Взаимодействие тел природы - как мертвых, так и живых - включает как гармонию, так и коллизию, как борьбу, так и сотрудничество. Если подводить все богатое разнообразие исторического развития под одностороннюю и тощую формулу «борьба за существование», формулу, которая даже в области природы может быть принята лишь, но такой метод сам себе выносит обвинительный приговор». Впрочем, кажется, что влияние Мальтуса на Дарвина несколько преувеличивалось самим же Дарвином. Итак, приспособленность является разнообразной: биохимической, физиологической и морфологической. При этом ценные приспособитёльные признаки вполне могут быть связаны с незначительными и случайными признаками. В диалектическом процессе вместе с необходимым одновременно возникает и случайное. То, что в эволюционно-историческом смысле вчера еще было необходимым, сегодня может принять характер второстепенного, случайного явления, и наоборот.

Подобным образом в естественном отборе Дарвин открыл далекую от всякой телеологии и всякой сознательной целесообразности и целеустремленности свободную закономерность, которая определяет усиление приспособленности и дальнейшее развитие организмов. Огромные периоды времени, в течение которых происходил процесс биологической эволюции, говорят о том, что поразительная приспособленность организмов не есть чудом созданные признаки. Незнание причин этой приспособленности долгое время делало область живого мира раздольем для телеологических «доказательств» существования бога, вытекающих из целесообразности в природе. По этому поводу Дарвин высказался следующим образом в письме к Аза Грею: «Ваш вопрос о том, что меня могло бы убедить в этой цели, очень щекотлив. Если бы я увидел спускающегося с неба ангела и если бы благодаря тому, что его видели и другие, я убедился, что не сошел с ума, - то тогда я поверил бы в предопределение». Дарвиновское объяснение движущих сил эволюции часто считали малоубедительным из-за его якобы ненаправленности и слепоты. Правда, скептики соглашались с тем, что длительные периоды времени, которыми располагала эволюция, делают понятным, как из простого, в конце концов, может образоваться что-то болев сложное. Но как, спрашивали они, следует понимать возникновение какого-либо органа, например, у позвоночного животного? Ведь этот орган был до его усовершенствования абсолютно не способным к выполнению своей функции, а, следовательно, предшествующие стадии развития не обладали приспособленностью! Тот, кто задает подобный вопрос, не учитывает, что «функция и структура развивались одновременно». Например, первые светочувствительные органы в эволюции животных были пригодны лишь для восприятия наличия пли отсутствия света. Обладание ими, несомненно, было ценным приспособлением организма к условиям существования. В ходе дальнейшей эволюции совершенствующиеся органы зрения постоянно стали давать сигналы о все новых свойствах окружающего мира: «о направлении, из которого исходит свет, о движении источника света, его цвете и, наконец - благодари отображению, - о распределении освещенных объектов в окружающем мире». Упомянутое выше затруднение возникает, таким образом, лишь вследствие «нереалистического предположения, что первые образования соответствующего органа выполняли ту же функцию, что и полностью развитый орган». То, что было сказано насчет образования сложных органов, можно повторить с некоторыми изменениями и в отношении появления сложных форм поведения. В ходе эволюции они тоже претерпели прогрессивные функциональные изменения, которые способствовали соответствующему приспособлению организмов и так шаг за шагом оказывали пользу их развитию. О продолжительности периодов видообразовании можно сделать заключение, например, на основании того, что для образования нового вида в эволюции лошади потребовалось около 500 000 лет. У многих моллюсков видообразование заняло от 2 до 3 миллионов лет. Продолжительность существования вида в неизменной форме может быть во много раз больше длительности его формирования. Причина этого, конечно, заключается в том, что у вида, уже хорошо приспособленного к окружающей среде, меньше становится вероятность прибавления благоприятных изменений. Таким образом, понятно, что часто ритм видообразования сначала бывает быстрым, а потом замедляется. В неизменяющихся условиях окружающей среды, хорошо приспособленные формы могут спокойно оставаться в завоеванных ими «нишах». Доказательство начинающегося процесса видообразования затрудняется тем, что, «как было замечено у существующих теперь птиц, бабочек и других насекомых, первые отклонения от нормального развития могут быть не морфологического, а физиологического порядка». Представители телеологического миропонимания, как известно, предполагают, что «ни один воробей не может упасть с дерева без воли бога», а тем более проявлять «ненужные» свойства. Наоборот, многочисленные факты ненужности и несообразности (дителеология) в организмах доказывают естественную обусловленность и относительную ограниченность процессов приспособления. Так в определенном эволюционном периоде существуют излишние образования - например, уже упоминавшиеся нами рудиментарные органы представляют собой лишь «воспоминание» об утраченных особенностях приспособления. Иногда такие ненужные органы становятся опасными. Это доказывают воспаления пальцеобразного отростка в кишечнике человека, до недавнего времени не поддававшиеся операции и констатировавшиеся лишь при вскрытии трупов как «заворот кишок». Имели и имеют место также и подлинные несообразности. Они приводили к вымиранию целых отрядов. По-видимому, такие несообразности никогда не обладали приспособительной ценностью. Гигантские рога и саблевидные зубы могут служить тому примером (правда, их нецелесообразность оспаривается). Эмбриональные уродства представляют собой дальнейший раздел таких дителеологий. Они тоже лишь подчеркивают всеобщую приспособленность организмов. Разумеется, последняя часто бывает скрытой. В природе подчас случаются эпидемии или катастрофические изменения климата, которые уничтожают почти все особи, принадлежащие к данному виду. В живых остаются лишь некоторые особи, приспособленные к особым, исключительным условиям. В позднейшую эпоху бывает чрезвычайно трудно установить происхождение полезности таких селективных признаков.

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

24 ноября 1859 года вышел один из самых основополагающих трудов в истории науки - книга Чарльза Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь» . Это один из самых основополагающих трудов в истории науки, объясняющий, как устроена жизнь на планете, как возникло разнообразие растений и животных. Появилась теория эволюции, которую потом стали называть дарвинизмом. Но у теории эволюции по-прежнему находятся критики, которые игнорируют, что сейчас ученые находят пресловутые «переходные формы», наблюдают образование новых видов в природе и ставят эволюционные эксперименты в лаборатории.

Судьба этой теории оказалась весьма нелегкой.

Мало того, что она, как и всякая иная теория, завоевывала признание постепенно, уже после того, как она стала общепризнанной в научном мире, вошла во все учебники биологии, ее так и норовят объявить ложной, надуманной, устаревшей и т.д. Пожалуй, никто сегодня не станет пытаться опровергать гелиоцентрическую систему мира Коперника или теорию всемирного тяготения Ньютона, а вот Дарвину не повезло. Креационисты не могут ему простить даже не саму идею эволюции, а то, что он замахнулся на святое - божественное происхождение человека.

В чем суть?

Напомним суть теории, изложенной в «Происхождении видов». Дарвин постулировал, что главными факторами эволюции являются наследственная изменчивость и естественный отбор . Организмы неодинаковы, изменчивость - исходный материал для эволюции. Но в разных условиях среды какие-то признаки, например высокий рост или холодоустойчивость, оказываются полезными.

Организмы с этими признаками получают преимущество в размножении, признаки передаются следующему поколению, которое оказывается более приспособленным.

Так действует естественный отбор - движущая сила эволюции. Таким образом возникают новые виды, которые не скрещиваются между собой. Теория Дарвина объясняла механизм эволюции, в отличие от другой эволюционной концепции Жана Батиста Ламарка «упражнения органов» под прямым влиянием окружающей среды.

Но Дарвину были неизвестны законы наследственности, которые открыл Грегор Мендель в 1865 году. Поэтому он не мог объяснить некоторые вещи, в частности то, почему полезный признак не растворяется в популяции за несколько поколений. Этот необъяснимый для него парадокс под названием «кошмар Дженкина» преследовал ученого до конца дней. Дарвин не знал, что наследственность дискретна, он не знал про гены, хотя предполагал, что должны быть какие-то частицы, через которые передается наследственность, но думал, что эти частицы содержатся в крови.

Материальная мутация

В конце XIX - начале XX века биологи узнали еще много нового о природе жизни. Голландский ботаник Гуго Де Фриз ввел понятие «мутация» для обозначения единицы изменчивости и разработал мутационную теорию. В 1909 году появилось понятие «ген», хотя оно было пока совершенно абстрактным и обозначало некую частицу, отвечающую за отдельные наследственные свойства. Трудами Джона Холдейна , Сергея Четверикова , Николая Тимофеева-Ресовского развивалась популяционная генетика. В итоге, в 20–30-х годах ХХ века сформировалась синтетическая теория эволюции на основе теории Дарвина с привлечением генетики. А уж после того, как в 1953 году Уотсон и Крик открыли структуру молекулы ДНК, стало понятно еще больше, и главное - появилась материальная основа наследственности.

Интересно, что все новые знания, которые со временем появлялись, не только не опровергали теорию Дарвина, но вполне укладывались в нее, дополняли и объясняли то, что Дарвин не мог объяснить. Остается только удивляться, как многое он смог предсказать.

Создатель против Дарвина

Креационизм - концепция сотворения мира, всегда был в оппозиции теории эволюции. Причем из чисто религиозного мировоззрения выделяется так называемый научный креационизм, который пытается опровергнуть Дарвина якобы с научных позиций.

Итак, какие же претензии предъявляют Дарвину? Утверждают, что «теория эволюции - это только теория», то есть предположение, мнение, а не доказанный факт. Но, во-первых, те, кто так говорит, не понимают, что в научном языке «теория» обозначает исчерпывающее объяснение какого-то явления, которое было доказано и не было опровергнуто. Эволюционная теория объясняет разнообразие видов и их происхождение, она на научном уровне не была никем опровергнута. А главное, сегодня в науке имеется масса доказательств ее.

Одним из аргументов антидарвинистов долгое время был вопрос о «переходных формах».

Если одни организмы превращаются в другие путем постепенных изменений, то эти промежуточные организмы должны были бы находиться во множестве в ископаемых окаменелостях. А их вроде бы нет. Хотя это утверждение совершенно неверно, сейчас количество палеонтологических находок несравнимо с тем, что было при Дарвине, и среди них масса переходных форм. Например, палеонтологи нашли останки древней рыбы, которая была промежуточным звеном между «нормальными» рыбами с глазами по бокам головы и камбалой, у которой оба глаза на одной стороне. Так вот, у этой древней рыбы глаз уже поехал на другую сторону, но не доехал и находится на лбу.

В другой работе палеонтологам удалось найти переходную форму между рыбами и сухопутными четвероногими. Животное под названием тиктаалик могло передвигаться по дну, используя плавники так, как сухопутные позвоночные используют конечности. Об этом ученым рассказала анатомия тазового и плечевого пояса. А по строению черепа другие ученые определили, что тиктаалик мог приподнимать голову, находясь на мелководье, и рассматривать окрестности.

Еще один пример - находка недостающего звена в эволюции китов и дельфинов. Наземными предками этих позвоночных животных, которые вторично освоили океан, были копытные. Палеонтологи нашли окаменевшие останки предка китов под названием индохиус, который, с другой стороны, показал родство с бегемотами. Интересно, что первыми о родстве китов и бегемотов сказали молекулярные биологи по анализу ДНК.

Ну а тот, кто сомневается в том, что антропологи нашли массу промежуточных звеньев в превращении обезьяны (австралопитека) в человека, может изучить это родословное дерево, опубликованное на сайте «Антропогенез.ру.»

Эволюция онлайн

Критики говорят, что возникновение видов - это теория, собака не превращается в кошку, а шимпанзе - в человека, и вообще никто не наблюдал появление новых видов. Но сегодня у биологов есть уже масса примеров наблюдения видообразования в природе. Например, в африканских озерах живут рыбы цихлиды, у которых новые виды образуются очень быстро, буквально на глазах ученых. Происходит репродуктивная изоляция - у цихлид, обитающих на разных глубинах, отличаются окраска и цветочувствительность, что при спаривании мешает им замечать рыб не того цвета. В результате формируются отдельные виды.

А у североамериканских мотыльков специализация возникает по способам защиты от хищников. Ученые проследили стратегию защиты у разных видов мотыльков и сделали вывод, что это поведение послужило основой для образования разных видов.

Еще один упрек в адрес дарвинизма заключается в том, что Дарвин считал эволюционный процесс исключительно плавным, но по количеству ископаемых останков в разные эпохи создается представление, что эволюция двигалась скачками. Об этом говорил палеонтолог Кирилл Еськов. Этот парадокс объясняет концепция «прерывистого равновесия», она говорит о чередовании длительных периодов стазиса, когда изменений практически не происходит, и коротких периодов, когда живые организмы активно изменяются. Так, например, теперь ученые предложили решение «дилеммы Дарвина» - невероятно быстрой эволюции организмов в кембрийском периоде. Стимулом к ускорению развития послужила резкая смена условий окружающей среды.

Хотя бытует представление, что эволюцию невозможно наблюдать своими глазами, на самом деле возможно даже поставить эволюционный эксперимент в лаборатории.

Об одном таком эксперименте рассказывает доктор биологических наук Александр Марков в книге «Эволюция. Классические идеи в свете новых открытий». Ученые из Имперского колледжа Лондона выращивали пять видов бактерий на экстракте из буковых листьев (буковом чае) и за 70 поколений наблюдали серьезные изменения. Один вид не смог приспособиться к «чаю» и вымер, два успешно выжили, а еще два стали размножаться быстрее, чем в начале. Еще больше изменений произошли в смешанной культуре, при совместном культивировании разных видов бактерий. В таких условиях бактерии изменили свой метаболизм, стали производить больше одних веществ и меньше других и даже начали использовать вещества друг друга, в результате чего разучились жить в одиночку. Продуктивность сообщества повысилась.

А за несколько лет до этого ученые провели 21-летний эксперимент с эволюцией в пробирке бактерии кишечной палочки E. coli. За это время у бактерии сменилось 40 000 поколений. Ученые фиксировали все мутации, которые возникали у бактерий, научились разделять полезные и вредные мутации. И, в конце концов, выделили те мутации, которые позволяли бактериям адаптироваться к окружающей среде.

Тем, кого бактерии не впечатляют, можно рассказать, что и на высших организмах ученые своими глазами видели эволюцию в «онлайн» режиме.

В связи с этим можно вспомнить об исследовании российских биологов на рыбке колюшке. Они проследили, как колюшка, живущая в морской воде, за 30 лет приобрела генетические изменения, позволившие ей жить в пресной воде. Это стало результатом эксперимента по заселению морской колюшки в пресноводные водоемы, который начался еще 30 лет назад. И вот теперь биологам удалось наглядно показать, как действует естественный отбор в изменившихся условиях внешней среды.

Они сравнили геномы морской и пресноводной колюшки и нашли генетические маркеры приспособления к пресной воде. Отбор привел к тому, что эти редкие генетические вариации стали частыми, потому что они давали своим носителям преимущества в выживании. А поскольку биологи знали время, за которое это произошло, они смогли вычислить коэффициент, характеризующий давление отбора. Вот вам и эволюция, увиденная своими глазами, причем даже не в лаборатории, а в природе.

Теория эволюции Дарвина - одна из основных теорий развития органического мира. По Дарвину, эволюции - естественный отбор, изменчивость, наследственность. Новые признаки возникают в функциях и строении организмов в связи с изменчивостью. Последняя бывает определенной и неопределенной. Определенная (направленная) изменчивость имеет место, когда условия окружающей среды оказывают одинаковое влияние на все или большинство особей определенного вида. Она не закрепляется наследственно в следующих поколениях. У отдельных особей могут возникать неопределенные (ненаправленные) изменения, которые являются случайными и наследственными. бывает двух типов - комбинативная и мутационная. В первом случае во время мейоза при образовании потомства появляются новые сочетания отцовских и материнских хромосом, которые иногда обмениваются частями, и с каждым поколением комбинация генов возрастает. Во втором случае изменяется генетическая структура организма: количество хромосом, их строение или структура генов.

Теория эволюции Дарвина и ее представители полагают, что изменения организмов происходят под воздействием окружающей среды. В результате естественного отбора выживает потомство носителей полезных признаков, которые возникли в результате рекомбинации или мутации генов. Отбор является основным обуславливающим видообразование организмов. Он может быть выражен в трех формах: движущий, стабилизирующий и дизруптивный. Первая приводит к появлению новых адаптаций. Наибольшая вероятность оставить потомство имеется у особей, изменившихся по какому-то признаку по сравнению со средней величиной. При второй форме сохраняются сформировавшиеся адаптации в неизменных условиях среды. В данном случае в популяции сохраняются особи, имеющие признаков. При третьей форме под воздействием разнонаправленных изменений среды происходит возникновение полиморфизма. То есть отбор происходит по двум и более типам отклонения.

Теория эволюции Дарвина доказала, что основная движущая сила эволюции - естественный отбор. Сейчас в результате межвидового скрещивания производятся новые виды популяций. Теорию использовали в различных отраслях знаний, в том числе и в истории (Карл Маркс), и в психологии (Зигмунд Фрейд).

Современная теория эволюции претерпела существенные изменения. В отличие от первоначальной дарвинской теории, в ней четко выделена элементарная структура (популяция), с которой начиналась эволюция. Современная теория более аргументирована, она обоснованно и ясно истолковывает движущие силы и факторы, выделяя основные и неосновные. Элементарным проявлением процесса является устойчивое изменение генотипа популяций. Главной задачей современного учения является изучение механизма эволюционных процессов, возможность предсказания преобразований.

Теория эволюции Дарвина тесно взаимосвязана с теорией биохимической эволюции, которая состоит в том, что первыми органическими веществами при формировании планеты были углеводороды, образовавшиеся из простых соединений в океане. В результате дальнейших соединений углеводорода с рядом химических элементов образовались сложные органические вещества. Эти процессы развивались под воздействием интенсивной и грозовых электрических разрядов, выделявших необходимое количество ультрафиолетового излучения. Накапливающиеся в океане создали прочные молекулярные связи, устойчивые к разрушающему воздействию ультрафиолетового излучения. После длительной эволюции углеродных соединений возникла жизнь. Теория биохимической Алексеем Опариным, Стэнли Миллером, Джоном Холдейном и другими.