Современная теория эволюции. Вид - основной этап эволюционного процесса

Введение

Теория.эволюции — наука о причинах, движущих силах, механизмах и общих закономерностях эволюции живых орга­низмов. В настоящее время биологической эволюцией называ­ют необратимое и, в известной степени, направленное развитие живой природы, сопровождающееся изменением генетического. состава популяций, формированием адаптации, преобразова­ниями биогеоценозов и биосферы в целом. Результатом биоэ­волюции всегда является соответствие развивающейся живой системы условиям ее существования. Достижение этого соот­ветствия сопряжено с преимущественным распространением одних и гибелью других биологических систем.

Одной из предпосылок к созданию теории эволюции Дарвина явилась систематика растений и животных в том виде, в котором она сложилась к середине 19 в. Большой вклад в создание систематики природы внес выдающийся шведский естествоиспытатель Карл Линней. Он установил единообразную терминологию и порядок описания видов, создал одну из первых всеобъемлющих систем классификации растений и животных.

Эволюционное учение как целостная система взглядов, доказывающих развитие природы, сформировалось до возник­новения дарвинизма: оно было создано трудами французского биолога Ж. Б. Ламарка и рядом непосредственных предшес­твенников Ч. Дарвина в первой половине 19 в.

В 1859 г. вышла в свет книга Ч. Дарвина "Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение благо-приятствуемых пород в борьбе за жизнь". В ней автор объяснил процесс развития и становления видов, вскрыв механизм эво­люции. Именно это и превратило эволюционное учение в теорию эволюции.

Карл Линней /1707 - 1778/,

Этот известный шведский натуралист впервые доказал естественность, конкретность и качественную определенность вида. Вид, по Линнею, это множество родственных, сходных по

строению организмов, при размножении воспроизводящих себе подобных. В его системе органическая природа была" под­разделена на пять соподчиненных категорий: классы, отряды,-роды, виды и разновидности. Все растения он сгруппировал в 24 класса, животный мир — в 6 классов.

Заслуга Линнея — введение в научную практику бинарной номенклатуры: каждый вид он назвал двумя латинскими сло­вами: первое обозначает принадлежность к роду, второе — ви­довое название.

В основе систематики Линнея лежало внешнее сходство организмов. Так, систематическое положение растения Линней определял на основе наличия или отсутствия цветка, коли­чества, формы, величины и строения тычинок и пестиков. В класс червей были объединены одноклеточные, губки, кише­чнополостные, моллюски, иглокожие и круглоротые.

Линней допускал естественное возникновение разновид­ностей, но был убежден в неизменности видов и верил в библейскую легенду о сотворении видов. Вместе с тем ученый поместил в один отряд человека и обезьян на основе сходства их строения и общности функций.

~~       Жан Батист Ламарк /1744 - 1829/

В истории биологии Ламарк обессмертил свое имя — ввел"* термин "биология", создал систематику животного мира, в которой впервые животные были разделены на "позвоночных" и "беспозвоночных", выделил в отдельные классы паукоообразных и кольчатых червей, а также подробно обосновал предполо­жение о путях происхождения человека от обезьяноподобных предков. Но главным теоретическим достижением Ж. Б. Ла-марка, несомненно, является создание эволюционного учения— целостной эволюционной концепции развития природы.

В труде "Философия зоологии" /1809/ Ж. Б. Ламарк приводит многочисленные доказательства изменяемости видов.

Механизмами изменчивости организмов и образования новых видов он считает:

1) тенденцию организмов к совершенствованию,

2) прямое влияние внешней среды.

Возникновение новых признаков в эволюции Ж. Б. Ламарк представлял следующим образом. Вслед за изменени-

ями условий тотчас следует изменение привычек, посредством упражнения соответствующие органы изменяются в нужном направлении и эти изменения передаются по наследству.

Взгляды Ламарка на механизмы эволюции оказались ошибочными, так же как не признание вида реально существу­ющим.

Огромная заслуга Ламарка заключается в том, что он создал первое эволюционное учение органического мира и выдвинул в качестве главной причины изменяемости видов условия внешней среды.

Предпосылки возникновения дарвинизма

1. Общественно-экономические:    интенсивное развитие капитализма в странах Западной Европы дало импульс разви­тию науки, промышленности и техники. Повышение потреб­ности промышленности в сырье повлекли за собой интенсифи­кацию сельского хозяйства (развитие селекции и животновод­ства).

2. Научные:

а) общенаучные:

— геология: труды о постепенных изменениях поверхности Земли под действием природных сил;

— астрономия: теория происхождения солнечной системы;

— химия: синтезирована мочевина из неорганических соединений;

— физика: сформулирован закон сохранения массы и энергии;

б) общебиологические:

— палеонтологические данные неопровержимо свидетель­ствовали о смене форм жизни на Земле;

— сравнительная эмбриология: исследование развития зародышей позвоночных животных позволили обнаружить у эмбрионов птиц и млекопитающих жаберные дуги и жаберное кровообращение, что наталкивало на мысль о родстве рыб, птиц, млекопитающих и о происхождении наземных позвоноч­ных от предков, ведущих водный образ жизни;

— клеточная теория (1839) убедительно показала единство строения растений и животных.

Дарвинизм

Основываясь на изучении большого числа фактов из' области естествознания и практики растениеводства и живот­новодства, Ч. Дарвин приходит к выводу о существующем в природе стремлении к размножению каждого вида в геомет­рической прогрессии. Потенциально каждый вид способен произвести и производит гораздо больше особей, чем выживает их до взрослого состояния; юных особей всегда больше, чем взрослых. Однако число взрослых особей каждого вида расте­ний и животных сохраняется более или менее постоянным. Появляется на свет огромное число особей, до взрослого состояния выживает лишь незначительная часть. Следова­тельно, остальные гибнут в "борьбе за существование".

Наблюдения в природе показывают, что для животных и растительных организмов характерна всеобщая изменчивость признаков и свойств, ибо даже в потомстве одной пары родителей нет совершенно одинаковых особей. При средне благоприятных условиях эти различия могут не играть сущес­твенной роли, но в крайне неблагоприятных условиях каждое мельчайшее различие может стать решающим для выживания.

Из сопоставления фактов борьбы за существование и всеобщей изменчивости признаков и свойств Ч. Дарвин пришел к заключению о неизбежности в природе избирательного унич­тожения одних особей и размножения других — естественного отбора. В процессе борьбы за существование ничтожные на первый взгляд различия дают определенные преимущества одним особям и приводят к гибели других. В конечном итоге в живых остаются лишь особи, обладающие определенными, благоприятными в конкретных условиях свойствами, отличаю­щими их от остальных особей вида.

Неизбежным результатом отбора оказалось возникновение приспособлений и на этой основе таксономического и экологи­ческого разнообразия.

Основные положения теории Дарвина:

1. Ч. Дарвин собрал материал, показывающий наследст­венную изменчивость организмов.

2. Ч. Дарвин впервые поставил в центре внимания эволю­ционной теории не отдельные особи, а виды и внутривидовые группировки.

3. Ввел понятие "борьба за существование", причем подра­зумевалась борьба как с биотическими, так и абиотическими факторами среды. Ч. Дарвин считал важнейшей внутривидовую борьбу.

4. Естественный отбор — результат наследственной измен­чивости и борьбы за существование (преимущественное выжи­вание и обеспечение потомством лучше приспособленных особей).

5. Приспособление видов к условиям их существования — следствие борьбы за существование и наследственной изменчи­вости.

6. Половой отбор — частный случай естественного отбора, обеспечивает развитие признаков, связанных с функцией раз­множения.

7. Многочисленные породы и сорта — результат искус­ственного отбора, который является аналогом естественного отбора, но осуществляется в интересах человека.

Современная теория эволюции. Вид - основной этап эволюционного процесса

На планете к настоящему времени научно описано около 1.2 млн. видов животных и около 500 тыс. видов растений. Процесс описания новых видов непрерывно продолжается. Каждый год описываются сотни и тысячи новых видов насекомых и других беспозвоночных животных. Виды распре­деляются неравномерно по классам, семействам и родам, есть группы с огромным числом видов и группы — даже высокого таксономического ранга, — представленные немногими видами в современной фауне и флоре. Например, целый подкласс рептилий представлен лишь одним видом — гаттерией, тогда как другой подкласс того же класса рептилий представлен несколькими тысячами видов.

Вид — совокупность особей, обладающих наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических особенностей, свободно скрещивающихся и дающих плодо-

витое потомство, приспособленных к определенным условиям жизни и занимающих в природе определенную область — ареал. Критерии вида:

1) Морфологический — сходство внешнего и внутреннего строения особей вида.

2) Физиологический — сходство всех процессов жизнеде­ятельности у особей одного вида.

3) Географический — размер ареала, его форма, располо-1 жение в биосфере — важные видовые признаки. Для каждого! вида свойственны свои границы пригодных для жизни условий, I своя история возникновения, свои специфические взаимо-| отношения с видами-конкурентами.

4) Экологический — совокупность факторов внешней среды, в которых существует вид (т. е. экологическая ниша).

5) Биохимический — единое строение белков и нуклеи­новых кислот, входящих в состав организма представителей вида.

6) Генетический — набор хромосом, характерный для данного вида.

Только совокупность всех критериев характеризует вид, поскольку для большинства отдельных критериев существуют исключения. Например, в настоящее время существует большое количество видов-двойников, то есть видов с малой степенью морфологических различий, существует множество видов с практически совпадающими ареалами и т.д.

Поскольку условия существования не везде одинаковы на протяжении ареала, население вида распадается на естествен­ные группировки — популяции.

Популяция — это совокупность особей данного вида, занимающих определенный участок территории внутри ареала вида, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от других популяций. Генофонд (совокупность генов систематической группы) вида представлен генофондами популяций. Популяция — это форма сущес­твования вида в конкретных условиях и единица его эволюции, т.е. элементарная единица эволюции.

Действительно, хотя виды состоят из организмов, сами организмы не способны претерпевать эволюционные преобра­зования. Отдельная особь от появления до исчезновения

испытывает лишь онтогенетические изменения, а изменения генотипов, без которых эволюционный пррцесс немыслим, возможны лишь во времени в группах особей, т.е. в популяциях.

Факторы эволюции

Общее число эволюционных факторов может быть очень велико, т.к. бесчисленное множество событий тем или иным путем в состоянии повлиять на генофонд популяции. Но можно выделить немногие основные элементарные факторы: наследственная изменчивость, популяционные волны, изоля­ция, естественный отбор.