Теоретический материал по теме «Эволюционное учение»

1. Общая характеристика биологии в додарвиновский период

 

Эволюция (от лат. evolutio — развертывание) — нео­братимый процесс исторического изменения живого.

Эволюционное учение Ч. Дарвина было опубликова­но в 1859 г. Всю историю биологии от момента ее зарож­дения и до выхода в свет учения Дарвина принято назы­вать додарвиновским периодом. В истории додарвиновской биологии можно выделить несколько этапов.

 

Первый этап развития эволюционных идей связан с деятельностью античных философов (Гераклит, Эмпедокл, Демокрит, Лукреций и др.), которые высказывали идеи об изменяемости окружающего мира, в том числе и об исторических преобразованиях организмов.

Аристотель (384-322 гг. до н. э.) – сформулировал принципы классификации животных по их строению, заложил основы античной эмбриологии.

 

Второй этап наступает с установлением господства христианской церкви в Европе и распространением точки зрения, основанной на библейских текстах. Церковь пре­следует опытное изучение природы, и для науки этого периода характерно метафизическое мировоззрение. Сущ­ность метафизического мировоззрения заключается в пред­ставлениях о постоянстве, неизменности и изначальной целесообразности всей природы. Под выражением «изна­чальная целесообразность» понималось полное соответ­ствие организма или органа цели, якобы поставленной творцом при его создании. Все это было идейной основой креационизма (от лат. creatio — единый акт творения), направления в развитии биологии, согласно которому все живое создано Богом и остается неизменным. Метафизи­ческое мировоззрение было господствующим в науке до середины XVIII века.

 

Третий этап додарвиновской биологии связан с груп­пой ученых, которые в истории науки получили название трансформистов (от лат. transformo — превращаю): Р. Гук, Д. Дидро, Ж. Бюффон, Э. Жоффруа Сент-Иллер, И. В. Ге­те, К. Ф. Рулье и др., которые были непосредственными предшественниками Ч. Дарвина.

Джон Рэй (1628 – 1705) – дал первое определение понятию «вид».

 

Жорж Бюффон (1707-1788) – основные причины изменяемости видов заключаются в прямом влиянии на организм условий внешней среды.

 

 

Жорж Кювье (1769-1832) – органы животного – части одной целостной системы, а строение каждого органа закономерно соотносится со строением всех других (принцип корреляции). Автор «теории катастроф».

 

Все эти ученые были сто­ронниками изменяемости органического мира. Они не создали целостной системы взглядов, аргументирующих идею эволюции, однако на этом этапе яснее стал круг основных проблем эволюционного учения. Какие это проблемы?

Во-первых, сущность и причины эволюции.

Во-вторых, причины целесообразности устройства орга­низмов.

В-третьих, причины многообразия форм орга­низмов.

В-четвертых, причины сходства и различий меж­ду разными видами, и наконец, причины одновременного существования высших и низших организмов.

Таким образом, биология в додарвиновский период была лишена стройной концепции эволюции, но ее раз­витие подготовило почву для создания первых эволюци­онных концепций.

2.Труды Карла Линнея.

 

Крупнейшим ученым додарвиновского периода био­логии был шведский натуралист и естествоиспытатель Карл фон Линней (1707—1778). Карл Линней был креационис­том, но это не умаляет его заслуг перед биологией.

В 1735 г. вышел главный труд Линнея «Система при­роды». В этой работе Линней представил прогрессивную для своего времени систему органического мира.

К заслу­гам Карла Линнея можно отнести:

• установил универсальность, реальность видов и вы­делил их главный признак (свободное скрещивание особей одного вида);

• ввел основные единицы систематики: вид, род, се­мейство, отряд, класс;

• создал систему органического мира, в которой рас­тения были разделены на 24 класса: 23 класса явно­брачных (цветковых) и 1 класс тайнобрачных (голо­семенных и споровых). Среди явнобрачных первые 12 классов выделялись только по числу тычинок, к 13-му относились растения, имевшие более двенад­цати тычинок, а при отнесении растений к 14—23 классам учитывалось еще и строение андроцея. У жи­вотных были выделены 6 классов (черви, насекомые, гады, рыбы, птицы и млекопитающие);

• ввел бинарную (двойную) номенклатуру вместо гро­моздких многословных (полиноминальных) назва­ний, которая указывала на принадлежность организ­ма к роду и виду;

• описал около 10 тыс. видов растений и около 4,5 тыс. видов животных;

• усовершенствовал ботанический язык, установив до 1000 терминов;

•впервые поместил человека в один отряд с обезьяна­ми на основании морфологического сходства.

Таким образом, Карла Линнея по праву называют отцом систематики. Его труды способствовали выходу биологии из кризиса и накоплению новых знаний.

Утверждение: Природа неизменна, виды в природе существуют.

 

1. Эволюционные идеи Ж.-Б. Ламарка.

 

В начале XIX века французский ученый Жан Батист Ламарк (1744—1829) создал первое учение об эволюции живой природы, которое он изложил в труде «Философия зоологии» (1809).

Теория Ламарка — стройное здание логических конст­рукций, которые дают ответы на большинство вопросов, стоящих перед эволюционным учением, но ответы на них берутся не из научных фактов, а выводятся логически из принятых постулатов.

Движущими силами эволюции Ламарк считал врожден­ные способности организмов к самосовершенствованию и целесообразному реагированию на условия среды обита­ния, то есть Ламарк вопрос о движущих силах эволюции решил с идеалистических позиций, он не сумел увидеть в самой природе силы, вызывающие изменяемость органи­ческого мира.

Направлениями эволюции Ламарк в своей теории назы­вал градации и отклонения от градаций. Развитие приро­ды по Ламарку началось с образования простейших живых тел из неорганической природы; его ход - от про­стого к сложному. Последовательные ступени усложнения организации организмов Ламарк назвал градациями. Не всем организмам удается достичь эволюционных высот, то есть градации в чистом виде проявляются редко. Вмешательство в эволюцию условий среды приводит к откло­нениям от градаций. Наличие в природе наряду с высоко­организованными низкоорганизованных форм Ламарк объясняет отклонениями от градаций. Отображением процесса развития от низших форм к высшим стала так на­зываемая «лестница существ» Ламарка, являющаяся клас­сификацией органической природы.

Результатами эволюции Ламарк называл возникнове­ние приспособленностей живых организмов к условиям среды обитания и видообразование. Изменение условий среды вызывает целесообразное реагирование со стороны организма животного, которое проявляется в усиленном употреблении и развитии или неупотреблении и ослабле­нии того или иного органа. Под действием постоянных упражнений или неупражнений органы изменяются, и возникшие изменения наследуются, то есть единицей эво­люции Ламарк считал отдельный организм.

Таким образом, теория Ламарка - умозрительная схе­ма. Он не смог правильно назвать движущие силы эво­люции. Теория не была принята большинством ученых того времени, так как были очевидны ее противоречия и шаткость аргументов. Но это была первая эволюционная теория в истории биологии.

 

Ошибки Ламарка:

- Внутреннее стремление организма к прогрессу.

- Приспособленность возникает сразу под действием внешней среды.

- Под влиянием внешних условий возникают только полезные изменения.

- Считал, что видов в природе нет, но в конце жизни признал их существование.

Утверждение: Природа изменяется, но видов не существует.

1. Эволюционные идеи в России.

 

В России с XVIII века складывались эволюционные представления о природе. К первым русским эволюцио­нистам можно отнести: М. В. Ломоносова, А. Н. Радище­ва, П. С. Палласа, А. А. Каверзнева и др. Одним из выда­ющихся предшественников Ч. Дарвина был профессор Мос­ковского университета Карл Францевич Рулье (1814—1858).

Основные взгляды Рулье:

• организм нельзя изучать в отрыве от той среды, в которой он живет и с которой взаимодействует;

• с изменением среды организмы или приспосаблива­ются к ней, или погибают;

• происхождение видов связано с борьбой за питание, участие в размножении;

• человек родственен животным;

• доказательствами эволюции являются ископаемые ос­татки животных, сравнительные данные о строении современных животных, их зародышевом развитии и изменения животных при одомашнивании,

• провел анатомическое сравнение вымерших и ныне живущих организмов.

Русские эволюционисты:

Михаил Васильевич Ломоносов (1711-1765) - утверждал, что изменение неживой природы ведет к изменению растений и животных. Живая и неживая природа как единое развивающееся целое.

 

Александр Николаевич Радищев (1749-1802) считал, что природа раз­вивается от простых веществ к сложным.

 

Афанасий Каверзнев (конец 18 начало 19 веков; точные даты неизвест­ны) - утверждал, что виды действительно существуют в природе, но они изменчивы. Он поставил вопрос о том, что виды происходят один из другого и состоят между собой в родстве, подтвердив примерами из практики человека по выведению пород животных.

 

1. Исторические и научные предпосылки возникновения учения Ч. Дарвина.

 

В конце XVIII-гo - начале XIX веков успехи наук пробили «брешь» в метафизическом воззрении на приро­ду. К научным предпосылкам возникновения учения Дар­вина можно отнести:

• гипотезы астрономии о происхождении Солнечной системы из газообразной туманности;

• обнаружение геологами последовательного образо­вания осадочных слоев земной коры;

• выявление химией элементарного единства живой и неживой природы;

• открытие физиками закона сохранения и превраще­ния энергии;

• успехи биологии (развитие сравнительной морфо­логии, создание клеточной теории, зарождение палеонтологии, эмбриологии и биогеографии и др.).

 

1. Чарльз Дарвин (1809-1882) - основоположник эволюционного уче­ния.

Чарльз Дарвин родился в 1809 г. Он был сыном состоятельного врача и, подобно многим великим людям, вначале как ученый ничем особенно не выделялся. В 1831 г. он принял предложение отпра­виться в качестве натуралиста (без жалованья) в путешествие на военном корабле «Бигль», который уходил на пять лет в море для проведения топогра­фических съемок у восточного побережья Южной Америки. «Бигль» возвратился в Фалмут в октябре 1836 г., проделав путь вдоль берегов Чили, через Галапагосские острова, Таити, Новую Зеландию, Тасманию и Южную Африку. Большую часть этого времени Дарвин занимался геологическими исследо­ваниями; однако во время пятинедельного пребыва­ния на Галапагосских островах его внимание прив­лекло сходство между флорой и фауной этих ост­ровов и материка. Особенно его заинтересовало распространение черепах и вьюрков. Он собрал множество данных об изменчивости ор­ганизмов, которые убедили его в том, что виды нельзя считать неизменяемыми.

 

После возвращения в Англию Дарвин занялся изучением практики раз­ведения голубей и других домашних животных, что привело его к концепции искусственного отбора, однако он все еще не мог представить себе, каким образом отбор мог бы действовать в природных условиях. В 1778 г. священник Томас Мальтус опуб­ликовал свой труд «Трактат о народонаселении», в котором ярко обрисовал, к чему мог бы привести рост населения, если бы он ничем не сдерживался. Дарвин перенес его рассуждения на другие организ­мы и обратил внимание на то, что несмотря на их высокий репродуктивный потенциал численность популяций остается относительно постоянной. Со­поставляя огромное количество сведений, он начал понимать, что в условиях интенсивной конкуренции между членами популяции любые изменения, бла­гоприятные для выживания в данных условиях, повышали бы способность особи размножаться и оставлять плодовитое потомство, а неблагоприят­ные изменения, очевидно, невыгодны, и у обладаю­щих ими организмов шансы на успешное размноже­ние понижались бы.

Эти соображения послужили остовом для теории эволюции путем естественного отбора, сформулированной Дарвином в 1839 г. В сущности, наибольший вклад Дарвина в науку за­ключается не в том, что он доказал существование эволюции, а в том, что он объяснил, как она может происходить.

Тем временем другой естествоиспытатель, Аль­фред Рассел Уоллес, много путешествовавший по Южной Америке и островам Юго-восточной Азии и тоже читавший Мальтуса, пришел к тем же выводам о естественном отборе, что и Дарвин.

В 1858 г. Уоллес изложил свою теорию на 20 страницах и послал их Дарвину. Это стимулировало и ободрило Дарвина, и в июле 1858 г. Дарвин и Уоллес выступили с докладами о своих идеях на заседании Линнеевского общества в Лондоне. Спустя год с небольшим, в ноябре 1859 г., Дарвин опубликовал «Происхождение видов путём естественного отбора». Все 1250 экземпляров книги были проданы в первый же день, и говорят, что по своему воздействию на человеческое мышление она уступала только Библии.

Свои взгляды по теории эволюции изложил в трудах:

1859 г. - «Происхождение видов путем естественного отбора»

1869 г. - «Изменение сортов растений и пород животных»

1871 г. - «Происхождение человека и половой отбор»

 

Теория Дарвина - одно из трех величайших открытий 19 века по­сле закона сохранения энергии, клеточной теории (Карл Маркс)

 

1. Основные положения теории эволюции Ч.Дарвина.

Основная книга Ч. Р. Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» совершила подлинную революцию в естествознании. Она вышла в свет 24 но­ября 1859 г. В этой книге Дарвин изложил свои взгляды на проблему эволюции органического мира.

 

Основные положения теории Ч. Дарвина можно свести к следующему:

• каждый вид способен к неограниченному размноже­нию;

•ограниченность жизненных ресурсов препятствует ре­ализации потенциальной возможности размножения;

• следствием несоответствия интенсивности размноже­ния и средств жизни является борьба за существова­ние, в которой гибнет большинство особей, не ос­тавляя потомства;

• в борьбе за существование выживают те организмы, которые лучше приспособлены к условиям среды. Избирательное выживание и размножение наиболее приспособленных организмов Ч. Дарвин назвал ес­тественным отбором;

• под действием отбора, происходящего в разных ус­ловиях среды, группы особей из поколения в поко­ление накапливают различные приспособленности, и это может привести к образованию нового вида.

 

 

1. Синтетическая теория эволюции (неодарвинизм)

 

В настоящее время наиболее общепризнанной является синтетическая теория эволюции (СТЭ). СТЭ возникла в начале 40-х годов. Это учение об эволюции органи­ческого мира, разработанное на основе данных современной генетики, экологии и классического дарвинизма. Термин от названия книги анг­лийского эволюциониста Джулиана Хаксли - «Эволюция: современный синтез» (1942).

 

Постулаты СТС

 

• Материалом для эволюции служат мутации. Мутационная измен­чивость имеет направленный и ненаправленный характер.

• Движущим фактором эволюции является естественный отбор, воз­никающий на основе борьбы за существование.

• Наименьшей эволюционной единицей является популяция.

• Эволюция носит дивергентный характер, т.е. один таксон может стать предком нескольких дочерних таксонов, но каждый вид имеет единственный предковый вид, единственную предковую популя­цию.

• Эволюция носит постепенный и длительный характер. Видообразо­вание - этап эволюции - последующая смена временной популяции чередой других временных популяций.

• Вид состоит из множества соподчиненных морфологических, био­химических, экологических, генетически отличных, но репродуктивно не изолированных единиц - подвидов и популяций. Однако известно немало видов с ограниченными ареалами и поэтому не удается вид расчленить на самостоятельные подвиды, а реликтовые виды могут состоять из единственной популяции.

• Вид существует как целостное и замкнутое образование. Целост­ность вида поддерживается миграциями особей из одной популя­ции в другую, при котором наблюдается обмен аллелями («поток генов»),

• Так как основным критерием вида является его репродуктивная изоляция, то он неприменим к прокариотам, низшим эукариотам, т.е. у которых отсутствует половой процесс.

• Макроэволюция на уровне выше вида (род, семейство, отряд, класс и др.) идет лишь путем микроэволюции. Согласно СТЭ, не сущест­вует закономерностей макроэволюции отличных от микроэволю­ции.

• Любой реальный таксон (а не сборный) имеет монофилетическое происхождение.

• Эволюция имеет ненаправленный характер, т.е. не идет в направле­нии какой-либо конечной цели. Эволюция не носит финалистического характера.

 

СТЭ вскрыла глубинные механизмы эволюционного процесса, накопила множество новых факторов и доказательств эволюции живых организмов, объединила данные многих биологических наук. Тем не менее СТЭ (неодарвинизм) находится в русле тех идей и направлений, которые были заложены Чарльзом Дарвином.