Биологические концепции современного естествознания



страница4/8
Дата28.10.2012
Размер0.93 Mb.
ТипУчебное пособие
1   2   3   4   5   6   7   8

Предпосылки возникновения теории Ч. Дарвина


Область науки (или направление биологии)

Научный труд или теория,

автор

Вклад в формирование эволюционных взглядов

1. Научные предпосылки

Космогония

И. Кант

(1724–1804)

«Всеобщая естественная история и теория неба»

Идея о происхождении космических тел естественным путем (а не в результате Божественного творения) и возможности их эволюции

П. Лаплас

(1749–1827)

Идея развития во времени Земли и всей солнечной системы

Геология

Ч. Лайель

«Основы геологии», 1830

Геологическая эволюция поверхности Земли непрерывна и продолжается в настоящее время. Она происходит постоянно под действием повседневных факторов – ветра, дождя, колебаний температуры, морского прибоя, жизнедеятельности растений и животных

Химия

Ф. Веллер – впервые осуществил синтез органических веществ, 1824

Показал, что образование органических веществ происходит без участия особой «жизненной силы»

Й. Берцелиус

(1779–1848)

Показал общность элементного состава живой и неживой природы

Идея о единстве всей природы

Морфология

Трансформизм

XVIII в. – Д. Дидро, Ж. Ламетри,

П. Гольбах,

Ж. Бюффон

Изменяемость форм растений и животных под влиянием естественных причин

Работы И. В. Гёте

(1749–1832),

А. Декондойля

(1806-1893),

В. Гофмейстера

(1824–1877)

Единство плана строения растений

Систематика

К. Линней

«Система природы», 1735

Классификация растений и животных. Бинарная номенклатура. Определение вида.
Идея иерархичности (соподчиненности) таксонов

Ж.-Б. Ламарк

«Философия зоологии», 1809

Первое эволюционное учение. Доказательство факта прогрессивной эволюции, разработка классификации животных, построенной на принципе родственности организмов, а не только их сходства

Первая половина XIX в. Результаты исследований

О. Декандойля,

П. Латрейля, П. С. Палласа, Г. Р. Тревирантуса и.др.

Разнообразие видов в пределах более крупных таксонов трактовалось данными учеными как результат изменчивости этих видов. Поэтому их исследования дали материал для обоснования мысли об общности происхождения живых существ на основании сходства строения

Палеонтология

Теория катастроф, Ж. Кювье (1762-1832)

Показана последовательная смена форм животных на земле: нарастание сходства строения вымерших животных с современными по мере приближения к более поздним геологическим напластованиям; усложнение организации животных во времени

Сравнительная анатомия

Принцип корреляций, Ж. Кювье

Соответствие строения органов животных друг другу. (Каждая часть тела отражает принципы строения всего организма. Ни одна часть тела не может измениться без соответствующего изменения других частей.)

Теория типов,

Ж. Кювье

Сходство строения животных в пределах типа объективно указывало на их возможное родство и общее происхождение

Э.Жю Сент-Илер

(1772-1844) Положение о «едином плане строения всех животных»

Сходство строения органов, выполняющих одинаковые функции, и сохранение основных черт строения при изменении функции органа. Понятие гомологичных органов

Цитология

М. Шлейден,

Т. Шванн, Клеточная теория, 1839

Идея общности строения всех организмов, поскольку основой их строения является единообразный структурный элемент – клетка

Эмбриология

К. Ф. Вольф

Идея развития – впервые (1759) привел данные о постепенном формировании органов в ходе зародышевого развития (в определенном порядке)

И. Ф. Меккель

(1781-1833)

«Закон парралелизма»

Впервые сформулировал положение о том, что «взрослые формы низших животных подобны зародышам высших животных»

Х. И. Пандер

Открытие зародышевых листков и универсальности их закладки (1818)

Показал сходное течение развития зародышей животных различных систематических групп

К. М. Бэр
Закон зародышевого сходства

(«История развития животных»,

1828-1837)

Показал, что развитие всех организмов начинается с яйцеклетки. При этом наблюдаются следующие закономерности, общие для всех позвоночных: на ранних этапах развития обнаруживается поразительное сходство в строении зародышей животных, относящихся к разным классам (при этом эмбрион высшей формы похож не на взрослую животную форму, а на ее эмбрион); у зародышей каждой большой группы животных общие признаки образуются раньше, чем специальные; в процессе эмбрионального развития происходит расхождение признаков от более общих к специальным

Биогеография и экология

Исследования

А. Гумбольда

(1769-1859),

К. Ф. Рулье

Показали зависимость географического распространения организмов от условий их существования; взаимосвязь организмов с окружающей средой

Н. А. Северцов

(1827-1885)

Предположение о том, что образование новых видов – приспособительный (адаптивный) процесс

2. Социально-экономические предпосылки

Сельское хозяйство

Выведение огромного количества пород животных и сортов растений

Было показано, что путем отбора можно создавать новые формы организмов. Это явилось наглядным опровержением представлений о неизменности видов

Политэкономия

А. Смит (1723-1790) учение о «свободной конкуренции»

Устранение неприспособленных в процессе свободной конкуренции

Т. Мальтус (1766-1834) «Опыт о законе народонаселения»

Ограничение роста численности группы организмов (нарастающей в геометрической прогрессии) нехваткой ресурсов для ее существования (нарастающих в математической прогрессии). (Именно Т. Мальтусу принадлежит выражение «борьба за существование».)


В Англии в этот период наблюдались расцвет буржуазной культуры, мощное развитие промышленности и сельского хозяйства. Больших успехов достигли селекционеры. Географические открытия дали возможность европейским биологам познакомиться с исключительным разнообразием живых форм. Клеточная теория Т. Шванна и М. Шлейдена показала единство строения и происхождения растений и животных.

Большое значение для поворота научной мысли к эволюционной идее в биологии имели также достижения других наук. Э. Кант полагал, что Земля существует сотни миллионов лет. Расширение временных границ существования Земли позволило думать, что даже при очень малой скорости эволюционный процесс мог дать наблюдаемое разнообразие жизни. Таким образом, идеи изменяемости природы и, в частности, эволюции живого к середине XIX в. уже прочно укоренились в научном сознании и сформировались в ряд научных теорий. Поэтому Дарвину принадлежит отнюдь не честь открытия эволюции или создание учения о виде, а честь материалистического объяснения механизмов эволюции вообще и видообразования в частности.

Чарльз Дарвин (1809-1882), совершив в 1831-1836 гг. кругосветное путешествие, собрал богатый материал, объективно подтвердивший изменяемость и эволюцию видов во времени. Он обнаружил значительное сходство ископаемых представителей фауны Южной Америки с современными ленивцами и броненосцами. Предположения о повторяемости актов творения казались ему маловероятными. Более правдоподобной была мысль о том, что современные представители этих групп являются видоизмененными потомками ископаемых форм. При изучении островных фаун Ч. Дарвин обратил внимание на их своеобразие и в то же время сходство с обитателями ближайших материков. Почему фауна двух различных архипелагов Зеленого мыса и Галапагосских островов во многом различается и в то же время сильно походит на фауну прилежащих материков Африки и Южной Америки? Действительно, если бы животные были созданы для жизни на островах, то естественно было бы ожидать большего сходства между островными. Ч. Дарвин предположил, что островная фауна своим происхождением связана с материковой, но далее изменялась соответственно условиям на отдельных островах.

Многочисленные сведения, собранные во время путешествия, знакомство с трудами Ч. Лайеля, результаты собственных опытов по ботанике («Опыление орхидей», «Лазящие растения», «Действие перекрестного опыления и самоопыления в растительном мире») и селекции животных («Изменчивость прирученных животных и возделываемых растений») составили ту основу, на которой Ч. Дарвин создал свою теорию эволюции.

Главные положения этой теории изложены Ч. Дарвиным в труде «Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение благоприятствующих пород в борьбе за жизнь» (1859).



      1. Основные положения эволюционного учения

Чарльза Дарвина



  1. Все виды живых существ, населяющих Землю, никогда и никем не были созданы.

  2. Возникнув естественным путем, виды медленно и постепенно преобразовывались и совершенствовались в соответствии с окружающими условиями.

  3. Факторами создания сортов и пород являются наследственная изменчивость и искусственный отбор.

  4. Понимание происхождения культурных форм дает ключ к объяснению происхождения видов. Наследственная изменчивость, на основе которой ведется искусственный отбор, проявляется и в природе. Причинами, аналогичными творчеству человека, ведущего искусственный отбор, в природе являются борьба за существование и естественный отбор.

  5. Борьба за существование – сложные и многообразные отношения организмов между собой и с условиями внешней среды. Неизбежность борьбы за существование вытекает из противоречия между способностью организмов к неограниченному размножению и ограниченностью жизненных ресурсов.

  6. Следствием борьбы за существование является естественный отбор – выживание наиболее приспособленных особей. Естественный отбор сохраняет особей с полезными в данных условиях среды наследственными изменениями и устраняет особей, не имеющих этих изменений. В результате особи, обладающие полезными наследственными изменениями, оставляют плодовитое потомство, и их численность возрастает.

  7. Из поколения в поколение в результате взаимосвязанного действия наследственной изменчивости, борьбы за существование и естественного отбора виды изменяются в направлении все большей приспособленности к условиям среды обитания. Приспособленность организмов не абсолютна, она носит относительный характер.

  8. Естественный отбор вызывает расхождение (дивергенцию) признаков внутри вида и может привести к видообразованию. Образование новых видов обусловливает многообразие живого.

  9. Способность организмов выживать в борьбе за существование не обязательно связана с более высокой организацией, поэтому наряду с высокоорганизованными формами жизни существуют и низкоорганизованные.


Было бы неправильно думать, что созданная Чарльзом Дарвином теория эволюции более чем за 125 лет своего существования не претерпела изменений. Современное эволюционное учение вобрало в себя выдающиеся достижения палеонтологии, эмбриологии, генетики, экологии, молекулярной биологии, о которых Дарвину не было известно, он сам видел затруднения и «узкие» места своей теории. Вместе с тем именно Дарвин впервые правильно решил вопрос о главных движущих силах эволюции. Представления Чарльза Дарвина в этой области составили основу современной теории эволюции.
Сам ученый не случайно назвал главный труд по теории эволюции «Происхождение видов...», подчеркивая этим, что результатом эволюционного процесса является видообразование.

Вид – реально существующая в природе группа особей, характеризующихся определенной территорией расселения, или ареалом, сходством строения, физиологии и образа жизни, способных скрещиваться между собой с оставлением плодовитого потомства. Все характеристики, по которым оценивают принадлежность организмов к определенному виду, называют критериями вида. Таким образом, различают соответственно географический, морфологический, физиологический, экологический и генетический критерии вида. Если пытаться идентифицировать видовую принадлежность по одному из критериев, то неизбежны затруднения, так как ни один из них, кроме генетического, не является абсолютным. Известны разные виды, заселяющие один и тот же ареал, и, наоборот, территориально разобщенные группы одного вида, на определенном отрезке времени не потерявшие способности скрещиваться. Встречаются виды-двойники, морфологически почти неразличимые и заселяющие один и тот же ареал, но генетически разобщенные в силу экологической, физиологической или этологической (поведенческой) изоляции. Таким образом, важнейшим объективным критерием вида является генетический, т. е. способность скрещиваться и оставлять плодовитое потомство. Скрещивание объединяет особей вида. Благодаря скрещиванию в пределах вида из поколения в поколение воспроизводятся организмы, сходные по морфологическим и другим признакам. Вследствие ограничения размножения пределами вида именно в составе вида каждый организм рождается, достигает зрелости, воспроизводит потомство. Это означает, что виды представляют собой группировки, реально существующие в природе.

Важное место в эволюционном процессе Чарльз Дарвин придавал изменчивости. Он обратил внимание на то, что у домашних животных появляются бесконечно разнообразные незначительные особенности, которыми потомки отличаются друг от друга и от родителей. Иногда у потомков обнаруживаются резко выраженные изменения и уродства. Между первыми и вторыми невозможно провести резкую грань, так как эти изменения в одинаковой мере имеют неопределенный, непредсказуемый характер. Еще одна их особенность – способность передаваться по наследству. Дарвин писал: «Всякий, конечно, слыхал о случаях альбинизма, колючей кожи, волосатости и т. д., проявляющихся у нескольких представителей одной и той же семьи. Если странные и редкие уклонения в строении действительно наследуются, то должно допустить, что и менее странные и более обыкновенные уклонения наследственны. Самое верное, пожалуй, считать наследование каждого признака правилом, а ненаследование его – исключением». Согласно современной генетической терминологии, это мутационная и комбинативная изменчивость. Как в селекции домашних животных и культурных растений, так и в эволюции диких животных и растений Дарвин придавал наибольшее значение именно этой, по его определению, неопределенной изменчивости.

Интересно также описание им коррелятивной изменчивости. Животноводами замечена изменчивость, которую можно назвать коррелятивной. Некоторые примеры корреляции удивительно странны: так, белые кошки с голубыми глазами обыкновенно глухи, причем эта особенность свойственна только кошкам. У бесшерстных собак зубы остаются не вполне развитыми; животные с длинной шерстью отличаются длинными рогами; голуби с короткими клювами имеют маленькие, а голуби с длинными – клювами большие ноги. Таким образом, человек, отбирая и накапливая какую-нибудь особенность строения, почти наверное будет неумышленно изменять и другие части организма на основании таинственных законов корреляции». В настоящее время подобная изменчивость объясняется множественным действием генов.

Дарвин описал также изменчивость, наблюдаемую одновременно у группы животных в результате непосредственного действия определенных условий, и назвал ее определенной. Например, рост и масса тела варьируют в зависимости от количества пищи, толщина кожи и густота шерсти – от климата. Значение этой изменчивости для эволюции не так велико, как неопределенной. Однако, обеспечивая в рамках нормы реакции возможность индивидуального приспособления организмов, он способствует выживанию и размножению, а значит, и передаче определенного набора генов следующему поколению.

Чарльз Дарвин обратил внимание на то, что в естественном состоянии почти каждое взрослое растение ежегодно приносит семена, а взрослые животные почти все ежегодно спариваются. Отсюда он заключил, что растения и животные размножаются в геометрической прогрессии. Потомство одной пары любого вида организмов очень скоро заняло всю Землю, если бы не было их истребления в каком-нибудь возрасте жизни. Известны поразительные случаи быстрого размножения некоторых животных в природе при благоприятных для них условиях. Однако, как правило, обычна гибель значительного большинства потомков и выживание в среднем одной пары из них. Ч. Дарвин показал, что интенсивное размножение неизбежно приводит к борьбе за существование.

Термин «борьба за существование» он понимал в широком метафорическом смысле, подразумевая зависимость существования организма от других организмов и факторов неживой роды. Дарвин привел множество примеров взаимодействия между организмами, от которого зависит численность вида. Так организмы разных видов могут быть связаны пищевой цепью. Куропаток, тетеревов и зайцев истребляют мелкие хищники. Некоторые виды клевера опыляют шмели. Дарвин справедливо отмечал, что если бы шмели вымерли, то красный клевер был бы очень редок или исчез. В свою очередь, число шмелей зависит от численности полевых мышей, истребляющих их соты и гнезда, а число мышей зависит от количества кошек. Таким образом, выстраивается целая цепь организмов разных видов, от которых зависит произрастание клевера. Чарльз Дарвин считал, конкуренция за пищу, место обитания наиболее остра между особями одного вида или близкородственных видов, и называл это внутривидовой борьбой. Вместе с тем в природе происходит и межвидовая борьба. Так как пищевые и другие ресурсы ограничены, то один вид своей лучшей приспособленностью нередко способствует исчезновению с территории другого вида. В Шотландии, например, дрозд деряба вызвал уменьшение численности певчего дрозда, азиатский таракан прусак повсеместно вытесняет своего крупного сородича черного таракана.

В борьбе за существование выявляются организмы, отличающиеся лучшей приспособленностью к жизни в определенных условиях обитания. Именно они получают возможность размножаться и оставляют потомство, наследующее их полезные свойства. Организмы, характеризующиеся малой приспособленностью, в процессе борьбы за существование выбраковываются и погибают. Таким образом, в природе происходит естественный отбор.

Естественным отбором, или выживанием наиболее приспособленных, Ч. Дарвин назвал сохранение организмов с благоприятными индивидуальными свойствами и вымирание организмов с вредными свойствами. Естественный отбор действует на организм в любом возрасте – от зиготы до взрослого состояния. Дарвин справедливо отмечал, что какие-либо резкие отклонения в строении организма редко сохраняются в последующих поколениях. Они устраняются естественным отбором и утрачиваются. Он считал, что естественный отбор действует в благоприятном направлении путем сохранения и накопления в ряду поколений малых наследственных изменений, каждое из которых выгодно для организма.

Помимо изменчивости, наследственности, борьбы за существование, естественного отбора Чарльз Дарвин придавал важное значение изоляции в процессе эволюции. Он считал, что на ограниченной территории при однородных условиях естественный отбор изменяет особи вида в одном определенном направлении. Если ареал расселения вида обширен, то организмы попадают в разнообразные условия, стимулирующие изменчивость в разных направлениях. В случае изоляции групп организмов, изменяющихся в разных направлениях, они на протяжении многих поколений могут стать настолько несхожими, что образуют два самостоятельных вида. Таким образом, согласно Дарвину, процесс видообразования происходит путем дивергенции, т. е. расхождения признаков.

Принцип дивергенции подразумевает нарастание в ряду поколений вначале едва заметных различий между группами родственных организ­мов. Чем больше живые существа различаются по строению, привычкам, образу жизни, тем большее число их групп может просуществовать на данной площади, при этом промежуточные по строению формы погибают с течением времени. Чарльз Дарвин обратил внимание на существование в Северной Америке двух разновидностей волков: с обликом изящной борзой, преследующей оленей, и более грузной с относительно короткими ногами, чаще нападающей на овец. В дальнейшем углубление различий в строении и образе жизни этих разновидностей может привести к гибели особей, обладающих промежуточными чертами, и образованию двух новых видов.

Действием естественного отбора Дарвин объяснил целесообразность строения и поведения животных организмов по отношению к тем условиям, в которых они обитают на протяжении многих поколений. Вызывает изумление, например, строение ротового аппарата пчел, длина и кривизна хоботка которых оптимальны для добывания нектара из цветов. С другой стороны, у растений, опыляемых этими пчелами, существует специальный орган – нектарник для привлечения насекомых. Объясняя смысл биологической целесообразности, Дарвин писал: «Когда мы замечаем, что насекомые, питающиеся листьями, – зеленого цвета, а питающиеся корой – пятнисто-серые, что альпийская куропатка зимой белая, а красный тетерев окрашен под цвет вереска, мы должны допустить, что эти окраски приносят пользу этим птицам и насекомым, предохраняя их от опасностей». Такая окраска называется покровительственной.

В то же время Чарльз Дарвин понимал относительность целесообразности тех же признаков при изменении условий. Примером может служить индустриальный меланизм бабочек березовых пядениц. Так, в районах Англии, в которых бурно развивалась промышленность во второй половине прошлого столетия, вместо бабочек, имевших светлую окраску, преобладающей формой стали темные бабочки. Объяснение такой смены заключается в том, что раньше светлые бабочки, находясь на стволах деревьев, покрытых лишайником, не были заметны для питающихся ими птиц. Загрязнение воздуха промышленными отходами привело к гибели лишайников, вследствие чего стволы деревьев стали темными и бабочки с темной окраской получили преимущество перед светлыми в борьбе за существование. В любой популяции обычно имеются особи и светлой, и темной окраски, только в разных количественных соотношениях. Изменение условий в пользу одних обусловливает увеличение их численности. Светлая окраска перестала быть целесообразной в новых условиях. Относительный характер целесообразности хорошо согласуется с тем, что в природе действует естественный отбор.

Теория эволюции видов путем естественного отбора дает естественно-научное, материалистическое объяснение многообразия живых форм органического мира. Ж.-Б. Ламарк в соответствии с принципом градации объяснял многообразие организмов повторными актами творения простейших живых форм, которые затем усложнялись в силу присущей им тенденции к самосовершенствованию. Согласно взглядам ученого, естественный отбор в равной мере объясняет как усложнение организмов, т. е. прогрессивный характер эволюции, так и сохранение их в течение очень длительного времени на одном и том же уровне организации, а также упрощение строения в соответствующих условиях, т. е. регрессивную эволюцию. Все определяется условиями обитания организмов. Сложные, меняющиеся условия стимулируют эволюцию видов, обладающих более совершенными приспособлениями и функциями. Если группы организмов долгое время обитают в относительно мягких условиях, вне жесткой конкуренции, то они существуют, не изменяя уровня организации. Об этом свидетельствует широкое распространение среди современной фауны и флоры значительного количества древних, относительно низко организованных форм, таких, например, как ланцетник.

Теория эволюции Чарльза Дарвина имеет огромное, непреходящее значение для биологии и заключается в следующем: Дарвин опроверг метафизические представления о постоянстве видов и многочисленные убедительные доказательства эволюции органического мира. Им было предложено материалистическое, естественно-научное объяснение эволюционного процесса. Ч. Дарвин указал на движущие силы эволюции, такие, как наследственная изменчивость, борьба за существование, изоляция, естественный отбор. Он объяснил возникновение и относительный xaрактер целесообразности, раскрыл механизм видообразования и причины многообразия организмов.

В 1859 г. в книге Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора...» впервые была сформулирована истинно научная теория эволюции. Суть ее заключается в том, что благодаря борьбе за существование, путем естественного отбора на основе наследуемых изменений получают преимущество и оставляют потомство наиболее приспособленные организмы. Выгодные в определенных условиях признаки наследуются, создавая приспособленность к этим условиям. В разных условиях преимущество получают организмы с разными признаками, что приводит к образованию новых видов путем дивергенции и к многообразию видов.

Значение трудов Чарльза Дарвина заключается в доказательстве и естественно-историческом объяснении процесса эволюции.
1   2   3   4   5   6   7   8

Похожие:

Биологические концепции современного естествознания iconПрактикум по дисциплинам «Концепции современного естествознания», «Концепции современного естествознания физика»
Данный практикум разрабатывался в соответствие с образовательными стандартами по дисциплинам "Концепции современного естествознания",...
Биологические концепции современного естествознания iconКонцепции современного естествознания
Естественнонаучная и гуманитарная культуры; научный метод. История естествознания, структура научных революций в развитии естествознания....
Биологические концепции современного естествознания iconКонцепции современного естествознания
Учебное пособие предназначено для студентов мгупи, изучающих дисциплину «Концепции современного естествознания»
Биологические концепции современного естествознания iconКонцепции современного естествознания
Учебное пособие предназначено для студентов мгупи, изучающих дисциплину «Концепции современного естествознания»
Биологические концепции современного естествознания iconС. И. Шуртакова за I полугодие 2010 г. 20 Естественные науки. 20гя73 Горелов, А. А. Концепции современного естествознания: Учебное пособие
Концепции современного естествознания: Учебное пособие. М.: Юрайт-Издат, 2009. 335 с (Основы наук). (В пер.): 170 р. 70 к
Биологические концепции современного естествознания iconКомплекс дисциплины концепции современного естествознания
Учебно-методический комплекс дисциплины «Концепции современного естествознания» / сост. А. И лобачев. М. Импэ им. А. С. Грибоедова,...
Биологические концепции современного естествознания iconС. Г. Хорошавина концепции современного естествознания курс лекций
Хорошавина С. Г. X 82 Концепции современного естествознания: курс лекций / Изд. 4-е. — Ростов н/Д: Феникс, 2005. — 480 с. — (Высшее...
Биологические концепции современного естествознания iconСовременного естествознания
Д79 Концепции современного естествознания: учеб пособие для студ вузов / Татьяна Яковлевна Дубнищева. — 6-е изд., испр и доп. — М.:...
Биологические концепции современного естествознания iconГ 687 Горелов, Анатолий Алексеевич. Концепции современного естествознания : учеб пособие для бакалавров : учеб пособие по дисц. "Концепции современного естествознания" для студ вузов, обуч по гуманит и соц экон
Концепции современного естествознания для студ вузов, обуч по гуманит и соц экон спец. / Горелов, Анатолий Алексеевич. 3-е изд.,...
Биологические концепции современного естествознания iconУчебно-методический комплекс дисциплины концепции современного естествознания для студентов
Учебно-методический комплекс дисциплины «Концепции современного естествознания» / сост. А. И лобачев. М. Импэ им. А. С. Грибоедова,...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org