Представление ученых-эволюционистов о развитии жизни на Земле

В результате этого спора развитие эволюционной идеи в период с 1830 по 1858 г. затормозилось. Взгляды большинства ученых, высказывавшихся об эволюции, в тот период были крайне осторожными и сдержанными.

Русские эволюционисты первой половины XIX века. В этот период в России выдвигается плеяда ученых, развивающих трансформистские и эволюционные представления. Среди них выделяются видный эмбриолог академик К. М. Бэр (1792-1876), врач И. Е. Дядьковский (1784-1841), К. Ф. Рулье (1814-1858) и его ученик Н. А. Северцов (1827-1885).

3. Эволюционное учение Чарлза Дарвина. 

Концепции возникновения  и развития живых организмов

Основным вопросом, подлежащим разрешению в каждой теории, претендующей на истолкование эволюции, является вопрос о происхождении целесообразного  устройства организмов, их приспособленности к условиям существования. На всех этапах своей истории биология имела ряд концепций, объясняющих возникновение органической целесообразности.

1. Креационизм — представление  о возникновении живого в результате  акта творения, о постоянстве и неизменности всего существующего, об абсолютной целесообразности.

2. Трансформизм — концепция, допускающая изменяемость живого в пределах особей и не связывающая наблюдаемые в органическом мире изменения с поступательным характером развития и происхождением высших, более сложных организованных форм, от низших, более примитивных. Целесообразное строение считалось изначальным свойством организмов, и только в этом усматривалась мудрость Создателя Вселенной.

Эволюционная теория Ламарка — для которой характерно признание исторического развития живого, глубокое обоснование идеи эволюции органического мира и анализ ее факторов. Однако по-прежнему органическая целесообразность рассматривается как свойство, изначально присущее живым 
существам.

Дарвинизм — эволюционная теория, изучающая общие закономерности развития органического мира, рассматривающая целесообразность в строении организмов как относительную и Зависящую от действия условий внешней среды.

Предпосылки возникновения  дарвинизма

К середине XIX в. Англия (родина дарвинизма) занимала первой место на мировом рынке среди капиталистических стран. Здесь высокого уровня достигает как тяжелая, так и легкая промышленность. Успешно развивающаяся текстильная промышленность потребовала большого количества качественного сырья. Это стимулировало широкое распространение и развитие овцеводства, вело к формированию новых методов совершенствования существующих и выведения новых пород овец. Одновременно практическая селекция начинает все сильней проникать в различные отрасли животноводства, а также в растениеводство. Английские селекционеры добиваются больших успехов в создании новых пород животных и сортов растений. Развиваясь стихийно, практическая селекция нуждалась в глубоком теоретическом обобщении накопленных ею фактов, и именно это обобщение позволило разрешите некоторые проблемы начинающей складываться эволюционной теории. геологии Ч. Лайель (1797—1875) доказал несостоятельность представлений Кювье о том, что изменения на Земле происходят под действием каких-то особенных сил, и установил, что поверхность Земли меняется не в результате катастроф, а постоянно. Знакомство с этой теорией способствовало формированию эволюционных взглядов Дарвина.

3. В различных областях  биологии (сравнительная анатомия, систематика, палеонтология, эмбриология и клеточная теория) накопилось большое количество фактов, свидетельствующих об изменчивости вида. Фактический материал этих наук противоречил представлению о неизменности видов. Все это послужило идейной предпосылкой возникновения теории Дарвина.

Основные положения  теории Чарлза Дарвина

На примере культурных растений и домашних животных Дарвин показал значительную пластичность организмов, т. е. утверждал, что все разнообразие пород и сортов выведено человеком от одного или небольшого числа диких предков. Например, все многообразие сортов капусты происходит от одного вида дикой европейской капусты (Приложение 1).

Все без исключения сорта и породы служат для удовлетворения каких-либо потребностей человека — экономических или эстетических. Это и доказывает, что они созданы человеком. Породы и сорта отличаются друг от друга в первую очередь по тем особенностям, которые интересуют человека. Например, у различных сортов моркови листья, плоды и семена весьма сходны, корни же различаются большим разнообразием по форме, цвету, содержанию сахара и т. д. То же относится к свекле, редису и другим корнеплодам. Сорта капусты отличаются друг от друга листьями, сорта роз — цветами, гороха — семенами и т. д.

Анализируя  методы работы селекционеров, Дарвин пришел к заключению, что создание новых сортов и пород основано на использовании человеком трех факторов — изменчивости, наследственности и отбора.

Учение Дарвина  об изменчивости. Дарвин отмечал, что при выведении новых пород и сортов селекционеры опираются на несколько форм изменчивости.

Определенная  изменчивость. Эта форма изменчивости связана с прямым влиянием внешней среды. Особи, подвергавшиеся влиянию измененных условий, испытывают сходные, т. е. определенные изменения. Так, дикие растения, пересаженные на хорошо удобренную почву садов и огородов, изменяются в сторону более сильного развития вегетативных органов. Животные же под влиянием обильного питания достигают более крупных размеров и меняют свое телосложение.

Изменчивость  при упражнении и неупражнении органов. 
Дарвин приводит многочисленные примеры, показывающие, что органы при увеличении физиологической нагрузки усиленно развиваются, а при ее недостатке остаются недоразвитыми.

В настоящее время эти две формы изменчивости относятся к модификационной и представляют собой изменения, происходящие в пределах нормы реакции.

Неопределенная  изменчивость. Проявляется, как отмечал Дарвин, лишь у отдельных особей и выражается в слабых, едва заметных уклонениях в развитии породы или сорта. Накапливаясь из поколения в поколение, они могут изменить любые свойства организма в любом желательном направлении. Неопределенность этих изменений заключается в том, что особи, обитающие в сходных условиях среды, уклоняются от своей породы или сорта в самых различных направлениях. В отдельных случаях неопределенная изменчивость возникает скачкообразно. По современным представлениям это мутационная изменчивость.

Почковые вариации у растений. Под этим названием Дарвин описывает случаи изменения отдельных ветвей, развивающихся из какой-либо одной почки. Так, дерево желтой сливы дало однажды ветку, на которой росли красные сливы. 
При размножении видоизмененных побегов путем прививки они не теряли вновь приобретенных свойств. Это давало возможность использовать почковые вариации для создания новых сортов. С точки зрения генетики это соматические 
мутации.

Скрещивание как  источник изменчивости. Большинство пород домашних животных было получено путем скрещивания различных рас с последующим отбором особей с заранее намеченными свойствами. Таким образом, скрещивание служило одним из способов получения измененных особей, т. е. благодаря комбинационной изменчивости потомство гибридов отличается значительным разнообразием.

Коррелятивная изменчивость. Она заключается в  том, что изменение какого-либо органа влечет за собой всегда или почти всегда изменение других органов и их функций. В основе коррелятивной изменчивости, как полагает современная гене 
тика, лежит плейотропное действие генов.

Компенсационная изменчивость. При такой изменчивости проявляется обратная корреляция в развитии двух сопряженных признаков, т. е. с развитием одних органов и функций происходит подавление других, которые недоразвиваются и 
могут редуцироваться. Так, одни и те же сорта капусты не дают одновременно обильной листвы и обильного количества семян. 
Трудно добиться, чтобы корова давала много молока и в то же время сильно жирела.

Учение Дарвина  об искусственном отборе. В отличие  от своих предшественников Дарвин впервые заметил, что свойства создаваемых человеком пород и сортов нельзя объяснить только изменчивостью организмов. Особенностью домашних организмов является то, что у них всегда имеются признаки, полезные для человека, т. е. удовлетворяющие какие-то его потребности. Человек по своему усмотрению накапливает изменения путем отбора. Природа приносит последовательные изменения, человек же суммирует их в известных полезных для него направлениях. Таким образом, он приспосабливает животных и растения к своим потребностям или прихотям. Отбор основывается на изменчивости и наследственности, но эти свойства сами по себе не могут объяснить возникновения новых форм с желательными для человека качествами. Изменчивость дает только материал для отбора, новые же формы создаются человеком, накапливающим желательные для него изменения в ряде поколений.

Итак, под искусственным  отбором следует понимать процесс  создания новых пород животных и  сортов культурных растений путем систематического сохранения особей с определенными, ценными для человека признаками и свойствами в ряде поколений при содействии их размножению. Дарвин различает две формы искусственного отбора.

1. Бессознательный  искусственный отбор. Это наиболее  ранняя форма селекционного процесса. Сущность бессознательного отбора заключается в том, что человек не ставил перед собой цели улучшения своих одомашненных животных и выведенных культурных растений, но стремился сохранить для размножения лучших животных и лучшие семена; тем самым уничтожались менее ценные животные и растения. Например, когда человека интересовала яйценоскость, то в хозяйстве сохранялись лучшие несушки, что в конце концов приводило к появлению высокояйценосных пород кур; если интересовала молочность, то сохранялись именно такие коровы, и т. д. Таким образом возникли тонкорунные овцы, ароматные розы, высокомасличные сорта подсолнечника и многое другое.

2. Методический  искусственный отбор заключается  в том, что селекционер сознательно  ставит перед собой определенную  задачу и тщательно подбирает производителей, наиболее соответствующих намеченной цели, выбраковывая, уничтожая остальных. Методический отбор всегда являлся творческим процессом, приводившим к образованию новых пород и сортов. Пользуясь этим методом, селекционер, как скульптор, «лепит» новые органические формы по заранее продуманному проекту.

Принципы  искусственного отбора.

Изменчивость  и наследственность. Без изменчивости возникновение новых форм было бы невозможно, так как только изменчивость организмов дает материал для отбора.

Отбор и размножение  небольшого числа «лучших», наиболее совершенных особей и устранение (элиминация) из процесса воспроизведения всех менее совершенных форм.

Накопление  положительных изменений в результате повторяющихся в ряде поколений избирательного размножения только наиболее совершенных форм.

Учение Дарвина  о естественном отборе. Установив  общие принципы, объясняющие возникновение  новых форм животных и растений в практике сельского хозяйства, Дарвин поставил перед собой вопрос: не распространяются ли эти принципы и на возникновение новых форм в природе, т. е. не лежат ли они в основе движущей силы эволюционного процесса.

Анализируя  свои наблюдения и фактический материал, описанный в литературе, Дарвин в  своей работе «Происхождение видов путем естественного отбора» доказал, что изменчивость и наследственность — общие свойства всех организмов. Далее, им было показано, что материал для отбора наиболее «лучших» (наиболее приспособленных) в природе всегда есть, так как организмам свойственно интенсивное размножение, а отбор «лучших» осуществлялся путем уничтожения (элиминации) «худших». Тем самым естественный отбор функционирует при наличии двух факторов, которые дают возможность на основании тех же принципов, что и при искусственном отборе, обеспечивать возникновение новых форм в животном и растительном мире. Это интенсивность размножения и борьба за существование.

Интенсивность размножения. Нет сомнений, что в  природе рождается намного больше особей, чем может выжить. Дарвин приводит следующий пример. Одуванчик, по приближенным подсчетам, дает 100 семян. Из них на следующий год могло бы вырасти 100 растений, каждое из которых снова дало бы по 100 семян. Значит, при беспрепятственном размножении число потомков одного одуванчика можно было бы представить геометрической прогрессией, а значит, для расселения потомства одного одуванчика на десятый год потребовалась бы площадь, в 15 раз превышающая площадь всей суши Земли. Однако такого числа потомков никогда не бывает. Интенсивная гибель организмов — результат борьбы за существование.

Борьба за существование. Дарвин многократно подчеркивал, что борьбу за существование не следует понимать в узком смысле, упрощенно, как прямое физическое уничтожение одних организмов другими.

Борьба за существование — это совокупность многообразных и весьма сложных взаимоотношений, существующих между организмами и окружающими их условиями природы. Дарвин различает три формы борьбы за существование.

Межвидовая   борьба. Примеры межвидовой борьбы многочисленны. Это взаимоотношения между хищником и его жертвой, травоядными животными и растениями, насекомыми и насекомоядными птицами; это конкурентная 
борьба между культурными растениями и сорняками; взаимоотношения между деревьями различных видов в лесу и между травами на лугу. Сюда же можно отнести и явление антагонизА микробов.

Внутривидовая  борьба. Это борьба, включающая взаимоотношения  между особями одного вида. Так, например, рыжие тараканы часто полностью вытесняют черных, серая крыса — черную, европейская пчела — австралийскую, 
европейский дождевой червь — южноамериканского. Конкурентные внутривидовые отношения широко известны повсюду. Птицы одного и того же вида конкурируют из-за мест гнездования. Самцы многих видов млекопитающих и птиц в брачный период вступают друг с другом в борьбу за обладание 
самкой. Среди рыб широко распространен каннибализм — поедание особей своего вида. Например, крупные щуки нередко поедают своих меньших по размеру собратьев. Внутривидовую борьбу Дарвин считал главнейшим р щом борьбы за существование.

3. Борьба с  неблагоприятными условиями внешней  среды. Огромную роль в процессе  элиминации особей в растительном  и животном мире играют условия  неорганической внешней среды. Огромное число растений уничтожается почти ежегодно поздними заморозками, засухой, резкими климатическими колебаниями. Много растений гибнет во время суровых малоснежных зим. При недостатке в воде кислорода в водоемах происходит гибель рыб. Масса семян растений заносится ветром в неблагоприятные условия и гибнет. Этих примеров достаточно, чтобы показать большую интенсивность борьбы с условиями внешней среды.