4.3.
Теория эволюции Чарльза
Дарвина
В конце 1831 г. началось пятилетнее
кругосветное путешествие на
корабле “Бигл”. Это путешествие было
важным событием в жизни. Дарвина. Он собрал
огромный и очень ценный научный материал,
который сыграл исключительную роль в
развитии эволюционной идеи.
Дарвину принадлежит ряд интересных
палеонтологических находок. Проанализировав
многочисленные факты, Дарвин
пришел к выводу, что вымершие
и нынешние животные имеют
общее происхождение, но последние
существенно изменились. Причиной
этого могли быть изменения,
которые происходили со временем
на земной поверхности. Они
же могли быть и причиной
вымирания видов, останки которых
находят в земных пластах.
После возвращения из путешествия
Дарвин подробно обрабатывает
и публикует собранные геологические,
зоологические и другие материалы
и работает над разработкой
идеи исторического развития
органического мира, которая зародилась
еще во время путешествия. Свыше
20 лет настойчиво развивает и
обосновывает он эту идею, продолжает
собирать и обобщать факты,
особенно из практики растениеводства
и животноводства.
После опубликования “Происхождения
видов” Дарвин продолжает активно
работать над обоснованием проблемы
эволюции, всесторонне анализирует
закономерности изменчивости, наследственности,
искусственного отбора. Идею исторического
развития растений и животных
Дарвин распространяет и на
проблему происхождения человека.
В 1871 г. выходит его книга
“Происхождение человека и половой
отбор”, в которой подробно анализируются
многочисленные доказательства
животного происхождения человека.
“Происхождение видов” и следующие
две книги составляют единую
научную трилогию, в них приведены
неопровержимые доказательства
исторического развития органического
мира, установлены движущие силы
эволюции, определены пути эволюционных
превращений, наконец, показано,
как и с каких позиций следует
изучать сложные явления и
процессы природы. Дарвин опубликовал
12 томов своих трудов. [№6, 58]
4.3.1
Изменчивость и
наследственность
В условиях господства представлении
о постоянстве, неизменности видов
Дарвину важно было показать,
за счет чего образуется их
многообразие. Поэтому в первую очередь
он подробно обосновывает положение об
изменчивости живых существ. Первый раздел
книги “Происхождение видов” посвящен
анализу именно этой проблемы. Дарвин
обращает внимание на большое разнообразие
сортов растений и пород животных, предками
которых является один вид или ограниченное
количество диких видов.
Под определенной (групповой) изменчивостью
Дарвин понимал сходное изменение
всех особей потомства в одном
направлении вследствие влияния
определенных условий (изменение
роста при изменении количества
и качества пищи, толщины кожи
и густоты шерстного покрова
от изменения климата и пр.);
под неопределенной (индивидуальной)
изменчивостью - появление разнообразных
незначительных отличий у особей
одного и того же сорта, породы,
вида, которыми, существуя в сходных
условиях, одна особь отличается
от других (потомки одной пары
животных не бывают совершенно
подобными, хотя и развиваются
в сходных условиях).
Дарвин
понимал организм как целостную
систему, отдельные части которой
тесно связаны между собой. Поэтому
изменение структуры или функции
одной части нередко обусловливает
также изменение другой или других.
Компенсационная изменчивость состоит
в том, что развитие одних органов
или функций часто является причиной
угнетения других, то есть наблюдается
обратная корреляция, например, между
молочностью и мясистостью скота.
Вторым важным фактором эволюции
является наследственность, т.е способность
всех организмов передавать особенности
строения, функции, развития своему потомству.
Эта особенность была хорошо известна.
На способность организмов воспроизводить
себе подобных всегда обращали внимание
практики, селекционеры и за хороших животных
платили большие суммы. Дарвин подробно
проанализировал значение наследственности
в эволюционном процессе. Он обратил внимание
на случаи одномастности гибридов первого
поколения и расщепления признаков во
втором поколении, ему была известна наследственность,
связанная с полом, гибридные атавизмы
и ряд других явлений наследственности.
4.3.2.
Искусственный отбор.
Под искусственным отбором понимают
осуществляемую человеком систему
мероприятий по усовершенствованию
существующих и созданию новых
пород животных и сортов растений с полезными
в хозяйственном отношении наследственными
признаками.
Творческая функция искусственного
отбора базируется на совокупном
взаимодействии в ряде поколений
изменчивости, наследственности, подбора,
направленного выращивания, преимущественного
размножения особей с полезными
признаками и выбраковки нежелательных
индивидов. Благодаря этому из
поколения в поколение усиливается
развитие полезных признаков,
а вследствие коррелятивной изменчивости
происходит перестройка всего
организма. Искусственный отбор
приводит к дивергенции - расхождению
признаков у пород и сортов,
образованию большого их разнообразия.
При анализе искусственного отбора
и процесса формообразования
Дарвин подчеркивает, что важным
условием успеха является преимущественное
размножение одних особей или
групп особей, что приводит к
увеличению числа таких индивидов,
усиленное развитие их признаков
в последующих поколениях и
устранение от размножения других
особей или групп особей.
Дарвин выделил две формы искусственного
отбора - методический и бессознательный.
Методический отбор - целеустремленное
выведение породы или сорта.
Самой давней формой искусственного
отбора был бессознательный отбор.
В этом случае человек не стремится вывести
новую породу, сорт, но, используя естественную
изменчивость и наследственность, посредством
размножения одних особей и выбраковки
других медленно изменяет организмы.
Дарвин подчеркивает особую важность
бессознательного отбора с теоретической
точки зрения, потому что эта
форма отбора проливает свет
и на процесс видообразования.
Его можно рассматривать как
мостик между искусственным и
естественным отбором.
4.3.3.
Борьба за существование.
Дарвин обратил внимание на
чрезвычайно сложные взаимоотношения
между организмом и окружающей
средой, на разные формы зависимости
растений и животных от условий
жизни, на их приспособление
к неблагоприятным условиям.
Отношения
организмов и видов с физическими
условиями жизни, абиотической средой
возникают в зависимости от климатических
и почвенных условий, температуры,
влажности, освещенности и других факторов,
которые влияют на жизнедеятельность
организмов. В процессе эволюции у
видов животных и растений вырабатывается
ряд приспособлений к неблагоприятным
условиям. Но относительность этих
приспособлений, а также постепенные
изменения окружающей среды требуют
постоянного усовершенствования адаптации
к абиотическим условиям жизни. С
другой стороны, живые существа также
влияют на неживую природу, изменяя
ее.
Межвидовые взаимоотношения чрезвычайно
разнообразны и довольно сложны.
Важное значение имеют отношения, которые
формируются на базе пищевых (трофических)
связей, а также отношения, которые возникают
между разными видами в борьбе за места
обитания. Крайним выражением межвидовых
взаимоотношений является межвидовая
борьба, когда одна форма вытесняет другую
или ограничивает ее численность на определенной
территории.
Необходимо отметить, что три
названные основные формы борьбы
за существование в природе
осуществляются не изолированно
- они тесно переплетаются между
собой, благодаря чему взаимосвязи
индивидов, групп особей и видов
бывают многогранными и довольно
сложными.
4.3.4.
Естественный отбор.
С борьбой за существование,
жизненным состязанием и зависимостью
организмов от среды, условий
существования связан и естественный
отбор. Учение о естественном
отборе как движущем и направляющем
факторе исторического развития
органического мира является
центральной частью теории эволюции
Дарвина.
Дарвин
дает такое определение естественного
отбора: “Сохранение полезных индивидуальных
различий или изменений уничтожение
вредных я назвал естественным отбором,
или переживанием наиболее приспособленных”.
Он предупреждает, что отбор видов
следует понимать как метафору, как
факт выживания, а не как сознательный
выбор.
Итак, под естественным отбором
понимают осуществляемый в природе
процесс сохранения и преимущественного
размножения в ряде поколений
организмов и групп организмов,
имеющих полезные для их жизни
и развития адаптивные признаки,
которые возникли вследствие
разнонаправленной индивидуальной
изменчивости. Противоположный процесс
- вымирание неприспособленных - называют
элиминацией. [№4,192]
4.3.5.
Возникновение и развитие
СТЭ
В нынешнем виде синтетическая
теория образовалась как результат
переосмысления дарвинизма с
позиций генетики. После переоткрытия
законов Менделя, доказательства дискретной
природы наследственности и особенно
после создания теоретической популяционной
генетики трудами Р. Фишера, Дж.Б. Холдейна-младшего,
С. Райта, учение Дарвина приобрело прочный
генетический фундамент.
Толчок к развитию синтетической
теории дала гипотеза о рецессивности
новых генов. Говоря языком
генетики второй половины ХХ
века, эта гипотеза предполагала,
что в каждой воспроизводящейся
группе организмов во время
созревания гамет в результате
ошибок при репликации ДНК
постоянно возникают мутации
- новые варианты генов.
Каждый ген участвует в определении
нескольких признаков. С другой
стороны, каждый признак зависит
от многих генов. Фишер говорит
о том, что это отражает взаимодействие
генов, благодаря которому внешнее
проявление каждого гена зависит
от его генетического окружения.
Поэтому рекомбинация, порождая
всё новые генные сочетания,
в конце концов создает для данной
мутации такое генное окружение, которое
позволяет мутации проявиться в фенотипе
особи-носителя. Так мутация попадает
под действие естественного отбора, отбор
уничтожает сочетания генов, затрудняющие
жизнь и размножение организмов в данной
среде, и сохраняет нейтральные и выгодные
сочетания, которые подвергаются дальнейшему
размножению, рекомбинации и тестированию
отбором. Таким образом, сущность синтетической
теории составляет преимущественное размножение
определённых генотипов и передача их
потомкам. В вопросе об источнике генетического
разнообразия синтетическая теория признает
главную роль за рекомбинацией генов.
Считают, что эволюционный акт
состоялся, когда отбор сохранил
генное сочетание, нетипичное
для предшествующей истории вида.
В итоге для осуществления
эволюции необходимо наличие
трёх процессов:
1) мутационного, генерирующего новые
варианты генов с малым фенотипическим
выражением;
2) рекомбинационного, создающего новые
фенотипы особей;
3) селекционного, определяющего
соответствие этих фенотипов
данным условиям обитания или
произрастания.
Практически во всех историко-научных
моделях 1937 год был назван годом
возникновения СТЭ - в этом
году появилась книга украино-американского
генетика и энтомолога-систематика
Ф. Г. Добржанского «Genetics and the Origin
of Species». Успех книги Добржанского определялся
тем, что он был одновременно натуралистом
и экспериментальным генетиком. Впервые
было сформулировано важнейшее понятие
об «изолирующих механизмах эволюции»
- тех репродуктивных барьерах, которые
отделяют генофонд одного вида от генофондов
других видов. Добржанский ввёл в широкий
научный оборот полузабытое уравнение
Харди-Вайнберга. Он также внедрил в натуралистический
материал «эффект С. Райта», полагая, что
микрогеографические расы возникают под
воздействием случайных изменений частот
генов в малых изолятах, то есть адаптивно-нейтральным
путем.
Уверенно можно сказать, что
развитие СТЭ будет продолжаться
с появлением новых открытий
в области эволюции. [№1, 75]
5. Заключение.
Итак,
представления об эволюции прослеживаются
с древних времен. Наибольший вклад
в развитие эволюционных идей внес
Аристотель, который вывел стройную
систему взглядов о развитии живой
природы, основав на анализе общего
строения высших животных, гомологии
и корреляции органов. Несмотря на внешнюю
близость древних, и современных
представлений, взгляды древних
мыслителей носили характер отвлеченных
умозрительных доктрин.
В средние века в Европе
наука превратилась в своеобразный
придаток религии из-за насильственного
внедрения в первую веры. Изучение природы
было фактически запрещено, но несмотря
ни на что, и в эти годы шло накопление
естественнонаучных знаний (в монастырях
и университетах).
Растущие естественнонаучные знания
в эпоху возрождения нуждались
в систематизации и обобщении.
Первый этап процесса систематизации
биологических знаний завершается
в XVIII в. работами великого шведского
естествоиспытателя К. Линнея (1707-1778). Карл
Линней привёл и обобщил в систему накопленные
к XVIII в. знания, заложил основы современной
систематики.