Назад
Вперёд
Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.
Цель. Познакомить учащихся с возникновением и развитием эволюционных идей, эволюционным учением Ч. Дарвина.
Методы . Урок-лекция.
Ход урока
1. Объяснение
- План лекции.
- Термины
- Аристотель и органическая эволюция
- Карл Линней – провозвестник эволюционизма.
- Эволюционное учение Ж.Б. Ламарка.
- Эволюционное учение Ч. Дарвина
Вначале познакомимся с новыми терминами темы.
Креационизм – учение, согласно которому жизнь была создана сверхъестественным существом в определенное время.
Метафизическое мировоззрение – (греч. “физис” - природа; “мета” - над) – изначальная и абсолютная целесообразность, а поэтому постоянство и неизменность всей природы.
Трансформизм – учение о превращении одного вида в другой.
Эволюция – (лат. эвольво - развёртываю /эволютио/ - развёртывание) историческое изменение формы организации и поведения живых существ в ряду поколений.
Аристотель и органическая эволюция
Новый раздел биологии называется эволюционное учение, или дарвинизм, так как теория эволюции утвердилась в биологии благодаря работам выдающегося английского ученого Чарльза Дарвина. Однако сама идея эволюции стара как мир. Представлениями о возможности превращения (трансформации) одного вида в другой пронизаны мифы многих народов. Зачатки эволюционных представлений можно найти как в трудах мыслителей Древнего Востока, так и в высказываниях античных философов. 1000 лет до н. э. в Индии и Китае считали, что человек произошёл от обезьяны.
Как вы думаете почему?
Похожи и в Индии обезьяна - священнное животное и это даже почетно.
Древнегреческий мыслитель, философ, основоположник биологии, отец зоологии Аристотель (384–322 гг. до н.э.) сформулировал теорию непрерывного и постепенного развития живого из неживой материи, основанную на его наблюдениях над животными. При этом он исходил из метафизической концепции о стремлении природы от простого и несовершенного к более сложному и совершенному. Аристотель признавал эволюцию земных толщ, а в эволюцию живых организмов нет, хотя в своей “Лестнице природы” сгруппировал и расположил неживую материю и все живые организмы в определённом порядке от примитивных к более сложным, что наводило на мысль о родстве между живыми организмами.
Карл Линней – провозвестник эволюционизма.
Карл Линней – шведский учёный (1707-1778 гг.) – отец ботаники, король цветов, великий систематизатор Природы.
Предложил простую схему классификации животных и растений, лучшую из всех предыдущих.
а) Основной систематической единицей Линней считал вид (совокупность особей сходных по строению и дающих плодовитое потомство). Вид существует и не изменяется.
б) Все виды он объединил в роды, роды в отряды, отряды – в классы.
в) Линней отнес кита к классу млекопитающих, хотя в XVII веке считали кита рыбой.
г) Линней впервые в истории науки поставил человека первым в отряде приматов в классе млекопитающих, вместе с обезьянами и полуобезьянами на основании сходства между человеком и обезьяной.
Линней применил ясный, удобный принцип двойных названий.
До Линнея ученые давали растениям только названия родовые. Называли: дуб, клен, роза, сосна, крапива и т. д. Наука употребляла названия растений по родам, подобно тому, как это обычно делается в разговорном житейском языке, применительно к растениям и животным, чтобы обозначить вид, употребляли длинные описания признаков. Так, до Линнея шиповник назывался "Обыкновенная лесная роза с душистым розовым цветком".
Линней оставил родовые названия. Названия видов предложил давать словами (чаще всего прилагательными), обозначающими признаки данного растения или животного. Название растений или животных состояло теперь из 2-х слов: на первом месте стояло родовое название (существительное), на втором месте - видовое название (обычно прилагательное). Например, шиповник Линней назвал по-латыни Rosа canina L (Роза собачья). L означало имя автора, давшего название данному виду. В данном случае Линней.
Сама идея двойных названий была предложена Каспаром Баугином, т.е. за 100 лет до Линнея, но осуществил ее только Линней.
Линней создал науку ботанику на месте бывшего хаоса.
а) Провел огромную реформу в ботаническом языке. В книге "Основы ботаники" он приводит около 1000 ботанических терминов, понятно объяснив, где и как употреблять каждый из них. По сути дела, Линней изобрел, хотя и с учетом прежней терминологии, новый язык для естествознания.
б) Работал над вопросами биологии растений. Достаточно вспомнить "Календарь флоры",
"Часы флоры", "Сон растений". Первым предложил вести фенологические наблюдения для определения лучших сроков работ для сельскохозяйственных растений.
в) Написал несколько больших учебников и учебных руководств по ботанике.
Система Линнея вызвала громадный интерес к исследованию и описанию растений и животных. Благодаря этому, число известных видов растений увеличилось с 7000 до 10000 за несколько десятилетий. Сам Линней открыл и описал около 1,5 тысяч видов растений, около 2000 видов насекомых.
Линией пробудил интерес к изучению биологии. Многие знаменитые ученые, философы, писатели заинтересовались изучением природы благодаря знакомству, с произведениями К. Линнея. Гете говорил: "После Шекспира и Спинозы самое сильное впечатление имел на меня Линней".
Несмотря на то, что Карл Линней был креационистом, разработанная им система живой
природы была построена по принципу сходства, имела иерархическую структуру и наводила на мысль о родстве между близкими видами живых организмов. Анализируя эти факты, учёные приходили к выводу об изменяемости видов. Авторы этих представлений рассматривали изменение видов во времени как результат развёртывания (от лат. “эвольво” - развертываю) некого предварительного замысла Творца, заранее составленной программы в ходе исторического развития. Эта точка зрения получила название эволюционистской. Такие взгляды высказывали в 18 в. и в начале 19 в. Ж.Бюффон, В.Гёте, К.Бэр, Эразм Дарвин – дед Ч.Дарвина. Но ни один из них не предложил удовлетворительного пояснения, почему и как менялись виды.
Эволюционное учение Ж.Б. Ламарка.
Первая целостная концепция эволюции была высказана французским естествоиспытателем Жаном Батистом Пьером Антуаном де Монье шевалье де Ламарком (1744-1829).
Ламарк был деистом и считал, что творец создал материю к законы ее движения, на этом прекратилась творческая деятельность творца, а все дальнейшее развитие природы происходило соответственно ее законам. Ламарк полагал, что наиболее примитивные и простые организмы возникают путем самозарождения, причем такое самозарождение многократно происходило в далеком прошлом, происходит в настоящее время и будет происходить в будущем. Организмы, по мнению Ламарка, могли возникнуть из неживой материи под действием света, тепла, электричества.
После своего появления примитивные живые организмы не остаются неизменными. Они изменяются под влиянием внешней среды, приспосабливаясь к ней. В результате такого изменения живые организмы с течением времени в длинном ряду последовательных поколений постепенно совершенствуются, становясь все более и более сложными и высокоорганизованными. Вследствие этого, чем больше времени проходит с момента появления путем самозарождения определенной формы, тем более совершенными и сложноорганизованными оказываются ее современные потомки. Наиболее примитивные современные живые организмы по его мнению, возникли совсем недавно и просто еще не успели в результате постепенного усложнения стать более совершенными и высокоорганизованными. Все эти изменения происходят в течение длительного промежутка времени, поэтому незаметны. Но увлеченный отрицанием постоянства видов, Ламарк начинает представлять живую природу как непрерывные ряды изменяющихся особей, виды считает воображаемой единицей классификации удобной для номенклатуры организмов, а в природе существуют только особи. Вид постоянно изменяется, а поэтому не существует – пишет он в “Философии зоологии” (1809 г.).Ступенчатый характер усложнения организация живых существ Ламарк назвал градацией. Ещё один новый термин.
Градация (лат. восхождение) – повышение организации живых существ от низшей ступени к высшей в процессе эволюции.
Движущие силы эволюции по Ламарку .
Внутреннее стремление к прогрессу , т. е. каждое живое существо обладает врожденным внутренним стремлением к усложнению и усовершенствованию своей организации, это свойство заложено в них от самого начала природы.
Влияние внешней среды , благодаря которому в пределах одной и той же ступени организации образуются различные виды, приспособленные к условиям жизни в окружающей среде.
Любое изменение во внешней среде вызывает у организмов только полезные изменения признаков, передающихся по наследству как врожденные свойства и только адекватные изменения , т. е. такие, которые соответствуют изменившимся условиям.
У растений, низших животных причиной непрерывного усложнения и усовершенствования является прямое воздействие внешней среды , вызывающие изменения, обеспечивающие более совершенное приспособление к этим условиям. Ламарк приводит такие примеры. Если весна была очень сухой, то луговые травы плохо растут; весна с чередованием теплых и дождливых дней вызывает буйный рост тех же трав. Попадая из естественных условий в сады, растения сильно изменяются: одни теряют шипы и колючки, у других изменяется форма стебля, деревянистый стебель растений жарких стран становится у нас травянистым в условиях умеренного климата.
На высших животных внешняя среда действует косвенным путем с участием нервной системы. Изменилась внешняя среда – и у животных появляются новые потребности. Если новые условия действуют длительно, то животные приобретают соответствующие привычки. При этом одни органы упражняются больше, другие меньше или совсем бездействуют. Орган, усиленно действующий, развивается сильнее, становится крепче, а орган, мало применяемый в течение длительного времени, постепенно атрофируется.
Образование плавательной перепонки между пальцами у водоплавающих птиц Ламарк объяснял растягиванием кожи; отсутствие ног у змей объясняется привычкой вытягивать тело при ползании по земле, не употребляя конечностей; длинные передние ноги у жирафа – постоянными усилиями животного дотянуться до листьев на деревьях.
Ж.Б. Ламарк допускал также, что стремление, желание животного ведет к усиленному притоку крови и других "флюидов" к той части тела, которой направлено это стремление, что вызывает усиленный рост данной части тела, передаваемый затем по наследству.
Ламарк первым применял термины "родство", "родственные связи" для обозначения единства происхождения живых существ.
Он совершенно правильно считал, что условия среды оказывают важное влияние на ход эволюционного процесса.
Ламарк был одним из первых, кто верно оценил значение времени в процессе эволюции и отметил чрезвычайную длительность развития жизни на земле.
Представления Ламарка о разветвлении "лестницы существ", непрямолинейном характере эволюции подготовило почву для представления о "родословных древах", развитых в 60-х годах XIX в.
Ж.Б.Ламарк развивал гипотезу о естественном происхождении человека предполагал, что предками человека являлись обезьяны которые перешли к наземному образу жизни и хождению по земле от лазанья по деревьям. Эта группа (порода) в течение ряда поколений пользовалась для ходьбы задними конечностями и в конце концов из четверорукой стала двурукой. Если же эта порода перестала пользоваться челюстями для разрывания добычи, а стала пережевывать ее, это могло привести к уменьшению размеров челюсти. Такая наиболее развитая порода завладела на земле всеми удобными местами, вытеснив менее развитые породы. Особи этой господствовавшей породы постепенно накапливали представления об окружающем мире, у них появилась потребность в передаче этих представлений себе подобным, что привело к развитию различных жестов, а затем и речи. Ламарк указал на важную роль руки в становлении человека.
Он пытался объяснить происхождение домашних животных и культурных растений. Ламарк говорил, что предки домашних животных и культурных растений были взяты человеком из дикой природы, но домашнее содержание, перемена питания и скрещивание сделали эти формы неузнаваемыми по сравнению с дикими формами.
Эволюционное учение Ч.Дарвина.
2. Ч.Дарвин о виде.
Вид существует и изменяется
Движущие силы эволюции по Ч.Дарвину .
- Наследственность.
- Изменчивость.
- Естественный отбор на основе борьбы за существование.
3. Задание на дом. Параграфы 41, 42 до стэ.
4. Закрепление.
- Что думал Аристотель об эволюции живых организмов?
- Почему Карла Линнея называют провозвестником эволюционизма?
- Почему эволюционное учение Ж.Б. Ламарка не было признано современниками?
- Что Вы знаете об эволюционном учении Ч.Дарвина?
История эволюционных идей. Значение работ К. Линней, учения Ж. Б. Ламарка
Эволюция
– необратимое историческое развитие живой природы.
2. Заполните таблицу.
История развития эволюционных идей (до ХХ века) .
3. Каковы сильные и слабые стороны системы органического мира К. Линнея?
Разработал первую относительно удачную искусственную систему органического мира. За основу своей системы он принял вид и его считал элементарной единицей живой природы. Близкие виды объединились им в роды, роды в отряды, отряды в классы. Ввел в систематику принцип бинарной номенклатуры.
Недостатки системы Линнея состояли в том, что при классификации он учитывал лишь 1-2 признака (у растений - число тычинок, у животных - строение дыхательной и кровеносной системы), не отражающих подлинного родства, поэтому далекие роды оказались в одном классе, а близкие - в разных. Виды в природе Линней считал неизменными, созданными Творцом.
4. Сформулируйте основные положения эволюционной теории Ж. Б. Ламарка.
Пункты эволюционной теории Ламарка:
Первые организмы произошли из неорганической природы путем самозарождения. Их дальнейшее развитие привело к усложнению живых существ.
У всех организмов существует стремление к совершенствованию, изначально заложенное в них Богом. Этим объясняется механизм усложнения живых существ.
Процесс самозарождения жизни продолжается постоянно, что объясняет одновремен¬ное наличие в природе и простых, и более сложных организмов.
Закон упражнения и неупражнения органов: постоянное употребление органа ведет к его усиленному развитию, а неупотребление - к ослаблению и исчезновению.
Закон наследования благоприобретенных признаков: изменения, возникшие под действием постоянных упражнений и неупражнений органов, наследуются. Так, считал Ламарк, сформировалась, например, длинная шея жирафа и слепота крота.
Главным фактором эволюции считал прямое воздействие среды.
5. За что критиковали теорию Ж. Б. Ламарка современники?
Ламарк ошибочно полагал, что изменение среды всегда вызывает у организмов полезные изменения. Кроме того, он не мог объяснить, откуда у организмов возникает «стремление к прогрессу», и почему следует считать наследственным свойство организмов целесообразно реагировать на внешние воздействия.
6. Какие прогрессивные черты усматривают современные ученые-эволюционисты в теории Ж. Б. Ламарка?
В книге «Философия зоологии» Ламарк предположил, что в течение жизни каждая особь изменяется, приспосабливается к окружающей среде. Он утверждал, что разнообразие животных и растений есть результат исторического развития органического мира – эволюции, которую понимал как ступенчатое развитие, усложнение организации живых организмов от низших форм к высшим. Он предложил своеобразную систему организации мира, расположив в ней родственные группы в восходящем порядке – от простых к более сложным, в виде «лестницы».
Эволюционное учение Ч. Дарвина
1. Дайте определения понятий.
Факторы эволюции
– по Дарвину, это естественный отбор, борьба за существование, мутационная и комбинативная изменчивости.
Искусственный отбор
– выбор человеком наиболее ценных в хозяйственном или декоративном отношении особей животных и растений для получения от них потомства с желаемыми свойствами.
2. Какие аспекты социальной и научной обстановки начала и середины XIX века способствовали, на ваш взгляд, разработке эволюционной теории Ч. Дарвином?
К середине XX в. был сделан ряд важнейших обобщений и открытий, которые противоречили креационистским взглядам и способствовали укреплению и дальнейшему развитию идеи эволюции, что создало научные предпосылки для эволюционной теории Ч. Дарвина. Это развитие систематики, теория Ламарка, открытие Бэром закона зародышевого сходства и достижение других ученых, развитие биогеографии, экологии, сравнительной морфологии, анатомии, открытие клеточной теории, а также развитие селекции и народного хозяйства.
3. Заполните таблицу .
Этапы жизненного пути Ч. Дарвина
4. Сформулируйте основные положения эволюционного учения Ч. Дарвина.
1. Организмы изменчивы. Трудно найти такое свойство, по которому особи, принадлежащие к данному виду, были бы полностью тождественны.
2. Различия между организмами, хотя бы частично, передаются по наследству.
3. Теоретически популяции растений и животных стремятся размножиться в геометрической прогрессии, и теоретически любой организм может заполнить Землю очень быстро. Но этого не случается, так как жизненные ресурсы ограниченны, и в борьбе за существование выживает сильнейший.
4. В результате борьбы за существование происходит естественный отбор – выживают особи с полезными в данных условиях свойствами. Выжившие передают эти свойства своему потомству, то есть свойства эти закрепляются в череде последующих
поколений.
5. Заполните таблицу.
Сравнительная характеристика эволюционных теорий Ж. Б. Ламарка и Ч. Дарвина
6. Каково значение эволюционного учения Ч. Дарвина для развития биологической науки?
Учение Дарвина позволило привести в гармонию разрозненные знания о законах, которым подчиняется организация жизни на нашей планете. В прошедшем столетии эволюционное учение Дарвина было развито и конкретизировано благодаря созданию хромосомной теории наследственности, развитию молекулярно-генетических исследований, систематики, палеонтологии, экологии, эмбриологии и многих других областей биологии.
1. Дайте определение понятия.
Борьба за существование
– это один из движущих факторов эволюции, наряду с естественным отбором и наследственной изменчивостью, совокупность многообразных и сложных взаимоотношений, существующих между организмами и условиями среды.
2. Заполните таблицу.
Борьба за существование и ее формы
3. Какая из форм борьбы за существование является, по вашему мнению, самой напряженной? Ответ поясните.
Внутривидовая борьба протекает наиболее остро, так как у особей совпадает экологическая ниша. Организмы конкурируют за ограниченные ресурсы - пищевые, территориальные, самцы некоторых животных конкурируют между собой за оплодотворение самки, а также другие ресурсы. Для снижения остроты внутривидовой борьбы организмы вырабатывают различные приспособления - разграничение индивидуальных участков, сложные иерархические отношения. У многих видов организмы на разных этапах развития занимают разные экологические ниши, например, личинки жесткокрылых обитают в почве, а стрекоз - в воде, в то время как взрослые особи заселяют наземно-воздушную среду. Внутривидовая борьба приводит к гибели менее приспособленных особей, способствуя этим естественному отбору.
Естественный отбор и его формы
1. Дайте определения понятия.
Естественный отбор
– это избирательное воспроизведение генотипов, которые в наилучшей степени отвечают сложившимся условиям жизни популяции. То есть, основной эволюционный процесс, в результате действия которого в популяции увеличивается число особей, обладающих максимальной приспособленностью (наиболее благоприятными признаками), в то время, как количество особей с неблагоприятными признаками уменьшается.
2. Заполните таблицу.
3. Что является следствием естественного отбора?
Изменение состава генофонда, удаление из популяции особей, свойства которых не дают преимуществ в борьбе за существование. Возникновение адаптаций организмов к условиям внешней среды.
4. В чем, на ваш взгляд, заключается творческая роль естественного отбора?
Роль естественного отбора заключается не только в отсеве нежизнеспособных особей. Движущая его форма сохраняет не отдельные признаки организма, а весь их комплекс, все присущие организму комбинации генов. Отбор создает приспособления и виды, убирая из генофонда популяции, неэффективные с точки зрения выживания генотипы. Результатом его действия являются новые виды организмов, новые формы жизни.
Жан Батист Ламарк по праву считается основоположником эволюционной теории, которую он высказал в своей книге «Философия зоологии», опубликованной в начале XIX века.
В основе теории Ламарка лежит представление о градации - внутреннем "стремлении к совершенствованию", присущем всему живому; действием этого фактора эволюции определяется развитие живой природы, постепенное, но неуклонное повышение организации живых существ - от простейших до самых совершенных. Результат градации - одновременное существование в природе организмов разной степени сложности, как бы образующих иерархическую лестницу существ. Градация легко прослеживается при сравнении представителей крупных систематических категорий организмов (например, классов) и на органах, имеющих первостепенное значение.
Главным фактором изменчивости видов он считал влияние внешней среды, которое нарушает правильность градации: «Нарастающее усложнение организации подвергается то здесь, то там на протяжении общего ряда животных отклонениям, вызываемым влиянием условий места обитания и усвоенных привычек". Градация, так сказать, "в чистом виде" проявляется при неизменности, стабильности внешней среды; всякое изменение условий существования понуждает организмы приспосабливаться к новой обстановке, чтобы не погибнуть. Этим нарушается равномерное и неуклонное изменение организмов на пути прогресса, и различные эволюционные линии уклоняются в сторону, задерживаются на примитивных уровнях организации. Так Ламарк объяснял одновременное существование на Земле высокоорганизованных и простых групп, а также разнообразие форм животных и растений.
Ламарк на высшем уровне по сравнению с предшественниками разработал проблему неограниченной изменчивости (трансформизма) живых форм под влиянием условий существования: питания, климата, особенностей почвы, влаги, температуры и пр. Свою мысль он подкреплял такими примерами, как изменение формы листьев у растений, которые живут в водной и воздушной среде (стрелолист, лютик), у растений влажных и сухих, низменных и горных местностей.
Исходя из уровня организации живых существ Ламарк выделял две формы
изменчивости:
- прямую, непосредственную изменчивость растений и низших животных под влиянием
условий внешней среды;
- косвенную изменчивость высших животных, которые имеют развитую нервную
систему, с участием которой воспринимается воздействие условий существования,
вырабатываются привычки, средства самосохранения, защиты.
Свои мысли по поводу рассмотренных вопросов Ламарк оформляет в виде двух законов:
Первый закон. “У всякого животного, не достигшего предела своего развития, более
частое и более длительное употребление какого-нибудь органа укрепляет
мало-помалу этот орган, развивает и увеличивает его и придает ему силу,
соразмерную длительности употребления, между тем как постоянное неупотребление
того или иного органа постепенно ослабляет его, приводит к упадку, непрерывно
уменьшает его способности и, наконец, вызывает его исчезновение”. Этот закон
можно назвать законом изменчивости, в нем Ламарк акцентирует внимание на том,
что степень развития того или иного органа зависит от его функции, интенсивности
упражнения, что в большей мере способны изменяться молодые животные, которые еще
развиваются. Ученый выступает против метафизического объяснения формы животных
как неизменной, созданной для определенной среды. Вместе с тем Ламарк
переоценивает значение функции и считает, что упражнение или неупражнение органа
является важным фактором в изменении видов.
Второй закон можно назвать законом наследственности.
Положения этих двух законов Ламарк распространяет и на проблему происхождения пород домашних животных и сортов культурных растений. Не имея достаточного фактического материала, при низком еще уровне изученности этого вопроса Ламарк не сумел дойти до правильного понимания явлений изменчивости.
Теория Дарвина противоположна теории Ламарка не только по своим последовательно материалистическим выводам, но и по всему своему строю. Она представляет собой замечательный образец научного исследования, основываясь на огромном количестве достоверных научных фактов, анализ которых ведет Дарвина к стройной системе соразмерных выводов.
Дарвин собрал многочисленные доказательства изменяемости видов животных и растений. Ко времени Дарвина практикой селекционеров были созданы многочисленные породы различных домашних животных и сорта сельскохозяйственных растений. Поскольку работа селекционеров, ведущая к изменению породных и сортовых качеств организмов, была сознательной и целенаправленной и было очевидно, что, по крайней мере, многие из пород домашних животных созданы этой деятельностью в относительно недавнее время, Дарвин обратился к изучению изменчивости организмов в одомашненном состоянии.
Прежде всего, важен был сам факт изменений животных и растений под влиянием одомашнивания и селекции, что, собственно говоря, уже является доказательством изменяемости видов организмов. «В начале моих исследований, писал Ч. Дарвин в введении к книге «О происхождении видов», – мне представлялось вероятным, что тщательное изучение одомашненных животных и культурных растений представило бы лучшую возможность разобраться в этой неясной проблеме. И я не ошибся; как в этом, так и во всех других запутанных случаях я неизменно находил, что наши познания о вариации при доместикации, несмотря на их неполноту, всегда служат лучшим и самым верным ключом. Я могу позволить высказать свое убеждение в исключительной ценности подобных исследований, несмотря на то, что натуралисты обычно пренебрегали ими».
По мнению Дарвина, стимулом для возникновения этих изменений является воздействие на организмы новых условий, которому они подвергаются в руках человека. При этом Дарвин подчеркнул, что природа организма в явлениях изменчивости важнее природы условий, поскольку одинаковые условия нередко приводят к разным изменениям у разных особей, а сходные изменения последних могут возникнуть при совершенно разных условиях. В связи с этим Дарвин выделил две основные формы изменчивости организмов под влиянием изменения условий среды: неопределенную и определенную.
Изменения могут быть признаны определенными, если все или почти все потомство особей, подвергшихся известным условиям, изменяется одинаковым образом (так возникает ряд неглубоких изменений: рост зависит от количества пиши, толщина кожи и волосистость - от климата и т. п.).
Под неопределенной изменчивостью Дарвин понимал те бесконечно разнообразные
слабые различия, которые отличают друг от друга особей одного вида и которые не
могли быть унаследованы ни от родителей, ни от более отдаленных предков. Дарвин
заключает, что неопределенная изменчивость является гораздо более
распространенным результатом изменения условий, чем определенная, и сыграла
более важную роль в образовании пород домашних животных. В этом случае изменения
внешних условий играют роль стимула, усиливающего неопределенную изменчивость,
но никак не влияющего на ее специфику, т. е. на качество изменений.
Организм, изменившийся в каком-либо направлении, передает потомству тенденцию
изменяться далее в том же направлении при наличии условий, вызвавших это
изменение. В этом заключается так называемая длящаяся изменчивость, которая
играет важную роль в эволюционных преобразованиях.
Наконец, Дарвин обратил внимание на существование у организмов определенных соотношений (корреляции) между различными структурами, при изменении одной из которых закономерно изменяется и другая - соотносительная, или коррелятивная, изменчивость. Примерами таких корреляций являются, по Дарвину, глухота белых котов, имеющих голубые глаза; ядовитость для белых овец и свиней некоторых растений, безвредных для черных особей тех же пород, и т.п.
Дарвин собрал многочисленные данные, свидетельствующие о том, что изменчивость самых различных видов организмов в природе очень велика, а ее формы принципиально сходны с формами изменчивости домашних животных и растений. Разнообразные и колеблющиеся различия между особями одного вида образуют как бы плавный переход к более устойчивым различиям между разновидностями этого вида; в свою очередь, последние столь же постепенно переходят в более четкие различия еще более крупных группировок – подвидов, а различия между подвидами – во вполне определенные межвидовые различия. Таким образом, индивидуальная изменчивость плавно переходит в групповые различия. Из этого Дарвин сделал вывод, что индивидуальные различия особей представляют собой основу для возникновения разновидностей. Разновидности при накоплении различий между ними превращаются в подвиды, а те, в свою очередь, - в отдельные виды. Следовательно, ясно выраженная разновидность может рассматриваться как первый шаг к обособлению нового вида (разновидность - "зачинающийся вид").
Дарвин считал, что между видом и разновидностью нет качественной разницы – это
лишь разные этапы постепенного накопления различий между группами особей разного
масштаба. Большей изменчивостью характеризуются более широко распространенные
виды, обитающие в более разнообразных условиях. В природе так же, как и в
одомашненном состоянии, основной формой изменчивости организмов является
неопределенная, служащая универсальным материалом для процесса видообразования.
Здесь необходимо подчеркнуть, что Дарвин впервые поставил в центре внимания
эволюционной теории не отдельные организмы (как это было характерно для его
предшественников-трансформистов, включая Ламарка), а биологические виды, т.е.,
говоря современным языком, популяции организмов.
Рассмотрев эволюционные взгляды Дарвина на изменчивость организмов, кратко
перечислим основные его идеи:
1.
Организмам как в прирученном, так и в
диком состоянии свойственна наследственная изменчивость. Наиболее обычной и
важной формой изменчивости является неопределенная. Стимулом для возникновения
изменчивости организмов служат изменения внешней среды, но характер изменчивости
определяется спецификой самого организма, а не направлением изменений внешних
условий в противоположность взгляду Ламарка.
2.
В центре внимания эволюционной теории
должны находиться не отдельные организмы, а биологические виды и внутривидовые
группировки (популяции).
Концепция Ж.Б. Ламарка считается на сегодняшний момент ненаучной. Однако нельзя
отрицать значение теории Ламарка, поскольку именно научная полемика с выводами и
концепциями французского естествоиспытателя явилась толчком к появлению теории
Ч. Дарвина.
Выводы английского ученого также были подвергнуты в дальнейшем критике и
детальному пересмотру, что было вызвано в первую очередь тем, что были выявлены
многие неизвестные во времена Дарвина факторы, механизмы и закономерности
эволюционного процесса и сформировались новые представления, значительно
отличающиеся от классической теории Дарвина.
Тем не менее, несомненно, что современная теория эволюции является развитием
основных идей Дарвина, остающихся до сих пор актуальными и продуктивными.
Теория наследования приобретенных признаков Ламарка.
Всех животных Ламарк распределил по шести ступеням, уровням (или, как он говорил, «градациям») по сложности их организации. Дальше всего от человека стоят инфузории, ближе всего к нему — млекопитающие. При этом всему живому присуще стремление развиваться от простого к сложному, продвигаться по «ступеням» вверх.
В живом мире постоянно происходит плавная эволюция. Исходя из этого, Ламарк пришёл к выводу, что видов в природе на самом деле не существует, есть только отдельные особи. Ламарк последовательно применил в своей теории знаменитый принцип Лейбница: «Природа не делает скачков». Отрицая существование видов, Ламарк ссылался на свой огромный опыт систематика.
На вопрос о том, почему человек не замечает постоянного превращения одних видов в другие, Ламарк отвечал так: «Допустим, что человеческая жизнь длится не более одной секунды в сравнении с жизнью вселенной, в этом случае ни один человек, занявшийся созерцанием часовой стрелки, не увидит, как она выходит из своего положения». Даже через десятки поколений её движение не будет заметным.
Совершенствуясь, организмы вынуждены приспосабливаться к условиям внешней среды.
Для объяснения этого учёный сформулировал несколько «законов». Прежде всего, это «закон упражнения и не упражнения органов ». Наибольшую известность из примеров, приведённых Ламарком, приобрёл пример с жирафами. Жирафам приходится постоянно вытягивать шею, чтобы дотянуться до листьев, растущих у них над головой. Поэтому их шеи становятся длиннее, вытягиваются. Муравьеду, чтобы ловить муравьёв в глубине муравейника, приходится постоянно вытягивать язык, и тот становится длинным и тонким. С другой стороны, кроту под землёй глаза только мешают, и они постепенно исчезают.
Если орган часто упражняется, он развивается. Если орган не упражняется, он постепенно отмирает.
Другой «закон» Ламарка — «закон наследования приобретённых признаков ». Полезные признаки, приобретённые животным, по мнению Ламарка, передаются потомству. Жирафы передали потомкам вытянутую шею, муравьеды унаследовали длинный язык, и так далее.
Основные принципы эволюционной теории Чарльза Дарвина.
Сущность дарвиновской концепции эволюции сводится к ряду логичных, проверяемых в эксперименте и подтвержденных огромным количеством фактических данных положений:
1 . В пределах каждого вида живых организмов существует огромный размах индивидуальной наследственной изменчивости по морфологическим, физиологическим, поведенческим и любым другим признакам. Эта изменчивость может иметь непрерывный, количественный, или прерывистый качественный характер, но она существует всегда.
2 . Все живые организмы размножаются в геометрической прогрессии.
3 . Жизненные ресурсы для любого вида живых организмов ограничены, и поэтому должна возникать борьба за существование либо между особями одного вида, либо между особями разных видов, либо с природными условиями. В понятие «борьба за существование» Дарвин включил не только собственно борьбу особи за жизнь, но и борьбу за успех в размножении.
4 . В условиях борьбы за существование выживают и дают потомство наиболее приспособленные особи, имеющие те отклонения, которые случайно оказались адаптивными к данным условиям среды. Это принципиально важный момент в аргументации Дарвина. Отклонения возникают не направленно — в ответ на действие среды, а случайно. Немногие из них оказываются полезными в конкретных условиях. Потомки выжившей особи, которые наследуют полезное отклонение, позволившее выжить их предку, оказываются более приспособленными к данной среде, чем другие представители популяции.
5 . Выживание и преимущественное размножение приспособленных особей Дарвин назвал естественным отбором.
6 . Естественный отбор отдельных изолированных разновидностей в разных условиях существования постепенно ведет к дивергенции (расхождению) признаков этих разновидностей и, в конечном счете, к видообразованию.
На этих постулатах, безупречных с точки зрения логики и подкрепленных огромным количеством фактов, была создана современная теория эволюции.
Главная заслуга Дарвина в том, что он установил механизм эволюции, объясняющий как многообразие живых существ, так и их изумительную целесообразность, приспособленность к условиям существования. Этот механизм —постепенный естественный отбор случайных ненаправленных наследственных изменений.
Синтетическая теория эволюции (СТЭ).
Это современная эволюционная теория, которая является синтезом различных дисциплин, прежде всего, генетики и дарвинизма. СТЭ также опирается на палеонтологию, систематику, молекулярную биологию и другие.
«Ядро» СТ - статья С. С. Четверикова «О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики» (1926). В ней показана совместимость принципов генетики с теорией естественного отбора, а также дано начало основы эволюционной генетики.
В 1930-40-е годы произошел широкий синтез генетики и дарвинизма. Генетические идеи проникли в систематику, палеонтологию, эмбриологию, биогеографию. Термин «современный» или «эволюционный синтез» происходит из названия книги Дж. Хаксли «Evolution: The Modern synthesis» (1942). Выражение «синтетическая теория эволюции» в точном приложении к данной теории впервые было использовано Дж. Симпсоном в 1949 году.
- элементарной единицей эволюции считается локальная популяция ;
- материалом для эволюции являются мутационная и рекомбинационная изменчивость;
- естественный отбор рассматривается как главная причина развития адаптаций, видообразования и происхождения надвидовых таксонов ;
- дрейф генов и принцип основателя выступают причинами формирования нейтральных признаков ;
- вид есть система популяций, репродуктивно изолированных от популяций других видов, и каждый вид экологически обособлен ;
- видообразование заключается в возникновении генетических изолирующих механизмов и осуществляется преимущественно в условиях географической изоляции .
Таким образом, синтетическую теорию эволюции можно охарактеризовать как теорию органической эволюции путем естественного отбора признаков, детерминированных генетически.
эволюция организм дарвин ламарк
Жан Батист Ламарк по праву считается основоположником эволюционной теории, которую он высказал в своей книге «Философия зоологии», опубликованной в начале XIX века.
В основе теории Ламарка лежит представление о градации - внутреннем "стремлении к совершенствованию", присущем всему живому; действием этого фактора эволюции определяется развитие живой природы, постепенное, но неуклонное повышение организации живых существ - от простейших до самых совершенных. Результат градации - одновременное существование в природе организмов разной степени сложности, как бы образующих иерархическую лестницу существ Лестница существ , распространённая среди натуралистов и философов 18 в. идея иерархического расположения тел природы, начиная от самых простых неорганических тел (минералы) и кончая наиболее сложными живыми существами. Идею об усложнении форм природы высказал Аристотель в 4 в. до н. э. Во 2-й половине 18 в. лестницу существ построил Ш. Бонне, поместив выше человека ангелов, архангелов и т. д. Теологические построения Бонне резко критиковали французские материалисты (Д. Дидро, Ж. Робине и др.), а также рус. философ-материалист А. Н. Радищев. Впервые историческое объяснение существования живых тел различной степени сложности дал Ж. Б. Ламарк; лестницу существ он рассматривал как результат эволюции организмов (см. Ламаркизм). Окончательно утвердил идею развития органического мира от простого к сложному Ч. Дарвин.. Градация легко прослеживается при сравнении представителей крупных систематических категорий организмов (например, классов) и на органах, имеющих первостепенное значение.
Главным фактором изменчивости видов он считал влияние внешней среды, которое нарушает правильность градации: «Нарастающее усложнение организации подвергается то здесь, то там на протяжении общего ряда животных отклонениям, вызываемым влиянием условий места обитания и усвоенных привычек". Градация, так сказать, "в чистом виде" проявляется при неизменности, стабильности внешней среды; всякое изменение условий существования понуждает организмы приспосабливаться к новой обстановке, чтобы не погибнуть. Этим нарушается равномерное и неуклонное изменение организмов на пути прогресса, и различные эволюционные линии уклоняются в сторону, задерживаются на примитивных уровнях организации. Так Ламарк объяснял одновременное существование на Земле высокоорганизованных и простых групп, а также разнообразие форм животных и растений.
Ламарк на высшем уровне по сравнению с предшественниками разработал проблему неограниченной изменчивости (трансформизма) живых форм под влиянием условий существования: питания, климата, особенностей почвы, влаги, температуры и пр. Свою мысль он подкреплял такими примерами, как изменение формы листьев у растений, которые живут в водной и воздушной среде (стрелолист, лютик), у растений влажных и сухих, низменных и горных местностей.
Исходя из уровня организации живых существ Ламарк выделял две формы изменчивости:
Прямую, непосредственную изменчивость растений и низших животных под влиянием условий внешней среды;
Косвенную изменчивость высших животных, которые имеют развитую нервную систему, с участием которой воспринимается воздействие условий существования, вырабатываются привычки, средства самосохранения, защиты.
Свои мысли по поводу рассмотренных вопросов Ламарк оформляет в виде двух законов:
Первый закон. “У всякого животного, не достигшего предела своего развития, более частое и более длительное употребление какого-нибудь органа укрепляет мало-помалу этот орган, развивает и увеличивает его и придает ему силу, соразмерную длительности употребления, между тем как постоянное неупотребление того или иного органа постепенно ослабляет его, приводит к упадку, непрерывно уменьшает его способности и, наконец, вызывает его исчезновение”.
Этот закон можно назвать законом изменчивости, в нем Ламарк акцентирует внимание на том, что степень развития того или иного органа зависит от его функции, интенсивности упражнения, что в большей мере способны изменяться молодые животные, которые еще развиваются. Ученый выступает против метафизического объяснения формы животных как неизменной, созданной для определенной среды. Вместе с тем Ламарк переоценивает значение функции и считает, что упражнение или неупражнение органа является важным фактором в изменении видов.
Второй закон можно назвать законом наследственности.
Положения этих двух законов Ламарк распространяет и на проблему происхождения пород домашних животных и сортов культурных растений. Не имея достаточного фактического материала, при низком еще уровне изученности этого вопроса Ламарк не сумел дойти до правильного понимания явлений изменчивости.
Теория Дарвина противоположна теории Ламарка не только по своим последовательно материалистическим выводам, но и по всему своему строю. Она представляет собой замечательный образец научного исследования, основываясь на огромном количестве достоверных научных фактов, анализ которых ведет Дарвина к стройной системе соразмерных выводов.
Дарвин собрал многочисленные доказательства изменяемости видов животных и растений. Ко времени Дарвина практикой селекционеров были созданы многочисленные породы различных домашних животных и сорта сельскохозяйственных растений. Поскольку работа селекционеров, ведущая к изменению породных и сортовых качеств организмов, была сознательной и целенаправленной и было очевидно, что, по крайней мере, многие из пород домашних животных созданы этой деятельностью в относительно недавнее время, Дарвин обратился к изучению изменчивости организмов в одомашненном состоянии.
Прежде всего, важен был сам факт изменений животных и растений под влиянием одомашнивания и селекции, что, собственно говоря, уже является доказательством изменяемости видов организмов. «В начале моих исследований, писал Ч. Дарвин в введении к книге «О происхождении видов», - мне представлялось вероятным, что тщательное изучение одомашненных животных и культурных растений представило бы лучшую возможность разобраться в этой неясной проблеме. И я не ошибся; как в этом, так и во всех других запутанных случаях я неизменно находил, что наши познания о вариации при доместикации, несмотря на их неполноту, всегда служат лучшим и самым верным ключом. Я могу позволить высказать свое убеждение в исключительной ценности подобных исследований, несмотря на то, что натуралисты обычно пренебрегали ими».
По мнению Дарвина, стимулом для возникновения этих изменений является воздействие на организмы новых условий, которому они подвергаются в руках человека. При этом Дарвин подчеркнул, что природа организма в явлениях изменчивости важнее природы условий, поскольку одинаковые условия нередко приводят к разным изменениям у разных особей, а сходные изменения последних могут возникнуть при совершенно разных условиях. В связи с этим Дарвин выделил две основные формы изменчивости организмов под влиянием изменения условий среды: неопределенную и определенную.
Изменения могут быть признаны определенными, если все или почти все потомство особей, подвергшихся известным условиям, изменяется одинаковым образом (так возникает ряд неглубоких изменений: рост зависит от количества пиши, толщина кожи и волосистость - от климата и т. п.).
Под неопределенной изменчивостью Дарвин понимал те бесконечно разнообразные слабые различия, которые отличают друг от друга особей одного вида и которые не могли быть унаследованы ни от родителей, ни от более отдаленных предков. Дарвин заключает, что неопределенная изменчивость является гораздо более распространенным результатом изменения условий, чем определенная, и сыграла более важную роль в образовании пород домашних животных. В этом случае изменения внешних условий играют роль стимула, усиливающего неопределенную изменчивость, но никак не влияющего на ее специфику, т. е. на качество изменений.
Организм, изменившийся в каком-либо направлении, передает потомству тенденцию изменяться далее в том же направлении при наличии условий, вызвавших это изменение. В этом заключается так называемая длящаяся изменчивость, которая играет важную роль в эволюционных преобразованиях.
Наконец, Дарвин обратил внимание на существование у организмов определенных соотношений (корреляции) между различными структурами, при изменении одной из которых закономерно изменяется и другая - соотносительная, или коррелятивная, изменчивость. Примерами таких корреляций являются, по Дарвину, глухота белых котов, имеющих голубые глаза; ядовитость для белых овец и свиней некоторых растений, безвредных для черных особей тех же пород, и т.п.
Дарвин собрал многочисленные данные, свидетельствующие о том, что изменчивость самых различных видов организмов в природе очень велика, а ее формы принципиально сходны с формами изменчивости домашних животных и растений. Разнообразные и колеблющиеся различия между особями одного вида образуют как бы плавный переход к более устойчивым различиям между разновидностями этого вида; в свою очередь, последние столь же постепенно переходят в более четкие различия еще более крупных группировок - подвидов, а различия между подвидами - во вполне определенные межвидовые различия. Таким образом, индивидуальная изменчивость плавно переходит в групповые различия. Из этого Дарвин сделал вывод, что индивидуальные различия особей представляют собой основу для возникновения разновидностей. Разновидности при накоплении различий между ними превращаются в подвиды, а те, в свою очередь, - в отдельные виды. Следовательно, ясно выраженная разновидность может рассматриваться как первый шаг к обособлению нового вида (разновидность - "зачинающийся вид").
Дарвин считал, что между видом и разновидностью нет качественной разницы - это лишь разные этапы постепенного накопления различий между группами особей разного масштаба. Большей изменчивостью характеризуются более широко распространенные виды, обитающие в более разнообразных условиях. В природе так же, как и в одомашненном состоянии, основной формой изменчивости организмов является неопределенная, служащая универсальным материалом для процесса видообразования. Здесь необходимо подчеркнуть, что Дарвин впервые поставил в центре внимания эволюционной теории не отдельные организмы (как это было характерно для его предшественников-трансформистов, включая Ламарка), а биологические виды, т.е., говоря современным языком, популяции организмов.
Рассмотрев эволюционные взгляды Дарвина на изменчивость организмов, кратко перечислим основные его идеи:
1. Организмам как в прирученном, так и в диком состоянии свойственна наследственная изменчивость. Наиболее обычной и важной формой изменчивости является неопределенная. Стимулом для возникновения изменчивости организмов служат изменения внешней среды, но характер изменчивости определяется спецификой самого организма, а не направлением изменений внешних условий в противоположность взгляду Ламарка.
2. В центре внимания эволюционной теории должны находиться не отдельные организмы, а биологические виды и внутривидовые группировки (популяции).
Концепция Ж.Б. Ламарка считается на сегодняшний момент ненаучной.
Однако нельзя отрицать значение теории Ламарка, поскольку именно научная полемика с выводами и концепциями французского естествоиспытателя явилась толчком к появлению теории Ч. Дарвина.
Выводы английского ученого также были подвергнуты в дальнейшем критике и детальному пересмотру, что было вызвано в первую очередь тем, что были выявлены многие неизвестные во времена Дарвина факторы, механизмы и закономерности эволюционного процесса и сформировались новые представления, значительно отличающиеся от классической теории Дарвина.
Тем не менее, несомненно, что современная теория эволюции является развитием основных идей Дарвина, остающихся до сих пор актуальными и продуктивными.