Конспект по биологии на тему Предпосылки возникновения дарвинизма1
advertisement
Предпосылки возникновения дарвинизма В первой половине XIX в. в странах Западной Европы, особенно в Англии, интенсивно развивался капитализм, который стимулировал развитие науки. Спрос промышленности на сырье и населения растущих городов на продукты питания способствовал развитию селекции. Селекционеры путем гибридизации и отбора вывели новые породы крупного рогатого скота, лошадей, свиней, овец, птиц и сорта сельскохозяйственных и декоративных растений. Успехи практической деятельности человека по преобразованию домашних растений и животных косвенно, но убедительно свидетельствовали против представлений о неизменности видов в природе. Именно данные селекции использовал Ч. Дарвин при создании учения об искусственном отборе. Большую роль в подготовке дарвинизма сыграли конкретные исследования и ряд теоретических обобщений, разработанных в XVIII и в первой половине XIX в. Так, Ж. Кювье создал палеонтологию, заложил основы геохронологии. Данные сравнительной морфологии и анатомии (исследования И.В. Гете, Г. Бронна) свидетельствовали о едином плане строения позвоночных животных: сходство в деталях скелета, мышц, сосудов, нервов. Исследования сравнительной эмбриологии Бэра К.Э. приводили к мысли о единстве происхождения хордовых животных: на ранних стадиях развития зародыши обнаруживали поразительное сходство. Клеточная теория, разработанная Т. Шванном , наводила на мысль о единстве происхождения растительного и животного мира. Труды И. Канта заложили основы представлений о возможности эволюции космических тел. Геолог Ч. Лайель разработал теорию эволюции Земли. Эти и другие факты не согласовывались с учением о неизменности мира. Дарвин сумел обобщить огромный фактический материал в свете эволюционной идеи, связать стройной системой рассуждений. К ним относятся следующие: 1) накопление большого научного материала по геологии, палеонтологии, географии, ботанике, зоологии; 2) создание клеточной теории, открытие закона сохранения и превращения энергии, закона зародышевого сходства; 3) высокий уровень развития сельского хозяйства в Англии — особенно селекции животных и растений; 4) собственные наблюдения и открытия Ч. Дарвина во время кругосветного путешествия на корабле «Бигль» и при изучении сельского хозяйства Англии. В результате анализа и обобщения этого огромного фактического материала Ч. Дарвин создал эволюционное учение, которое явилось ответом на вопрос многих поколений ученых и мыслителей о происхождении видов. Источник: Т.Л. Богданова "Пособие для поступающих в вузы" Предпосылки возникновения теории Дарвина Создание теории эволюции было обусловлено научными и социально-экономическими предпосылками, а также научной деятельностью ее автора - англичанина Чарлза Дарвина. Научные и социально-экономические предпосылки Англия первой половины XIX в. была страной развитой промышленности, сельского хозяйства и крупнейшей колониальной державой. В стране росла численность городского населения, осуществлялась интенсивная перестройка сельского хозяйства: увеличивалась концентрация земель в руках крупных фермеров, внедрялись севообороты, широко использовались удобрения и применялись машины для обработки почвы и ухода за растениями. Развивающаяся промышленность, завоевание новых колоний и оживленная торговля со многими странами мира требовала от сельского хозяйства больше сырья и продуктов питания для населения, в связи с чем стимулировалось развитие методов интенсивного растениеводства и животноводства. Осуществлялась интенсивная перестройка сельского хозяйства: увеличивалась концентрация земель в руках крупных фермеров, внедрялись севообороты, шире использовались удобрения и применялись машины для обработки почвы и ухода за растениями. Однако существовавшие сорта растений, как и породы животных, не могли удовлетворить растущих потребностей, в связи с чем быстрое развитие получила селекция - наука о выведении новых и улучшении существовавших сортов растений и пород животных. Главным методом селекции в то время был отбор и сохранение к разведению лучших сортов растений или пород животных. В Англии появились опытные селекционеры, которые в условиях крупнотоварного капиталистического производства, за относительно короткое время вывели много новых и ценных сортов полевых, огородных, декоративных растений и пород домашних животных (ряд пород крупного и мелкого рогатого скота, свиней, собак, кроликов, голубей, домашней птицы) с новыми полезными признаками. Достижения селекционеров свидетельствовали о том, что человек может изменять породы и сорта, приспосабливать их к своим потребностям путем искусственного отбора. Однако, несмотря на положения трансформизма об изменяемости природы, теории эволюции Ламарка, теории Ч. Лайеля о постепенных изменениях поверхности Земли под действием природных сил, успехах палеонтологии, сравнительной эмбриологии и систематики, утверждении клеточной теорией принципа развития живой природы, которая убедительно показала единство строения растений и животных, их работа не имела теоретического обоснования. И, возможно, она не имела бы его еще достаточно долго, если бы английское правительство для поисков сырья и новых рынков сбыта не организовывало бы специальные экспедиции, в которых принимали участие и ученые. В одной из таких экспедиций совершил кругосветное путешествие в качестве натуралиста молодой Ч. Дарвин, который был свидетелем успехов английской селекции. В путешествии он собрал богатый фактический материал, послуживший источником при разработке теории эволюции, а в дальнейшем обобщил опыт селекционеров и умело использовал данные сельскохозяйственной практики для обоснования теории эволюции органического мира. Научная деятельность Чарлза Дарвина Кругосветное путешествие. Особое место в жизни Дарвина имело пятилетнее (1831-1836) кругосветное путешествие в качестве натуралиста на корабле "Бигл" (рис. 1), которое стало для него настоящей школой. Интенсивно работая как геолог, палеонтолог, зоолог, ботаник, антрополог, этнограф, он собрал огромный и очень ценный научный материал, сыгравший исключительную роль в развитии эволюционной идеи [показать] . Геологические наблюдения на океанических островах, в Южной Америке, Кордильерах и других местах наблюдений подтвердили мысль Лайелла о постоянном изменении поверхности Земли под влиянием внешних и внутренних причин. Сопоставление разных факторов привело Дарвина к выводу, что вымирание видов животных и растений минувших эпох нельзя объяснить "большими катастрофами". Дарвину принадлежит ряд интересных палеонтологических находок. Сравнение ископаемых ленивцев, броненосцев с ныне живущими видами показало, что их скелет характеризуется многими общими чертами; вместе с тем в строении скелета сравниваемых форм были заметные отличия. Проанализировав многочисленные факты, Дарвин пришел к выводу, что вымершие и современные животные имеют общее происхождение, но последние существенно изменились. Причиной этого могли быть изменения, происходившие на земной поверхности. Они же могли быть и причиной вымирания видов, остатки которых находят в земных пластах. За время кругосветного путешествия Дарвин собрал интересные материалы, которые объясняют закономерности географического распространения организмов в широтном (от Бразилии до Огненной Земли) и вертикальном (при подъеме в горы) направлениях. Он обратил внимание на зависимость фауны и флоры от условий существования животных и растений. Предпосылки создания эволюционной теории Ч. Дарвина Научные предпосылки. Эволюционная теория Ч. Дарвина была изложена им в книге «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» (вышла в свет в 1859 г.). 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. Первая брешь в метафизическом мировоззрении была пробита немецким философом Э. Кантом (1724—1804), который в своем знаменитом труде «Всеобщая естественная история и теория неба» отверг миф о первом толчке и пришел к выводу, что Земля и вся Солнечная система — нечто возникшее во времени. Благодаря работам Э. Канта, П. Лапласа и В. Гертеля Земля и Солнечная система стали рассматриваться не как однажды созданные, а как развивающиеся во времени. В 1830 г. английский естествоиспытатель, основатель исторической геологии Ч. Лайель (1797— 18 75) обосновал идею об изменяемости поверхности Земли под влиянием различных причин и законов: климата, воды, вулканических сил, органических факторов. Лайель высказал мысль, что органический мир постепенно изменяется, и это было подтверждено результатами палеонтологических исследований французского зоолога Ж.Кювье (1769—1832). В первой половине XIX в. получила развитие идея о единстве всей природы. Шведский химик И. Берцелиус (1779— 1848) доказал, что все животные и растения состоят из таких же элементов, как и тела неживой природы. Немецкий химик Ф. Велер (1800— 1882) впервые в 1824 г. в лаборатории химическим путем синтезировал щавелевую кислоту, а в 1828 г. — мочевину, показав таким образом, что образование органических веществ возможно без участия некой «жизненной силы», присущей живым организмам. В XVIII—XIX вв. в силу сложившихся исторических условий (колонизации огромных территорий и их исследования) значительно расширились представления о многообразии органического мира, о закономерностях его распределения по континентам земного шара. Интенсивно развивается систематика: все многообразие органического мира потребовало своей классификации и приведения в определенную систему, что имело важное значение для развития идеи о родственности живых существ, а затем и о единстве их происхождения. В первой половине XIX в. начинается детальное изучение географического распространения организмов; начинают развиваться биогеография и экология, первые обобщающие выводы которых имели важное значение для обоснования идеи эволюции. Так, в 1807 г. немецкий натуралист А. Гумбольдт (1769—1859) высказал мысль о зависимости географического распространения организмов от условий существования. Русский ученый К. Ф.Рулье (1814—1858) пытается трактовать историческое изменение лика Земли и условий жизни на ней и объяснить влияние этих изменений на изменение животных и растений. Его ученик Н. А. Северцов (1827—1885) высказывал идеи о взаимосвязи организмов с окружающей средой, об образовании новых видов как приспособительном (адаптивном) процессе. В это же время развивается сравнительная морфология и анатомия. Ее успехи способствовали выяснению не только сходства строения различных видов животных, но и такого подобия в их организации, которое наводило на мысль о глубокой связи между ними, об их единстве. Начинает складываться сравнительная эмбриология. В 1817— 1818 гг. И. X. Пандером открыты зародышевые листки и универсальность их закладки в эмбриогенезе животных. Немецкий исследователь М. Ратке применил теорию зародышевых листков к беспозвоночным (1829). В конце 20-х годов XIX в. русский эмбриолог К. М. Бэр(1792—1870) установил основные этапы эмбрионального развития и доказал, что все позвоночные животные развиваются по единому плану. Впоследствии обобщения Бэра были названы Ч„ Дарвином законом зародышевого сходства и использовались им для доказательства эволюции. Замечательным признаком зародышевого сходства является, например, наличие жаберных щелей в стенках глотки у зародышей всех позвоночных, включая человека. В 1839 г. немецким зоологом Т. Шванном была создана клеточная теория, которая обосновала общность микроструктуры и развития животных и растений. Таким образом, интенсивное развитие науки, накопление в различных областях естествознания большого количества фактов, не совместимых с креационистскими представлениями о неизменности природы, подготовили основу для успешного развития эволюционного учения Дарвина. Общественно-экономические предпосылки. Утверждение капиталистического способа производства вместе с расширением британской колониальной империи сопровождалось интенсивной перестройкой сельского хозяйства, способствовавшей развитию селекции. Достижения селекционеров свидетельствовали о том, что человек может изменять породы и сорта, приспосабливать их к своим потребностям путем искусственного отбора. Селекционеры первой половины XIX в. не только практически доказали могущество искусственного отбора, но и пытались теоретически обосновать его. Это существенно повлияло на формирование идеи эволюции, а главное, опираясь на результаты селекционной практики как на своеобразную модель, Ч. Дарвин смог перейти к анализу изменения видов в природе и процесса видообразования. Формированию идей Ч. Дарвина способствовали и некоторые политико-экономические идеи, прежде всего взгляды А. Смита и Т. Мальтуса. А. Смит создал учение о «свободной конкуренции». Он считал, что двигателем развития производства является свободная конкуренция, в основе которой лежит «естественное своекорыстие», или «естественный эгоизм», человека, что и служит источником национального богатства. Неприспособленные конкуренты в процессе свободной конкуренции устраняются. Идея о конкурентных отношениях, характерных для перехода от феодализма к капитализму, повлияла, как это ни парадоксально, и на формирование представлений о развитии живой природы (Ч. Дарвином впоследствии была обоснована идея конкурентных отношений между живыми организмами). Особое значение имели идеи английского священника и экономиста Т. Мальтуса, который считал, что человеческое население возрастает в геометрической прогрессии, тогда как производство пищи — только в арифметической. В результате перенаселения возникает недостаток средств существования. Мальтус объясняет это «вечным естественным законом природы», считая, что его действие можно ограничить лишь уменьшением численности населения. В. противном случае природа сама восстановит равновесие при помощи голода, болезней и т. д., резко повысив интенсивность конкуренции. Идея перенаселения в живой природе, возникающего как результат способности организмов размножаться в геометрической прогрессии, будет использована Ч. Дарвином для объяснения возникновения борьбы за существование. Таким образом, в Англии первой половины XIX в. были широко распространены идеи свободной конкуренции, учение о перенаселении, идея естественной гибели неудачных конкурентов. Эти идеи натолкнули Дарвина на мысль о существовании в природе некоторых аналогий и способствовали созданию эволюционной теории. Достигнутые к середине XIX в. крупные успехи в развитии различных направлений естествознания, а также общественно-исторические условия, стимулировавшие развитие селекции и создавшие возможности для выдвижения идей конкуренции и отбора, и явились теми предпосылками, которые подготовили почву для формулирования научной концепции биологической эволюции. Немаловажное значение для создания эволюционной теории имело кругосветное путешествие Ч. Дарвина на английском корабле «Бигль» (1831—1836). В связи с задачами, поставленными перед экспедицией по изучению очертания берегов Южной Америки и других территорий, Ч. Дарвин имел возможность совершать длительные экскурсии, исследовать геологические породы, флору и фауну посещаемых местностей. Во время путешествия он собрал многочисленные факты, которые свидетельствовали в пользу изменяемости видов и подрывали веру в их сотворение. Эти факты можно объединить в три группы. Первая группа фактов свидетельствовала об исторической связи вымерших и ныне живущих животных. Дарвин обнаружил, например, значительное сходство ископаемых представителей фауны Южной Америки с современными ленивцами и броненосцами. Вторая группа фактов, опровергавшая концепцию постоянства видов, выявила закономерности географического распространения видов животных. Сравнивая фауну Южной и Северной Америки, Дарвин задумался над причинами их значительного различия. В Южной Америке существуют виды (американская обезьяна, лама, тапиры, муравьеды, броненосцы), которых нет в Северной Америке; в свою очередь, в последней имеются формы, отсутствующие в Южной Америке. При анализе этих фактов Дарвин применил исторический метод, оценивая фауну Северной и Южной Америки в ее изменении, в ее соответствии с геологическим прошлым. Он полагал, что первоначально Северную и Южную Америку населяли сходные формы. В дальнейшем в связи с возникновением обширного плоскогорья в южной части Миссисипи произошла изоляция фаун этих континентов. Исходные виды вымерли, а пришедшие им на смену, благодаря изоляции, развивались в разных направлениях, что и обусловило различие фауны Северной и Южной Америки. Третья группа фактов связана с фауной Галапагосских островов. На этих вулканических островах Ч. Дарвин обнаружил нигде более не встречающихся, но очень похожих на южноамериканские виды вьюрков, дроздов-пересмешников, галапагосского канюка, сову, ящерицу, черепах и т. д. На каждом острове Галапагосского архипелага имеется своя форма, например, вьюрков, но все они, вместе взятые, образуют одну естественную группу. Ч. Дарвин предположил, что все галапагосские виды вьюрков, очевидно, произошли от одного предкового вида, попавшего сюда с материка. Эти факты, таким образом, свидетельствовали в пользу изменяемости видов в природе. Источник : Н.А. Лемеза Л.В.Камлюк Н.Д. Лисов "Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы" Исследования на Галапагосах. Особенно ценный материал Дарвин собрал на островах Галапагосского архипелага, которые находятся в экваториальной зоне Тихого океана на расстоянии 800-900 км на запад от берегов Южной Америки. Особенно поразило его своеобразие фауны и флоры Галапагосов. На архипелаге встречается сравнительно немного видов, но для большинства из них характерно большое количество особей. Дарвин собрал 26 видов наземных птиц, причем все они, за исключением одного, нигде больше не встречаются. Он описал 13 видов вьюрков - птиц-эндемиков, т.е. распространенных только в этом районе. Кроме других признаков, виды вьюрков отличаются формой и размером клюва - от массивного, как у дубоноса, до небольшого и тонкого, как у зяблика или малиновки (рис. 2). Дарвин доказал, что особенности строения клюва зависят от характера пищи этих птиц (семена растений, насекомые и т. п.). На разных островах встречаются разные формы вьюрков. Дарвин отмечает, что можно действительно представить себе, что один материковый вид был модифицирован в разных концах архипелага. Этих птиц зоологи называют дарвиновыми вьюрками. Сравнивая фауну Галапагосов и Южной Америки, Дарвин констатирует, что животный мир архипелага несет отпечаток материковых форм и вместе с тем является особенным галапагосским вариантом. Он задумывается над значением изоляции в дифференцировании видов. Особенности, характер распространения галапагосских организмов так поразили его, отмечал Дарвин, что он начал систематически собирать все факты, имеющие определенное отношение к видам. Пребывание Дарвина на Огненной Земле и встречи с туземцами навели его на смелую мысль о животном происхождении человека. Изучение структуры коралловых рифов было основой для разработки Дарвином теории образования коралловых островов. После путешествия. После возвращения из путешествия 2 октября 1836 г. Дарвин обрабатывает и публикует собранные геологические, зоологические и другие материалы и начинает разрабатывать идею исторического развития органического мира, которая зародилась еще во время путешествия. Свыше 20 лет настойчиво развивает и обосновывает он эту идею, продолжает собирать и обобщать и акты, особенно из практики растениеводства и животноводства. 24 ноября 1859 г. вышел уже упоминавшийся гениальный труд Ч. Дарвина "Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь". Эта книга, в которой мастерски изложены и всесторонне обоснованы научные основы эволюционной теории, пользовалась большой популярностью, весь тираж ее был распродан в первый же день. Появление "Происхождения видов" один из современников Дарвина образно сравнивал со взрывом, "которого еще не видела наука, который так долго подготавливался и так быстро грянул, так неслышно подведенный и так смертоносно разящий. По размерам и значению вызванного разрушения, по тому эху, которое отозвалось в самых отдаленных отраслях человеческой мысли, это был научный подвиг, который не имел себе равного" (c)-(Кравченко М.А., Кравець Г.K., Храновський П.А. Штучний добiр тварин.- К.; Рад. школа, 1954, с. 45). После опубликования "Происхождения видов" Дарвин продолжает энергично работать над обоснованием проблемы эволюции. В 1868 г. он публикует "Изменение домашних животных и культурных растений", где 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. Очень интересна его автобиография "Воспоминания о развитии моего ума и характера" (в 1957 г. вышла в издательстве АН СССР). Как ученый Дарвин отличался острой наблюдательностью, развитыми аналитическими и синтетическими способностями, научной добропорядочностью, исключительным трудолюбием, целеустремленностью и аккуратностью в работе. До последних дней своей жизни он не прекращал систематических научных исследований. Так, еще 17 апреля 1882 г. Дарвин записывал результаты наблюдений в своем саду, а 19 апреля перестало биться сердце титана человеческой мысли. Похоронен Дарвин в Вестминстерском аббатстве (Лондон) рядом с И. Ньютоном, М. Фарадеем и другими выдающимися учеными Англии. Возникновение дарвинизма Прежде чем кратко рассмотреть основные положения обоснованной Ч. Дарвином теории эволюции, остановимся на предпосылках ее создания и главных вехах жизни и творчества Ч. Дарвина. В развитии эволюционных взглядов Ч. Дарвина как в зеркале отражается процесс формирования эволюционного мировоззрения в современной ему биологии. 3.1. Предпосылки возникновения дарвинизма Великий натуралист, создатель теории естественного отбора Чарлз Дарвин В разных областях биологии к первой четверти XIX в. был накоплен огромный фактический материал, который нуждался в обобщении. Для такого обобщения нужны были новые подходы. Практика сельского хозяйства требовала создания теории, которая позволила бы развивать дальше методы селекционной работы. Все это и определило в значительной степени то обстоятельство, что именно в Англии – одной из наиболее развитых в хозяйственном отношении стран мира – сложились в середине XIX в. условия для создания теории эволюции. Честь ее создания неоспоримо принадлежит Чарлзу Дарвину – одному из величайших естествоиспытателей всех времен и народов. Ч. Дарвин (1809–1882) в юности верит в Библию, собирается стать сельским пастором и занимается зоологией как натуралистлюбитель. В 22 года Ч. Дарвин на пять лет покидает Англию и в качестве натуралиста (без жалованья) отплывает в кругосветное путешествие на экспедиционном судне «Бигль» английского адмиралтейства. «Бигль» обогнул земной шар, пройдя с юга вокруг Южной Америки, побывал в водах Австралии и Новой Зеландии, обогнул с юга Африку. По время стоянок корабля Ч. Дарвин собирал ботанические, палеонтологические и зоологические коллекции, проводил геологические наблюдения. «Путешествуя на корабле ее величества «Бигль» в качестве натуралиста, я был поражен некоторыми фактами, касавшимися распределения органических существ в Южной Америке, и геологическими отношениями между прежними и современными обитателями этого континента. Факты эти, как будет видно из последних глав этой книги, кажется, освещают до некоторой степени происхождение видов – эту тайну из тайн». Так начинается «Введение» в «Происхождение видов...». Рис. 3.1. Распространение и внешний вид панциря сверху пяти подвидов слоновой черепахи (Geochelone elephantopus) на о. Альбермаль, Галапагосские о-ва, близкие формы черепах обитали также на других островах архипелага. Ч. Дарвин сделал вывод, что все они – потомки одной формы, когда-то попавшей на архипелаг (по Е. Вольпе, 1981) Путешествуя по Южной Америке, Ч. Дарвин замечает, что многообразие животного мира логичнее объяснить медленно текущими процессами изменения форм, чем отдельными актами творения (рис. 3.1). Находка ископаемых гигантских броненосцев – родственников ныне живущих форм – приводит его к выводу о родстве вымерших и существующих форм. Кульминацией, с точки зрения формирования эволюционных взглядов, явилось исследование флоры и фауны Галапагосских островов, где Ч. Дарвин на примере различий между близкими видами вьюрков, черепах, ящериц увидел как бы сам процесс эволюции в действии. Ч. Дарвин возвращается в Англию в 1836) г. убежденным эволюционистом. Начинается длительный период разработки стройной теории эволюции, основанной на вскрытии механизма эволюционного процесса. Анализируя историю выведения пород голубей, собак и создания высокопродуктивных сортов культурных растений, Ч. Дарвин убеждается, что различия между породами и сортами возникают в результате отбора и преимущественного размножения тех особей, у которых желаемое свойство или признак наиболее выражены. Такой известный человеку с древнейших времен искусственный отбор может быть либо бессознательным (когда оставляют для размножения лучшие особи, не задумываясь о конечных результатах), либо методическим (когда селекционером ставится цель по улучшению определенного признака или свойства). Новизна подхода Ч. Дарвина к объяснению эволюции домашних животных и культурных растений состояла в том, что он усмотрел в деятельности человека творческое начало. Ключ к объяснению разнообразия домашних форм, подчеркивал Ч. Дарвин, заключается в умении человека накапливать изменения путем отбора, а не просто в самих фактах изменчивости и наследственности, как считалось ранее. Изучение истории создания пород и сортов привело к важному выводу, что большинство их имеет монофилетическое (от одного корня) происхождение. В механизме действия искусственного отбора по накоплению различий в ряду поколений Ч. Дарвин увидел прообраз основного механизма эволюционного процесса – действие естественного отбора. Предпосылки возникновения теории Чарлза Дарвина Материал из Letopisi.Ru — «Время вернуться домой» Эволюционная теория Чарльза Дарвина Научные предпосылки теории Дарвина сформировались в результае деятельности ученых К. Рулье, А. Герцена, Канта, Лапласа, А.Смита, Т.Шванна, Т.Шлейдена, К.Бэра. Познакомьтесь подробнее с научными предпосылками возникновения эволюционной теории. Огромную роль на формирование эволюционных взглядов Дарвина сыграло кругосветное путешествие на корабле «Бигль» в 1831 – 1836 гг. Результатом его научной деятельности стали труды: «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859), «Изменение домашних животных и культурных растений», «Происхождение человека и половой отбор» (1871) Во время путешествия Дарвин наблюдал, собирал коллекции, описывал наблюдения, анализировал. Большую часть материала отправлял в Англию и в течение 20 лет после путешествия упорно работал, собирая дополнительные факты о выведении домашних пород животных и сортов растений. На Галапагосских островах сравнительно недавнего вулканического происхождения Дарвин обнаружил близкие виды вьюрков. Ч. Дарвин задался вопросом: Неужели для каждого вновь возникающего вулканического острова Творец создавал новые виды? Каковы причины возникновения новых видов? (зависимость строения клюва от характера питания). Почему у вьюрков возникла необходимость перехода на разный тип корма? (Острова малы по размеру, возникла острая конкуренция за пищу) В Австралии Дарвина заинтересовали сумчатые и яйцекладущие животные, которые вымерли везде, кроме Австралии. Почему только в Австралии сохранились сумчатые и яйцекладущие? (Австралия обособилась как материк раньше других материков, значит и сумчатые, и яйцекладущие развивались независимо от млекопитающих на других материках. В Австралии нет хищников, которые регулировали бы численность сумчатых, как это происходило на других материках) Сравнивал останки растений и животных с современными. Дарвин обратил внимание на норных животных, которые рождаются зрячими, а в последствии слепнут. Почему? Ученый поставил вопрос: какова роль условий среды обитания в видообразовании. Выводы, сформулированные Дарвиным Многообразие видов – результат исторического развития органического мира Эволюция идет в основном по пути усложнения организации Приспособленность организмов к условиям окружающей среды является результатом действия естественного отбора Мы видим, что первоначальные выводы Дарвина во многом совпадают с выводами Ламарка. Но на этом Дарвин не остановился и в последующие за путешествием 20 лет посвятил развитию своей теории и объяснению механизмов эволюции. 5.3. Зарождение и развитие дарвинизма 5.3.1. Предпосылки возникновения дарвинизма Трудности создания теории эволюции: 1) господство среди биологов представления о том, что природа неизменна; 2) природа может быть изменена только Богом; 3) новые виды возникать не могут. Большое значение для утверждения теории развития имела идея единства растительного и животного мира. I. В 1838 г. М. Шлейден и Т. Шванн разработали клеточную теорию (заложили основы науки «Цитологии»). Матиас Шлейден – немецкий ботаник. Основное направление научных исследований – цитология и физиология растений. В 1837 М. Шлейден предложил новую теорию образования растительных клеток, основанную на представлении о решающей роли в этом процессе клеточного ядра. Шлейден М. полагал, что новая клетка как бы выдувается из ядра и затем покрывается клеточной стенкой. Исследования М. Шлейдена способствовали созданию Т. Шванном клеточной теории. Известны работы М. Шлейдена о развитии и дифференцировке клеточных структур высших растений. В 1842 он впервые обнаружил ядрышки в ядре. Среди наиболее известных трудов ученого – «Основы ботаники» М. Шлейден (1804–1881) Теодор Шванн – немецкий зоолог, гистолог ознакомился с трудами ботаника М. Шлейдена, которые описывали роль ядра в растительной клетке. Сопоставляя эти работы с собственными наблюдениями, Т. Шванн разработал собственные принципы клеточного строения и развития живых организмов. Клеточная теория Т. Шванна содержит три главных обобщения: теорию образования клеток, доказательства клеточного строения всех органов и частей организма и распространение этих двух принципов на рост и развитие животных и растений. Т. Шванн (1810–1882) В 1839 году Т. Шванн опубликовал работу «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений», в которой были изложены основные положения клеточной теории. 1. Все ткани животных и растений состоят из клеток. 2. Клетка является элементарной биологической единицей. 3. Деятельность организма – это сумма жизнедеятельности отдельных клеток. 4. Образование новых клеток – это принцип органического роста и развития растений и животных. Ф. Энгельс в работе «Диалектика природы» утверждал, что «Вторым – хотя по времени и более ранним – открытием является открытие Шванном и Шлейденом органической клетки, как той единицы, из размножения и дифференцирования которой возникают и вырастают все организмы, за исключением, низших. Только вместе с этим открытием стало твердо на ноги исследование органических, живых продуктов природы». Таким образом, создание клеточной теории Т. Шванном и М. Шлейденом было одним из трех величайших открытий в естествознании XIX века, наряду с законом превращения энергии и эволюционной теорией. II. Работы Ч. Лайеля об историческом изменении земной коры. Чарлз Лайель (1797–1875) – крупная фигура своего времени. В 1830–1833 гг. выходит в свет его трехтомный труд «Основы геологии», выдержавший 12 изданий. На этом фундаменте Ч. Лайель построил историческую геологию. В работе «Основы геологии» Ч. Лайель изложил свои представления об эволюции Земли. Он доказал, что огромные колебания в климате могут происходить вследствие изменений в очертании материков и морей, что подобные изменения действительно совершались в течение геологической истории и согласуются с переворотами в климате, о которых свидетельствует та же история. Лайель Чарльз, английский ученый, философ, самобытный мыслитель, реформатор науки, один из основоположников современной геологии. Ч. Лайель (1797–1875) Ч. Лайель придерживался принципов актуализма и униформизма: одни и те же геологические факторы, постоянные по силе, действовали на Земле и в прошлом, и в настоящем. Лайель предложил термин «палеонтология» для обозначения науки об ископаемых организмах, разделил третичную систему на три отдела, которые назвал плиоценом, миоценом и эоценом. Ч. Лайель выступал против теории катастроф. Его идеи оказали большое влияние на формирование концепции органической эволюции. Ранние наблюдения Чарлза Дарвина были сделаны на основе идей Ч. Лайеля. III. Развитие селекции в Англии: выведение пород лошадей, собак, овец, голубей и др. (рис. 10). Рис. 10. Головы различных пород голубей: 1 – гончий голубь; 2 – дикий голубь; 3 – короткоклювый голубь; 4 – польский голубь; 5 – трубач; 6 – турман (по Плавильщикову, 1971) Расцвет капитализма в Англии был обусловлен переходом к машинному производству, расширением колониальной системы Британской империи. Промышленный переворот, затронувший, прежде всего, легкую промышленность, вызвал значительный рост потребностей в сельскохозяйственном сырье, а это в свою очередь усилило требования к селекционной работе. Английские селекционеры положили начало планомерной работе по выведению новых пород животных, широко используя метод гибридизации. В короткий срок многие селекционеры гибридизацией и браковкой (отбором) вывели совершенно новые породы хозяйственно полезных животных и растений: крупного рогатого скота, лошадей, свиней, овец, птиц и сорта сельскохозяйственных и декоративных растений. 5.3.2. Дарвиновская революция Впечатляющие успехи практической деятельности человека по преобразованию домашних животных косвенно, но убедительно свидетельствовали против старой метафизической концепции неизменности видов в природе. Именно данные селекции использовал Ч. Дарвин при создании своего учения об эволюции. Чарльз Дарвин в создании своей эволюционной теории опирался на колоссальный эмпирический материал, собранный как его предшественниками, так и им самим в ходе кругосветного путешествия на корабле «Бигль»: 1) искусственный отбор в селекции; 2) современные породы животных имеют монофилетическое происхождение; 3) ископаемые останки гигантских броненосцев, ленивцев, черепах; 4) галапагосские находки и др. (рис. 11, 12). Дарвин Чарльз, английский натуралист, автор теории естественного отбора. Окончил богословский факультет Кембриджского университета. С 1831 по 1836 гг. совершил путешествие на корабле «Бигль» в качестве натуралиста. Во время путешествия Дарвин окончательно убедился в изменяемости видов. Ч. Дарвин (1809–1882) Рис. 11. Галапагосские вьюрки (по Плавильщикову, 1971) Рис. 12. Скелеты ленивцев Южной Америки: а – ископаемый вид; б – современный вид (по Плавильщикову, 1971) Основной труд Ч. Дарвина, над которым он работал более двадцати лет, «Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» был опубликован 24 ноября 1859 г. Все 1250 экземпляров первого лондонского издания этой книги разошлись в несколько дней. Основные положения теории естественного отбора Ч. Дарвина. 1. В природе организмы каждого вида размножаются в геометрической прогрессии. 2. Изменчивость и наследственность организмов. 3. Борьба за существование. 4. Естественный отбор. Каждый вид производит больше особей, чем их доживает до взрослого состояния. Организмы размножаются в геометрической прогрессии. Выживает, в среднем, около 3% из всей огромной численности потомков (рис. 13). Среднее количество взрослых особей находится примерно на одном уровне. Рис. 13. Борьба за существование среди растений (по Плавильщикову, 1971) В связи с большим количеством потомства и недостатком кормовой базы, в природе действует борьба за существование. Термин «борьба за существование» Ч. Дарвин заимствовал у английского священника Т. Мальтуса, который пытался обосновать необходимость снижения роста численности населения, который идет якобы в геометрической прогрессии в сравнении с производством продуктов питания, нарастающим в арифметической прогрессии. Мальтусу принадлежит идея динамики численности природных видов, и он в этом смысле может считаться одним из основоположников популяционной статистики – важнейшей области современной теории эволюции Дарвин разграничивает два вида изменчивости – определенной и неопределенной. 1. Определенная изменчивость (адаптивная модификация) – способность всех особей одного и того же вида в определенных условиях внешней среды одинаковым образом реагировать на эти условия (климат, пищу и др., см. рис. 7). По современным представлениям адаптивные модификации не наследуются и потому не могут поставлять материал для эволюции. 2. Неопределенная изменчивость (мутация) – существование изменений в организме, которые происходят в самых различных направлениях (рис. 14). Неопределенная изменчивость тоже связана с изменениями окружающей среды, но уже не непосредственно, что характерно для адаптивных модификаций, а опосредованно. Рис. 14. Три вида Галапагосских дроздов-пересмешников (по Плавильщикову, 1971) Неопределенная изменчивость связана обычно с вредными и нейтральными мутациями, но возможны и такие мутации, которые в определенных условиях оказываются перспективными, способствуют органическому прогрессу (рис. 15, 16). Рис. 15. Типичная форма березовой пяденицы малозаметна на светлой коре дерева, тогда как меланистическая форма заметна хорошо (по Яблокову, 1989) Естественный отбор – механизм, который позволяет выбраковывать ненужные формы и образовывать новые виды. Естественный отбор – это выживание наиболее конкурентоспособных особей: приспособленных к условиям среды и успешно размножающихся. Успехи селекции послужили главной эмпирической базой, которая привела к появлению теории естественного отбора Ч. Дарвина. Рис. 16. Естественный отбор среди ужей (по Яблокову, 1989) Прямых доказательств естественного отбора у Дарвина не было; вывод о существовании естественного отбора он делал по аналогии с отбором искусственным. Таким образом, дарвиновская теория эволюции опирается на следующие принципы: 1) наследственности и изменчивости; 2) борьбы за существование; 3) естественного отбора. Эти принципы являются краеугольным основанием научной биологии. Э. Геккель называл Ч. Дарвина «Ньютоном органического мира». Символично, что в Вестминстерском аббатстве Ч. Дарвин похоронен рядом с И. Ньютоном. В этом видится сближение имен двух великих ученых. Сущность дарвиновской концепции эволюции: 1) эволюционируют не отдельные особи, а виды и популяции; 2) виды в природе ведут борьбу за существование между собой и с условиями среды обитания; 3) борьба за существование и естественный отбор на основе наследственной изменчивости – основные движущие факторы эволюции. Результатом борьбы за существование и естественного отбора являются: · приспособленность организмов к условиям среды; · дивергенция (развитие нескольких дочерних видов от общего предкового вида); · прогрессивная эволюция (усложнение и совершенствование видов). 5.3.3. Альфред Уоллес В 1857 г. Алфред Уоллес прислал в Англию рукопись статьи «О стремлении разновидностей к неограниченному отклонению от первоначального типа». Статья А. Уоллеса содержала сокращенный вариант набросков тех же идей, к которым Ч. Дарвин пришел ранее. Ч. Дарвин хотел представить рукопись А. Уоллеса в печать, умолчав о том, что он сам намеревался выступить по этому же вопросу, но с гораздо более развернутой и аргументированной теорией. Уоллес Альфред – английский натуралист, жил на Малайском архипелаге, занимался сбором насекомых и животных для музеев разных стран. Вел дневник наблюдений. Пришел к идее естественного отбора одновременно с Ч. Дарвином. Альфред Уоллес (1823–1913) Друзья Дарвина заставили его написать небольшое извлечение из задуманного труда, которое вместе со статьей А. Уоллеса было опубликовано в1858 г. в Трудах Линнеевского зоологического общества. А. Уоллес безусловно признал приоритет и авторитет Ч. Дарвина (в 1871 г. выходят его «Очерки по теории естественного отбора»), Но помимо этого, он деятельно принялся за разработку и систематизацию накопившегося в науке и почти совершенно не истолкованного в свете эволюционной теории материала по географическому распространению животных. Личные его исследования на конкретном материале малайской фауны дали ему в этом отношении прекрасную методологическую подготовку. Он поставил своей задачей развить проблемы географического распространения организмов, только намеченные Ч. Дарвином в ХII и XIII главах его «Происхождения видов», примерно, в таком же масштабе, как сам Ч. Дарвин сделал это с первой главой «Происхождения видов», развив намеченные в ней вопросы в своих «Одомашненных животных и растениях». А. Уоллес блестяще справился со своей задачей, выпустив в 1876 г. два солидных тома «Географического распространения животных», в которых он собрал и критически проработал колоссальный материал, касающийся распространения животных во времени и пространстве, зоогеографического районирования суши и генезиса отдельных фаун. Не переставая разрабатывать вопросы эволюции органического мира в свете теории естественного отбора, А. Уоллес резюмировал свои взгляды в большой сводке под заглавием «Дарвинизм». В этой работе он с обычной ясностью и простотой, разбирает наиболее трудные темы, полемизирует с последователями Ж.Б. Ламарка и излагает пункты своего расхождения с Ч. Дарвином (как известно, Уоллес отрицательно относился к выдвинутому Ч. Дарвином принципу полового отбора). По существу, «Дарвинизмом» заканчиваются большие оригинальные работы А. Уоллеса по естествознанию, которыми он обессмертил свое имя в науке. В 1890 г. он был награжден Королевским обществом Дарвиновской медалью. В 1908 г. на пятидесятилетнем юбилее дарвинизма 85-летний А. Уоллес явился перед современным поколением представителем той «могучей кучки» ученых, которая, сплотившись вокруг Ч. Дарвина на переломе XIX века, совершила революционный переворот в биологии.
