Эволюция живой природы. 2

     План 

1. Введение           3

2. Первая  теория эволюции живой природы      5

3. Учения  Ч.Дарвина об эволюции органического  мира     7

4. Изменчивость  и наследственность       9

5. Искусственный  отбор         11

6. Борьба  за существование         13

7. Естественный отбор         15

8. Приспособленность  организмов и ее относительных  характеров   19

9. Образование  новых видов и разновидностей      21

10. Современная  система растений и животных как отображение эволюции  23

11. Заключение          25

12. Список  используемой литературы       26 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Введение

     Проблема  эволюции и происхождения живого на Земле является загадкой и предметом  споров не одно столетие. Одно представление  ориентировалось на идеи творения мира, приписывая всему живому особую жизненную силу, не зависящую от материального мира (витализм), другое — на органическую связь живого с неживым, и появилась идея о возможности самозарождения жизни.

     Проблема  происхождения и эволюции жизни  относится к наиболее интересным и в то же время наименее исследованным вопросам, связанным с философией и религией. Практически на протяжении почти всей истории развития научной мысли считалось, что жизнь — явление самозарождающееся. Здесь было много чисто умозрительных рассуждений, теологических и научных.

     Перечислим  основные теории, связанные с моделью  развития Вселенной:

     -жизнь  была создана Творцом в определенное  время — креационизм;

     -жизнь  возникла самопроизвольно из  неживого вещества;

     -жизнь  существовала всегда;

     -жизнь  была занесена на Землю из  Космоса;

     -жизнь  возникла в результате биохимической  эволюции.

     Эволюционный  подход становится методологической основой  современной науки. Конкретный материал, теории и гипотезы разных ее областей осмысливаются с эволюционных позиций. Эволюционное учение соединяет разрозненные, узко специализированные дисциплины, противодействует их разобщению и поэтому занимает центральное место в современной науке. Принцип актуализма ("современность — ключ к познанию прошлого") здесь сочетается с принципом историзма ("ключом к изучению настоящего является познание прошлого").

     Понятие "эволюция" употребляется в  разных смыслах, но большей частью отождествляется  с развитием. Под эволюцией живого мира понимают процесс развития природы  со времени возникновения жизни  до настоящего времени. В ходе эволюции менялись и возникали новые виды, появлялись все более сложные формы живых организмов, причем живое приспосабливалось к изменениям окружающей среды. После возникновения одноклеточных ступень эволюции заключалась в образовании и прогрессивном развитии многоклеточного организма. Одной из важных предпосылок возникновения высокоразвитых форм жизни стало образование колоний клеток путем скопления клеток с ядрами (эукариотов) и распределения функций между ними. Возникновение примерно 0,6 млрд лет назад многоклеточных эукариотов привело к взрывоподобному увеличению числа высокоразвитых форм жизни.

     В течение сравнительно короткого  геологического периода появились  многие виды беспозвоночных и макроскопические водоросли. Для того чтобы произошел этот эволюционный скачок, понадобились три шага:

     1) развитие полового размножения; 

     2) открытие принципа гетеротрофии;

     3) образование колоний клеток с  распределением функций.

     Всех  многоклеточных разделяют на три  царства: грибы (Fungi), растения (Melaphyta) и животные (Metazoa). Относительно эволюции грибов известно очень мало, так как палеонтологическая летопись их остается скудной. Два других царства намного богаче представлены ископаемыми остатками, дающими возможность довольно подробно восстановить ход их истории.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Первая теория  эволюции живой  природы

     К концу XVIII в. в биологии накопился  огромный описательный материал. Стало  известно, что даже внешне очень  далекие виды (например, окунь и  обезьяна) в своем внутреннем строении обнаруживают черты сходства. Очень важным было установление по ископаемым остаткам того факта, что давно жившие на Земле виды животных и растений отличались от современных. Значит, не всегда виды растений и животных были такими, какие они теперь. Внешний вид, строение и продуктивность растений и животных могут очень существенно изменяться с изменением условий их выращивания и содержания. Все эти факты заставляли ученых усомниться в неизменности видов.

     Непререкаемый авторитет церкви был резко подорван назревавшими первыми буржуазными революциями в Европе. Философы-материалисты вступили в открытую борьбу с религией. В этой-то обстановке и возникла первая научная теория эволюции органического мира, созданная французским ученым Жаном Батистом Ламарком (1744—1829), изложенная в его книге «Философия зоологии» (1809).

     Твердая научная убежденность в изменяемости видов возникла у Ламарка на основе того нового фактического материала, который  был получен биологией к концу XVIII в. Собственные работы по систематике  растений и животных убедили его в том, что часто трудно установить резкие границы между близкими видами. В результате Ламарк приходит к своему первому выводу: виды не остаются постоянными, они медленно и постоянно изменяются.

     Второй  вывод состоял в утверждении факта эволюции. При рассмотрении всего животного мира в целом легко заметить, что наблюдается последовательное усложнение всей  организации животных от самых низших (инфузории) до самых высших (млекопитающие). Это усложнение носит как бы ступенчатый характер, потому было названо Ламарком градацией. В факте градации Ламарк увидел отражение хода исторического развития органического мира. Так, впервые в истории биологии было сформулировано положение об эволюционном  развитии живой природы: жизнь возникает путем самозарождения простейших живых тел из веществ неживой природы; дальнейшее историческое развитие идет по пути прогрессивного усложнения организмов, т. е. путем эволюции. Продуктом такой эволюции, хотя и с большими оговорками, Ламарк признает и человека.

     Но  утверждение факта эволюции —  это еще не эволюционная теория. Всякая теория объясняет причины  установленного факта. Поэтому и  Ламарк, убедившись в историческом развитии органического мира, переходит  к вопросу о причинах эволюции. Однако две взаимосвязанные стороны единого процесса эволюции (изменение отдельных видов и общий прогресс живой природы) Ламарк связывает с разными причинами. В этом — одна из слабых сторон его эволюционной теории. Как известно, в теории Дарвина и видообразование и прогресс объясняются одной общей причиной — естественным отбором.

     Причину изменения видов, медленного и постепенного превращения одного вида в другой, Ламарк видел в медленном и  постепенном изменении внешних  условий: изменяются условия (климат, пища), а вслед за этим из поколения в поколение изменяются и виды. У организмов, лишенных нервной системы (растения, низшие животные), эти изменения возникают прямым путем. У организмов с развитой нервной системой (высшие животные) влияние среды на организм осуществляется косвенным путем: изменение в условиях жизни изменяет поведение животного, его привычки; у животного по-другому начинают функционировать некоторые органы. В результате одни органы усиленно упражняются, другие, наоборот, перестают упражняться, а это влечет за собой изменение в строении этих органов и организма в целом.

     Таким образом, изменения организмов, возникающие  как прямым, так и косвенным  путем, становятся, по Ламарку, сразу  полезными, приспособительными.

     Ученый полагал, что органы развивались под влиянием усиленного упражнения: например, длинная шея и передние ноги у жирафа, широкие плавательные перепонки между пальцами у водоплавающих птиц и др. С другой стороны, органы, переставшие упражняться, постепенно становятся недоразвитыми: недоразвитые глаза у крота, недоразвитые крылья у страуса и др.

     Если  изменения организмов, вызванные  прямым или косвенным воздействием условий среды, повторяются в  целом ряду поколений, то они наследуются  и становятся признаками новых видов. Так объяснял Ламарк изменение видов  в природе.

     В ламарковском толковании причин изменения  видов есть серьезные недостатки. Так, действием упражнения или неупражнения органов нельзя объяснить изменения  в таких признаках, как окраска  покровов животного, густота меха и  целый ряд других, к которым  неприложимо понятие «упражнение». Как уже было показано в разделе «Генетика», далеко не все изменения, возникающие у организмов под влиянием условий жизни, наследуются. А значит, не все они могут стать материалом для наследственного изменения видов.

     Причину градации, т. е. прогрессивного усложнения живой природы в целом, Ламарк не смог объяснить действием условий жизни на организмы. Поэтому он совершенно произвольно допустил, что в природе существует некий изначальный закон внутреннего стремления к совершенствованию. Согласно этим представлениям, все живое, начиная с самозародившихся простейших, попадает под действие названного закона и в бесконечно длинном ряду поколений неизбежно прогрессивно усложняется. Нетрудно видеть, что такое объяснение по своему существу идеалистическое. Таким образом, факт прогрессивного усложнения организмов в ходе исторического развития не нашел у Ламарка материалистического объяснения. 

3. Учение Ч.Дарвина  об эволюции органического  мира

     Построение  наиболее фундаментальной эволюционной концепции связано с именем гениального английского ученого Чарльза Дарвина (1809–1882). Огромное значение для становления эволюционных и атеистических взглядов Ч. Дарвина имело свершенное им в 1831–1836 гг. кругосветное путешествие. Он исследовал геологическое строение, флору и фауну многих стран, отправил в Англию огромное количество коллекций. Сравнив найденные останки растений и животных с современными, Ч. Дарвин сделал предположение об историческом, эволюционном родстве. На Галапагосских островах он нашел нигде более не встречающиеся виды ящериц, черепах, птиц. Галапагоссы – острова вулканического происхождения, поэтому Ч. Дарвин предположил, что на них эти животные попали с материка и постепенно изменились. В Австралии его заинтересовали сумчатые и яйцекладущие, которые вымерли в других частях земного шара. Так постепенно у ученого крепло убеждение в изменяемости видов. После возвращения из путешествия Дарвин в течение 20 лет упорно работал над созданием эволюционного учения, собрал дополнительные факты о выведении новых пород животных и сортов растений в сельском хозяйстве. Искусственный отбор он рассматривал как своеобразную модель отбора естественного. Были опубликованы его работы «Происхождение видов путем естественного отбора или сохранения благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь», «Изменение домашних животных и культурных растений», «Происхождение человека и половой отбор».

     В теории эволюции Дарвина несколько  научных компонентов. Во-первых, это  представление об эволюции как реальности, что означает определение жизни как динамической структуры естественного мира, а не статической системы. Виды не только изменяются во времени, но и связаны друг с другом происхождением от общих предков. Этот компонент эволюционной теории обеспечивает логическую программу для систематики, исследований по сравнительной анатомии, эмбриологии, биогеографии и т. д. Эволюция рассматривается как постоянный процесс. Изменения видов — результат влияния естественного отбора на незначительные унаследованные отличия.

     Хотя  существующие виды и обладают различными свойствами, считается, что эти свойства просто отражают исторический процесс дивергенции (расхождения), который уничтожил промежуточные формы или связующие виды. С течением времени в результате постепенных малых изменений возникают новые формы, совершенно отличные от родительского вида. Положение о том, что виды произошли путем естественного отбора, Дарвин вывел, основываясь на пяти основных наблюдениях (фактах) и сделал три вывода. Все виды обладают биологическим потенциалом к увеличению количества особей до больших популяций. Однако популяции в природе демонстрируют относительное постоянство количества особей во времени.

     Ресурсы, необходимые для существования  видов, ограничены, поэтому количество особей в популяциях примерно постоянно во времени.

     Вывод 1. Между представителями одного вида существует борьба за ресурсы, необходимые  для выживания и размножения. Только небольшая часть особей выживает и дает потомство. Не существует двух особей одного вида, которые бы обладали одними свойствами. Представители одного вида демонстрируют большую изменчивость. В основном изменчивость обусловлена генетически, поэтому наследуется.

     Вывод 2. Конкуренция между представителями  одного вида зависит от уникальных наследственных свойств особей, обеспечивающих преимущества в борьбе за ресурсы для выживания и размножения. Неодинаковая способность к выживанию есть естественный отбор.

     Вывод 3. Накопление наиболее благоприятных  свойств в результате естественного  отбора приводит к постоянному изменению видов. Так происходит эволюция.

     Основные  положения эволюционного учения Ч. Дарвина сводятся к следующему:

     1. Многообразие видов животных  и растений – это результат  исторического развития органического  мира.

     2. Главные движущие силы эволюции  – борьба за существование и естественный отбор. Материал для естественного отбора дает наследственная изменчивость. Стабильность вида обеспечивается наследственностью.

     3. Эволюция органического мира  преимущественно шла по пути  усложнения организации живых  существ.

     4. Приспособленность организмов к  условиям окружающей среды является  результатом действия естественного  отбора.

     5. Могут наследоваться как благоприятные,  так и неблагоприятные изменения.

     6. Многообразие современных пород  домашних животных и сортов  сельскохозяйственных растений является результатом действия искусственного отбора.

     7. Эволюция человека связана с  историческим развитием древних  человекообразных обезьян.

     Значение  эволюционной теории заключается в  следующем:

     - выявлены закономерности превращения одной органической формы в другую;

     - объяснены причины целесообразности органических форм;

     - открыт закон естественного отбора;

     - выяснена сущность искусственного отбора;

     - определены движущие силы эволюции.

     Дарвин  проанализировал явления индивидуальной изменчивости организмов, подчеркивая, что источником изменений является влияние измененных условий существования. Механизмом, обеспечивающим накопление индивидуальных различий, является естественный отбор, обусловленный борьбой за существование. Благодаря этой борьбе незначительные, неопределенные различия способствуют сохранению особей и наследуются их потомством.

     Опираясь  на огромный фактический материал и  практику селекционной работы по выведению  новых сортов растений и пород  животных, Ч. Дарвин сформулировал основные принципы своей эволюционной теории:

     -первый  принцип постулирует, что изменчивость  является неотъемлемым свойством  живого;

     -второй  принцип раскрывает внутренние  противоречия в развитии живой  природы и утверждает, что, с  одной стороны, все виды организмов имеют тенденцию к размножению в геометрической прогрессии, а с другой — выживает и достигает зрелости лишь небольшая часть потомства;

     -третий  принцип обычно называют принципом  естественного отбора, который играет  фундаментальную роль в теории эволюции не только Дарвина, но и всех теорий, появившихся позднее. Естественный отбор постоянно распространяет по всему свету мельчайшие изменения, отбрасывая неприспособленные, сохраняя и слагая устойчивые, работая неслышно и невидимо над усовершенствованием каждого органического существа в связи с условиями его жизни, органическими и неорганическими.  

4. Изменчивость и  наследственность

     Для выяснения вопроса, какие движущие силы в процессе эволюции приводят к образованию новых видов, Дарвин обратился к изучению явлений изменчивости и наследственности.

     Термин  изменчивость имеет два смысла: изменчивость — как состояние, как различие между особями и их группами; изменчивость - как процесс возникновения различий между организмами одного вида.

     Благодаря изменчивости даже между близкородственными особями имеются различия. В потомстве одной пары животных или среди растений, выросших из семян одного плода, невозможно встретить совершенно одинаковых.

     Дарвин  различал две основные формы изменчивости: определенную (групповую) и неопределенную (индивидуальную).

     Определенной (групповой) изменчивостью животных и растений ученый называл массовую изменчивость, когда все особи данной породы, или сорта, или вида под влиянием определенной причины изменяются одинаковым образом в одном направлении. Дарвин приводил такие примеры. Сорта культурных растений при перенесении их в новые условия теряют свои качества. Белокочанная капуста при возделывании в жарких странах не образует кочана. Породы лошадей, завезенные в горы или на острова, где пища недостаточно питательна, со временем становятся низкорослыми. Северные породы овец в жарких странах через несколько поколений утрачивают свою густую шерсть.

     Неопределенной (индивидуальной) изменчивостью Дарвин называл появление бесконечно разнообразных незначительных отличий у отдельных особей в пределах одного сорта, одной породы, одного вида. Он отметил также факты очень резкой неопределенной изменчивости у растений и животных. На одной и той же ветви крыжовника появляются желтые и красные плоды. У клубней картофеля глазки имеют изменения в окраске. Факты изменения почек известны у винограда и некоторых плодовых деревьев. Дарвин установил, что изменение одной части организма нередко обусловливает изменение других его частей. Такая изменчивость названа им соотносительной. Дарвин привел ряд интересных фактов. Длинные конечности у животных почти всегда сопровождаются удлиненной шеей. У бесшерстных собак наблюдаются недоразвитые зубы.

     Добиваясь изменения одного признака, человек  невольно получает изменения и других признаков, с ним связанных. Причины такого рода фактов остались для Дарвина неизвестными и были раскрыты наукой значительно позднее. Основной причиной изменчивости домашних животных и культурных растений ученый считал воздействие новых жизненных условий по сравнению с теми, при которых существовали их предки. Человек постоянно изменяет эти условия, вследствие чего домашние животные и культурные растения отличаются повышенной изменчивостью сравнительно с дикими видами. Скрещивание различных пород и сортов также способствует изменчивости. Изменчивость организмов в естественной обстановке происходит под влиянием тех же причин, которые вызывают изменения домашних животных и культурных растений. Изменчивость имеет место не только при половом размножении, но и при вегетативном. На основании обширных материалов Дарвин сделал вывод: изменчивость — всеобщее свойство организмов.

     Основной  вопрос, который интересовал Дарвина  при изучении изменчивости, — это  вопрос о ее причинах. Дарвин был  твердо убежден — и в этом его огромная заслуга — что основная причина возникновения изменений у организмов кроется в различных изменениях окружающих условий. Но в то же время Дарвин понимал, что при возникновении каждого отдельного изменения имеют значение как характер изменения условий, так и природа самого организма, его наследственность.

     Наследственностью называют общее свойство всех организмов сохранять и передавать признаки строения и развития от предков к  потомству. Каждый знает, что из желудя вырастает дуб, из яиц кукушки выводятся ее птенцы. Из семян культурных растений определенного сорта вырастают растения того же сорта. Животные передают потомкам свойства своей породы.

     Дарвин  подчеркивал, что передача признаков  по наследству связана, прежде всего, с воспроизводительной половой системой, которая отличается исключительной чувствительностью к внешним условиям. Но изменение может выявиться только в следующем поколении, если оно окажется наследственным. Влияние одних и тех же условий жизни может по-разному сказаться на разных организмах, поскольку наследственность их различна.

     Наследственность  сохраняется и при вегетативном размножении. Широко известны способы  размножения растений отводками, черенками, усами, клубнями, причем видовые и  сортовые признаки передаются потомству. Поросль тополя, осины, ивы и т. д. дает деревья и кусты тех же видов. Таким образом, изменчивость и наследственность — всеобщие свойства организмов.

     Дарвин  различал наследственную и ненаследственную изменчивость.

     Наследственной  изменчивостью он считал неопределенную (индивидуальную) изменчивость, когда раз появившиеся изменения сохраняются в последующих поколениях.  
Ненаследственной изменчивостью Дарвин считал определенную (групповую) изменчивость, когда возникшие изменения не сохраняются в последующих поколениях. В процессе эволюции, по мнению Дарвина, играет роль только наследственная, индивидуальная изменчивость.

     Дарвин  обращал внимание на то, что законы, управляющие наследственностью, еще  неизвестны. Он правильно показал  роль наследственной индивидуальной изменчивости в процессе эволюции, привлек к ней внимание ученых. Дарвин неоднократно подчеркивал необходимость глубокой разработки проблемы наследственной изменчивости. Позднее эта проблема стала предметом науки — генетики.

     Новый этап в развитии эволюционной теории наступил в 1859 году в результате публикации основополагающей работы Чарльза Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора или сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь». Основной движущей силой эволюции по Дарвину является естественный отбор. Отбор, действуя на особей, позволяет выживать и оставлять потомство тем организмам, которые лучше приспособлены для жизни в данном окружении. Действие отбора приводит к распадению видов на части — дочерние виды, которые, в свою очередь, со временем расходятся до родов, семейств и всех более крупных таксонов. 

5. Искусственный отбор

     Искусственный отбор — избирательное допущение к размножению животных, растений или других организмов с целью выведения новых сортов и пород, обладающих желаемыми качествами. Предшественник современной селекции.

     Результатом искусственного отбора является многообразие сортов растений и пород животных.

     Искусственный отбор — один из основных методов селекции, который может использоваться как самостоятельно, так и в комбинации с другими методами.

     Например, гибридизация близкородственных организмов даёт широкий спектр изменчивости, который служит плодотворным материалом для искусственного отбора. Искусственный  отбор был основным фактором появления  домашних животных и культурных растений.

     В понятие искусственный отбор  входит избирательный отбор животных или растений селекционером, у которых  под влиянием внешней среды и  изменением привычек возникли приспособления полезные не для самого животного  или растения, а для человека. Ч. Дарвин объяснял возникновение таких приспособлений тем, что человек во власти накоплять изменения, которые доставляет ему природа, путем подбора малозаметных отклонений. Следовательно, одним из важнейших факторов искусственного отбора является изменчивость. Без изменчивости невозможно существование ни естественного, ни искусственного отбора. И поскольку изменения у животных или растений возникают случайно, то вероятность их возникновения тем больше, чем больше имеется особей.

     Вторым важным фактором искусственного отбора является наследственность. Дарвин открыл в природе закон длящейся в поколениях изменчивости. Согласно этому закону изменения, происходящие в органах животных или в растениях, при сохранении условий их вызвавших, сохраняются и усиливаются в последующих поколениях. Таким образом, наследственность не только сохраняет изменения, но и закрепляет их в последующих поколениях.

     Действие  искусственного отбора сводится не только к наследованию изменений, главным  фактором здесь является человек, который и обеспечивает подбор.

     При искусственном отборе человек постоянно  отбирает лучших производителей и лучшее потомство и разводит их. Признаки, по которым производится отбор, могут  быть самыми разными: и хозяйственными, и эстетическими.

     Тщательное  изучение явления искусственного отбора позволило Дарвину выделить две  формы этого отбора: бессознательный  и методический.

     Бессознательный отбор — это отбор, при котором не ставится цель создания нового сорта или породы. Люди сохраняют лучших, на их взгляд, особей и уничтожают (выбраковывают) худших. В сельских районах и в наше время хозяева осуществляют бессознательный отбор с курами, собаками, голубями. Бессознательный отбор ведет к изменению растений и животных, к улучшению пород и сортов, к созданию новых местных пород и сортов. Нужный результат при этом отборе формируется медленно, но он может быть впечатляющим.

   Методический  отбор — это отбор, осуществляемый человеком по определенному плану, с определенной целью — создания породы или сорта. Для методического отбора характерны следующие особенности:

    - ставится цель: селекционер решает, какие признаки надо изменить и в какую сторону, т. е. определяется направление отбора (яйценоскость, мясистость, красивый гребень, красивый хвост, красивое оперение);

    - составляется план создания породы (сорта): какие породы (сорта) и в каком порядке нужно скрещивать, какие виды скрещивания нужно применять;

    - создаются специальные условия жизни.

 Любая из форм изменчивости само по себе не может привести к созданию породы или сорта. Наследственная изменчивость – лишь предпосылка возникновения культурных форм. Природа поставляет самые разнообразные наследственные изменения. Человек находит среди них полезные для себя и из поколения в поколение слагает, накапливает эти изменения путем отбора. Именно поэтому все культурные формы животных и растений, так или иначе, приспособил человек к своим нуждам и прихотям: одни полезны как поставщики пищи, сырья, другие служат для развлечения, охраны и охоты. Таким образом, искусственный отбор – основа создания новых сортов и пород.