Развитие эволюционной идеи в биологии.

Фалес из Милета (V в. до н.э., Греция) был первым, кто пытался найти общий источник возникновения всего существующего. Этим общим источником Фалес считал воду, что дало повод объявить его предшественником современных исследователей, также полагающих, что жизнь зародилась на дне Океана.

Анаксимандр . Согражданин и современник Фалеса. Полагал, что твердь сначала была покрыта водой и только постепенно начала высыхать. К этому времени на ее поверхности появились люди, которые ранее жили в воде и напоминали рыб.

Анаксимен. Ученик Анаксимандра. Считал, что все существующее возникло из воздуха. В частности, из воздуха появилась земля и вода, их смешение образовало ил, из которого под влиянием солнечного тепла произошли путем самозарождения растения, животные и люди.

Гераклит (конец VI- начало V в. До н.э.). Основой мира считал движение: «Все течет и ничего не остается постоянным». Эта основная идея могла бы лечь в основу действительно исторического взгляда на природу, но она осталась неразвитой Гераклитом.

Эмпедокл (483 – 423 гг. до н.э.). Все существующее имеет в основе четыре первых физических принципа: огонь, воздух, воду и землю. Этими принципами управляют две силы: объединяющая – любовь и разъединяющая – ненависть. Борьба этих двух сил приводила к появлению различных комбинаций живых существ в растительном и животном царствах.

Демокрит (460 – 370 гг. до н.э.). Сопоставил сравнение человеческого тела с устройством других живых организмов. Обратил внимание на приспособление отдельных органов к выполнению определенных функций; однако объяснения этой упорядоченности и целесообразной организации он не дал.

Анаксагор. Современник Демокрита. Полагал, что целесообразное устройство живых существ обязано наличию разумного плана, источником которого является всемогущий дух, или разум.

Платон (V-IV вв. до н.э.). Высказал мысль о существовании двух миров: мира вещей, воспринимаемых чувствами, и мира идей, воспринимаемых разумом, мышлением. Платоновское учение об идеях оказало влияние на биологию, легло в основу представления об идеальном плане строения живых существ, к которому их действительное устройство только приближается.

Аристотель (384 – 322 до н.э.) сформулировал теорию непрерывного и постепенного развития живого из неживой материи. Создал представление о «лестнице природы» применительно к миру животных. Организмы, по его мнению, отличаются от тел неживой природы присутствием души, которая является исчерпывающей причиной их жизненных свойств. Наиболее примитивная – питающая – душа имеется у растений. Животные помимо питающей души обладают еще чувствующей, в силу чего они проявляют волю и способны к движению. Человек сверх питательной и чувствующей души обладает еще мыслящей душой, способной образовывать понятия и строить обобщения. Отметив черты различия и черты сходства, Аристотель не увидел в этом сходстве родства, общности происхождения.

Парацельс (1493 – 1541). Выразителем биологических представлений эпохи Возрождения был врач Теофраст фон Гогенгейм, известный как Парацельс. Наряду с представлениями о жизненных соках, имеющих различный состав, и учением об архее – верховном начале, управляющем всеми химическими процессами в организме, он высказывал мысль о наследственных вещах, переходящих к детям от отца и матери. Эта же мысль о комбинировании наследственных вещей легла в основу представлений о возникновении разнообразных форм растений и животных.

Лейбниц (1646 – 1716). Основная идея такова, что все тела состоят из частиц – монад, обладающих индивидуальностью и жизненными свойствами. Важнейшее жизненное свойство монад заключается в том, что каждая из них наделена силой и поэтому может действовать сама по себе, не нуждаясь в побуждении извне. Характеризующая монаду сила подчиняется закону причинности, но в то же время она действует целесообразно, осуществляя и механические движения тел и гармонично их устраивая. Одним из важнейших является его закон непрерывности: все тела природы образуют ряд непрерывных переходов от одного к другому, без пропусков и повторений. Так как монады, по его представлениям, не возникают и не уничтожаются, то и развитие организмов должно мыслиться как развитие (эволюция) предшествующих свойств, а смерть – как свертывание (инволюция) этих свойств, переход их в скрытое состояние.

Шарль Бонне (1720 – 1793) известен развитием лейбницианской идеи о постепенных переходах от одного тела природы к другому, выраженной в виде лестницы существ (лестницы тел природы), которые располагаются по принципу убывающей высоты организации (человек – четвероногие – растения – кристаллы и т.д.).

Жорж Бюффон (1707 – 1788) высказал мнение, что разные типы животных имеют различное происхождение и возникли в разное время. Его заслуга – установление связи между организмами и средой их обитания. Ученый признавал влияние внешней среды и наследование приобретенных признаков.

Карл Линней (1707 – 1778) первый создатель искусственной системы органического мира. За основу своей системы он принял вид, который определял как совокупность сходных по строению особей, дающих плодовитое потомство. Вид он считал элементарной единицей живой природы. Близкие виды объединялись им в роды, роды – в отряды, отряды – в классы. В основу классификации был положен принцип иерархичности (соподчиненности). Для обозначения вида он использовал два латинских слова: первое – название рода, второе – видовой эпитет. Этот принцип двойной номенклатуры сохранился в систематике и до настоящего времени. Линней систематизировал огромный материал, накопленный предшественниками, и описал более 8000 видов. Его работы послужили серьезной основой для дальнейшего изучения и классификации живых организмов. Вклад в науку Карла Линнея: 1) открыл около 1,5 тысяч видов растений. 2) описал около 10 тысяч видов растений и около 4,5 тысяч животных. 3) разработал короткие и четкие определения (диагнозы) каждой группы организмов. 4) ввел бинарную номенклатуру («система природы», 1735). 5) разработал принципы построения классификации живой природы («Философия ботаники»). 6) впервые поместил человека в один отряд с обезьянами на основании морфологического сходства.

Жорж Кювье (1769 – 1832). Крупный специалист в области систематической зоологии, сравнительной анатомии и палеонтологии, основы которой были заложены его трудами. Установил, что все органы животного представляют собой части одной целостной системы, а строение каждого органа закономерно соотносится со строением всех других (принцип корреляции). Убедившись в том, что ископаемые формы очень резко отличаются от ныне живущих, и не находя между теми и другими переходных форм, он пришел к выводу о неизменчивости животных. Он является автором теории катастроф: смена населения Земли происходила не в результате эволюции, а в силу геологических катастроф, уничтожавших население той или иной части Земли, после чего опустошенная местность заселялась новыми формами с других материков или имело повторное творение Богом новых форм животных.

Жан – Батист Ламарк (1744 – 1829). Выдвинул теорию об изменяемости видов. 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 и называл «градацией». Он предложил своеобразную систему органического мира, расположив в ней родственные группы в восходящем порядке – от простых к более сложным, в виде «лестницы». Между лестнице Ламарка и Бонне принципиальное различие заключается в том, что ряд живых существ, по Ламарку, исторически изменяется – низшие формы, усложняясь, превращаются в высшие. В книге «Философия Зоологии» Ламарк привел многочисленные доказательства медленного изменения видов животных эволюционным путем, составил первые родословные отдельных классов животного мира (включая человека) в виде ступеней прогрессивной эволюции. Ламарк стоял на позициях наследования приобретенных признаков (воздействие внешней среды на организмы и передача фенотипических признаков потомству). Выдвинул концепцию упражнения и неупражнения органов. Ошибочно полагал, что изменения среды всегда вызывают у организмов полезные изменения, а причиной прогресса живой природы считал внутреннее стремление организмов к совершенствованию своей организации.

Вопрос 1. Какие данные геологии послужили предпосылкой эволюционной теории Ч. Дарвина?

Благодаря исследованию слоев земной коры было получено большое количество палеон­тологических данных и показано, что в самых древних слоях присутствуют лишь остатки моллюсков и рыб, в более поздних появляются остатки рептилий, еще позднее - млекопитающих. Жорж Кювье объяснял это своей теорией катастроф (резкие изменения условия обитания и глобальные стихийные бедствия), однако английский геолог Чарлз Лайель доказал, что поверхность Земли изменяется постепенно под действием природных факторов (ветра, дождя, прибоя, извержения вулканов и др.). Следовательно, теория катастроф, как способ объяснения палеонтологических находок, некорректна.

Вопрос 2. Какие открытия в области биологии, совершённые в первой половине XIX в., способствовали формированию эволюционных взглядов Ч. Дарвина?

Формированию взглядов Чарлза Дарвина способствовали следующие биологические открытия:

Т. Шванн создал клеточную теорию, ко­орая постулировала, что живые организмы состоят из клеток, общие черты которых одинаковы у всех растений и животных. Это послужило весомым доказательством единства происхождения живого мира;

К. М. Бэр показал, что развитие всех организмов начинается с яйцеклетки, причем в ходе эмбрионального развития у позвоночных, принадлежащих разным классам, на ранних этапах обнаруживается явное сходство зародышей;

Исследуя строение позвоночных, Ж. Кювье установил, что все органы животного являются частями одной целостной системы. Строение каждого органа отвечает принципу строения всего организма, и изменение одной части тела должно вызывать изменения других частей.

Вопрос 3. Какие наблюдения Ч. Дарвина поколебали его веру в неизменность видов?

Определяющую роль в формировании научных взглядов Ч. Дарвина сыграло путешествие на корабле «Бигль». В Южной Америке Ч. Дарвин нашел ископаемые остатки гигантских ленивцев и броненосцев. Современные виды этих животных, обитающие в тех же местах, были очень похожи на вымерших, что навело Дарвина на мысль о возможном родстве этих организмов.

Большое впечатление произвели на Ч. Дарвина обнаруженные им различия в видовом составе флоры и фауны разных материков. В частности, в Австралии он изучил сумчатых - древних млекопитающих, практически вымерших в других местах земного шара. Наконец, чрезвычайно важными оказались наблюдения Ч. Дарвина за животными океанических островов, зачастую демонстрирующими прямую связь с исходными материковыми формами. Так, на Галапагосских вулканических островах Дарвин обнаружил разнообразные виды вьюрков, которые отличались по размеру и строению клюва, но были очень похожи на материковый вид. Дарвин предположил, что когда-то птицы попали на острова с материка и видоизменились, приспособившись к разным источникам питания (твердые семена, фрукты, насекомые).

Вопрос 4. Обсудите в классе, почему основы современной теории эволюции биологических видов не могли быть заложены ранее середины XIX в.

Основы современной теории эволюции биологических видов не могли быть заложены ранее середины XIX в., так как не было еще накоплено достаточное количество знаний в области геологии, биологии, генетики.

Вопрос 5. Используя дополнительные источники информации, обозначьте на карте маршрут кругосветного путешествия Ч. Дарвина.

На карте точками обозначены пункты, в которых побывал Ч. Дарвин.

1 - Девонпорт, 2 - Тенерифе, 3 - острова Зелёного Мыса, 4 - Баия, 5 - Рио-де-Жанейро, 6 - Монтевидео, 7 - Фолклендские острова, 8 - Вальпараисо, 9 - Лима, 10 - Галапагосские острова, 11 - Таити, 12 - Новая Зеландия, 13 - Сидней, 14 - Хобарт, 15 - залив Короля Георга, 16 - Кокосовые острова, 17 - Маврикий, 18 - Кейптаун, 19 - Баия, 20 - Азорские острова.

Вопрос 6. Проанализируйте текст параграфа. Составьте и заполните таблицу «Социально-экономические и естественно-научные предпосылки возникновения теории Ч. Дарвина».

В отраслях цитологии и сравнительной эмбриологии обоснования клеточной теории М. Шлейденом, Т. Шванном и Р.Вирхова, открытие зародышевых листков и основных этапов эмбриогенеза у позвоночных животных К.Бэром (34.4) и др. дало начало идеи об общности происхождения живых существ.

Французский ученый Ж. Кювье, изучая ископаемые остатки организмов, установил последовательную смену определенных флоры и фауны в прошлом Земли. Он был одним из основателей палеонтологии (науки о ископаемые остатки живых организмов прошлых геологических эпох) и сравнительной анатомии животных. В частности, Ж. Кювье доказал, что каждый тип животных имеет присущий только ему план строения (т.е. в корне отличается от других типов).

Чтобы объяснить последовательные изменения населения Земли, этот ученый разработал гипотезу катастроф. Он использовал исследования геологов — англичанина Ч. Лайеля и немца К. фон Гоффа, которые в 20-30-е годы XIX в. показали, что длительные промежутки относительно стабильного состояния биосферы исторически разделены резкими и кратковременными периодами изменений. Эти изменения возникают вследствие смещения материковых платформ, горотворчи процессов, снижение или повышение уровня Мирового океана, сопровождается активизацией вулканической деятельности связанным с ней увеличением концентрации некоторых газов в атмосфере (прежде всего оксидов углерода, азота, серы), затоплением или, наоборот, осушением значительных территорий и тому подобное. Катастрофы приводили к полному уничтожению жизни; такие участки согласно взглядам Ж. Кювье или вновь заселялись организмами из других мест, или снова создавались актом Божественного творения и не были никак связаны с пропавшими формами. Гипотеза катастроф стала основой целого направления взглядов, имеющих общее название Неокатастрофизм.

В конце XVIII — начале XIX в. развилась биогеография — наука о закономерностях распространения на земном шаре видов живых существ и их сообществ — биогеографических комплексов. Она возникла благодаря организации развитыми странами того времени экспедиций в разные уголки земного шара. Одними из основателей биогеографии были немецкие ученые О. Гумбольдт и П.-С. Паллас (34.6).

Создание систем видов живых существ натолкнуло различных ученых на мысль, что степень сходства определенных групп друг к другу определяется их происхождением от общего предка. Было показано, что между различными континентами, островами и т.д. тем больше различия в их населении, чем надежнее они изолированы друг от друга. Это явление можно объяснить тем, что в условиях изоляции виды приспосабливаются к условиям окружающей среды независимо от видов других местностей. Например, молодой Дарвин (34.7, 1) при кругосветного плавания открыл, что на каждом из островов архипелага Галапагос живет свой вид мелких птичек — вьюрков. Эти виды, однако, достаточно близки между собой и видом, который живет в той части Южной Америки, у берега которой расположены острова архипелага. Это явление привело Ч. Дарвина на мысль, что материковый вид своего времени расселился на архипелаг, где в результате приспособлений к определенным условиям от него возникли характерные для каждого острова разные виды (34.7, 2).

Известный немецкий ученый Ю. Либих (34.8) сформулировал понятие об обмене веществ в природе с участием живых существ. Он установил, что для поддержания плодородия почвы в него следует постоянно вносить такое количество химических элементов, которая изымается растениями. Успехи химии показали, что органические вещества могут возникать из неорганических, а также было установлено, что в состав живых существ входят те же химические элементы, формирующие тела неживой природы. Так было доказано химическое единство живой и неживой природы. Было установлено основные классы органических соединений, входящих в состав живых организмов, заложены основы изучения фотосинтеза и физиологических процессов животных и тому подобное.

Введение

2. Начальные этапы биологической эволюции

3. Стадии эволюции человека

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Идея развития мира является важнейшей идеей мировой цивилизации. В своих далеких от совершенства формах она начала проникать в естествознание еще в XVIII в. Но уже XIX в. можно смело назвать веком идей эволюции. В это время концепции развития стали проникать в геологию, биологию, социологию и гуманитарные науки. В первой половине XX в. наука признавала эволюцию природы, общества, человека, но философский общий принцип развития еще отсутствовал.

И только к концу XX столетия естествознание приобрело теоретическую и методологическую основу для создания единой модели универсальной эволюции, выявления универсальных законов направленности и движущих сил эволюции природы. Такой основой является теория самоорганизации материи, представляющая синергетику.

Концепция универсального эволюционизма, которая вышла на глобальный уровень, связала в единое целое происхождение Вселенной (космогенез), возникновение Солнечной системы и планеты Земля (геогенез), возникновение жизни (биогенез), человека и человеческого общества (антропосоциогенез). Такую модель развития природы называют также глобальным эволюционизмом, поскольку именно она охватывает все существующие и мысленно представляемые проявления материи в едином процессе самоорганизации природы.

Под глобальным эволюционизмом следует понимать концепцию развития Вселенной как развивающегося во времени природного целого. При этом вся история Вселенной, начиная от Большого взрыва и заканчивая возникновением человечества, рассматривается как единый процесс, где космический, химический, биологический и социальный типы эволюции преемственно и генетически тесно взаимосвязаны. Космическая, геологическая и биологическая химия в едином процессе эволюции молекулярных систем отражает их фундаментальные переходы и неизбежность превращения в живую материю.

1. Становление и развитие эволюционных идей

Эволюция означает постепенный, закономерный переход от одного состояния в другое. Под биологической эволюцией понимают изменение популяций растений и животных в ряду поколений, направляемое естественным отбором. В течение многих миллионов лет, начиная с возникновения жизни на Земле, в результате непрерывного, необратимого, естественного процесса смены одних видов другими сформировались животные и растительные формы, существующие в настоящее время.

Идея о том, что организмы развиваются в течение поколений, интересовала многих натуралистов. Мысль о том, что современные живые организмы произошли от более простых, примитивных, давно жила в умах людей.

Первую систематизацию материала о растениях и животных произвёл знаменитый шведский ученый Карл Линней в 1735 г. На основе одного-двух признаков (преимущественно морфологических) он классифицировал растения и животных на виды, роды, классы. За единицу классификации им был принят вид.

Вклад К. Линнея в прогрессивное развитие естествознания огромен: он предложил систему животных и растений; ввел бинарную систему двойных названий; описал около 1200 родов и более 8000 видов растений; реформировал ботанический язык и установил до 1000 терминов, многие из которых ввел впервые.

Труды К. Линнея помогли его последователям осуществить систематизацию разрозненного фактического материала и усовершенствовать ее.

В начале XVIII в. французский ученый Жано-Батисто Ламарк создал первую эволюционную теорию, которую изложил в труде “Философия зоологии” (1809 г.). По Ламарку, одни организмы произошли от других в процессе длительной эволюции, постепенно изменяясь и совершенствуясь под воздействием внешней среды. Изменения закреплялись и передавались по наследству, что и явилось тем основным фактором, который обусловил эволюцию.

Ж.-Б. Ламарк впервые изложил идеи эволюции живой природы, утверждавшие историческое развитие от простого к сложному. Доказательства эволюционной теории, выдвинутые Ж.-Б. Ламарком, оказались недостаточными для полного их принятия, поскольку не были даны ответы на вопросы: чем объяснить большое разнообразие видов в природе; с чем связано совершенствование организации живых существ; как объяснить приспособленность организмов к условиям внешней среды?

В России XVIII в. примечателен появлением новых научных идей. Гениальный русский ученый М.В. Ломоносов, философ-материалист А.Н. Радищев, академик К.Ф. Вольф и другие видные ученые высказывали представления об эволюционном развитии и изменяемости природы. М.В. Ломоносов утверждал, что изменения ландшафта Земли вызывали изменения климата, в связи с чем изменялись животные и растения, ее населяющие.

К.Ф. Вольф утверждал, что во время развития зародыша цыпленка все органы появляются в результате развития, а не предопределены заранее (теория эпигенеза), а все изменения связаны с питанием и климатом. Не располагая еще достаточным научным материалом, К.Ф. Вольф высказал предположение, гениально предвосхитившее полное научное эволюционное учение будущего.

В XIX в. все больше подвергаются критике метафизические представления о неизменности живых существ. В России эволюционные идеи высказывались постоянно.

Например, Афанасий Каверзнев (конец XVIII - начало XIX вв.) в труде “О перерождении животных” утверждал, что виды действительно существуют в природе, но они изменчивы. Факторами изменчивости являются изменения окружающей среды: пищи, климата, температуры, влажности, рельефа и др. Он поставил вопрос о происхождении видов один от другого и о их родстве. Свои рассуждения А. Каверзнев подтверждал примерами из практики человека по выведению пород животных.

К.Ф. Рулье (1814-1858 гг.) еще за 10-15 лет до выхода в свет труда Ч. Дарвина “Происхождение видов” писал об историческом развитии природы, резко критикуя метафизические взгляды о неизменяемости и постоянстве видов и описательное направление в науке. Он связывал происхождение видов с их борьбой за существование.

Прогрессивные эволюционные идеи высказывал К.М. Бэр (1792-1876 гг.), занимаясь исследованиями в области эмбриологии.

А другой ученый - А.И. Герцен (1812-1870 гг.) в работах “Дилетантизм в науке” и “Письма об изучении природы” писал о необходимости изучать происхождение организмов, их родственные связи, рассматривать строение животных в единстве с физиологическими особенностями и о том, что психическую деятельность также следует изучать в развитии - от низших к высшим, включая человека. Основную задачу он видел во вскрытии причин единства органического мира при всем его разнообразии и объяснении происхождения животных.

Н.Г. Чернышевский (1828-1889 гг.) в своих произведениях останавливался на причинах изменчивости и вопросе о единстве происхождения человека и животных.

Величайший английский натуралист Ч. Дарвин (1809-1882 гг.) своей эволюционной теорией положил начало новой эпохе в развитии естествознания.

Возникновению эволюционного учения Ч. Дарвина способствовали общественно-экономические предпосылки - интенсивное развитие капитализма, давшее импульс развитию науки, промышленности, техники, сельскому хозяйству.

После пятилетнего путешествия в качестве натуралиста на корабле “Бигль” вокруг света и почти 20-летнего обобщения и осмысливания большого объема фактических данных им была написана книга “Происхождение видов путем естественного отбора или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь”, опубликованная в 1859 г., ровно через 50 лет после книги Ламарка.

Ч. Дарвин в этой книге изложил эволюционную теорию, которая произвела переворот в биологическом мышлении и стала историческим методом исследования в биологии. Ещё спустя 12 лет Дарвин опубликовал книгу “Происхождение человека” - исследование об эволюции человека. Идея Дарвина объясняла законы развития жизни лучше, чем какая-либо другая теория.

Основная заслуга Дарвина состоит в том, что он объяснил механизм процесса эволюции, создал теорию естественного отбора. Многочисленные отдельные явления органической жизни Дарвин связал в логическое целое, благодаря чему царство живой природы предстало перед людьми как нечто непрерывно меняющееся, стремящееся к постоянному совершенствованию.

Теория естественного отбора, выдвинутая Дарвиным, была настолько разумна и так хорошо обоснована, что большинство биологов очень скоро признали ее. Многочисленные отдельные явления органической жизни Дарвин связал в логическое целое, благодаря чему царство живой природы предстало перед людьми как нечто непрерывно меняющееся, стремящееся к постоянному совершенствованию.

Основные открытия Грегора Менделя в учении о наследственности (в генетике) не были известны ни Дарвину (хотя они творили в одно время), ни большинству ученых его времени. Цитология, изучающая клетки, еще не знала, как делятся клетки. Палеонтология - наука об ископаемых, была молодой наукой, и еще не были открыты прекрасные образцы ископаемых животных и растений, которые появились позже.

Дискретность фактического материала и отсутствие в тот период достижений науки, появившихся позже, позволило оппонентам Дарвина высказывать мнение о недостаточности доказательств правильности положений теории эволюции. Из-за отсутствия этих и некоторых других данных развитие теории эволюции путем естественного отбора в XIX в. было даже более замечательным достижением, чем если бы это имело место в середине XX в.

Виде, или постепенно, в течение «дней» «производить» из воды и земли, от низших форм к высшим силою заложенных Им в природу законов». 3. Критика эволюционного учения и креационизма Теория эволюции подвергается креационистами критике, в основном, по следующим направлениям. 1. Палеонтологическая летопись обнаруживает скорее структуру эволюционных скачков, а не постепенные преобразования. ...

Для аспирантов и студентов филос. и естеств. фак. ун-тов. / Под ред С.Т. Мелюхина. – М.: Высш.шк., 1985., с 304–306) 3 Развитие биологии в XVIII–XIX вв. Рассмотрим более подробно развитие биологии в XVIII–XIX вв. Основные направления изучения живой природы в XVIII в. XVIII в. характеризуется углублением капиталистических производственных отношений и дальнейшим ростом промышленности, ...

Рядов) Н. И. Вавилова привело к формулировке гипотез об эволюции на основе закономерностей, а не случайной изменчивости (номогенез Л. С. Берга, батмогенез Э. Д. Копа и др.). В 1920-1940-е г. г. в эволюционной биологии интерес к селекционистским теориям возродился благодаря синтезу классической генетики и теории естественного отбора. Разработанная в результате этого синтетическая теория эволюции...

Системы классификации К. Линнея, селекции растений и животных, сравнительной анатомии, сравнительной эмбриологии, сравнительной биохимии гипотезами, которые в совокупности составляют достаточно обоснованную теорию. 3. Эволюционное учение свободных падений Само понятие номогенез, и аргументы в пользу того, что, вопреки Дарвину, эволюция отнюдь не случайный, но закономерный процесс подробно...

Еще в древности были собраны данные, свидетельствующие об огромном многообразии живых существ, и делались попытки систематизировать накопленные знания о них. Задолго до нашей эры древнегреческий философ Аристотель описал более 500 видов различных растений и животных, сгруппировал и расположил их в определенном порядке, от примитивных к все более сложным.

Интерес к биологии возрос в эпоху Великих географических открытий. Благодаря открытию Америки (1492) флора и фауна Евроазиатского континента пополнились новыми видами. Картофель, подсолнечник, кукуруза, фасоль, чай, томаты, хлопчатник, табак - вот лишь крохотная часть завезенных из Америки видов растений, которые стали играть важную роль в экономической жизни многих стран Старого света.

В науке шло описание новых видов, делались попытки классификации живых организмов, осмыслялись вопросы о степени родства различных групп организмов.

Система органической природы К. Линнея.

Решающий вклад в создание системы природы внес в XVIII в. выдающийся шведский естествоиспытатель Карл Линней (1707-1778). Линней разделил каждое из царств природы (он выделил три царства: Растения, Животные и Минералы) на соподчиненные группы: классы, отряды, роды и виды. За единицу классификации он принял вид - совокупность особей, сходных по строению. Растения были разделены на 24 класса и 116 отрядов на основе анализа строения органов размножения. Отряды включали в себя роды, роды - виды, которые, в свою очередь, подразделялись на подвиды. Животные были разделены на 6 классов (Млекопитающие, Птицы, Амфибии, Рыбы, Черви и Насекомые). К. Линней отнес человека к классу млекопитающих и отряду приматов. Отнесение человека к миру животных, помещение его в один отряд с обезьянами потребовало от Линнея большой гражданской смелости, так как отвергало представление о человеке как о центральном обособленном объекте живой природы.

Линней установил принцип соподчиненности систематических категорий (рис. 70), считая, что соседние категории связаны не только сходством, но и родством: чем дальше расположены категории друг от друга, тем меньше степень их родства.

Эволюционная теория Ж. Б. Ламарка.

Ученым, создавшим первую эволюционную теорию, был выдающийся французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк (1744-1829), Своими трудами он внес огромный вклад в биологию (сам термин «биология» принадлежит ему). Занимаясь систематикой животных, ученый обратил внимание на сходство черт строения у животных, не относящихся к одному виду. Ламарк выделил 10 классов беспозвоночных животных вместо двух в системе Линнея (Насекомые и Черви). Среди них Ракообразные, Паукообразные, Насекомые, сохранившиеся в этом таксономическом ранге до наших дней.

Ламарк впервые поставил вопрос о причинах сходства и различия у животных, предположив, что природа «последовательно создавала различные тела, восходя от простейшего к наиболее сложному». Иными словами, Ламарк пришел к эволюционной идее - идее исторического развития органического мира.

В книге «Философия зоологии» Ламарк приводит многочисленные доказательства изменяемости видов. Изменения строения живых организмов и образование новых видов происходят, по Ламарку, крайне медленно и поэтому незаметны. Важную роль в возникновении новых видов он отводит постепенным изменениям условий окружающей среды.

Согласно Ламарку, изменения у животных и растений под действием внешних условий происходят по-разному. Так, растения воспринимают изменения условий непосредственно через обмен веществ с внешней средой. Если семя какого-либо лугового растения, растущего в низинах, будет случайно занесено на сухую каменистую возвышенность, то, приспосабливаясь к новым условиям, потомство этого семени превратится в новую разновидность. У лютика, растущего в воде, подводные листья рассечены на тонкие волосовидные доли, а листья, находящиеся на поверхности воды, широкие и округлые, разделены на простые лопасти. У родственного вида лютика, растущего на влажной почве, листья не разделены на тонкие доли. Ламарк считал, что при попадании семян первого вида лютика не в воду, а на влажную почву из них вырастут растения второго вида. Однако в действительности этого не бывает.

Для животных Ламарк разработал более сложный механизм преобразований, осуществляющийся в следующей последовательности: всякая значительная перемена во внешних условиях вызывает изменения в потребностях животных; это влечет за собой новые действия животных и возникновение новых «привычек»; в результате животные начинают чаще употреблять органы, которыми они раньше мало пользовались; эти органы значительно развиваются и увеличиваются, а если требуются новые органы, то они под влиянием потребностей возникают «усилиями внутреннего чувства».

Таким образом, главным фактором эволюции Ламарк считал прямое влияние среды. Он придавал большое значение «упражнению» и «неупражнению» органов, считая, что упражнение ведет к их усилению и результаты такой тренировки передаются потомству. Ламарк допускал, что стремление, желание животного ведет к усиленному притоку крови и «других флюидов» к той части тела, к которой направлено это стремление, вызывая ее усиленный рост, передаваемый затем по наследству потомству.

Как первая последовательная и цельная попытка создания эволюционного учения, теория Ламарка была прогрессивной для своего времени. Однако представленные Ламарком доказательства причин изменяемости видов не были убедительными. Основные положения его теории не были выведены и доказаны исходя из научных фактов, а являлись лишь умозрительным построением. Он не объяснил, откуда возникает «стремление организмов к прогрессу», которое, по Ламарку, присуще всему живому и является движущей силой эволюции, и почему следует считать наследственным свойство организмов целесообразно реагировать на внешние воздействия.

Развитие палеонтологии, анатомии и эмбриологии.

В первой половине XIX в. были достигнуты значительные успехи в новых областях биологии -- сравнительной анатомии, палеонтологии и эмбриологии. Замечательный французский ученый Жорж Кювье (1769- 1832), исследовавший строение органов позвоночных животных, установил, что все органы представляют собой части одной целостной системы. Строение каждого органа закономерно соотносится со строением всех других, и ни одна часть тела не может изменяться без соответствующего изменения других частей. Отсюда следовало, что в строении части можно найти отражение принципов строения всего организма. Так, если у животного имеются копыта, вся его организация отражает травоядный образ жизни: строение зубов обеспечивает перетирание грубой растительной пищи, желудок многокамерный, кишечник длинный и т. д. Кювье разделил животных на четыре ветви (типа), каждая из которых характеризуется общностью плана строения. Отталкиваясь от общего плана строения, он смог даже реконструировать внешний облик древних животных по сохранившимся фрагментам ископаемых форм.

Изучение ископаемых организмов натолкнуло Кювье на мысль, что вымирание древних групп животных и растений могло быть следствием крупных катастроф геологического характера. Впоследствии опустыненные территории заселялись видами животных и растений, проникшими из соседних областей.

В это же время появляются новые эмбриологические данные. Российский ученый Карл Бэр (1792-1876) впервые описал процесс возникновения тканей и органов в ходе развития эмбриона, по-новому взглянув на уже известное к тому времени явление сходства зародышевых стадий животных, относящихся к разным классам позвоночных. Сформулированный Бэром закон зародышевого сходства гласил: «Эмбрионы обнаруживают, уже начиная с самых ранних стадий, известное общее сходство в пределах типа». Сходство зародышей разных систематических групп свидетельствует об общности их происхождения. Закон Бэра соединил в себе учение о «типе» Кювье с эмбриологическими данными. Бэр установил, что общие свойства каждой группы животных образуются в зародыше раньше, чем специальные. Так, в ходе развития куриного зародыша вначале проявляются свойства позвоночных, затем свойства класса птиц и лишь потом свойства данного конкретного вида - курицы. При этом зародыш высшей формы животного никогда не бывает подобен другой форме животного, а лишь ее зародышу (рис. 71).

Важное значение для понимания истории развития органического мира имели результаты изучения геологического прошлого Земли. В XIX в. английскому ученому Чарлзу Лайелю (1797-1876) удалось расшифровать и датировать геологическую историю Земли. Он показал, что такие факторы, как горообразование, вулканизм, оледенения, потоки, дождь, ветер, приливы, могут объяснить и объясняют как нынешние, так и прошлые изменения земной поверхности, а следовательно, и изменения в составе органического мира. Выдвинутые Лайелем объяснения движущих факторов эволюции Земли были восприняты многими биологами, в том числе Ч. Дарвином, так как представляли опору для создания научной теории эволюции органического мира.

Чарлз Дарвин и основные положения его теории. Ч. Дарвин (1809-1882) - великий английский биолог - создатель основ современной теории эволюции биологических видов.

С детства Ч. Дарвин увлекался сбором коллекций, химическими опытами, наблюдениями за животными. Студентом он изучал научную литературу, овладел методикой полевых исследований. Ч. Дарвин окончил университет в Кембридже в 22 года и сразу по окончании университета был приглашен в 5-летнее кругосветное путешествие на корабле «Бигль» в качестве натуралиста. В возрасте 50 лет, после 30-летних изучений и наблюдений он написал и в 1859 г. опубликовал «Происхождение видов» - одну из наиболее замечательных и серьезных книг за всю историю человечества. Ее полное название - «О происхождении видов путем естественного отбора или Сохранении благопри- ятствуемых пород в борьбе за жизнь» («Оп the origin of species by means of natural selection or The preservation of favoured races in the struggle for life»). Книга вызвала сенсацию. Ее идеи сыграли выдающуюся роль в развитии науки.

Дарвин не сомневался ни в существовании Творца, ни в его ответственности за все происходящее на Земле. Он просто верил, что Бог выражает себя через естественнонаучные законы, которые могут быть изучены и познаны.
Посетив несколько раз сравнительно молодые вулканические острова Галапагосского архипелага, заселенные живыми организмами с южноамериканского континента, Дарвин столкнулся с тем, что островные растения и животные отличаются от тех же видов на континенте. Здесь Дарвин обнаружил гигантских черепах и странный видигуаны. Игуана на материке - обычная сухопутная ящерица, живущая в засушливых районах. На острове она кормилась в море и питалась водорослями. Кроме того, он нашел ископаемые остатки гигантского ленивца и броненосца, существенно превосходивших размерами своих родственников, все еще населяющих Центральную и Южную Америку.

Дарвин предположил, что на острова животные попали с материка и здесь, приспосабливаясь к местным условиям, изменились.

В Австралии его заинтересовали сумчатые и яйцекладущие, которые вымерли в других местах земного шара. Эти примитивные животные оказались в Австралии в изоляции (ведь Австралия как материк обособилась еще до возникновения высших млекопитающих) и развивались независимо от эволюции млекопитающих, шедшей на других материках своим чередом.

Все увиденное привело Дарвина к выводу, что изменения организмов соответствуют изменениям условий их жизни.

Дарвин был хорошо знаком с принципами селекции домашних животных. Отмечал, что различия между разными породами одного и того же вида одомашненных животных порой даже более значительны, чем между разными видами диких животных, Породы животных и сорта культурных растений созданы человеком в процессе отбора особей с нужными человеку признаками. Например, если селекционер, разводя голубей, заинтересован в сохранении и увеличении числа особей с длинными крыльями, он отбирает этих особей, поддерживая условия, способствующие их выживанию и размножению. Отбор, который осуществляет человек, называют искусственным. Сама возможность такого отбора определяется наследственной изменчивостью (по Дарвину - неопределенной) - уклонениями признаков отдельных организмов, которые наследуются.

Из поколения в поколение человек отбирал и оставлял на племя особей с определенными, интересными для него наследуемыми признаками и устранял других особей от размножения. В результате были получены новые породы и сорта, признаки и свойства которых соответствовали интересам и потребностям человека. Наследственная изменчивость и производимый человеком отбор представляют собой движущие силы эволюции пород и сортов.

Однако свойства, полезные с точки зрения человека, могут оказаться бесполезными и даже вредными в борьбе за жизнь, происходящей в дикой природе. В природе действует другой вид отбора - естественный. Его требования сводятся лишь к одному - способности выжить. Если организм живет в холодном климате, то те свойства, которые способствуют его лучшей теплоизоляции, являются полезными, или приспособительными (адаптивными), так как они увеличивают вероятность его выживания. В результате естественного отбора именно адаптивные свойства закрепляются в популяции , отражаясь в облике и привычках входящих в нее организмов. Таким образом, требования внешней среды - решающий фактор, определяющий различия между популяциями близких видов.

Важным моментом развития теории Дарвина стало его знакомство с работами Томаса Роберта Мальтуса (1766-1834), книгу которого Дарвин прочитал через два года после возвращения из экспедиции. Мальтус доказывал, что популяции растений и животных стремятся размножиться в геометрической прогрессии и теоретически любой организм может заполнить Землю очень быстро. Несложный подсчет приводит к выводу, что одна бактерия, например, за трое суток способна дать потомство, общая масса которого достигает тысячи тонн. Фактически этого никогда не случается, и численность вида остается более или менее постоянной из-за того, что жизненные ресурсы ограниченны и достаются лишь немногим - тем, кто способен одержать победу в борьбе за жизнь.

Итак, способность организмов к изменчивости обеспечивает их разнообразие По спектру признаков и степеней их проявления. Каждый организм имеет возможность продуцировать больше потомков, чем может выжить. В результате борьбы за существование происходит естественный отбор, или, по словам Дарвина, «сохранение благоприятных индивидуальных различий и уничтожение вредных». Особи с полезными в данных обстоятельствах физическими, поведенческими или иными свойствами имеют более высокие шансы выжить по сравнению с остальными. Наличие полезных свойств позволяет организмам оказываться победителями в борьбе за существование. Выживая, они имеют преимущество в передаче этих передовых свойств потомству. Естественный отбор закрепляет полезные в данных условиях жизни свойства организмов, что отражается, в конечном счете, в их облике и привычках, В результате естественного отбора полезные свойства накапливаются в популяции, и сама она постепенно изменяется. Требования внешней среды могут различаться в разных участках обитания одного или близких видов, поэтому естественный отбор приводит к различиям между населяющими такие участки популяциями и видами.

Заслуга Дарвина состоит в том, что он указал на вид как на узловой этап эволюционного процесса, объяснил изменение организмов действием законов природы, без вмешательства сверхъестественных сил, вскрыл движущие силы и выявил причины протекания биологической эволюции.

В основу своего объяснения механизмов эволюции Ч. Дарвин положил три главных фактора: изменчивость организмов, борьбу за существование и естественный отбор, среди которых естественный отбор является направляющей, движущей силой.

Теорию Дарвина можно сформулировать в виде довольно простых положений:

1. Организмы изменчивы. Трудно найти такое свойство или признак, по которому особи, принадлежащие к данному виду, были бы полностью тождественны.
2. Различия между организмами, хотя бы частично, передаются по наследству.
3. Теоретически при благоприятных условиях любые организмы могут размножаться в геометрической прогрессии и в состоянии заполнить Землю, однако такого не случается, так как жизненные ресурсы ограниченны, что приводит к борьбе за существование, в которой выживают не все.
4. В результате борьбы за существование происходит естественный отбор - выживают те особи, которые располагают полезными в данных условиях свойствами. Выжившие передают эти свойства своему потомству.

Следовательно, эти свойства закрепляются в череде последующих поколений.

Индивидуальные наследственные уклонения (наследственная изменчивость), борьба за существование и естественный отбор в длинном ряду поколений обеспечивают приспособительные изменения организмов к конкретным условиям существования. Этими же процессами определяется многообразие видов и общее повышение уровня организации организмов, населяющих Землю.

Хотя многие религиозные лидеры критиковали дарвиновскую теорию, его идеи были столь убедительны и обоснованны, что большинство ученых принимают их по сей день, Учение Ч. Дарвина позволило привести в гармонию разрозненные знания о законах, которым подчиняется организация жизни на нашей планете. В прошедшем столетии эволюционное учение Ч, Дарвина было развито и конкретизировано благодаря созданию теории наследственности, развитию малекулярно-генетических исследований, систематики, экологии, эмбриологии, палеонтологии и многих других областей биологии.