Основные положения эволюционного учения ч. Дарвина

Эволюционная теория Дарвина представляет собой целостное учение об историческом развитии органического мира. Она охватывает широкий круг проблем, важнейшими из которых являются доказательства эволюции, выявление движущих сил эволюции, определение путей и закономерностей эволюционного процесса и др.

Сущность эволюционного учения заключается в следующих основных положениях:

1. Все виды живых существ, населяющих Землю, никогда не были кем-то созданы.

2. Возникнув естественным путем, органические формы медленно и постепенно преобразовывались и совершенствовались в соответствии с окружающими условиями.

3. В основе преобразования видов в природе лежат такие свойства организмов, как наследственность и изменчивость, а также постоянно происходящий в природе естественный отбор. Естественный отбор осуществляется через сложное взаимодействие организмов друг с другом и с факторами неживой природы; эти взаимоотношения Дарвин назвал борьбой за существование.

4. Результатом эволюции является приспособленность организмов к условиям их обитания и многообразие видов в природе.

38

Основные положения синтетической теории эволюции

Синтетическая теория эволюции — современный дарвинизм — возникла в начале 40-х годов XX в. Она представляет собой учение об эволюции органического мира, разработанное на основе данных современной генетики, экологии и классического дарвинизма. Термин «синтетическая» идет от названия книги известного английского эволюциониста Дж. Хаксли «Эволюция: современный синтез» (1942). В разработку синтетической теории эволюции внесли вклад многие ученые.

Основные положения синтетической теории эволюции в общих чертах можно выразить следующим образом:

1. Материалом для эволюции служат наследственные изменения — мутации (как правило, генные) и их комбинации.

2. Основным движущим фактором эволюции является естественный отбор, возникающий на основе борьбы за существование.

3. Наименьшей единицей эволюции является популяция.

4. Эволюция носит в большинстве случаев дивергентный характер, т. е. один таксон может стать предком нескольких дочерних таксонов.

5. Эволюция носит постепенный и длительный характер. Видообразование как этап эволюционного процесса представляет собой последовательную смену одной временной популяции чередой последующих временных популяций.

6. Вид состоит из множества соподчиненных, морфологически, физиологически, экологически, биохимически и генетически отличных, но репродуктивно не изолированных единиц — подвидов и популяций.

7. Вид существует как целостное и замкнутое образование. Целостность вида поддерживается миграциями особей из одной популяции в другую, при которых наблюдается обмен аллелями («поток генов»),

8. Макроэволюция на более высоком уровне, чем вид (род, семейство, отряд, класс и др.), идет путем микроэволюции. Согласно синтетической теории эволюции, не существует закономерностей макроэволюции, отличных от микроэволюции. Иными словами, для эволюции групп видов живых организмов характерны те же предпосылки и движущие силы, что и для микроэволюции.

9. Любой реальный (а не сборный) таксон имеет монофилети-ческое происхождение.

10. Эволюция имеет ненаправленный характер, т. е. не идет в направлении какой-либо конечной цели.

Синтетическая теория эволюции вскрыла глубинные механизмы эволюционного процесса, накопила множество новых фактов и доказательств эволюции живых организмов, объединила данные многих биологических наук. Тем не менее синтетическая теория эволюции (или неодарвинизм) находится в русле тех идей и направлений, которые были заложены Ч. Дарвином.

39

Доказа́тельства эволю́ции — научные данные и концепции, подтверждающие происхождение всех живых существ на Земле от общего предка^{[~ 2]}. Благодаря этим доказательствам основы эволюционного учения получили признание в научном сообществе, а ведущей системой представлений о процессах видообразования стала синтетическая теория эволюции^{[1][~ 3]}.

Эволюционные процессы наблюдаются как в естественных, так и лабораторных условиях. Известны случаи образования новых видов^[2]. Описаны также случаи развития новых свойств посредством случайных мутаций^[3]. Факт эволюции на внутривидовом уровне доказан экспериментально, а процессы видообразования непосредственно наблюдались в природе.

Чтобы получить сведения об эволюционной истории жизни, палеонтологи анализируют ископаемые останки организмов. Степень родства между современными видами можно установить, сравнивая их строение^[4], геномы, развитие эмбрионов (эмбриогенез)^[5]. Дополнительный источник информации об эволюции — закономерности географического распространения животных и растений, которые изучает биогеография^[6]. Все эти данные укладываются в единую картину — эволюционное дерево жизни.

40

Ароморфоз (греч. airomorphosis — поднимаю форму) — прогрессивное эволюционное изменение строения, приводящее к общему повышению уровня организации организмов. Ароморфоз — это расширение жизненных условий, связанное с усложнением организации и повышением жизнедеятельности^[1] .

Понятие «ароморфоз» получило широкое распространение преимущественно в русскоязычной литературе, благодаря работам А. Н. Северцова (1866—1937) в области изученияморфологических закономерностей эволюции. Наряду с ароморфозами, А.Н. Северцов предлагал различать идиоадаптации (малозначимые эволюционные изменения, связанные с мелкими приспособлениями к конкретным условиям окружающей среды) и общую дегенерацию (регрессивные изменения, катаморфоз).

Классическая схема, изображающая основные формы эволюционного процесса по А. Н. Северцову: ароморфоз (a), идиоадаптацию (b) и общую дегенерацию (r). ^[2]

В качестве примеров ароморфозов или ароморфных изменений А.Н. Северцов приводил преобразования кровеносной системы упозвоночных (формирование четырёхкамерного сердца и разделение большого и малого кругов кровообращения), концентрациюнервной системы с образованием нервных узлов (ганглиев) и т. п.. А.Н. Северцов полагал, что ароморфозы были нечастыми эволюционными событиями, в то время как большая часть изменений должна квалифицироваться как идиоадаптации (в том числе, например, специализация конечностей наземных позвоночных, включая преобразование их в крылья).

С точки зрения современных представлений о ходе эволюционного процесса, нет достаточных оснований полагать, что имеют место качественно отличные друг от друга изменения, которые А.Н. Северцов называл ароморфозами и идиоадаптациями.

Вместе с тем, некоторые биологи в России продолжают держаться взглядов А.Н. Северцова. Те, кто считает это различение продуктивным, полагают, что идиоадаптации выражаются в изменениях формы тела, избыточной степени развития или редукцииотдельных органов. Ароморфозы же, в большинстве случаев, связывают с появлением новых структур, качественными изменениями в эмбриональном развитии

41

Ароморфозы —крупное эволюционное изменение. Оно обеспечивает повышение уровня организации организмов, преимущества в борьбе за существование, возможность освоения новых сред обитания.  1.Возникновение в клетках хлоропластов с хлорофиллом, фотосинтеза — важный ароморфоз в эволюции органического мира, обеспечивший все живое пищей и энергией, кислородом.Появление от одноклеточных многоклеточных водорослей — ароморфоз, способствующий увеличению размеров организмов.  2.Четырехкамерное сердце,полное разделение артериальной и венозной крови,теплокровность,высокая степень развития коры больших полушарий,внутриутробное развитие зародыша,наличие молочных желез и выкармливание детеныша молоком,наличие диафрагмы 

1. Появление сосудов.  2. Да, четырёхкамерное сердце.

42

Видообразова́ние — процесс возникновения новых видов^[1] Видообразование — это процесс изменения старых видов и появления новых в результате накопления новых признаков. При этом генетическая несовместимость новообразованных видов, то есть их неспособность производить плодотворное потомство или вообще потомство, при скрещивании называетсямежвидовым барьером, или барьером межвидовой совместимости.

Существуют разнообразные теории, объясняющие механизмы видообразования, ни одна из которых не считается общепризнанной и полностью доказанной. Одна из причин этого — сложность эмпирической проверки из-за долговременности изучаемого процесса.

Согласно синтетической теории эволюции (СТЭ), основой для видообразования является наследственная изменчивость организмов, ведущий фактор — естественный отбор. В СТЭ выделяют два способа видообразования: географическое, или аллопатрическое, и экологическое, или симпатрическое.

43

Модификация — (позднелат. modificatio — установление меры, от лат. modus — мера, вид, образ, преходящее свойство и лат. facio — делать), преобразование, усовершенствование, видоизменение чего-либо с приобретением новых свойств. Модификации — качественно различные состояния или разновидности чего-либо.

• Модификация — в технике подразумевает — или новую технологию, или появление новой модели какого либо устройства, механизма или прибора, как то: модификации станков, бытовой техники, автомобилей и так далее.

• Модификация белков — результат биохимического процесса.

• Модификация — ненаследственное изменение признаков организма.

• Модификация сознания — характеристика психического статуса.

• Модификации ритмические — термин теории стихосложения^[1]

• Мод (сокр. от «модификация») — модификация или дополнение к компьютерной игре, написанное, как правило, сторонними разработчиками или любителями.

45

Термин "борьба за существование" Ч. Дарвин использовал в метафорическом смысле, понимая под этим разнообразные взаимоотношения организмов с факторами среды и друг с другом, а не только как прямую борьбу между хищником и жертвой, сопровождающуюся кровопролитием и гибелью.

Ч. Дарвин выделил три формы борьбы за существование ( табл. 1 ).

Внутривидовая борьба протекает наиболее остро, так как все особи вида нуждаются в одних и тех же, причем сильно ограниченных ресурсах - пище, жизненном пространстве, убежищах, местах размножения. Каждый вид обладает комплексом приспособлений, уменьшающих возможность столкновения между особями (разметка границ индивидуальных участков, сложные иерархические отношения в стаде, стае и т.п.). Однако видовые приспособления, приносящие пользу виду в целом, часто наносят вред отдельным особям, приводят их к гибели. Например, зайцы-русаки при недостатке корма отгоняют конкурента от хороших участков выпаса, дерутся, преследуя самку. Внутривидовая борьба играет большую роль в эволюции, приводя к гибели менее приспособленных особей вида, она обусловливает процветание вида в целом, способствует его совершенствованию.

46

. Естественный отбор — процесс выживания особей с полезными в данных условиях среды наследственными изменениями и оставление ими потомства — главная движущая сила эволюции. Ненаправленный характер наследственных изменений, их разнообразие, преобладание вредных мутаций и направляющий характер естественного отбора — сохранение особей только с полезными в определенной среде наследственными изменениями.           2. Искусственный отбор — основной метод селекции, которая занимается выведением новых сортов растений и пород животных. Искусственный отбор — сохранение человеком для последующего размножения особей с наследственными изменениями, интересующими селекционера.

47

 1. Биосфера — гигантская экологическая система, заселенная разнообразными видами растений (около 0,5 млн), животных (примерно в 3—4 раза больше, чем видов растений), грибов (около 100 тыс. видов), бактерий (около 25 тыс. видов), связанными между собой генетическими, пищевыми, территориальными и др. связями.           2. Причины многообразия видов. Их возникновение благодаря наследственной изменчивости, действию борьбы за существование и естественного отбора.           3. Неоднородность вида в пределах ареала, наличие в нем относительно обособленных, однородных по составу групп особей — популяций. Популяция — форма существования вида, единица эволюции, в недрах которой зарождается новый вид.           4. Предполагаемые этапы видообразования: 1) возникновение у особей мутаций; 2) скрещивание этих особей и распространение в популяции мутаций — причина ее неоднородности; 3) действие различных форм борьбы за существование (межвидовой, внутривидовой; борьбы с неблагоприятными условиями); 4) естественный отбор, сохранение в популяции особей преимущественно с полезными мутациями для конкретных условий среды, оставление ими потомства; 5) изменение генофонда популяции, зарождение нового вида в результате наследственной изменчивости, борьбы за существование, естественного отбора.           5. Биологический прогресс — направление эволюции, для которого характерно увеличение численности вида, расширение его ареала, образование новых популяций, видов. Примеры эволюции видов по пути прогресса: заяц-русак (около 20 подвидов), виды круглых паразитических червей.           6. Биологический регресс — направление эволюции, которое приводит к сокращению численности вида, сужению его ареала, уменьшению числа популяций вида и, возможно, в конечном счете к его гибели. Глобальные экологические изменения, вызванные деятельностью человека, непосредственное уничтожение особей — основные причины биологического регресса.           7. Деятельность человека — мощный фактор биологического прогресса и регресса. Примеры прогресса: появление устойчивых к ядохимикатам видов насекомых-вредителей, к лекарствам — болезнетворных бактерий, бурное развитие в загрязненных водоемах синезеленых. Примеры регресса: сокращение численности промысловых видов млекопитающих, рыб в результате нерегулируемого промысла, рыбной ловли. Меры, сдерживающие и предупреждающие биологический регресс (регулирование численности популяций, рациональное использование природных ресурсов).           8. Исчезновение вида в экосистеме, особенно доминирующего, — причина исчезновения других связанных с ним видов. Вымирание видов — причина обеднения генофонда, его невосполнимость. Сохранение биологического разнообразия в экосистемах, среды обитания видов — основа поддержания стабильности биосферы.     

48

Приспособленность организмов к среде обитания — результат эволюции.      1. Приспособления — особенности строения, жизнедеятельности, размножения и развития, позволяющие организмам, видам и популяциям выживать в характерной для них среде обитания. Сохранение особей с полезными для них признаками в определенной среде обитания в результате действия естественного отбора. Примеры приспособленности: покровительственная окраска зеленого кузнечика, речного рака, самок открыто гнездящихся птиц делает их незаметными на фоне окружающей среды; предостерегающая окраска клопов-солдатиков и других «несъедобных» животных, не имеющих специальных средств защиты; сходство некоторых видов мух по форме тела и окраске с осами и пчелами, бабочек — с сухими листьями, гусениц — с сучками деревьев; изменение окраски у других животных в разные сезоны года (заяц-беляк). Приспособление растений к перекрестному опылению, к распространению семян плодов и др.           2. Относительный характер приспособленности. Приспособленность к среде обитания носит относительный характер, полезна только в тех условиях, в которых она исторически сформировалась. Крот имеет приспособления к жизни в почве, но на поверхности он беспомощен; медузы приспособлены к жизни в воде, но выброшенные на берег погибают, на яйца аскарид не действуют яды, они не погибают зимой при низких температурах, но солнечные лучи губительны для них; во время линьки речной рак беспомощен, с ним может справиться даже жук-плавунец; гусеницы капустной белянки ядовиты, птицы не едят их, но наездники откладывают яйца в гусениц этой бабочки, личинки наездника, которые выводятся из яиц, питаются гусеницами капустной белянки.           3. Приспособленность организмов к жизни в определенной среде обитания (на примере водных животных). Большая плотность воды по сравнению с наземно-воздушной сферой. В связи с этим обитание в ней высокоспециализированных видов, у которых в процессе эволюции сформировались приспособления, позволяющие уменьшить при движении затраты энергии на сопротивление воды. Так, у рыб обтекаемая форма тела, неподвижное соединение ее отделов (головы, туловища, хвоста), черепицеобразное расположение чешуи, слизь, покрывающая кожу, органы передвижения — плавники. Формирование приспособлений к передвижению в воде — основное направление эволюции видов, населяющих водную среду (тюленей, котиков, китов и др.).     

49

Основная статья: Антропогенез

Согласно научным данным современный человек, человек разумный, появился вследствие эволюции антропоидов около 200 тысяч лет назад. Является потомком других видов людей, в том числе и наиболее древнего из известных видов — Homo antecessor (Человек-предшественник), жившего около 500 тысяч лет назад. Предполагаемым предком этого вида является существо, внешне напоминавшее шимпанзе, жившее на Земле около 6 миллионов лет назад. В целом понятие первого человека в науке чётко не определено, и обычно под ним подразумевается наиболее древний ископаемый вид, по ряду формальных признаков сходный с Homo sapiens. Однако примерной границей между обезьяной и человеком учёные считают останки с объёмом мозга в 600 кубических сантиметров. Наши предки с объёмом мозга в 650—680 куб.см. уже относятся к человеку умелому Homo habilis.

50