|
ЗАКОНОМЕРНОСТИ
БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ
Процесс эволюции длится многие сотни миллионов лет,
результатом чего явилось поразительное многообразие форм живого. Под
эволюцией понимают необратимое развитие живой природы, сопровождающееся
изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций,
прогрессивным усложнением строения форм живого.
Механизмы эволюции обеспечивают соответствие
развивающейся живой системы условиям ее существования — высокую
приспособленность жизненных форм к внешней среде. В основе приспособленности
лежат процессы самовоспроизведения макромолекул и живых организмов и
дискретность всего живого на Земле. Предметом эволюционного учения служат
общие закономерности и движущие силы исторического развития живой природы.
До середины XIX в. эволюционные идеи оставались в области
догадок и недосказанных гипотез. С появлением учения Ч. Дарвина были вскрыты
механизмы эволюционного процесса. Трудами анатомов, эмбриологов и ученых
других специальностей теория Дарвина получила дальнейшее развитие и
представляет собой фундамент биологии.
УЧЕНИЕ Ч. ДАРВИНА О ПРОИСХОЖДЕНИИ ВИДОВ
Додарвиновские представления о происхождении и развитии
жизни на Земле
В античную эпоху некоторые мыслители высказывали идею о
том, что все живые существа, в том числе и человек, возникли из
неодушевленной материи. Эти взгляды были чисто умозрительными догадками. С
установлением господства христианской церкви в Европе распространяется точка
зрения, основанная на библейских текстах: все живое было создано Богом и
остается неизменным. Однако во второй половине XVIII в. вместе с ростом
научных знаний появляются сомнения в неизменности живой природы.
Первая эволюционная теория была создана Ж.-Б. Ламарком в
начале XIX в Ламарк правильно отметил прогрессивное усложнение живых
организмов в процессе исторического развития Он высказывал представления о
связи эволюции живых организмов с изменениями условий окружающей среды. Но
Ламарк не смог вскрыть механизмы эволюции.
Он считал, что виды изменяются в результате внутреннего
стремления организмов к совершенствованию. По его мнению, приспособление к
УСЛОВИЯМ окружающей среды достигается животными в результате упражнений
органов и приобретенные таким образом изменения передаются по наследству. Эти
положения эволюционной теории Ламарка ошибочны, они не выявили подлинных
механизмов изменяемости видов.
Движущие силы эволюции вскрыл Ч. Дарвин, разработав теорию
естественного отбора.
Предпосылки возникновения учения Дарвина
К середине XIX в. накопилось много научных данных, противоречащих
утверждениям церкви о сотворении мира творцом и неизменности видов животных и
растений.
Клеточная теория, разработанная Т. Шванном (1839),
доказывала принципиальное единство живого мира. В переднем отделе
пищеварительной трубки зародышей птиц эмбриологами были обнаружены жаберные
щели. Жаберные щели у наземных животных никак нельзя былс объяснить иначе,
чем происхождение их от предков, обитавших в водной среде. Геолог Ч. Лайель доказал,
что земная поверхность постепенно изменяется под действием природных сил.
Естествоиспытатели описали большое количество новых видов растений и животных
из разных областей земного шара.
Оказалось, что многие виды чрезвычайно близки по строению.
На вулканических островах недавнего происхождения Дарвин обнаружил близкие
виды вьюрков, сходные с материковым видом, но приспособившиеся к разным
источникам питания — твердым семенам, насекомым, нектару цветков растений.
Нелепо было бы предположить, что для каждого вновь возникающего
вулканического острова творец создает свои особые виды животных. Разумней
сделать другой вывод: птицы попали на острова с материка и изменились
вследствие приспособления к новым условиям обитания. Сравнительно-
анатомические исследования показали единство плана строения крупных групп
животных — птиц, зверей и др. Реконструкция строения ископаемых животных
(Кювье) позволила установить черты сходства некоторых из них с современными.
Возникла мысль о родстве вымерших и существующих форм. Эти и многие другие
факты привели Дарвина к мысли об изменяемости видов и побудили исследовать
механизмы эволюционного процесса.
Моделью процессов, происходящих в природе, послужила для
Дарвина практика сельского хозяйства в Англии. Он обратил внимание на то, что
селекционеры могут очень быстро вывести новый сорт растений или породу
домашних животных, отбирая среди большого числа особей те, у которых желаемый
признак наиболее выражен, и оставляя их для размножения. Среди потомства
снова проводится отбор и т. д. Такой отбор был назван искусственным.
Искусственный отбор может быть бессознательным (когда для размножения
оставляют особи, лучшие по многим признакам) и методическим (когда
селекционером ставится определенная цель по улучшению какого-либо признака
или свойства) .
Поскольку уклонения желаемого признака от средней нормы
встречаются редко и обычно едва заметны, условием успешности методического
отбора служит большое количество исходного материала. Это было возможно
только в условиях крупнотоварного сельскохозяйственного производства, которое
и существовало в то время в Англии.
Учение Дарвина о естественном отборе
Все организмы оставляют значительное, иногда очень
многочисленное потомство. Основываясь на большом числе фактов, Дарвин
приходит к выводу о существующем в природе стремлении каждого вида к
размножению в геометрической прогрессии. Каждая пара организмов дает гораздо
больше потомства, чем их до живает до взрослого состояния. Одна особь сельди
выметывает в среднем около 40 тыс. икринок, осетр — 2 млн. икринок, лягушка —
до 10 тыс. икринок. Одно растение мака ежегодно дает до 30 тыс. семян. В то
же время число взрослых особей каждого вида остается относительно постоянным.
Следовательно, огромная часть появившихся на свет организмов гибнет, не
оставив потомства. Причины гибели — недостаток корма из-за конкуренции с
представителями своего же вида, нападение врагов, действие неблагоприятных
абиотических факторов.
Отсюда следует второй вывод, к которому пришел Дарвин: в
природе происходит непрерывная борьба за существование. При этом Дарвин имел
в виду не только жизнь одной особи, но и оставление ею жизнеспособного
потомства. Неуспех в борьбе за существование не обязательно сопровождается
гибелью организма (хотя это и имеет место), но и устранением от размножения.
В этом случае генотип, обусловивший меньшую конкурентоспособность особи по
сравнению с другими, исчезает из генофонда вида.
Дарвин выделил три основные формы борьбы за существование:
а) внутривидовую — наиболее напряженную, потому что особи одного вида живут в
одинако вых условиях и имеют одинаковые потребности при ограниченности
пищевых ресурсов; б) межвидовую — борьбу с особями других видов, в том числе
с хищниками, паразитами, болезнетворными микроорганизмами; в) борьбу с
неживой природой — засухой, наводнениями, сильными морозами и т. п.
Кто же выживает в этой постоянной борьбе за существование?
Наблюдения показывают, что для растительных и животных организмов характерны
всеобщая изменчивость признаков и свойств и бесконечное разнообразие их
комбинаций. Даже в потомстве одной пары родителей нет совершенно одинаковых
особей (за исключением однояйцевых близнецов). В борьбе за существование
выживают и оставляют потомство особи, обладающие таким комплексом признаков и
свойств, который позволяет наиболее успешно конкурировать с другими. Таким
образом, в природе происходят процессы избирательного уничтожения одних
особей и преимущественного размножения других — явление, названное Ч.
Дарвином естественным отбором или выживанием наиболее приспособленных. При
изменении условий внешней среды полезными для выживания оказываются какие-то
иные признаки по сравнению с существующими: меняется направление давления
отбора, перестраивается генетическая структура вида, благодаря размножению
широко распространяются новые признаки, появляется новый вид.
Следовательно, виды изменяются в процессе приспособления к
условиям внешней среды. Движущей силой изменения видов, т. е. эволюции,
является естественный отбор. Материалом для отбора служит наследственная
(индивидуальная, мутационная) изменчивость. Изменчивость, обусловленная прямым
влиянием внешней среды на организм (групповая, модификационная), для эволюции
не имеет значения, поскольку по наследству не передается.
Ч. Дарвин убедительно показал, что принцип естественного
отбора объясняет возникновение всех без исключения основных характеристик
органического мира: от признаков, свойственных крупным систематическим
группам живых организмов, до мелких приспособлений.
Теория Дарвина завершила длительные поиски
естествоиспытателей, которые пытались найти объяснение многим чертам
сходства, наблюдаемым у организмов, относящихся к разным видам. Дарвин
объяснил это сходство родством и показал, как пооисходит видообразование, как
происходит эволюция.
|
