Эволюционная теория Ч.Дарвина

Взгляды на эволюцию живой природы Ч. Дарвин изложил в работе «Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение пород в борьбе за жизнь», которая вышла в свет в 1859 г. Издание книги составляло 1250 экземпляров и было распродано за один день!

Эволюционная теория Дарвина представляет собой целостное учение об историческом развитии органического мира.

Заслуга Ч. Дарвина заключается в том, что он методически правильно избрал логическую схему для анализа факторов эволюции и успешно решил вопрос о движущих силах — борьбе за существование и естественном отборе.

Суть теории эволюции Ч. Дарвина можно свести к следующим положениям:

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.

· В основе преобразования видов в природе лежат такие свойства организмов, как изменчивость и наследственность, а также происходящий в природе естественный отбор, который осуществляется через сложное взаимодействие организмов друг с другом и факторами неживой природы. Эти взаимоотношения называются борьбой за существование.

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

Таким образом, движущими силами эволюции органического мира, Ч. Дарвину, являются борьба за существование и естественный отбор, а предпосылкой эволюции — наследственная изменчивость. Анализ происхождения сортов культурных растений и пород домашних животных.При создании эволюционной теории Ч. Дарвин многократно обращался к результатам селекционной практики.

Во времена Ч. Дарвина селекционерами были созданы многочисленные породы домашних животных и сорта сельскохозяйственных растений. Дарвин разделял широко распространенное мнение о том, что разводившиеся в его время животные и растения произошли от диких в результате приручения и одомашнивания. Человек стремился приручить полезных животных и иметь их у себя под рукой. В разное время на протяжении тысячелетий удалось приручить волка, шакала, дикую лошадь, тура, дикую курицу, дикого кролика. Многие животные рано или поздно одомашнивались, т.е. приучались не только жить, но и размножаться в неволе.

Дело, однако, не ограничивалось приручением и одомашниванием: находясь, как указывал Дарвин, «под властью человека», животные и растения претерпевали глубокие изменения. При этом Ч. Дарвин обратил внимание на некоторые общие черты, свойственные породам и сортам. Будет ли речь идти о крупном рогатом скоте, курах, голубях или о кукурузе капусте, пшенице — каждая такая группа обладает тремя характерными чертами:

а) включает множество пород или сортов, т.е. обладает большим разнообразием. Проследив историю некоторых пород, Ч. Дарвин доказал, что породы произошли от одного или нескольких (не более двух-трех) диких предков. Так, все породы голубей происходят от дикого скалистого голубя, все виды кур — от дикой банкивской курицы. Предками крупного рогатого скота были два вида туров, а собаки — волк и шакал;

б) прирученные животные и введенные в культуру растения резко различаются между собой и отличаются от своего дикого прародителя. Например, из дикой капусты человеком получена цветная, кочанная, брюссельская, савойская, кольраби и др.

в) все домашние породы и сорта приспособлены к нуждам и прихотям человека (т.е. у них развиты те органы, которые используются человеком).

На основе наблюдений Ч. Дарвин приходит к выводу, что человек не только отбирал из дикой природы интересующие его виды, но и изменял их в нужном направлении. Ч. Дарвин считал, что различия между особями одной породы (сорта) зависят от внешних условий. Но почему одни и те же факторы вызывают разный результат? Ч. Дарвин объясняет это тем, что характер изменчивости определяется двумя причинами: природой организма и природой условий среды (прямое и косвенное, через «воспроизводительную систему»).

Искусственный отбор — это процесс создания новых пород животных и сортов культурных растений путем систематического сохранения и размножения особей с определенными, ценными для человека свойствами.

Ч. Дарвин выделил две формы отбора — бессознательный и методический.

Бессознательный отбор проводился человеком на протяжении тысячелетий и существует до сих пор. Суть этого отбора заключается в том, что человек не ставит перед собой определенную цель по выведению породы (сорта). Он оставляет лучших особей для размножения, не задумываясь о конечном результате. Ч. Дарвин приводит такой пример: жители Огненной Земли поедали собак и кошек, которые хуже других отлавливали выдр. Действие этого отбора медленное.

Методический отбор человек проводит по одному-двум признакам в соответствии с определенной целью. Например, порода петуха испанского со стоячим гребнем была выведена путем отбора изменяющихся мужских особей породы со свисающим гребнем.

В механизме действия искусственного отбора по накоплению различий в ряду поколений Ч. Дарвин увидел прообраз основного механизма эволюционного процесса в природе — естественного отбора.

Определив факторы эволюции домашних животных и культурных растений, Ч. Дарвин ставит перед собой вопрос: применим ли принцип отбора в природе? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно было выяснить, подвержены ли изменчивости организмы, живущие в естественных условиях и существуют ли в природе причины, вызывающие отбор.

Ученый доказывает существование изменчивости в природе множеством фактов. Например, муравьи хорошо отличают друг друга от муравьев того же вида из чужого муравейника. Растения мака, выросшие из семян одной и той же коробочки, различаются мельчайшими особенностями. Все это доказывает существование индивидуальной изменчивости в природе. А поскольку существует изменчивость, есть и материал для отбора. Если породы домашних животных, выведенные человеком с помощью искусственного отбора, целесообразно приспособлены к потребностям человека, то любые виды организмов в природе приспособлены к жизни в определенных условиях внешней среды, так как целесообразность строения и функций организмов способствует их выживанию. Размышляя об этом, Ч. Дарвин пришел к представлению о борьбе за существование. Сущность этой идеи такова. Каждый вид стремится к размножению в геометрической прогрессии. Например, одна самка сельди выметывает в среднем 40 000 икринок, осетра — 2 000 000, лягушки — 10 000. На одном растении мака созревает 40 000 семян. Вместе с тем самки слонов за 60 лет рожают в среднем всего по 6 слонят. По расчетам, даже при такой низкой интенсивности размножения через 750 лет потомство одной пары слонов составило бы 19 000 000особей. Но этого не происходит. Число особей каждого вида остается относительно постоянным. Значит, часть потомства гибнет, не достигнув половой зрелости. Причины гибели могут быть разными: враги, недостаток корма, действие неблагоприятных факторов среды и др. Ч. Дарвин заключает: «Так как производится более особей, чем может выжить, в каждом случае должна возникнуть борьба за существование...».

Борьба за существование.В сущности Ч. Дарвин под борьбой за существование подразумевал совокупность всех сложных взаимоотношений между организмом и внешней средой, определяющих успех или неудачу какой-либо особи в ее выживании и оставлении потомства.

Ч. Дарвин выделил три формы борьбы за существование: межвидовую, внутривидовую и борьбу с неблагоприятными условиями среды.

Внутривидовая борьба происходит между особями одного вида. Подчеркивая роль перенаселения как фактора, который обусловливает борьбу за существование, Ч. Дарвин сделал вывод, что наиболее напряженной должна быть внутривидовая борьба. Это объясняется тем, что у особей одного вида потребности в пище, территории и других условиях существования одинаковые.

К межвидовой борьбе сводятся такие типы межвидовых взаимоотношений, как хищник—жертва, паразит— хозяин и др. Кроме того, между представителями разных видов может идти борьба за территорию и пищевые ресурсы. Один вид из-за своей лучшей приспособленности нередко вызывает исчезновение другого вида. Так, в Шотландии дрозд-деряба явился причиной уменьшения численности певчего дрозда, а американская норка, завезенная в Европу, вытесняет местную, европейскую норку. Травоядные животные смогут выжить и оставить потомство, если сумеют избежать хищников и будут обеспечены пищей.

Борьба с неблагоприятными условиями внешней среды.Факторы неживой природы оказывают заметное влияние на выживаемость организмов. Например, в сильные морозы увеличивается смертность животных, обитающих в почве (кротов, дождевых червей). Семена растений, попадая в неблагоприятные условия, не прорастают. Эта форма борьбы является основной, когда один из факторов среды оказывается в дефиците. Так, при дефиците влаги в пустыне борьба за существование среди растений сводится к экономному расходованию воды.

Так почему же одни особи гибнут, а другие выживают?

Естественный отбор.В результате постоянной изменчивости особей в каждом поколении любого вида возникает неоднородность, следствием которой является неравноценность особей по отношению к среде, т.е. их биологическая разнокачественность. В борьбе за существование выживают и оставляют потомство индивидуумы, обладающие комплексом свойств и признаков, которые позволяют наиболее успешно конкурировать с другими индивидуумами. Таким образом, в природе происходит процесс избирательного уничтожения одних особей и преимущественного размножения других — явление, названное Ч. Дарвином естественным отбором, или выживанием наиболее приспособленных.

Суть естественного отбора сводится к постепенному накоплению и сохранению мелких полезных уклонений. Например, даже незначительное удлинение хоботка у пчелы позволяет ей добыть нектар из цветков, недоступных для других пчел. Пчелы с более длинным хоботком будут иметь преимущество перед теми, у которых сохраняется в поколениях нормальная длина хоботка.

Отбор происходит непрерывно на протяжении бесконечного ряда следующих друг за другом поколений, в каждом из которых будут сохраняться те формы, которые соответствуют данным условиям среды.

Схема действия естественного отбора в системе вида по Ч. Дарвину.

· Изменчивость свойственна любой группе животных и растений, и организмы отличаются друг от друга по многим признакам.

· Число организмов каждого вида, рождающихся на свет, больше того числа, которое может найти пропитание и выжить, поэтому большая часть потомства гибнет.

· Поскольку рождается больше особей, чем может выжить, происходит борьба за существование, конкуренция за пищу и место обитания.

· Из многих типов изменений, наблюдающихся у живых существ, одни облегчают им выживание в борьбе за существование, другие приводят к гибели. Концепция «выживания» наиболее приспособленных — ядро теории естественного отбора.

· Выживающие особи дают начало следующему поколению, и таким образом удачные изменения наследуются. Если естественный отбор действует на протяжении многих лет, то последние потомки могут настолько отличаться от предков, что их можно выделить в самостоятельный вид.

Возможно, что от одного предкового вида при условии изоляции может возникнуть два разных вида и более. Это произойдет в том случае, если разные группы особей приобретут неодинаковые изменения, дающие им возможность приспособиться к разным условиям среды.

Следовательно, естественный отбор включает в себя два взаимосвязанных, хотя и противоположных процесса: 1) выживание и обеспечение большого потомства целесообразно уклонившихся форм; 2) устранение форм с нецелесообразными уклонениями. Взаимодействие этих двух элементов естественного отбора совершенствует организмы и создает наибольшую приспособленность их к среде обитания.

Основные результаты эволюции по Ч. Дарвину.Ч. Дарвин приводит множество доказательств приспособленности организмов, появившейся благодаря действию естественного отбора. Так, защитная, или покровительственная, окраска наблюдается у представителей разных групп животного мира, в особенности у насекомых и позвоночных У них вырабатывается окраска, соответствующая основному фону окружающей среды.

Многие животные обладают предупреждающей окраской Обычно они снабжены специальными защитными приспособлениями от поедания их другими животными или являются несъедобными (например, божья коровка). Многие животные, не имеющие специальных средств защиты, подражают защищенным видам.

Это явление называется мимикрия.

Ч. Дарвин доказал, что любые самые сложные приспособления (для перекрестного опыления у растений, органы полета у птиц и летучих мышей, инстинкты у животных) выработаны естественным отбором путем накопления и усиления полезных уклонений. Вместе с тем ученый установил, что приспособления относительны. Любое приспособление хорошо только в тех условиях среды, в которых оно формировалось. Например, стриж, имея длинные крылья, прекрасно летает и ловит добычу на лету, но совершенно беспомощен на земле. К тому же любое приспособление не бывает абсолютно совершенным. Так, жгучие волоски крапивы защищают ее от поедания улитками, однако не спасают от гусениц бабочки-крапивницы. Ядовитые железы змей не защищают их от ежей и змееядов. Благодаря относительному характеру приспособлений для естественного отбора всегда есть неограниченное поле деятельности. Однако среда жизни изменчива и приспособления, которые относительно целесообразны в прежних условиях, оказываются менее целесообразными в новой обстановке. Это изменяет направление отбора и приводит к появлению новых приспособлений.

Вскрывая причины возникновения целесообразности, Ч. Дарвин объясняет тем самым факторы образования новых видов. Он показал, что в основе видообразования лежит дивергенция (расхождение) признаков как результат естественного отбора.

Многообразие видов живых организмов — другой важный результат эволюции. Благодаря разнообразию органических форм усложняются взаимоотношения между организмами в природе. Преимущества получают наиболее высокоорганизованные формы, что обеспечивает развитие органического мира от низших форм к высшим. Ч. Дарвин не отрицал возможности упрощения организации организмов, а также такого направления, которое не приводит ни к усложнению, ни к упрощению.

Одновременное существование форм с разными уровнями организации можно объяснить сочетанием разных направлений в эволюции.

Для особей любого вида характерна индивидуальная (наследственная) изменчивость. Численность потомства в пределах каждого вида очень велика, а пищевые и другие ресурсы ограничены. Эти противоречия приводят к борьбе за существование, следствием которой является естественный отбор — выживание наиболее приспособленных и гибель менее приспособленных особей. В результате естественного отбора появляются новые виды и приспособления, которые носят относительный характер.

Выполните задания