Развитие теории эволюции

 

В конце 1831 г. началось пятилетнее кругосветное путешествие на корабле “Бигл”. Это путешествие было важным событием в жизни. Дарвина, настоящей школой для него. Интенсивно работая как геолог, палеонтолог, зоолог, ботаник, он собрал огромный и очень ценный научный материал, который сыграл исключительную роль в развитии эволюционной идеи.

 

Дарвину принадлежит ряд интересных палеонтологических находок. Проанализировав многочисленные факты, Дарвин пришел к выводу, что вымершие и нынешние животные имеют общее происхождение, но последние существенно изменились. Причиной этого могли быть изменения, которые происходили со временем на земной поверхности. Они же могли быть и причиной вымирания видов, останки которых находят в земных пластах.

 

Особенно ценный материал Дарвин собрал на островах Галапагосского архипелага, которые находятся в экваториальной зоне Тихого океана на расстоянии 800--900 км на запад от берегов Южной Америки. Дарвина особенно поразило своеобразие фауны и флоры Галапагосом. На архипелаге встречается сравнительно немного видов, но для” большинства из них характерно большое количество особей Дарвин собрал 26 видов наземных птиц, причем все они, за исключением одного, совсем особенные и больше нигде не встречаются! Он описал 13 видов вьюрков -- птиц-эндемиков, т. е. распространенных только в этом районе. Кроме других признаков виды вьюрков отличаются формой и размером клюва -- от массивного, как у дубоноса, до небольшого и тонкого, как у зяблика или малиновки. Дарвин доказал, что особенности строения клюва зависят от характера пищи этих птиц (семена растений, насекомые и т.п.) Интересно, что на разных островах встречаются разные формы вьюрков, и Дарвин отмечает, что можно действительно представить себе, что был взят один вид и модифицирован в разных концах архипелага. Этих птиц зоологи называют дарвиновыми вьюрками.

 

Пребывание Дарвина на Огненной Земле и встреча с туземцами навели его на смелую мысль о животном: происхождении человека. Изучение структуры коралловых рифов было основой для разработки Дарвином теории образования коралловых островов.

 

После возвращения из путешествия 2 октября 1836 г. Дарвин подробно обрабатывает и публикует собранные геологические, зоологические и другие материалы и работает над разработкой идеи исторического развития органического мира, которая зародилась еще во время путешествия. Свыше 20 лет настойчиво развивает и обосновывает он эту идею, продолжает собирать и обобщать факты, особенно из практики растениеводства и животноводства.

 

Эпохальный труд Дарвина семь раз переиздавался при жизни автора, он быстро стал известен ученым других стран и был переведен на большинство европейских языков., в том числе на русский  (1864).

 

После опубликования “Происхождения видов” Дарвин продолжает энергично работать над обоснованием проблемы эволюции. В 1868 г. он публикует капитальный труд “Изменение домашних ; животных и культурных растений”, где всесторонне анализирует '., закономерности изменчивости, наследственности, искусственного отбора. Идею исторического развития растений и животных Дарвин распространяет и на проблему происхождения человека. В 1871 г. выходит его книга “Происхождение человека и половой отбор”, в которой подробно анализируются многочисленные доказательства животного происхождения человека. “Происхождение видов” и следующие две книги составляют единую научную трилогию, в них приведены неопровержимые доказательства исторического развития органического мира, установлены движущие силы эволюции, определены пути эволюционных превращений, наконец, показано, как и с каких позиций следует изучать сложные явления и процессы природы. Дарвин опубликовал 12 томов своих трудов. Очень интересна его автобиография “Воспоминания о развитии моего ума и характера”.

 

Изменчивость и наследственность.

 

В условиях господства представлении о постоянстве, неизменности видов Дарвину важно было показать, за счет чего образуется их многообразие. Поэтому в первую очередь он подробно обосновывает положение об изменчивости живых существ. Ученый понимал, что лучше всего это можно осуществить, воспользовавшись очень распространенными и достаточно понятными примерами из практики растениеводства  и животноводства. И не случайно первый раздел книги “Происхождение видов” посвящен анализу именно этой проблемы (“Изменчивость в прирученном состоянии”). Дарвин обращает внимание на большое разнообразие сортов растений и пород животных, предками которых является один вид или ограниченное количество диких видов.

 

Под определенной (групповой) изменчивостью Дарвин понимал сходное изменение всех особей потомства в одном направлении вследствие влияния определенных условий (изменение роста при изменении количества и качества пищи, толщины кожи и густоты шерстного покрова от изменения климата и пр.); под неопределенной (индивидуальной) изменчивостью -- появление разнообразных незначительных отличий у особей одного и того же сорта, породы, вида, которыми, существуя в сходных условиях, одна особь отличается от других. Так, из семян одной коробочки вырастают нетождественные растения, потомки одной пары животных не бывают совершенно подобными, хотя и развиваются в сходных условиях. Такая изменчивость является следствием неопределенного влияния условий существования на каждый отдельный индивид. Дарвин объясняет, что характер изменчивости определяется не только условиями внешней среды, но и особенностью организма, его состоянием. Неопределенная изменчивость всех особенностей организма довольно распространена. Значительное разнообразие особей вследствие индивидуальной изменчивости является важным материалом для эволюционного процесса.

 

Отмечая, что индивидуальная изменчивость, как правило, приводит к незначительным изменениям, Дарвин не исключает возможности появления и резких отклонений. Так, в стаде обычных овец появлялись коротконогие особи (анконские овцы) и животные с длинной прямой шелковистой шерстью (мошанские овцы), в кроне деревьев из отдельных почек вырастают ветки с измененными листьями или плодами (почечные вариации). Вполне возможно, что отдельные породы животных своим происхождением обязаны индивидуальным изменениям подобного типа (униатский скот с укороченной лицевой частью черепа, некоторые породы собак -- мопсы, бульдоги, таксы и др.).

 

Коррелятивная, или соотносительная, изменчивость. Дарвин понимал организм как целостную систему, отдельные части которой тесно связаны между собой. Поэтому изменение структуры или функции одной части нередко обусловливает также изменение другой или других (связь изменения окраски кожи и шерсти у животных, длины шеи и ног у болотных птиц, длины клюва и языка, связь между развитием мышц и размерами гребней на костях, к которым они прикреплены).

 

Компенсационная изменчивость состоит в том, что развитие одних органов или функций часто является причиной угнетения других, то есть наблюдается обратная корреляция, например, между молочностью и мясистостью скота.

 

Наследственность. Вторым важным фактором эволюции является наследственность, т.е. способность всех организмов передавать особенности строения, функции, развития своему потомству. Эта особенность была хорошо известна. На способность организмов воспроизводить себе подобных всегда обращали внимание практики, селекционеры и за хороших животных платили большие суммы. Дарвин подробно проанализировал значение наследственности в эволюционном процессе. Гениальный ученый сделал ряд важных обобщений по этой проблеме. Он обратил внимание на случаи одномастности гибридов первого поколения и расщепления признаков во втором поколении, ему была известна наследственность, связанная с полом, гибридные атавизмы и ряд других явлений наследственности.

 

Вместе с тем Дарвин отмечал, что изучение изменчивости и наследственности, их -непосредственных причин и закономерностей связано с большими трудностями. Наука того времени еще не могла дать удовлетворительного ответа на ряд важных вопросов. Неизвестны были Дарвину и работы Г. Менделя. Только значительно позже развернулся широкий фронт работ по исследованию изменчивости и наследственности, а современная генетика сделала гигантский шаг в изучении материальных основ, причин и механизмов наследственности и изменчивости, в причинном понимании этих явлений.

 

Обосновав вопрос об изменчивости и наследственности, Дарвин показал, что сами по себе они еще не объясняют возникновения новых пород животных, сортов растений, видов, их приспособленности. Ведь изменчивость разных признаков организмов осуществляется в самых разнообразных направлениях. Однако породы и сорта отличаются развитием именно полезных в хозяйственном отношении признаков, а у диких видов хорошо развиты адаптации, которые обеспечивают лучшее выживание организмов. Большая заслуга Дарвина состоит в том, что он разработал учение об искусственном и естественном отборе как ведущем и направляющем факторе эволюции домашних форм и диких видов.

 

Искусственный отбор.

 

Под искусственным отбором понимают осуществляемую человеком систему мероприятий по усовершенствованию существующих и созданию новых пород животных и сортов' растений с полезными в хозяйственном отношении наследственными признаками.

 

Творческая функция искусственного отбора базируется на совокупном взаимодействии в ряде поколений изменчивости, наследственности, подбора, направленного выращивания, преимущественного размножения особей с полезными признаками и выбраковки нежелательных индивидов. Благодаря этому из поколения в поколение усиливается развитие полезных признаков, а вследствие коррелятивной изменчивости происходит перестройка всего организма. Искусственный отбор приводит к дивергенции -- расхождению признаков у пород и сортов, образованию большого их разнообразия.

 

При анализе искусственного отбора и процесса формообразования Дарвин подчеркивает, что важным условием успеха является преимущественное размножение одних особей или групп особей, что приводит к увеличению числа таких индивидов, усиленное развитие их признаков в последующих поколениях и  устранение от размножения других особей или групп особей.

 

Дарвин выделил две формы искусственного отбора -- методический и бессознательный.

 

Методический отбор -- целеустремленное выведение породы или сорта. Селекционер ставит цель, определяет направление работы, фиксирует внимание на тех желательных чертах, которые должны быть характерными для породы, сорта. Новая порода, сорт создаются в представлении селекционера. Он использует естественную изменчивость организмов или добивается ее разными способами, проводит подбор пар для спаривания, обеспечивает максимальное развитие и закрепление желаемых признаков в каждом последующем поколении, постепенно приближается к цели и достигает ее. Так действие методического отбора направляется человеком, который стремится привить новой породе, сорту определенные черты. Эту форму отбора стали применять сравнительно недавно, со второй половины XVIII века.

 

Методический отбор в наше время значительно усовершенствовался и стал основой современной теории и практики селекции животных и растений.

 

Самой давней формой искусственного отбора был бессознательный отбор, зачатками которого пользовались уже первобытные люди. При бессознательном отборе человек не ставит цель создать новую породу, сорт, а лишь оставляет на племя и преимущественно размножает лучшие особи. Благодаря такому дифференцированному подходу в ряде поколений постепенно усиливаются определенные признаки размножаемых особей, что в конце концов, хотя и медленно, приводит к образованию новых пород, сортов. Следовательно, в этом случае человек не стремится вывести новую породу, сорт, но, используя естественную изменчивость и наследственность, посредством размножения одних особей и выбраковки других медленно изменяет организмы.

 

Дарвин подчеркивает особую важность бессознательного отбора с теоретической точки зрения, потому что эта форма отбора проливает свет и на процесс видообразования. Его можно рассматривать как мостик между искусственным и естественным отбором. Искусственный отбор был хорошей моделью, на которой Дарвин довольно удачно расшифровал процесс формообразования. Дарвиновский анализ искусственного отбора сыграл важную роль в обосновании эволюционного процесса: во-первых, он окончательно утвердил положение об изменчивости; во-вторых, установил основные механизмы формообразования (изменчивость, наследственность, преимущественное размножение особей с полезными признаками) и, наконец, показал пути выработки целесообразных приспособлений, характерных для новых сортов, пород. Эти три важные предпосылки открыли путь успешному решению проблемы естественного отбора.

 

Борьба за существование.

 

Дарвин обратил внимание на чрезвычайно сложные взаимоотношения между организмом и окружающей средой, на разные формы зависимости растений и животных от условий жизни, на их приспособление к неблагоприятным условиям. Такие сложные и разнообразные, многогранные формы зависимости организмов от условий окружающей среды и от других живых существ он назвал борьбой за существование, или борьбой за жизнь. Дарвин сознавал, что этот термин неудачен, и предупреждал, что использует его в широком метафорическом понимании, а не буквально.

 

Все разнообразие сложных взаимоотношений в природе можно сгруппировать в такие три основные формы:

 

• отношения организмов и видов с физическими условиями жизни, абиотической средой (климат, температура, влажность, почвенные условия и пр.);
• взаимоотношения организма с особями других видов (межвидовые взаимоотношения);
• взаимоотношения между особями и группами индивидов одного вида (внутривидовые взаимосвязи).