Развитие теории эволюции

 

Первая форма отношений возникает в зависимости от климатических и почвенных условий, температуры, влажности, освещенности и других факторов, которые влияют на жизнедеятельность организмов. В процессе эволюции у видов животных и растений вырабатывается ряд приспособлений к неблагоприятным условиям. Но относительность этих приспособлений, а также постепенные изменения окружающей среды требуют постоянного усовершенствования адаптации к абиотическим условиям жизни. С другой стороны, живые существа также влияют на неживую природу, изменяя ее.

 

Межвидовые взаимоотношения чрезвычайно разнообразны и довольно сложны. Важное значение имеют отношения, которые формируются на базе пищевых (трофических) связей (растения и растениеядные животные; жертва и хищник; хозяин и паразит), а также отношения, которые возникают между разными видами в борьбе за места обитания. В одних случаях можно наблюдать более жестокие отношения между разными видами, в других -- менее острые, а в третьих -- относительно мирные. Крайним выражением межвидовых взаимоотношений является межвидовая борьба, когда одна форма вытесняет другую или ограничивает ее численность на определенной территории (например, большая по размерам и более агрессивная серая крыса вытеснила из поселений человека черную крысу).

 

Внутривидовые взаимосвязи также довольно сложны (взаимоотношения между особями разного пола, между родительскими и дочерними формами, между особями одного и того же поколения в процессе индивидуального развития, отношения- в стаде, стае и т. д.). Большинство форм внутривидовых взаимоотношений имеют важнее значение для воспроизведения вида и поддержания его численности, . обеспечения смены поколений. При значительном увеличении численности особей вида и ограничении условий для их существования (например, при загущенных посевах растений) между отдельными индивидами возникает острое взаимодействие, которое приводит к гибели части или всех особей либо устранению их от размножения. К крайней форме таких отношений можно отнести внутривидовую борьбу и каннибализм -- поедание особей своего вида.

 

Необходимо отметить, что три названные основные формы борьбы за существование в природе осуществляются не изолированно -- они тесно переплетаются между собой, благодаря чему взаимосвязи индивидов, групп особей и видов бывают многогранными и довольно сложными.

 

Дарвин первым раскрыл содержание и значение таких важных в биологии понятий, как “среда”, “внешние условия”, “взаимосвязи организмов” в процессе их жизни и развития. Реальность борьбы за жизнь в метафорическом-понимании Дарвин выводил из способности организмов к интенсивному размножению, высокой плодовитости. И действительно, самки многих животных или растения могут дать сотни тысяч и даже миллионы потомков. Интенсивная плодовитость организмов характерна для видов, которые слабо защищены и сильно уничтожаются на разных этапах индивидуального развития. Поэтому степень плодовитости является биологическим приспособлением, выработанным в процессе эволюции, которое обеспечивает существование вида,-- быстрое восполнение утрат численности и дает возможность быстро занять в природе новые, пригодные для существования места.

 

Можно было бы надеяться, что за относительно короткое время вид заселит всю землю, произойдет перенаселение. Однако этого, как правило, не бывает, потому что целый ряд факторов задерживает размножение и достижение репродуктивного возраста значительной части потомства. Из большого количества потомков только отдельные становятся взрослыми и размножаются. Вследствие разно-* направленной индивидуальной изменчивости потомки не являются абсолютно тождественными. Поэтому выживают в сложных условиях и дают потомство только те, которые вследствие изменчивости имеют преимущества перед другими. В природе, отмечает Дарвин, постоянно происходит борьба за существование, жизненное состязание.

 

Естественный отбор.

 

С борьбой за существование, жизненным состязанием и зависимостью организмов от среды, условий существования связан и естественный отбор. Учение о естественном отборе как движущем и направляющем факторе исторического развития органического мира является центральной частью теории эволюции Дарвина.

 

Дарвин дает такое определение естественного отбора: “Сохранение полезных индивидуальных различий или изменений уничтожение вредных я назвал естественным отбором, или переживанием наиболее приспособленных”. Он предупреждает, что отбор видов следует понимать как метафору, как факт выживания, а не как сознательный выбор.

 

Итак, под естественным отбором понимают осуществляемый в природе процесс сохранения и преимущественного размножения в ряде поколений организмов и групп организмов, имеющих полезнее для их жизни и развития адаптивные признаки, которые возникли вследствие разнонаправленной индивидуальной изменчивости. Противоположный процесс -- вымирание неприспособленных -- называют элиминацией.

 

Исходя из того что отбор действует лишь при наличии разнообразия, неравноценности особей, что их индивидуальные изменения будут наследственными, естественный отбор следует рассматривать как совокупное взаимодействие наследственной изменчивости, преимущественного выживания и размножения индивидов и групп особей, лучше приспособленных к данным условиям существования.

 

Постоянные изменения условий внешней среды в течение длительного времени являются причиной разнообразных индивидуальных наследственных изменений, которые могут быть нейтральными, вредными или полезными. Вследствие жизненного состязания в природе происходит постоянная избирательная элиминация одних особей и преимущественное выживание и размножение индивидов и -групп особей, которые, изменяясь, приобрели полезные особенности. Вследствие скрещивания происходит сочетание признаков одной формы с признаками другой. Так из поколения в поколение накопляются незначительные полезные наследственные изменения и их комбинации, которые со временем становятся характерными признаками популяции, разновидности, вида. При этом вследствие закона корреляции одновременно с усилением адаптивных изменений в организме происходит перестройка и других признаков. Отбор постоянно воздействует на весь организм, на все его внешние и внутренние органы, на их структуру и функцию. Этот довольно тонкий и точный механизм постепенно накапливает новое, перестраивает, приспосабливает, шлифует организмы.

 

Дарвин писал: “Выражаясь метафорически, можно сказать, что естественный отбор ежедневно, ежечасно расследует по всему свету мельчайшие изменения, отбрасывая дурные, сохраняя и слагая хорошие, работая не слышимо, невидимо, где бы и когда бы только ни представился к тому случай, над усовершенствованием каждого органического существа по отношению к условиям его жизни, органическим и неорганическим”.

 

Естественный отбор -- процесс исторический. Его действие проявляется через много поколений, когда малозаметные индивидуальные изменения суммируются, комбинируются и становятся характерными адаптивными признаками групп организмов (популяции, вида и т. п.).

 

Формы естественного отбора. Выделяют несколько форм естественного отбора в зависимости от его направления, механизма действия, результатов и других факторов. Как особую разновидность естественного отбора Дарвин выделял половой отбор, под воздействием которого формируются вторично-половые признаки (яркая окраска и разнообразные украшения самцов многих птиц, половые отличия в развитии, внешности, поведении других животных). Становление этих особенностей осуществляется благодаря отбору в процессе активных взаимоотношений между полами животных, особенно в период размножения (борьба самцов за самку или активные поиски, выбор самцов самками). Эти показательные признаки самцов не имеют для них защитного значения и, казалось бы, не должны были бы закрепляться отбором, ибо они, демаскируя, даже снижают выживание организма. Но следует помнить, что отбор в своей основе направлен не на выживание отдельной особи, а на оставление ею .более полноценного и численного потомства. Такое потомство дают преимущественно лучше физически развитые самцы с более выраженными вторично-половыми признаками (органы защиты и половые рефлексы, способы привлечения и возбуждения самок, приспособления к защите потомства и пр.). Как правило, они в первую очередь вступают в размножение, ограничивая участие в нем других самцов. Дивергенция по распознавательным признакам самцов и самок сначала происходит под воздействием обычного естественного отбора. Эти признаки облегчают встречу разнополых особей, стимулируют половой цикл самки, и ее участие в размножении. Позже такие признаки уже становятся объектом полового отбора, окончательный результат которого совпадает с результатами естественного отбора.

 

Действие полового отбора ярко проявляется у животных с развитой нервной системой и богатой рефлекторной деятельностью (у млекопитающих, птиц, насекомых), а характер этого отбора является специфическим для каждого вида. Следует также учитывать, это вторично-половые признаки обусловлены физиологическими причинами и зависят от действия гормонов половых желез, функция которых регулируется гипофизом и нервной системой. Эти сложные взаимозависимости вырабатывались исторически под контролем естественного отбора и его особой формы -- полового отбора.

 

Учение Мичурина -- новый этап развития дарвинизма.

 

Развитие дарвинизма в трудах И. В. Мичурина. Современный этап дарвинизма тесно связан с мичуринским учением об управлении наследственной природой организмов. Великий русский естествоиспытатель Иван Владимирович Мичурин значительно развил учение Дарвина, подняв его на более высокую ступень.

 

Одним из величайших достижений Дарвина была его теория о роли отбора в создании сортов и пород и в образовании видов в природе. Однако взгляды Дарвина были только первым этапом развития наших представлений об отборе. Правильно утверждая, что отбор возможен только благодаря изменчивости организмов, Дарвин, однако, считал, что человек не может влиять сам на процесс изменчивости. Роль человека, по его мнению, сводится только к использованию и накапливанию путём отбора тех изменений, которые возникают независимо от его воли. Человек должен ждать, пока. Появятся желательные изменения у разводимых им растений и животных, чтобы использовать их для отбора. Например, для того чтобы увеличить размер плодов у какого-нибудь сорта яблони, надо ждать, не появится ли среди множества яблонь такой экземпляр, у которого плоды крупнее, чем у остальных.

 

И. В. Мичурин по-новому подошёл к изменчивости и отбору. Развивая общебиологическую идею единства организма и среды, он провозгласил свой знаменитый лозунг: «Мы не можем ждать милостей от природы, взять их у неё -- наша задача».

 

Мичурин разработал методы, которые позволяют при работе по созданию и совершенствованию сортов и пород не выжидать случайного появления необходимых изменений, а самому их вызывать, направляя развитие организма в желательную сторону.

 

«При вмешательстве человека,-- писал он,-- является возможным вынудить каждую форму животного или растения более быстро изменяться и притом в сторону, желательную человеку».

 

Пользуясь новыми методами, Мичурин вывел свыше 350 новых сортов растений.

 

 

Три этапа творческой деятельности И. В. Мичурина.

 

И. В. Мичурин делит свою деятельность на три периода:

 

1. этап акклиматизации,
2. этап массового отбора,
3. этап гибридизации и воспитания гибридных сеянцев.

Эти этапы отличаются по основным теоретическим установкам и методам работы.

 

Этап акклиматизации. Акклиматизацией называют приспособление организма к новым для него климатическим и иным природным условиям. Садоводы прежде считали, что надо брать нежные южные сорта плодовых растений и постепенно приспосабливать их к суровому климату средней полосы России. Они основывали эту идею на учении Ламарка, который переоценивал возможности изменения организмов под непосредственным действием среды, без участия отбора.

 

На псарных порах своей деятельности Мичурин увлекался модными в то время идеями непосредственной акклиматизации. Выписывая из-за границы южные сорта яблонь, груш и других плодово-ягодных растений, он рассчитывал, что эти сорта приспособятся к нашему климату, акклиматизируются. Однако растения вымерзли, если не в первую зиму, то в ближайшие годы. Мичурин прививал южные сорта на местные холодоустойчивые дички. Эти опыты тоже закончились неудачей.

 

Этап массового отбора. Мичурин перешёл к применению метода массового отбора, основанного на учении Дарвина о творческой роли отбора. Он пытался вывести хорошие сорта плодово-ягодных растений, отбирая и воспитывая сеянцы, выращенные из семян лучших русских и иностранных сортов.

 

Однако выяснилось, что массовый отбор не всегда пригоден для селекции плодовых культур. Он требовал огромных затрат труда, средств и времени на выращивание и воспитание сотен и тысяч сеянцев. Улучшение местных сортов шло медленно, а сеянцы иностранных сортов оказались невыносливыми и вымерзли.

 

Этап гибридизации и воспитания гибридных сеянцев. Многолетние поиски и неудачи не пропали даром. Мичурин доказал, что наследственная природа организма консервативна, устойчива. Надо было искать способы преодолеть, расшатать консерватизм наследственности, а затем организмы с расшатанной наследственностью воспитывать в нужном направлении.

 

Мичурин пришёл к заключению, что глубокое изменение наследственной природы растительных организмов возможно только при работе с сеянцами, выращиваемыми из семян. Сеянец в отличие от саженца начинает своё развитие с самого начала, с прорастания семечка, поэтому он пластичнее, податливее к изменению среды. Его можно воспитывать воздействием внешних условий.

 

Наиболее податливыми к действию среды оказались гибридные сеянцы (помеси); у них можно воспитать необходимые особенности. Поэтому Мичурин стал широко применять вегетативную и половую гибридизацию для расшатывания консерватизма наследственности. Уже через несколько лет в питомнике Мичурина зазеленели гибридные сеянцы яблонь, груш, слив, черешен, вишен.

 

Основные достижения Мичурина по выведению новых сортов и разработке новой теории селекции связаны с применением гибридизации, отбором и направленным воспитанием гибридных сеянцев.