Теории эволюции органического мира

                                           Реферат

                                       по биологии

     на тему «Теории эволюции органического  мира»

                                 ученицы 11-А класс

                             Можаевой Екатерины
Оглавление

Введение

1 Начальные этапы биологической эволюции

2 Идеи эволюции живой природы

3 Теория эволюции Ж.Б.Ламарка

4 Эволюционная теория Ч.Дарвина

5 Синтетическая теория эволюции

Заключение

   Введение

           Под эволюцией (от лат. evolutio  – развитие, развертывание) следует понимать процесс длительных, постепенных, медленных изменений, приводящих к коренным качественно новым изменениям (образованию других структур, форм, организмов и их видов).

     Эволюция  в широком смысле этого слова обозначает постепенное изменение сложных систем во времени. Биологическая эволюция – это наследственное изменение свойств и признаков живых организмов в ряду поколений.  В ходе биологической эволюции достигается и постоянно поддерживается согласование между свойствами живых организмов и условиями среды, в которой они живут. Поскольку условия постоянно меняются, в том числе и в результате жизненной активности самих организмов, а выживают и размножаются только те особи, которые наилучшим образом приспособлены к жизни в измененных условиях среды, то свойства и признаки живых существ постоянно меняются. Условия жизни на Земле бесконечно разнообразны, поэтому приспособление организмов к жизни в этих разных условиях породило в ходе эволюции фантастическое разнообразие жизненных форм.

     Теория  эволюции занимает центральное положение  в современном естествознании и  биологии, объединяя все ее области  и являясь их общей теоретической  основой. Теория эволюции имеет важнейшее общее мировоззренческое значение: определенное отношение к проблемам эволюции органического мира характеризует различные общие философские концепции (как материалистические, так и идеалистические).

     Основоположниками эволюционной биологии как отдельной  самостоятельной науки считаются Жан Батист Ламарк и Чарльз Дарвин, которые первыми обратились к вопросам теории эволюции.

1 Начальные этапы биологической эволюции

     Появление примитивной клетки означало окончание  предбиологической эволюции живого и начало биологической эволюции жизни.

     Первыми возникшими на нашей планете одноклеточными организмами были примитивные бактерии, не обладавшие ядром, то есть прокариоты. Это были одноклеточные безъядерные организмы. Они были анаэробами, поскольку жили в бескислородной среде, и гетеротрофами, поскольку питались готовыми органическими соединениями «органического бульона», то есть веществами, синтезированными в ходе химической эволюции. Энергетический обмен у большинства прокариот происходил по типу брожения. Но постепенно «органический бульон» в результате активного потребления убывал. По мере его исчерпания некоторые организмы стали вырабатывать способы формирования макромолекул биохимическим путем, внутри самих клеток при помощи ферментов. В таких условиях конкурентоспособными оказались клетки, которые смогли получать большую часть необходимой энергии непосредственно от излучения Солнца. По этому пути и шел процесс формирования хлорофилла и фотосинтеза.

     Переход живого к фотосинтезу и автотрофному типу питания явился поворотом в  эволюции живого. Атмосфера Земли  стала «наполняться» кислородом, который для анаэробов явился ядом. Поэтому многие одноклеточные  анаэробы погибли, другие укрылись в  бескислородных средах – болотах  и, питаясь, выделяли не кислород, а  метан. Третьи приспособились к кислороду. У них центральным механизмом обмена стало кислородное дыхание, которое позволило увеличить  выходполезной энергии в 10–15 раз  по сравнению с анаэробным типом  обмена – брожением. Переход к  фотосинтезу был длительным процессом  и завершился около 1,8 млрд лет назад. С возникновением фотосинтеза в органическом веществе Земли накапливалось все больше энергии солнечного света, что ускоряло биологический круговорот веществ и эволюцию живого в целом.

     В кислородной среде сформировались эукариоты, то есть одноклеточные, имеющие  ядро организмы. Это были уже более  совершенные организмы с фотосинтетической  способностью. Их ДНК уже были сконцентрированы в хромосомы, тогда как у прокариотных клеток наследственное вещество было распределено по всей клетке. Хромосомы  эукариотов были сконцентрированы в  ядре клетки, а сама клетка уже воспроизводилась без существенных изменений. Таким  образом, дочерняя клетка эукариот была почти точной копией материнской  и имела столько же шансов на выживание, сколько и материнская.

     Последующая эволюция эукариотов была связана с  разделением на растительные и животные клетки. Такое разделение произошло  в протерозое, когда Земля была заселена одноклеточными организмами (табл. 1).

     С начала эволюции эукариоты развивались  двойственно, то есть в них параллельно  были группы с автотрофным и гетеротрофным  питанием, что обеспечивало целостность  и значительную автономность живого мира.

     Растительные  клетки эволюционировали в сторону  уменьшения способности передвижения из-за развития жесткой целлюлозной  оболочки, но в направлении использования  фотосинтеза.

     Животные  клетки эволюционировали в сторону  увеличения способности к передвижению, а также совершенствования способов поглощать и выделять продукты переработки  пищи.

     Следующим этапом развития живого стало половое  размножение. Оно возникло примерно 900 млн лет назад.

           Дальнейший шаг в эволюции живого произошел около 700–800 млн лет назад, когда появились многоклеточные организмы с дифференцированными телом, тканями и органами, выполняющими определенные функции. Это были губки, кишечнополостные, членистоногие и т. д., относящиеся к многоклеточным животным.

   На протяжении всего протерозоя и в начале палеозоя растения населяют в основном моря и океаны. Это зеленые и бурые, золотистые и красные водоросли.

     Впоследствии  в морях кембрия уже существовали многие типы животных. В дальнейшем они специализировались и совершенствовались. Среди морских животных той поры ракообразные, губки, кораллы, моллюски, трилобиты и т. д.

     В конце ордовикского периода стали  появляться крупные плотоядные, а  также позвоночные животные.

     Дальнейшая  эволюция позвоночных шла в направлении  челюстных рыбообразных. В девоне стали появляться уже двоякодышащие  рыбы – амфибии, а затем насекомые. Постепенно развивалась нервная  система как следствие совершенствования  форм отражения.

     Особо важным этапом в эволюции форм живого являлись выход растительных и животных организмов из воды на сушу и дальнейшее увеличение количества видов наземных растений и животных. В дальнейшем именно из них и происходят высокоорганизованные формы жизни. Выход растений на сушу начался в конце силура, а активное завоевание суши позвоночными началось в карбоне.

     Переход к жизни в воздушной среде  требовал от живых организмов очень  многих изменений и предполагал  выработку соответствующих приспособлений. Он резко увеличил темпы эволюции живого на Земле. Вершиной эволюции живого стал человек.

     Жизнь в воздушной среде «увеличила»  массу тела организмов, в воздухе  не содержатся питательные вещества, воздух иначе, чем вода, пропускает свет, звук, тепло, количество кислорода  в нем выше. Ко всему этому необходимо было приспособиться. Первыми приспособившимися  к условиям жизни на суше позвоночными были рептилии. Их яйца были снабжены пищей  и кислородом для эмбриона, покрыты  твердой скорлупой, не боялись высыхания.

     Примерно 67 млн лет назад преимущество в естественном отборе получили птицы и млекопитающие. Благодаря теплокровности млекопитающих они быстро завоевали господствующее положение на Земле, что связано с условиями похолодания на нашей планете. В это время именно теплокровность стала решающим фактором выживания. Она обеспечивала постоянную высокую температуру тела и стабильность функционирования внутренних органов млекопитающих. Живорождение млекопитающих и вскармливание детенышей молоком явилось мощным фактором их эволюции, позволяющим размножаться в разнообразных условиях среды. Развитая нервная система способствовала разнообразию форм приспособления и защиты организмов.

     Произошло разделение хищно-копытных животных на копытных и хищников, а первые насекомоядные  млекопитающие положили начало эволюции плацентарных и сумчатых организмов.

     Решающим  этапом эволюции жизни на нашей планете  явилось появление отряда приматов. В кайнозое примерно 67–27 млн лет назад приматы разделились на низших и человекообразных обезьян, являющихся древнейшими предками современного человека. Предпосылки появления современного человека в процессе эволюции формировались постепенно. Сначала был стадный образ жизни. Он позволил сформировать фундамент будущего социального общения. Причем если у насекомых (пчелы, муравьи, термиты) биосоциальность вела к потере индивидуальности, то у древних предков человека, напротив, она развивала индивидуальные черты особи. Это явилось мощной движущей силой развития коллектива.

    Свой  следующий шаг эволюция жизни  сделала в образе появления человека разумного (Homo sapiens).  Именно человек разумный обладает способностью целенаправленно изменять окружающий его мир, создавать искусственные условия своего обитания и преобразовывать облик нашей планеты.

2 Идеи  эволюции живой природы

     Эволюционная  биология, как и любая другая наука, прошла длинный и извилистый путь развития. Возникали и проверялись  различные гипотезы. Большинство  гипотез не выдерживало проверки фактами, и лишь немногие из них становились  теориями, неизбежно меняясь при  этом.

     Проблема  возникновения жизни начала интересовать человека во времена античности. Разработкой  идей о происхождении живых существ  занимались такие ученые как Анаксагор, Эмпедокл, Гераклит, Ариcтотель.

     Среди них Гераклит Эфесский  известен как создатель концепции вечного  движения и изменяемости всего существующего. По его представлениям организмы сформировались из первоначального хаоса в процессе случайного соединения отдельных структур, причем неудачные варианты (уроды) погибали, а гармоничные сочетания сохранялись . Автор атомистической концепции строения мира Демокрит полагал, что организмы могут приспосабливаться к изменениям внешней среды. Наконец, Тит Лукреций Кар в своей знаменитой поэме «О природе вещей» высказал мысли об изменяемости мира и самозарождении жизни.

     Из  философов античности наибольшей известностью и авторитетом среди натуралистов в последующие эпохи пользовался  Аристотель (384-322 до н.э.). Аристотель не поддерживал идею изменяемости окружающего мира. Его мысли о единстве плана строения высших животных (сходство строения соответствующих органов у разных видов было названо «аналогией»), о постепенном усложнении («градации») строения в ряду организмов.

     Эпоха Поздней античности и особенно последовавшая  за ней эпоха Средневековья стали  временем затянувшегося почти на полторы тысячи лет застоя в развитии естественно - исторических представлений. Господствовавшие догматические формы  религиозного мировоззрения не допускали  идеи изменяемости мира. Соответствующие  представления античных философов были преданы забвению. Возможности для развития эволюционных идей появились лишь после эпохи Возрождения (XV-XVI вв.), когда европейская наука сделала значительные шаги вперед в познании окружающего мира.

По  мере развития науки стали накапливаться данные, противоречащие идеям античности. Были найдены ископаемые остатки древних животных и растений, сходных с современными, но в то же время отличающихся от них по многим особенностям строения. Это могло свидетельствовать о том, что современные виды – это измененные потомки давно вымерших видов. Обнаружилось удивительное сходство в строении и в особенностях индивидуального развития разных видов животных. Это сходство указывало на то, что разные виды в далеком прошлом имели общих предков.

     Идея эволюции живой природы возникла в Новое  время как противопоставление креационизму (от лат. "созидание") - учению о  сотворении мира богом из ничего и  неизменности созданного творцом мира. Креацианизм как мировоззрение  сложился в эпоху поздней античности и в Средневековье и занял  господствующие позиции в культуре.

     Фундаментальную роль в мировоззрении того времени играли также идеи телеологии - учения, по которому все в природе устроено целесообразно и всякое развитие является осуществлением заранее предопределенных целей. Телеология приписывает процессам и явлениям природы цели, которые или устанавливаются богом (Х.Вольф), или являются внутренними причинами природы (Аристотель, Лейбниц).

    В преодолении идей креацианизма и  телеологии важную роль сыграла концепция  ограниченной изменчивости видов в  пределах относительно узких подразделений (от одного единого предка) под влиянием среды - трансформизм. Эту концепцию  сформулировал выдающийся естествоиспытатель 18 века Жорж Бюффон.

     Трансформизм в основе своей имеет представления об изменении и превращении органических форм, происхождении одних организмов от других. Среди естествоиспытателей и философов-трансформистов 17 и 18 веков наиболее известны Р.Гук, Ж.Ламетри, Д.Дидро, Э.Дарвин,И.Гете,Э.Сент-Илер. Все трансформисты признавали изменяемость видов организмов под действием изменений окружающей среды.

     В становлении идеи эволюции органического  мира существенную роль сыграла систематика - биологическая наука о разнообразии всех существующих и вымерших организмов, о взаимоотношениях и родственных  связях между их различными группами (таксонами). Основными задачами систематики  являются определение путем сравнения  специфических особенностей каждого  вида и каждого таксона более  высокого ранга, выяснение общих  свойств у тех или иных таксонов. Основы систематики заложены в трудах Дж. Рея (1693) и К. Линнея (1735). 

     Шведский естествоиспытатель 18 века Карл Линней впервые последовательно применил бинарную номенклатуру и построил наиболее удачную искусственную классификацию растений и животных. В качестве основы классификации Линней принял вид, который он рассматривал как реальную и элементарную единицу живой природы. Он описал около 10 тыс. видов растений (в том числе 1500 видов, открытых им самим) и 4200 видов животных. Близкие виды ученый объединил в роды, сходные роды — в отряды, а отряды — в классы.