Теории эволюции органического мира

     Разработанная система была построена по принципу сходства, но она имела иерархическую структуру и наводила на мысль о родстве между близкими видами живых организмов. Анализируя эти факты, ученые приходили к выводу об изменяемости видов. Такие взгляды высказывали в XVIII в. и в начале XIX в. Ж. Бюффон, В. Гете, К. Бэр, Эразм Дарвин. Однако ни один из этих ученых не предложил удовлетворительного объяснения, почему и как менялись виды.    

     Таким образом, в 17-18 веках возникала идея исторических изменений наследственных признаков организмов, необратимого исторического развития живой природы - идея эволюции органического мира.  Эволюция - от лат. "развертывание" - историческое развитие природы.

     В ходе эволюции,

     1)Возникают новые виды, т.е. увеличивается разнообразие форм организмов.

      2)Организмы адаптируются, т.е. приспосабливаются к изменениям условий внешней среды.

      3)В результате эволюции постепенно повышается общий уровень организации живых существ: они усложняются и совершенствуются. 

     Переход от представления о трансформации видов к идее эволюции, исторического развития видов предполагал:

1) Рассмотрение процесса образования видов в его истории, учет конструктивной роли фактора времени в историческом развитии организмов,

2) Развитие идей о возникновении качественно нового в таком историческом процессе.

     Переход от трансформизма к эволюционизму в биологии произошел на рубеже 18-19 веков.  Первые эволюционные теории были созданы двумя великими учеными 19 века - Ж.Ламарком и Ч.Дарвином.

     Жан Батист Ламарк и Чарльз Роберт Дарвин создали эволюционные теории, которые противоположны по строю, характеру аргументации, основным выводам. Их исторические судьбы также сложились по-разному. Теория Ламарка не получила широкого признания современников, в то время как теория Дарвина стала основой эволюционного учения. В настоящее время и дарвинизм, и ламаркизм продолжают оказывать влияние на научные концепции, хотя и по-разному.

     Для направлений в эволюционном учении, которые рассматривают историческое развитие живой природы как прямое приспособление организмов к среде обитания, используется общее название - эктогенез (от греч. слов "вне, снаружи" и "возникновение, образование").

     Учения, объясняющие эволюцию организмов действием только внутренних нематериальных факторов ("принципом совершенствования", "силой роста" и др.), объединяются общим названием - автогенез. Рассматривают эволюцию живой природы как процесс, независимый от внешних условий, направляемый и регулируемый внутренними факторами. Автогенез противоположен эктогенезу.

     Автогенез близок витализму - совокупности течений в биологии, согласно которым жизненные явления объясняются присутствием в организмах нематериальной сверхъестественной силы ("жизненная сила", "душа"), управляющей этими явлениями.  Витализм объясняет жизненные явления действием особого нематериального начала.

      По-своему идея эволюции органического мира развивалась в теории катастроф. Фр. биолог Жорж Кювье писал: 

     "Жизнь не раз потрясала на нашей земле страшными событиями. Бесчисленные живые существа становились жертвой катастроф: одни, обитатели суши, были поглощаемы потопами, другие, населявшие недра вод, оказывались на суше вместе с внезапно приподнятым дном моря, сами их расы навеки исчезали, оставив на свете лишь немногие остатки, едва различимые для натуралистов". 

     Кювье стал основателем теории катастроф - концепции, в которой идея биологической эволюции выступила как производная от более общей идеи развития глобальных геологических процессов. 

     3 Теория эволюции Ж.Б.Ламарка 

     Свою революционную книгу Ламарк напечатал в 1809 году и назвал ее «Философия зоологии», хотя там речь идет не только о животных, но и о всей живой природе. Не следует думать, что все интересовавшиеся в то время наукой обрадовались этой книге и поняли, что Ламарк поставил перед учеными великую задачу.  

     Сущность теории Ламарка заключается в том, что животные и растения не всегда были такими, какими мы их видим теперь. В давно прошедшие времена они были устроены иначе и гораздо проще, чем теперь. Жизнь на Земле возникла естественным путем в виде очень простых организмов. С течением времени они постепенно изменялись, совершенствовались, пока не дошли до современного, знакомого нам состояния. Таким образом, все живые существа происходят от непохожих на них предков, более просто и примитивно устроенных.  

    Отчего же органический мир, или, иначе говоря, все животные и растения, не стоял неподвижно, как часы без завода, а двигался вперед, развивался, изменялся, как изменяется и теперь? Ламарк дал ответ и на этот вопрос.  

     Он приводит два основных закона эволюции.  

     «Первый закон. У всякого животного, не достигшего предела своего развития, более частое и более длительное употребление какого-нибудь органа укрепляет мало-помалу этот орган, развивает и увеличивает его и придает ему силу, соразмерную длительности употребления, между тем как постоянное неупотребление того или иного органа постепенно ослабляет его, приводит к упадку, непрерывно уменьшает его способности и, наконец, вызывает его исчезновение.    

(активно  используемый орган усиленно  развивается, а ненужный исчезает)  

     Второй закон. Все, что природа заставила особей приобрести или утратить под влиянием условий, в которых с давних пор пребывает их порода, и, следовательно, под влиянием преобладания употребления или неупотребления той или иной части (тела), — все это природа сохраняет путем размножения у новых особей, которые происходят от первых, при условии, если приобретенные изменения общи обоим полам или тем особям, от которых новые особи произошли».   

( изменения, приобретенные организмами при активном использовании одних органов и неиспользовании других, сохраняются у потомства)

     Ламарк иллюстрировал свое теоретическое построение примерами. 

     «Птица, которую влечет к воде потребность найти добычу, необходимую ей для поддержания жизни, растопыривает пальцы ног, когда хочет грести и двигаться по поверхности воды. Благодаря этим непрерывно повторяющимся движениям пальцев кожа, соединяющая пальцы у их оснований, приобретает привычку растягиваться. Так, с течением времени образовались» те широкие перепонки между пальцами ног, которые мы видим теперь у уток, гусей».

    «...Береговая птица, не любящая плавать, но которая все же вынуждена отыскивать пищу у самого берега, постоянно подвергается опасности погрузиться в ил. И вот, стремясь избегнуть необходимости окунать тело в воду, птица делает всяческие усилия, чтобы вытянуть и удлинить свои ноги. В результате длительной привычки, все особи этой породы как бы стоят на ходулях, так как мало-помалу у них образовались длинные голые ноги...» 

    «Ламарк впервые выделил два самых общих направления эволюции: 

восходящее  развитие от простейших форм жизни  ко все более сложным и совершенным  и формирование у организмов приспособлений в зависимости от изменений внешней  среды (развитие «по вертикали» и  «по горизонтали»). Как ни странно, обсуждая взгляды Ламарка, современные  биологи чаще вспоминают только вторую часть его теории (развитие приспособлений у организмов), которая была очень  близка ко взглядам трансформистов и оставляют в тени её первую часть.

    Ученый полагал, что историческое развитие организмов имеет не случайный, а закономерный характер и происходит в направлении постепенного и неуклонного совершенствования, повышения общего уровня организации, которое Ламарк назвал градацией. Движущей силой градаций Ламарк считал «стремление природы к прогрессу», изначально присущее всем организмам и заложенное в них Творцом.

      Ламарк считал, что изменения, которые растения и животные приобретают в течение жизни, наследственно закрепляются и передаются потомкам; ученые называют их модификациями.

       Ламарк был первым натуралистом, который не ограничивался отдельными допущениями изменчивости видов. Он разработал первую целостную эволюционную теорию об историческом развитии органического мира от простейших форм, которые образовались из неорганической материи, до современных высокоорганизованных видов животных и растений. 

4 Эволюционная теория Ч. Дарвина

     Несомненной заслугой Ч. Дарвина является не сама идея эволюции, а то, что именно он впервые обнаружил в природе  принцип естественного отбора и  обобщил отдельные эволюционные идеи в одну стройную теорию эволюции. В становлении своей теории Ч. Дарвин опирался на большой фактический  материал, на эксперименты и практику селекционной работы по выведению новых  сортов растений и различных пород  животных.

     Из множества разнообразных явлений живой природы явно выделяются три принципиальных фактора в эволюции живого: изменчивость, наследственность, естественный отбор.

     1. Изменчивость. Она свойственна любой группе животных и растений, организмы отличаются друг от друга во многих различных отношениях. В природе невозможно обнаружить два тождественных организма. Изменчивость является неотъемлемым свойством живых организмов, она проявляется постоянно и повсеместно.

     1) Определенная изменчивость (адаптивная модификация) – это способность всех особей одного и того же вида в каких-то определенных условиях внешней среды одинаковым образом реагировать на эти условия (пищу, климат и т. д.). Не передаются по наследству, а поэтому в своем большинстве не могут поставлять материал для органической эволюции.

     2) Неопределенная изменчивость (мутации) вызывает существенные изменения в организме в самых различных направлениях. Эта изменчивость носит наследственный характер, при этом незначительные отклонения в первом поколении усиливаются в последующих. Тоже связана с изменениями окружающей среды, но не непосредственно, как в адаптивных модификациях, а опосредованно. Решающую роль в эволюции играют именно неопределенные изменения.

     2. Постоянная численность вида. Число организмов каждого вида, появляющихся на свет, больше того числа, которое может найти пропитание и выжить; тем не менее численность каждого вида в естественных условиях остается относительно постоянной.

3. Конкурентные отношения особей. Поскольку рождается больше особей, чем может выжить, в природе постоянно происходит борьба за существование, конкуренция за пищу и места обитания.

     4. Адаптивность, приспособляемость организмов. Изменения, облегчающие организму выживание в какой-либо определенной среде, дают своим обладателям преимущества перед другими организмами, которые менее приспособились к внешним условиям и в результате погибли. Идея «выживаемости наиболее приспособленных» является главной в теории естественного отбора.

     5. Воспроизведение «удачных» благоприобретенных характеристик в потомстве. Выживающие особи дают потомство, и таким образом «удачные», позволившие выжить положительные изменения передаются последующим поколениям.

     Сущность  эволюционного процесса состоит  в непрерывном приспособлении живых  организмов к разнообразным условиям окружающей природной среды и  в появлении все более сложно устроенных организмов. Поэтому биологическая  эволюция направлена от простых биологических  форм к более сложным формам.

     Таким образом, естественный отбор, являющийся результатом борьбы за существование, есть основной фактор эволюции, направляющий и определяющий эволюционные изменения. Эти изменения становятся заметными, проходя через смену многих поколений. Именно в естественном отборе отражается одна из фундаментальных черт живого – диалектика взаимодействия органической системы и среды.

     Несомненные достоинства эволюционной теории Ч. Дарвина имели и некоторые недостатки. Она не могла объяснить причин появления у некоторых организмов определенных структур, кажущихся бесполезными; у многих видов отсутствовали переходные формы между современными животными и ископаемыми; слабым местом были также представления о наследственности. В дальнейшем обнаружились недостатки, касающиеся основных причин и факторов органической эволюции. Уже в XX в. стало ясно, что теория Ч. Дарвина нуждается в дальнейшей доработке и совершенствовании с учетом последних достижений биологической науки. Это стало предпосылкой для создания синтетической теории эволюции.

5 Синтетическая теория эволюции

     Достижения  генетики в раскрытии генетического  кода, успехи молекулярной биологии, эмбриологии, эволюционной морфологии, популярной генетики, экологии и некоторых других наук указывают на необходимость  соединения современной генетики с  теорией эволюции Ч. Дарвина. Такое  объединение породило во второй половине XX в. новую биологическую парадигму – синтетическую теорию эволюции. Поскольку она основана на теории Ч. Дарвина, ее называют неодарвинистской.

     Эту теорию рассматривают как неклассическую биологию. СТЭ позволила преодолеть противоречия между эволюционной теорией и генетикой.

     Основные  идеи СТЭ были заложены русским генетиком С. Четвериковым в 1926 г. в трудах по популярной генетике. Эти идеи были поддержаны и развиты американскими генетиками Р. Фишером, С. Райтом, английским биологом и генетиком Д. Холдейном и современным русским генетиком Н. Дубининым.

     Основной  предпосылкой для синтеза генетики с теорией эволюции стали биометрические и физико-математические подходы  к анализу эволюции, хромосомная  теория наследственности, эмпирические исследования изменчивости природных  популяций и др.

     Опорная точка СТЭ – представление  о том, что элементарной составляющей эволюции является не вид (по Дарвину) и не особь (по Ламарку), а популяция. Именно она есть целостная система взаимосвязи организмов, обладающая всеми данными для саморазвития. Отбору подвергаются не какие-нибудь отдельные признаки или особи, а вся популяция, ее генотип. Однако этот отбор осуществляется посредством изменения фенотипических признаков отдельных особей, что приводит к появлению новых признаков при смене биологических поколений.