Реферат Развитие теории эволюции
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Муниципальное общеобразовательное учреждение
Средняя общеобразовательная школа №15
М.О., г. Королев
––––––––––––––––––––––––––––––
Реферат на тему:
РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ
Работу выполнил: Бочаров Дмитрий Дм. 11"Б"
2003 год.
Содержание:
I)
Краткая история эволюционной теории до
XVIII
века. 3
Эволюционные представления
в древности. 3
Упадок
знаний
в Средневековье. 3
Распространение идей эволюционизма
в эпохи Возрождения и Просвещения. 4
II)
Карл Линней 6
Система Карла Линнея: 7
Понятие о виде. 7
Номенклатура. 7
Систематика животных. 8
Систематика растений. 8
Искусственность систематики Линнея. 9
Нововвдедения Линнея. 9
Взгляды Линнея на природу. 9
Ш) Жан Батист Ламарк 11
1. Ламарк об историческом развитии органической природы. 12
Понятие градации 12
2. Законы Ламарка. 14
· "Закон упражнения и неупражнения органов". 14
· "Закон наследования приобретенных признаков" 15
3. Происхождение человека. 16
4. Выводы. 16
IV)
Жизнь и научная деятельность Чарльза Дарвина. (1809—1882). 18
· Изменчивость и наследственность. 20
· Искусственный отбор. 22
· Борьба за существование. 24
· Естественный отбор. Формы естественного отбора. 26
V)
Учение Мичурина — новый этап развития дарвинизма. 30
· Три этапа творческой деятельности И. В. Мичурина. 31
VI)
Список использованной литературы. 33
Краткая история эволюционной теории до
XVIII
века.
Эволюционные представления
в древности.
Идея развития живой природы — идея эволюции — прослеживается в трудах древних материалистов Индии, Китая, Месопотамии, Египта, Греции. Еще в начале 1 тысячелетия до н. э. в Индии существовали философские школы, которые отстаивали идеи развития материального мира (в том числе и органического) из «праматерии». В еще более древних текстах Аюр-вед утверждается, что человек произошел от обезьян, живших около 18 млн. лет назад (при переводе на современное летоисчисчеление на материке, объединявшем Индостан и юго-восточную Азию. Примерно 4 млн. лет назад предки современных людей, якобы, перешли к коллективному добыванию пищи, что дало им возможность делать запасы. Современный человек, по этим представлениям, появился немного менее 1 млн. лет назад. Конечно, это были лишь гениальные догадки, основанные на прекрасном знании анатомии человека и животных.
В Китае за 2 тыс. лет до н. э. проводилась селекция крупного рогатого скота, лошадей и декоративных растений. В конце 1 тысячелетия до н. э. там существовала классификация растений (косточковые, стручковые, сочные, стелющиеся, кустарники и т. п.). В это же время в Китае были распространены учения о возможности превращения одних живых существ в процессе эволюции в другие. Тесные связи стран Древнего мира сделали эти знания достоянием философов стран Средиземноморья, где они получили дальнейшее развитие. У Аристотеля (IV в. до н. э.) уже встречаемся стройная система взглядов о развитии живой природы, основанная на анализе общего плана строения высших животных, гомологии и корреляции органов. Фундаментальные произведения Аристотеля «О частях животных», «История животных», «О возникновении животных» оказали большое влияние на последующее развитие биологии.
Однако, несмотря на внешнюю близость древних и наших представлений, взгляды древних мыслителей носили характер отвлеченных умозрительных доктрин.
Упадок
знаний
в Средневековье.
После почти двухтысячелетнего развития знаний в Древнем мире— Китае, Индии, Египте, Греции — в Европе на много веков наступает мрачное средневековье, «темная ночь для естествознания». Людей сжигали на кострах не только за высказывание идеи развития природы, но и за чтение книг древних естествоиспытателей и философов. Насильственное внедрение веры в науку превращает последнюю в придаток религии.
На все развитие мира церковным учением отводилось около 6 тыс. лет, столетиями сохраняется как официальная точка зрения о сотворении мира господом-богом за 4004 года до н. э. Изучение природы было фактически запрещено; сотни талантливых ученых, тысячи и тысячи древних книг были уничтожены за это время. Только в Испании на кострах инквизиции было сожжено около 35 тыс. человек и более 300 тыс. подвергнуты пыткам. Последний официальный костер инквизиции горел в 1826 г. Конечно, и в эти годы шло накопление естественнонаучных знаний (в монастырях и университетах).
Распространение идей эволюционизма
в эпохи Возрождения и Просвещения.
На смену Средневековью приходит эпоха Возрождения (XV—-XVI вв.). С ее наступлением вновь получают распространение сочинения античных натуралистов. Книги Аристотеля и других античных авторов попадают в европейские страны из Северной Африки и Испании в переводах с арабского. В результате развития торговли и мореплавания быстро растут знания о многообразии органического мира, происходит инвентаризация флоры и фауны. В XVI в. появляются первые многотомные описания животного и растительного мира, блестящих успехов достигает анатомия, В XVII в. У. Гарвей создает учение о кровообращении, а Р. Гук, М.. Мальпиги и другие закладывают основы микроскопии и изучения клеточного строения организмов. Растущие естественнонаучные знания нуждались в систематизации и обобщении. Первый этап процесса систематизации биологических знаний завершается в XVIII в. работами великого шведского естествоиспытателя К. Линнея (1707—1778).
Идеи эволюции начинают все отчетливее прослеживаться в трудах натуралистов и философов. Еще Г. Лейбниц (1646—1716) провозгласил принцип градации живых существ и предсказал существование переходных форм между растениями и животными. Принцип градации в дальнейшем был развит в представлении о «лестнице существ», которая для одних стала выражением идеальной непрерывности в строении, а для других — доказательством превращения, эволюции живой природы. В 1749 г. начинает выходить многотомная «Естественная история» Ж. Бюффона, в которой он обосновывает гипотезу о прошлом развитии Земли. По его мнению, она охватывает 80—90 тыс. лет, но лишь в последние периоды на Земле появляются из неорганических веществ живые организмы: сначала растения, потом животные и человек. Ж. Бюффон видел доказательство единства происхождения в плане строения животных и объяснял сходство близких форм их происхождением от общих предков.
Идея эволюции заложена и в трудах энциклопедиста Д. Дидро (1713—1784): мелкие изменения всех существ и длительность времени существования Земли могут объяснить возникновение разнообразия органического мира. П. Мопертюи (1698—1759) высказывает гениальные догадки о корпускулярной природе наследственности, эволюционной роли уничтожения форм, не -приспособленных к существованию, значении изоляции в развитии новых форм. Дед Ч. Дарвина Э. Дарвин (1731 —1802) в поэтической форме утверждает принцип единства происхождения всех живых существ, указывает, что органический мир развивался миллионы лет. К. Линней в последние годы жизни также приходит к признанию эволюции, считая, что близкие виды внутри рода развились естественным путем, без участия божественной силы.
Во второй половине XVIII в. эпоха Просвещения доходит и до России: в той или иной форме эволюционные взгляды характерны для таких естествоиспытателей, как М. В. Ломоносов, К. Ф. Вольф, П. С. Паллас, А. Н. Радищев. М. В. Ломоносов в трактате «О слоях земных» (1763) писал — «...напрасно многие думают, что все как мы видим, сначала творцом создано...».
Характеризуя развитие эволюционной мысли в эту эпоху, можно сказать, что в это время происходит интенсивное накопление естественнонаучного материала. Наиболее прозорливые исследователи пытаются перейти от простого описания имеющегося в природе материала к объяснению возникновения разнообразных форм. В XVIII в. наблюдается все обостряющаяся борьба старых идей креационизма (как концепции сотворения мира) и новых — эволюционных идей.
Карл Линней
Родился Карл Линней 23 мая 1707 г. в семье сельского священника. Мать Карла с детства воспитала в нем любовь ко всему живому, особенно — к цветам.
Но к школьным занятиям будущий президент Шведской академии наук оставался весьма равнодушен. Никак не давался ему латинский язык. Учителя говорили, что образование, видно, мальчику не по плечу — лучше обучить его какому-нибудь ремеслу. Разгневанный отец решил отдать Карла на выучку к сапожнику.
И ждала бы Лийнея карьера сапожных дел мастера, если бы знакомый врач не уговорил отца мальчика позволить ему изучать медицину. Кроме того, он помог Карлу закончить гимназию.
Медицину и биологию Карл изучал в университетах шведских городов Лунд и Упсала. Жил он в студенческие годы бедно.
Когда Карлу исполнилось 25 лет, руководство Упсальского университета предложило ему отправиться в научное путешествие по северной Скандинавии — Лапландии, чтобы исследовать её природу. Весь свой багаж он нёс на плечах. Во время этого путешествия он питался чем придётся, едва выбирался из болотных топей, сражался с комарами. А один раз столкнулся с противником посерьёзнее — разбойником, который чуть не убил его. Невзирая на все препятствия, Линней собирал образцы растений Лапландии.
На родине Линнею не удавалось найти себе постоянной работы по специальности, и на несколько лет он переехал в Голландию, где заведовал одним из лучших ботанических садов страны.
Здесь он получил учёную степень доктора, здесь в 1735 г. вышла в свет его самая известная работа «Система природы». При жизни Линнея вышло 12 изданий этой книги. Всё это время Линней постоянно дополнял её и увеличил её объём с 14 страниц до 3 томов.
Понятие о виде.
Чтобы «разложить по полочкам» огромное количество описаний растений и животных, необходима была какая-то единица систематики. Такой единицей, общей для всего живого, Линней считал вид. Видом Линней назвал группу особей сходных между собой, как дети одних родителей и их дети. Вид состоит из множества похожих особей, дающих плодовитое потомство. Например, лесная малина - это один вид, костяника другой, морошка третий вид растений. Все кошки домашние составляют один вид, тигры - другой, львы - третий вид животных. Следовательно, Весь органический мир состоит из различных видов растений и животных. Вся живая природа состоит как бы из отдельных звеньев - видов.
Линней открыл и описал около 1500 видов растений и свыше 400 видов животных, он распределил все виды растений и животных по крупным группам - классам, каждый класс он разбил на отряды, каждый отряд на роды. Каждый род Линней составил из сходных видов.
Номенклатура.
Давать названия видам Линней стал на той самой латыни, которая так плохо давалась ему в школьные годы. Латынь была в то время международным языком науки. Тем самым Линней разрешил сложную проблему: ведь когда названия давались на разных языках, под многими наименованиями мог описываться один и тот же вид.
Очень важной заслугой Линнея стало введение в практику двойных названий видов (бинарной номенклатуры). Каждый вид он предложил называть двумя словами. Первое — название рода, куда входят близкие виды. Например, лев, тигр, кошка домашняя относятся к роду Felis (Кошка). Второе слово — название собственно вида (соответственно Felis leo, Felis tigris, Felis do-mestica). Точно так же виды Ель европейская и Ель тянь-шань-ская (голубая) объединяются в род Ель, виды Заяц-беляк и Заяц-русак — в род Заяц. Благодоря двойной номенклатуре выявляется сходство, общность, единство видов, образующих один род.
Систематика животных.
Линней разделил животных на 6 классов:
1. Млекопитающие
2. Птицы
3. Амфибии (в этот класс он поместил земноводных и пресмыкающихся)
4. Рыбы
5. Насекомые
6. Черви.
В число «червей» попали и моллюски, и медузы, и разнообразные черви, и все микроорганизмы (последних Линней объединил в один-единственный род — Хаос инфузориум).
Человека (которого он окрестил «человеком разумным», Homo sapiens) Линней довольно смело для своего времени поместил в класс млекопитающих и отряд приматов вместе с обезьянами. Он сделал это за 120 лет до Ч. Дарвина. Он не считал, что человек произошёл от других приматов, но видел большое сходство в их строении.
Систематика растений.
К систематизации растений Линней подошёл более детально, чем к систематизации животных. Среди растений он выделил 24 класса. Линней понимал, что самая существенная и характерная часть растения — цветок. К 1-му классу он отнёс растения с одной тычинкой в цветке, ко 2-му — с двумя, к 3-му — с тремя и т.д. Грибы, лишайники, водоросли, хвощи, папоротники — в общем все, лишённые цветков, оказались в 24-м классе («тайнобрачных»).
Искусственность систематики Линнея.
Система растений и животных Линнея была во многом искусственна. Далекие друг от друга растения (например, морковь и смородина) оказались в одном классе только потому, что их цветки имеют одинаковое колличество тычинок. Многие родственные растения оказались в разных классах. Систематика Линнея искусственна, еще и потому что помогала распознавать растения и животных, но не отражала ход исторического развития мира.
Линней осознавал этот недостаток своей системы. Он считал, что будущие натуралисты должны создать естественную систему растений и животных, которая должна учитывать все особенности организмов, а не один-два признака. Пытаясь разработать естественную систему растений, Линней убедился в том, что наука того времени не рапологает необходимыми для этого знаниями.
Несмотря на искусственность, система Линнея сыграла положительную роль в биологии. Предложенные Линнеем систематические подразделения и двойная номенклатура прочно вошли в науку и применяются в современной ботанике и зоологии. Позже были введены в употребление еще два подразделения:
1. Тип - высшее подразделение, объединяющее сходные классы;
2. Семейство - объединяющее сходные роды
Нововвдедения Линнея.
Карл Линней провел реформу ботанического языка. Он впервые предложил такие названия растений как: венчик, пыльник, нектарник, завязь, рыльце, тычиночная нить, цветоложе, околоцветник. Всего К. Линней ввел в ботанику примерно тысячу терминов.
Взгляды Линнея на природу.
Наука в то время находилась под влиянием религии. Линней был идеалист, он утверждал, сто в природе сущемтвует столько видов растений и животных, "сколько различных форм произвел в начале мира всемогущий". Линней считал, что виды растений и животных не изменяются; они сохранили свои особенности "с момнта сотворения". По Линнею, каждый современный вид является потомством первоначального созданной богом родительской пары. Каждый вид размножается, но сохраняет, по его мнению, в неизменном виде все особенности этой прародительской пары.
Как хороший наблюдатель, Линней не мог не видеть противоречия между представлениями о полной неизменности растений и животных с тем, что наблюдается в природе. Он допускал образование внутри вида разновидностей благодаря влиянию на организмы перемены климата и других внешних условий.
Идеалистическое и метафизическое учение о сотворении и неизменности видов господствовало в биологии до начала XIX в., пока не было опровергнуто в результате открытия многих доказательсв эволюции.
ЖАН БАТИСТ ЛАМАРК
первым биологом, попытавшимся создать
стройную и целостную теорию эволюции живого
мира. Не оценённая современниками, полвека
спустя его теория стала предметом горячих дис
куссий, которые не прекратились и в наше
время.
Жан Батист Пьер Антуан де Моне, шевалье де Ламарк, родился 1' августа 1744 г. в местечке Базантен, в семье небогатых дворян. Родители хотели сделать его священником, но в 16 лет Ламарк оставил иезуитский колледж и пошёл добровольцем в действующую армию. В сражениях он проявил незаурядную храбрость и дослужился до звания офицера.
В возрасте 24 лет Ламарк оставил военную службу и приехал в Париж, чтобы учиться медицине. Во время обучения его увлекли естественные науки, особенно ботаника. Таланта и старания молодому учёному было не занимать, и в 1778 г. он выпустил трёхтомный труд «Французская флора». Книга принесла ему известность, он вошёл в число крупнейших французских ботаников. Пять лет спустя Ламарка избрали членом Парижской академии наук.
В 1789—1794 гг. во Франции разразилась великая революция, которую Ламарк встретил с одобрением. Она коренным образом изменила судьбу большинства французов. Грозный 1793 год резко изменил и судьбу самого Ламарка. Старые учреждения закрывались или преобразовывались. Королевский ботанический сад, где работал Ламарк, был преобразован в Музей естественной истории. Ламарку предложили оставить занятия ботаникой и возглавить кафедру «естественной истории насекомых и червей». Теперь бы её назвали кафедрой зоологии беспозвоночных.
Нелегко было почти 50-летнему человеку менять специальность» но упорство учёного помогло преодолеть все трудности. Ламарк стал таким же знатоком в области зоологии, каким был в области ботаники.
Ламарк увлечённо взялся за изучение беспозвоночных животных (кстати, именно он в 1796 г. предложил назвать их «беспозвоночными»). С 1815 по 1822 г. выходил в свет капитальный семитомный труд Ламарка «Естественная история беспозвоночных». В нём он описал все известные в то время роды и виды беспозвоночных. Линней разделил их только на два класса (червей и насекомых), Ламарк же выделил среди них 10 классов. (Современные учёные, заметим, выделяют среди беспозвоночных более 30 типов.)
Ламарк ввёл в обращение и ещё один термин, ставший общепринятым, — «биология» (в 1802 г.).
Но самым важным трудом Ламарка стала книга «Философия зоологии», вышедшая в 1809 г. В ней он изложил свою теорию эволюции живого мира.
Ламарк об историческом развитии органической природы.
Основой воззрений Ламарка, как уже говорилось, стало положение о том что материя и законы ее развития были созданы творцом. Ламарк проанализировал сходства и различия между живой и неживой материей и перечислил их. Важнейшим из таких отличий является способность реагировать на внешние раздрожители. Ламарк осозновал что живая материя устроена гораздо сложнее чем мертвая, но все же не признавал за ней способности к жизни. По его мнению причина жизни лежит не в самом живом теле, а во вне его.
Ламарк ввел понятие градации - внутреннем " стремлении к совершенствованию ", присущем всему живому; действием этого фактора эволюции определяется развитие живой природы, постепенное, но неуклонное повышение организации живых существ - от простейших до самых совершенных. Результат градации - одновременное существование в природе организмов разной степени сложности, как бы образующих иерархическую лестницу существ. Градация легко прослеживается при сравнении представителей крупных систематических категорий организмов (например, классов) и на органах, имеющих первостепенное значение. Считая градацию отображением основной тенденции развития природы, насажденной " верховным творцом всего сущего, Ламарк пытался, однако, дать этому процессу и материалистическую трактовку: в ряде случаев он связывал усложнение организации с действием флюидов, проникающих в организм из внешней среды.
Другой фактор эволюции, по Ламарку, - постоянное влияние внешней среды, приводящее к нарушению правильной градации и обуславливающее формирование всего многообразия приспособлений организмов к окружающим условиям. Изменение среды - основная причина видообразования; пока среда неизменна, виды сохраняют постоянство; если в ней произошел сдвиг, виды изменяются.
Жизнь, по мнению Ламарка, может самопроизвольно зарождатся на Земле и продолжает зарождаться в настоящее время. В 17 веке существовали представления что для самозарождения мышей необходима темнота и зерно, а для самозарождения червей гнилое мясо. Однако успехи науки 18 века опровергли такие воззрения. Было замечено что черви в мясе не заводятся если его предварительно не поситили мухи и.т.п.
Тем неменее Ламарк полагает что глисты и кишечнополостные все же могут самозарождатся. Однаклеточные по его мнению способны к самозарождению абсолютно точно. Он считает что никто не может доказать того что все однаклеточные образовались только в результате деления других одноклеточных, а не зародились сами под влиянием тепла, влаги и электричества. По его мнению такое самозарождение происходит в природе постоянно.
Далее Ламарк предпологает, что все животные и растения имеющие более высокую организацию, чем одноклеточные, появились в результате долговременного развития живых организмов.
Все организмы были поделены Ламарком на 14 классов и размещены на «лестнице существ» в следующем порядке:
Ступень 1: классы Инфузурии и Полипы
Ступень 2: Лучистые и Черви
Ступень 3: Насекомые и Паукообразные
Ступень 4: Ракообразные и Кольчецы
Ступень 5: Усоногие и Моллюски
Ступень 6: Рыбы, Рептилии, Птицы и Млекопитающиеся.
«Лестница существ» отображает эволюцию животного мира, а не статичную его картину, показывающую усложнение организации материи ( как это было до Ламарка). Каждый последующий класс произошел из предшествующего и обладает более сложной организацией чем тот. Резкие скачки сложности организации, то есть то что сейчас называется араморфозом, были названы Ламарком градациями. По его мнению они вызваны внутренним стремлением живой материи к усложнению организации, такое стремление к совершенство является свойством материи, заложенным в нее создателем. Эти скачки происходят не в одночасье, на то что-бы они произошли требуется очень много времени.
Законы Ламарка.
А. "Закон упражнения и неупражнения органов".
“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”.
Этот закон можно назвать законом изменчивости, в нем Ламарк акцентирует внимание на том, что степень развития того или иного органа зависит от его функции, интенсивности упражнения, что в большей мере способны изменяться молодые животные, которые еще развиваются. Ученый выступает против метафизического объяснения формы животных как неизменной, созданной для определенной среды. Вместе с тем Ламарк переоценивает значение функции и считает, что упражнение или неупражнение органа является важным фактором в изменении видов.
Упражнение органов происходит в результате того, что к ним под воздействием воли животного происходит усиленный приток «жидкостей». Например предку жирафа необходимо достать листву с высокого дерева, он пытается вытянуть шею, туда притекают «жидкости» и шея немного удленяется, этот признак передается по наследству. Если необходимость в удленение шеи происходит и потомков, то шея у животных в течении ряда поколений удленяется очень сильно. Органы могут и появлятся в результате такого притока жидкостей под влиянием воли животных, как например рога у оленей. Если органы не упражняются, как глаза у крота, то приток жидкостей к ним замедляется и органы постепенно отрафируются.
Такое направление притока «жидкостей» возможно лишь у высокоорганизованных животных. У низших животных и растений изменеие органов возможно только непосредственно под воздействием внешних условий, например как изменение формы листьев у водного лютика под водой и над водой.
Б. "Закон наследования приобретенных признаков"
“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”.
Второй закон можно назвать законом наследственности; следует обратить внимание на то, что наследование индивидуальных изменений Ламарк связывает с длительностью влияния условий, которые обусловливают эти изменения, и вследствие размножения усилением их в ряде поколений. Необходимо подчеркнуть и то обстоятельство, что Ламарк одним из первых анализирует наследственность как важный фактор эволюции. Вместе с тем следует заметить, что положение Ламарка о наследовании всех приобретенных при жизни признаков было ошибочным: дальнейшие исследования показали, что в эволюции решающее значение имеют только наследственные изменения.
Положения этих двух законов Ламарк распространяет и на проблему происхождения пород домашних животных и сортов культурных растений, а также использует их при объяснении животного происхождения человека. Не имея достаточного фактического материала, при низком еще уровне изученности этих вопросов Ламарк не сумел дойти до правильного понимания явлений наследственности и изменчивости.
Происхождение человека.
Исходя из положений об эволюции органического мира Ламарк предпринял попытку раскрыть тайну происхождения человека от высших “четвероруких обезьян” их постепенным превращением в течение длительного времени. Дале— 'кие предки человека перелили от жизни на деревьях к наземному способу существования, положение их тела стало вертикальным. В новых условиях в связи с новыми потребностями и привычками произошла перестройка органов и систем, в том числе черепа, челюстей. Так из четвероруких образовались двурукие существа, которые вели стадный образ жизни. Они захватили более удобные места для существования, быстро размножались и вытесняли другие породы. В многочисленных группах возникла необходимость в общении, которое сначала осуществлялось, с помощью мимики, жестов, возгласов. Постепенно возникли членораздельный язык, а затем и умственная деятельность, психика. Ламарк подчеркивал важное значение руки в становлении человека.
Таким образом, Ламарк рассматривает человека как часть природы, показывает ее анатомо-физиологическое сходство с животными и отмечает, что развитие тела человека подчиняется тем же законам, по которым развиваются и другие живые существа.” Свою гипотезу естественного происхождения человека Ламарк излагает в форме предположений, чтобы по цензурным мотивам прикрыть материалистическую сущность своих смелых мыслей.
Выводы.
Ламарк был первым натуралистом, который не ограничивался отдельными допущениями изменчивости видов. Он смело восстал против креационизма, метафизики и последовательно разработал первую целостную эволюционную теорию об историческом развитие органического мира от простейших форм, которые образовались из неорганической материи, до современных высокоорганизованных видов животных и растений. С позиций своей теории он рассматривал и происхождение человека.
Ламарк подробно анализирует предпосылки эволюции (изменчивость, наследственность), рассматривает главные направления эволюционного процесса (градации классов и многообразие в пределах класса как следствие изменчивости), пытается установить причины эволюции.
Ламарк успешно для своего времени разработал проблему изменчивости видов под влиянием естественных причин, показал значение времени и условий внешней среды в эволюции, которую рассматривал как проявление общего закона развития природы.
Заслугой Ламарка является и то, что он первым предложил генеалогическую классификацию животных, построенную на принципах родственности организмов, а не только их сходства.
Жизнь и научная деятельность Чарльза Дарвина. (1809—1882)
Ч. Дарвин жил в эпоху бурного общественного развития, когда естествознание было на подъеме, в науке осуществлялись важные открытия. Он не имел систематического биологического образования (два года учился на медицинском факультете в Эдинбурге, а затем перешел в Кембриджский университет, где в 1831 г. закончил богословский факультет), но очень увлекался естественными науками, целеустремленно изучал специальную литературу, занимался коллекционированием, охотой, принимал участие в экспедициях по исследованию геологии, фауны, флоры отдельных районов Англии, наблюдал, записывал виденное и старался дать ему рациональное объяснение. Он сблизился с такими известными учеными, как зоолог Р. Грант, ботаник Дж. Генсло, геолог А. Сэджвик. И не удивительно, что когда возникла необходимость рекомендовать опытного натуралиста в состав экспедиции, Генсло назвал именно Дарвина, который имел достаточные естественнонаучные знания и навыки полевого исследователя.
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 Галапагосов. 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 атом 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 Дарвиным 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 растении 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 (ниатский 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).
·
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.
Дарвил писал: “Выражаясь метафорически, можно сказать, что .естественный отбор ежедневно, ежечасно расследует по всему свету мельчайшие изменения, отбрасывая дурные, сохраняя и слагая хорошие, работая неслышимо, 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 зтап 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 псрпых 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.
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).
·
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.
Дарвил писал: “Выражаясь метафорически, можно сказать, что .естественный отбор ежедневно, ежечасно расследует по всему свету мельчайшие изменения, отбрасывая дурные, сохраняя и слагая хорошие, работая неслышимо, 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 зтап 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 псрпых 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.
