ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ

<

112314 2119 1 ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИВсегда ли формы жизни были такими, какими мы их наблюдаем сегодня, или в течение веков они прошли длительный путь развития? — вот вопрос, который возникает у каждого, кто видит такое многообразие живых существ.

С древних времен люди по-разному на него отвечали. Согласно библейской книге «Бытие», «Бог в третий день сотворил растительный мир: траву, сеющую семя, дерево плодовитое, приносящее по роду своему плод, в котором семя его на земле». На пятый день «сотворил Бог рыб больших и всякую душу животных пресмыкающихся, которых произвела вода, по роду их, и всякую птицу пернатую по роду ее». На шестой день Он создал «зверей земных по роду их, и скот по роду его, и всех гадов земных по роду их» (Быт. 1:11,21,25).

Чрезвычайная сложность строения и наблюдаемая целесообразность поведения живых организмов приводили многих к мнению о том, что жизнь — это нечто большее, чем просто физическое и химическое явление. Живые существа, по сравнению с объектами неживой природы, обладают рядом отли-чительных свойств, благодаря которым достигается вполне определенная цель. В этой связи еще с древних времен возникла идея: хотя живые существа и материальны, но живую материю, видимо, «одушевляет» некий нематериальный фактор. Такой точки зрения придерживались и придерживаются многие люди разных религиозных и философских убеждений. Данная точка зрения лежит в основе витализма — течения в биологии, признающего наличие в организмах нематериальной сверхъестественной силы («жизненной силы», «души» и др.), управляющей жизненными явлениями.

Результаты современных экспериментов показывают, что фундаментальные законы природы — законы сохранения массы и энергии — в живых системах выполняются в пределах точности эксперимента. При окислении сахаров, жиров или белков в организме высвобождается то же количество энергии, что и при превращении их в лабораторных условиях? ив таком смысле организм человека или животного подобен неживой химической системе. При этом ясно, что если и существует некая «жизненная сила», присущая только живой материи, то она по природе своей не способна нарушить основополагающие законы — законы сохранения, массы и энергии. Можно констатировать и более сильное утверждение: многочисленные опыты показывают, что в биологических системах ни один закон физики и химии не нарушается. Однако из этого утверждения поспешно делать вывод: живые системы подчиняются только законам физики и химии.

Характеризуя отличия живого от неживой материи, кроме уже упомянутой целесообразности, следует назвать и осмысленность действий живых систем. Смысл не может существовать в форме, полностью бестелесного «духа». Он исчезает, если не воплощен) в некоторой материальной системе, включающей, например, вполне определенную конфигурацию нервных связей в мозгу. В то же время смысл может не зависеть от конкретной физической системы его реализации. Например, исходящий от человека смысл одного и того же лозунга не зависит от технических средств его воспроизведения.

Итак, с весьма большой степенью осторожности можно утверждать: живое — это материальная система, наделенная свойством целесообразности. Конечно, данное утверждение не претендует на полное исчерпывающее определение живых систем, и, безусловно, с развитием естествознания и науки в целом оно непременно будет конкретизироваться, дополняться и, следовательно, видоизменяться.

С древних времен существует представление о постепенном видоизменении живых форм. Эту мысль достаточно определенно выразил древнегреческий философ Эмпедокл, живший в V в. до н.э. И все же на протяжении многих веков представление о неизменности форм органического мира оставалось господствующим, и причина этого, скорее всего, в том, что человек, по меткому выражению Чарлза Дарвина (1809—1882), смотрел на органический мир, «как дикарь смотрит на корабль, то есть как на нечто превышающее его понимание».

 

ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ: ЕГО ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И КРИТЕРИИ

 

Эволюция (от лат. evolutio – развёртывание), в широком смысле – синоним развития; процессы изменения (преим. необратимого), протекающие в живой и неживой природе, а также в социальных системах. Эволюция может вести к усложнению, дифференциации, повышению уровня организации системы (прогресс) или же, наоборот, к понижению этого уровня (регресс). В узком смысле в понятие эволюция включают лишь постепенные количественные изменения, противопоставляя его развитию, как качественному сдвигу, то есть революции. В реальных процессах развития революция и эволюция (в узком смысле) служат в равной мере необходимыми компонентами и образуют противоречивое единство.

Эволюция в широком смысле этого слова обозначает постепенное изменение сложных систем во времени. Говорят об эволюции звезд и галактик, ландшафтов и биоценозов, языков и общественных систем.

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.

Движущие силы эволюции, их взаимосвязь.

1. Учение Ч. Дарвина о движущих силах эволюции. Движущие силы эволюции: наследственная изменчивость, борьба за существование, естественный отбор.

2. Наследственная изменчивость. Причина наследственных изменений — изменение генов и хромосом, перекомбинация (сочетание) родительских признаков у потомства. Полезные, вредные и нейтральные наследственные изменения. Случайный, ненаправленный характер наследственных изменений. Роль наследственной изменчивости в эволюции: поставка материала для действия естественного отбора.

3. Борьба за существование — сложные взаимоотношения между особями одного вида, разных видов, с факторами неживой природы. Причина борьбы за существование — способность особей к безграничному размножению, увеличению численности и ограниченность ресурсов (пищи, территории и др.) для их существования. Роль борьбы за существование в эволюции: обострение взаимоотношений между особями. Снижение численности особей под влиянием хищников, паразитов, болезнетворных микроорганизмов, недостатка пищи, территории, неблагоприятных погодных условий.

4. Формы борьбы за существование:

— борьба с неблагоприятными условиями неживой природы (абиотическими факторами). Влияние на любой организм неблагоприятных условий: избытка или недостатка влаги, света, повышенной или пониженной температуры воздуха. Пример: гибель или угнетение особей светолюбивого растения в условиях недостаточной освещенности;

— межвидовая борьба за существование — взаимоотношения между особями разных видов. Прямая межвидовая борьба — поедание особями одного вида особей другого вида (отношения «хищник — жертва») или паразитирование на них (отношения «паразит — хозяин»). Косвенная или конкурентная борьба между видами со сходными потребностями, например щукой и окунем, обитающими в одном водоеме и конкурирующими из-за пищи;

— внутривидовая борьба за существование — взаимоотношения между особями одного вида. Наибольшая напряженность внутривидовой борьбы вследствие сходства потребностей у особей одного вида (необходимость сходной пищи, освещенности, почвы и др.).

5. Естественный отбор — процесс выживания особей с полезными в данных условиях среды наследственными изменениями и их последующее размножение. Отбор — следствие борьбы за существование, главный фактор эволюции, сохраняющий особей преимущественно с полезными в определенных условиях среды наследственными изменениями. Отбирающий фактор — условия внешней среды: высокая или низкая температура воздуха; избыток или недостаток влаги, света, пищи.

6. Механизм действия естественного отбора:

— появление у особей наследственных изменений (полезных, вредных, нейтральных);

— сохранение в результате борьбы за существование, естественного отбора преимущественно особей с полезными в данных условиях среды наследственными изменениями;

— размножение особей с полезными изменениями, увеличение их численности;

— преимущественное выживание особей с изменениями, соответствующими среде обитания, среди потомства, их размножение и передача полезных изменений части потомков;

— распространение полезных в данных условиях среды наследственных изменений.

7. Взаимосвязь движущих сил эволюции. Неоднородность особей вида вследствие наследственной изменчивости, поставляющей материал для действия борьбы за существование и для естественного отбора. Обострение взаимоотношений между особями в результате борьбы за существование. Сохранение особей преимущественно с полезными наследственными изменениями естественным отбором как следствие борьбы за существование.

Важно отметить, что основы научной теории эволюции заложил Ч. Дарвин. Как господствующее эволюционное учение дарвинизм существовал с 1859 до 1900 гг., т.е. до переоткрытия законов Г. Менделя. До конца 20-х годов текущего столетия данные генетики противопоставлялись эволюционной теории, наследственная изменчивость (мутационная, комбинативная) рассматривалась в качестве главного фактора эволюции, естественному отбору отводилась второстепенная роль. Таким образом, уже в начальный период своего становления генетика была использована для создания новых концепций эволюции. Сам по себе этот факт знаменателен: он свидетельствовал о тесной связи генетики с эволюционной теорией, но время их объединения было еще впереди. Различного рода критика дарвинизма была широко распространена вплоть до возникновения синтетической теории эволюции СТЭ.

Сущность дарвиновской концепции эволюции сводится к ряду логичных, проверяемых в эксперименте и подтвержденных огромным количеством фактических данных положений:

1.   В пределах каждого вида живых организмов сущствует огромный размах индивидуальной наследственной изменчивости по морфологическим, физиологическим, поведенческим и любым другим признакам. Эта изменчивость может иметь непрерывный, количественный, или прерывистый качественный характер, но она существует всегда.

2.  Все живые организмы размножаются в геометрической прогрессии.

3.   Жизненные ресурсы для любого вида живых организмов ограничены, и поэтому должна возникать борьба за существование либо между особями одного вида, либо между особями разных видов, либо с природными условиями. В понятие «борьба за существование» Дарвин включил не только собственно борьбу особи за жизнь, но и борьбу за успех в размножении.

4.  В условиях борьбы за существование выживают и дают потомство наиболее приспособленные особи, имеющие те отклонения, которые случайно оказались адаптивными к данным условиям среды. Это принципиально важный момент в аргументации Дарвина. Отклонения возникают не направленно — в ответ на действие среды, а случайно. Немногие из них оказываются полезными в конкретных условиях. Потомки выжившей особи, которые наследуют полезное отклонение, позволившее выжить их предку, оказываются более приспособленными к данной среде, чем другие представители популяции.

5.   Выживание и преимущественное размножение приспособленных особей Дарвин назвал естественным отбором.

6.   Естественный отбор отдельных изолированных разновидностей в разных условиях существования постепенно ведет к дивергенции (расхождению) признаков этих разновидностей и, в конечном счете, к видообразованию.

На этих постулатах, безупречных с точки зрения логики и подкрепленных огромным количеством фактов, была создана современная теория эволюции.

Главная заслуга Дарвина в том, что он установил механизм эволюции, объясняющий как многообразие живых существ, так и их изумительную целесообразность, приспособленность к условиям существования. Этот механизм — постепенный естественный отбор случайных ненаправленных наследственных изменений.

Исключительную роль в развитии эволюционного учения сыграла популяционная генетика, исследующая микроэволюционные процессы в природных популяциях. Основана она выдающимися отечественными учеными С.С. Четвериковым и Н.В. Тимофеевым-Ресовским.

Начавшееся в 20-х годах объединение дарвинизма и генетики способствовало расширению и углублению синтеза дарвинизма с другими науками. 30 40-е годы принято считать периодом становления синтетической теории эволюции.

В западных странах обновленный дарвинизм, или синтетическая теория эволюции, приобрел широкое признание среди ученых уже в 40-х годах, хотя всегда были и есть отдельные крупные исследователи, занимающие антидарвиновские позиции.

Основные положения СТЭ выводятся как следствия из закона Харди-Вайнберга. Известно, что понимание сущности и значения закона вызывает у школьников затруднение, хотя его математический аппарат прост и доступен всем, кто знаком с алгеброй средней школы. Важно сосредоточить внимание учащихся не только на определении закона частоты генов и генотипов в популяции не меняются в ряду поколений, — его условиях бесконечно большая популяция, случайное свободное скрещивание особей, отсутствие мутационного процесса, естественного отбора и других факторов, — математической модели AA p2 + Aa 2 p + aaq2 = 1, — но и на практическом применении закона.

Современная наука обладает очень многими фактами, доказывающими существование эволюционного процесса. Это данные биохимии, генетики, эмбриологии, анатомии, систематики, биогеографии, палеонтологии и многих других дисциплин. Основными доказательствами на сегодняшний день являются:

<

данные систематики, отражающие ход эволюционных преобразований;

эмбриологические доказательства, полученные при изучении развития зародышей хордовых, подтвердившие справедливость закона зародышевого сходства К. Бэра. Кроме того, было показано, что в процессе своего индивидуального развития организм проходит стадии, отражающие филогенез данного вида. На основании этих данных был сформулирован биогенетический закон (Ф. Мюллер, Э. Геккель);

клеточное строение;

данные сравнительной анатомии;

данные, полученные при селекционной работе;

доказательства существования естественного отбора в природе (меланизация насекомых);

универсальность генетического кода;

единство организации генетического материала и реализации генетической информации;

универсальность аккумулятора энергии в живой клетке – АТФ;

генетические доказательства. Филогенетически близкие виды имеют сходство в строении генов;

сходство в строении белков организмов, относящихся к близким таксономическим группам;

экспериментальные доказательства. Моделирование эволюционных процессов на живых организмах (моделях).

Современные представления о факторах эволюции – результат развития дарвинизма, генетики и экологии. Ч. Дарвин в своем классическом труде «Происхождение видов» решил вопрос о главных движущих силах (факторах) эволюционного процесса. Он выделил следующие факторы: наследственность, изменчивость и естественный отбор. Кроме того, Ч. Дарвин указал на важную роль ограничения свободного скрещивания особей вследствие их изоляции друг от друга, возникшей в процессе эволюционного расхождения видов.

В современном представлении факторами эволюционного процесса являются наследственная изменчивость, естественный отбор, дрейф генов, изоляция, миграция особей и др. Все организмы образуют естественные группы со сходными анатомическими признаками входящих в них особей. Крупные группы последовательно делятся на более мелкие, представители которых обладают все большим количеством общих черт. Давно известно, что организмы сходного анатомического строения близки и по своему эмбриональному развитию. Однако иногда даже существенно различающиеся виды, например черепахи и птицы, на ранних стадиях индивидуального развития почти неразличимы. Эмбриология и анатомия организмов настолько тесно коррелируют между собой, что таксономисты (специалисты в области классификации) при разработке схем распределения видов по отрядам и семействам в равной степени используют данные обеих этих наук. Такая корреляция неудивительна, поскольку анатомическое строение – конечный результат эмбрионального развития.

Направление эволюции каждой систематической группы определяется взаимоотношениями между особенностями среды, в которой протекает эволюция данного таксона, и его генетической организацией, которая сложилась в ходе его предшествующей эволюции.

Дивергенция. Наиболее часто в ходе эволюции мы наблюдаем дивергенцию или расхождение признаков у видов, происходящих от общего предка. Дивергенция начинается на популяционном уровне, Она обусловлена различиями в условиях среды, в которых обитают и к которым по-разному приспосабливаются под действием естественного отбора дочерние виды. Определенную роль в дивергенции играет и дрейф генов. Дивергенция обусловливает увеличение числа видов и продолжается на уровне надвидовых таксонов. Именно дивергентной эволюцией обусловлено поразительное разнообразие живых существ.

Ярким примером дивергенции может служить изменение конечностей млекопитающих в ходе их приспособления к разным условиям среды

Конвергенция (схождение признаков) наблюдается в тех случаях, когда неродственные таксоны приспосабливаются к одинаковым условиям. О конвергенции говорят в тех случаях, когда обнаруживается внешнее сходство в строении и функционировании какого-либо органа, имеющего у сравниваемых групп живых организмов совершенно разное происхождение. Например, крыло стрекозы и летучей мыши имеют общие черты в строении и функционировании, но формируются в ходе эмбрионального развития из совершенно разных клеточных элементов и контролируются разными группами генов. Такие органы называют аналогичным. Они внешне сходны, но различны по происхождению, они не имеют филогенетической общности. Сходство в строении глаз у млекопитающих и головоногих моллюсков — другой пример конвергенции. Они возникли независимо в ходе эволюции и формируются в онтогенезе из разных зачатков.

Общие и частные приспособления. Вопросы о возможных путях эволюционного процесса разработал А. Н. Северцов. Один из главных таких путей, по Северцову, — ароморфоз (арогенез), или возникновение в ходе эволюции приспособлений, которые существенно повышают уровень организации живых организмов и открывают перед ними совершенно новые эволюционные возможности. Такими приспособлениями были, например, возникновение фотосинтеза, полового размножения, многоклеточности, легочного дыхания у предков амфибий, амниотических оболочек у предков рептилий, теплокровности у предков птиц и млепитающих и др. Ароморфозы — естественный результат эволюционных процессов. Они открывают возможности для освоения видами новых, прежде недоступных сред обитания.

Ароморфозы не возникают мгновенно, при появлении они практически неотличимы от обычных адаптаций. Лишь по мере их эволюционной «шлифовки» естественным отбором, согласования с многочисленными признаками организма и широкого распространения у многих видов они становятся ароморфозами. Например, появление легочного дыхания у древних обитателей пресных водоемов не изменило кардинально образа их жизни, уровня организации и т. д. Однако в результате возникновения этой адаптации появилась возможность для освоения суши — обширной среды обитания. Эта возможность была активно использована в последующей эволюции, появились многие тысячи видов амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих, заполнивших разнообразные ниши обитания. Поэтому обретение позвоночными легких — крупный ароморфоз, приведший к повышению уровня организации многих видов.

Возникают и менее крупные ароморфозы. В эволюции млекопитающих их было несколько: появление шерстного покрова, живорождение, вскармливание детенышей молоком, приобретение постоянной температуры тела, прогрессивное развитие мозга и др. Высокий уровень организации млекопитающих, достигнутый благодаря перечисленным ароморфозам, позволил им освоить новые среды обитания.

Кроме такого крупного преобразования, как ароморфоз, в ходе эволюции отдельных групп возникает большое количество мелких приспособлений к определенным условиям среды. Такие приспособления А. Н. Северцов назвал идиоадаптациями.

Идиоадаптации — это приспособления организмов к окружающей среде без принципиальной перестройки биологической организации. Пример идиоадаптации — разнообразие форм у насекомоядных млекопитающих, разные виды которых, имея общий исходный уровень организации, смогли приобрести свойства, позволившие им занять разные места обитания в природе.

Пути эволюции органического мира либо сочетаются друг с другом, либо сменяют друг друга, причем ароморфозы происходят значительно реже идиоадаптации. Но именно ароморфозы определяют новые этапы в развитии органического мира. Возникнув путем ароморфоза, новые, высшие по организации группы организмов занимают другую среду обитания. Далее эволюция идет по пути идиоадаптации, иногда и дегенерации, которые обеспечивают организмам освоение новой для них среды обитания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Факторы, подтверждающие теорию эволюции: палеонтологии, сравнительная анатомия, эмбриология

 

Современная наука обладает очень многими фактами, доказывающими существование эволюционного процесса. Это данные биохимии, генетики, эмбриологии, анатомии, систематики, биогеографии, палеонтологии и многих других дисциплин. Основными доказательствами на сегодняшний день являются:

данные систематики, отражающие ход эволюционных преобразований;

эмбриологические доказательства, полученные при изучении развития зародышей хордовых, подтвердившие справедливость закона зародышевого сходства К. Бэра. Кроме того, было показано, что в процессе своего индивидуального развития организм проходит стадии, отражающие филогенез данного вида. На основании этих данных был сформулирован биогенетический закон (Ф. Мюллер, Э. Геккель);

клеточное строение;

данные сравнительной анатомии;

данные, полученные при селекционной работе;

доказательства существования естественного отбора в природе (меланизация насекомых);

универсальность генетического кода;

единство организации генетического материала и реализации генетической информации;

универсальность аккумулятора энергии в живой клетке – АТФ;

генетические доказательства. Филогенетически близкие виды имеют сходство в строении генов;

сходство в строении белков организмов, относящихся к близким таксономическим группам;

экспериментальные доказательства. Моделирование эволюционных процессов на живых организмах (моделях).

Современные представления о факторах эволюции – результат развития дарвинизма, генетики и экологии. Ч. Дарвин в своем классическом труде «Происхождение видов» решил вопрос о главных движущих силах (факторах) эволюционного процесса. Он выделил следующие факторы: наследственность, изменчивость и естественный отбор. Кроме того, Ч. Дарвин указал на важную роль ограничения свободного скрещивания особей вследствие их изоляции друг от друга, возникшей в процессе эволюционного расхождения видов.

В современном представлении факторами эволюционного процесса являются наследственная изменчивость, естественный отбор, дрейф генов, изоляция, миграция особей и др. Все организмы образуют естественные группы со сходными анатомическими признаками входящих в них особей. Крупные группы последовательно делятся на более мелкие, представители которых обладают все большим количеством общих черт. Давно известно, что организмы сходного анатомического строения близки и по своему эмбриональному развитию. Однако иногда даже существенно различающиеся виды, например черепахи и птицы, на ранних стадиях индивидуального развития почти неразличимы. Эмбриология и анатомия организмов настолько тесно коррелируют между собой, что таксономисты (специалисты в области классификации) при разработке схем распределения видов по отрядам и семействам в равной степени используют данные обеих этих наук. Такая корреляция неудивительна, поскольку анатомическое строение – конечный результат эмбрионального развития. 1

Сравнительная анатомия и эмбриология служат также основой изучения эволюционных родословных. Организмы, которые произошли от общего предка, не только сходны по эмбриональному развитию, но и последовательно проходят в нем стадии, повторяющие – правда, не с абсолютной точностью, но по общим анатомическим особенностям – развитие этого предка. В результате сравнительная анатомия крайне важна для понимания эволюции и эмбриологии. Сравнительная физиология также уходит своими корнями в сравнительную анатомию и тесно связана с ней. Физиология представляет собой изучение функций анатомических структур; чем сильнее их сходство, тем ближе они по своей физиологии. Под анатомией обычно понимают изучение достаточно крупных структур, видных невооруженным глазом. Микроскопическую анатомию принято называть гистологией – это изучение тканей и их микроструктур, в частности клеток.

Сравнительная анатомия, избирая тот или другой орган, следит за его видоизменениями у всех тех животных, у которых он встречается. Иначе говоря, в сравнительной анатомии тот морфологический материал, который в зоологии сообщается применительно к систематическим группам, излагается по органам. Метод этот выдвигает на первый план различные видоизменения, которые претерпевает орган у различных групп и таким образом позволяет выяснить филогению органа, т. е. его происхождение и постепенное осложнение. Для проверки своих выводов сравнительная анатомия неизбежно должна опираться на эмбриологию, преследующую, в конце концов, сходную цель выяснения филогении как органов, так и самих животных. Первую попытку сравнения мы встречаем у Беллона, писавшего в первой половине XVI столетия. В своей «Естественной истории птиц» он рисует рядом и в одинаковом положении скелет птицы и скелет человека, причем соответственным частям дает одинаковые названия, хотя местами он делает сравнение неверно. Некоторое значение имеют в этом отношении труды ученика Фаллония Коитера, не ограничивавшегося анатомией взрослого человека, но изучившего скелет зародыша, а равно давшего ряд заметок по анатомии других животных: млекопитающих, птиц и гадов. С другой стороны подошел к сравнению человека с прочими животными Фабриций д’Аквапенденте. Для него руководящей идеей было не сходство в строении и положении органов, а их отправление. Оставляя в стороне морфологию, он старался установить общий характер функций органов зрения, движения, голоса в ряду животных. В настоящее время функции органа отводится второстепенное значение, так как один и тот же орган может иметь различную функцию у близких даже животных.

Точка зрения Фабриция была в основе своей не совсем верна, но для своего времени она имела все-таки значение. Мальпиги (1628—1694) высказал положение, что для выяснения строения совершеннейших животных надо обращаться к сравнению с организацией более простых животных. Едва ли не первый курс сравнительной анатомии был читан во Франции Вик д’Азиром (1748—1794), но от него до нас дошли лишь программы и вступительные лекции. Он же начал сравнивать органы одного и того же животного, например переднюю конечность с задней, и делал попытку установить сериальную гомологию или точнее гомодинамию органов, разработанную впоследствии Э. Ж. Сент-Илером и Океном.

112314 2119 2 ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ

 

Рисунок 1 – Сравнительная анатомия

А — Особенности анатомии человека; а — череп с короткой лицевой частью и большой округлой мозговой коробкой, вертикально сбалансированный на позвоночнике; б — Небольшие челюсти, маленькие зубы, покрытые толстым слоем эмали, коренные зубы с низкой коронкой; зубная дуга, имеющая форму параболы; в — длинные пальцы руки, позволяющие точно захватывать мелкие предметы; г — короткая поясница; д — широкий короткий таз; е — ноги длиннее рук; ж — большой палец ноги расположен параллельно прочим пальцам и помогает во время ходьбы переносить вес тела. Б — Особенности анатомии гориллы: а — череп с выступающей вперед удлиненной лицевой частью расположен спереди от спинного хребра и имеет костистый гребень, поддерживающий мощную челюсть и мышцы спины; б — массивные челюсти с большими клыками, крупными коренными зубами, которые имеют высокие коронки и тонкий слой эмали, и с зубными дугами в форме латинской буквы U; в — короткий большой палец и длинные прочие пальцы рук; г — поясница сравнительно более длиннее, чем у человека; д — удлиненный таз; — ноги короче рук; ж — отставленный в сторону большой палец ступни приспособлен для хватания.

 

В Германии, Блюменбах в Геттингене читал курс сравнительной анатомии и напечатал учебник (1805), а также Кильмейер в Штутгарте, после ухода оттуда Кювье (с 1791), преподавал сравнительную анатомию и зоологию. В Англии в середине XVIII столетия напечатал неполное руководство сравнительной анатомии А. Монро. Кювье (1769—1832), сделавший ряд открытий, двинувших С. анатомию и доставивших ей богатый физический материал, в теоретическом отношении стоял на телеологической точке зрения. Он смотрел на каждый орган как на механизм, предназначенный для известных целей. Поэтому, естественно, что при изложении фактического материала все сводилось к одной цели — пониманию функций органа. В этом отношении Э. Ж. Сент-Илер (1772—1844) смотрел гораздо глубже. Функция органа в его глазах является лишь результатом его строения. Органы тожественные по функции — только аналогичны. Органы, сходные по происхождению и положению, т. е. по своим морфологическим отношениям, гомологичны, хотя функция их может быть различна. С.-Илером разработано учение о рудиментарных органах (см.), причем он открыл ряд замечательных примеров этих органов, а равно установил ряд сравнительно-анатомических обобщений, с некоторыми оговорками принимаемых и современной наукой. Основная идея С.-Илера, а именно идея единства плана строения всего животного царства, теперь понимается совершенно иначе. Если и есть общий план, то он является лишь выражением общности происхождения всех животных и проходит ряд осложнений, начиная от простой клетки, до млекопитающего. Своеобразную точку зрения развивал в сравнительной анатомии Гёте. Понимая, что человек не может быть принят за исходную форму для сравнения, он полагал, что таковой должна быть идеальная, выведенная путем абстракции форма. В более позднее время та же точка зрения была высказана английским анатомом Оуэном (Owe n), много сделавшим для установления понятия о гомологии органов. Оуэн ставит себе задачей отыскать архитип скелета, т. е. такой первично-идеальный скелет, из коего можно вывести скелеты всех существующих форм. Если такой архитип существует, — говорит Оуэн, — то тогда «единство картины показывает нам на единство разума, ее зачавшего». Оуэн решает вопрос об архитипе скелета утвердительно; но позднейшие факты не были в пользу его теории. Нельзя отрицать, что натурфилософия, несмотря на всю ее оторванность от фактической почвы, имела некоторое влияние на сравнительную анатомию. Вопрос о гомологии органов был затронут Океном, а наиболее близко стоявший к фактам натурфилософ Карус старается вывести все формы скелета из полого шара. Эта чисто априорная точка зрения была неверной в своем основании, но привела к некоторым, не лишенным значения соображениям. Сравнительно-анатомический метод дал особенно богатые результаты в применении к более или менее однообразно устроенным группам. Так, например, в применении к членистоногим замечательные результаты получены Латрейлем и Савиньи. Первый показал, что все придатки членистоногих, в сущности, видоизмененные конечности, а второй — установил гомологию ротовых придатков между различными отрядами насекомых. По отношению к позвоночным животным разработка сравнительно-анатомического метода принадлежит Меккелю, И. Мюллеру, Оуэну, Гегенбауру и др. Наиболее капитальными приобретениями в этой области являются теория метамерного строения головы и теория конечностей — вопросы, окончательная разработка которых еще не окончена и в настоящее время.

Основы эволюционной эмбриологии были заложены А.О. Ковалевским (1840-1901) и И.И. Мечниковым (1845-1916).
А.О. Ковалевский считал, что данные сравнительной эмбриологии позволяют говорить о единстве происхождения животных, а не об отдельных изолированных типах развития. Ему удалось показать, что, исходя их особенностей индивидуального развития ланцетника и асцидий, их можно отнести к переходным формам между позвоночными и беспозвоночными животными.

В первой трети XIX в. Х.И. Пандер и К.М. Бэр разработали [теорию зародышевых листков для позвоночных]. А.О. Ковалевский и И.И. Мечников доказали, что слоям, из которых состоят зародыши позвоночных, вполне гомологичны соответствующие образования эмбрионов самых разных типов беспозвоночных, то есть зародышевые листки можно рассматривать как основу для сопоставления способов развития животных, относящихся к различным типам.

Дискуссию вызывал и вопрос происхождения многоклеточных. Опираясь на результаты эмбриологических исследований А.О. Ковалевского, Э. Геккель (1834-1919) выдвинул теорию гастреи (1874 г.).

Он утверждал, что общий предок всех многоклеточных животных походил на однослойный зародыш — бластулу. В ходе дальнейшей эволюции передняя стенка этого однослойного образования впячивалась внутрь, и таким образом возник аналог двухслойного зародыша (гаструлы) — гастрея. И.И. Мечников, проанализировав процесс образования гаструлы у низших многоклеточных, пришел к выводу, что гаструляция путем впячивания — позднее эволюционное образование; он разработал теорию фагоцителлы. Согласно И.И. Мечникову, первичный колониальный организм состоял из одинаковых клеток, образующих шаровидное скопление — аналог бластулы. Переход к двухслойному состоянию был связан с тем, что клетки, захватившие пищу, теряли жгутик и перемещались вглубь колонии. Постепенно разделение на внешний — движущий и внутренний — питающий слои закрепилось и стало постоянным. От фагоцителлы произошли губки и бескишечные турбелярии.

Э. Геккель создал теорию гастреи, опираясь на основной биогенетический закон Ф. Мюллера-Э. Геккеля. Закон гласил, что «онтогенез есть краткое повторение (рекапитуляция) филогенеза». Э Геккель подходил к проблеме рекапитуляции излишне упрощенно, ошибочно полагая, что филогенез является механической причиной онтогенеза. Позднейшие исследования показали, что онтогенез никогда не воспроизводит филогенез полностью, хотя повторение отдельных предковых стадий и может иметь место. Существенный вклад в развитие идеи рекапитуляции внес А.Н. Северцов (1866-1936) и его школа.

Биогенетический закон стал одной из основ принципа тройного параллелизма. Согласно этому принципу, родословные древа должны строиться на основе сочетания данных эмбриологии, анатомии и палеонтологии.

В процессе развития большинства многоклеточных организмов из зиготы — оплодотворенной яйцеклетки — образуются путем деления разнообразные типы клеток, слагающие органы и ткани. Каким образом происходит клеточная дифференциация? А. Вейсман (1834-1914) предложил гипотетическую схему этого процесса. Он выдвинул предположение, что свойства клетки определяются некими «детерминантами». Полный набор детерминант имеют лишь клетки зародышевого пути, то есть клетки-родоначальники половых клеток. В процессе онтогенеза в одни клетки тела попадают одни детерминанты, в другие — иные. Связь поколений осуществляется через непрерывную зародышевую плазму, для которой клетки тела являются лишь чехлом, следовательно, наследование благоприобретенных свойств невозможно. А. Вейсман распространил дарвиновский принцип «борьбы за существование» на соревнование между детерминантами; борьба между детерминантами, по мысли А. Вейсмана, обуславливает неопределенную изменчивость.

Доказательства эволюции:

сравнительно-анатомические;

эмбриологические;

палеонтологические;

биогеографические

Сравнительно-анатомические доказательства теории эволюции состоят в следующем. Все организмы имеют клеточное строение (открытие клеточного строения живых организмов — одно из веских доказательств единства органического мира).

Общий план строения свидетельствует о родстве той или иной крупной группы живых организмов; например, для позвоночных животных характерны двусторонняя симметрия тела, полость тела, позвоночник, две пары конечностей, череп, головной и спинной мозг, передние конечности единого плана имеют плечо, предплечье и кисть, задн бедро, голень и стопу, и пр.:

– наличие гомологичных органов (соответствующих друг другу по строению и происхождению независимо от выполняемых ими функций): рука человека, передняя конечность лягушки, ящерицы; усики гороха, листовые пластинки листа гороха; иглы барбариса, иглы боярышника; лист тюльпана и листочек цветка и пр.; аналогичные органы (выполняющие однородные функции, но не имеющие сходного строения и единого происхождения) не являются доказательством родства, к таким органам относятся крыло птицы и крыло насекомого;

– наличие рудиментов и атавизмов; рудименты: глаза у крота, правый яичник у птиц, копчик у человека; атавизмы: многососковость у человека, волосатость лица у человека;

– наличие переходных форм (эвглена зеленая, зверозубый ящер, иностранцевия и др.).

Эмбриологические доказательства теории эволюции состоят в следующем. Сходство зародышей (контуры тела, сходство формы головы у позвоночных, жаберные карманы по бокам головы и пр.): открытие биогенетического закона (Геккель, Мюллер, вторая половина XIX века), утверждавшего, что онтогенез — краткое повторение филогенеза (превращение головастика в лягушку; переход почечных чешуи в листья у клена, бузины, малины; переход листьев в чашелистики у гортензии); в последующем в него были внесены уточнения: в онтогенезе повторяются зародышевые стадии развития предков (а не взрослых форм); А. Н. Северцов показал, что в онтогенезе не только выпадают некоторые стадии развития предков, но и возникают такие изменения, которых не было у зародышей предков.

Палентологические доказательства эволюции таковы. В осадочных породах земной коры были найдены следы древних растений и животных: окаменевшие стволы деревьев, пыльца, окаменевшие кости, отпечатки раковин, скелетов. Были открыты переходные формы: зверозубые ящеры, археоптерикс: по ископаемым остаткам удалось расшифровать (восстановить) эволюцию некоторых животных, например лошади (В.О.Ковалевский). Кроме того, палеонтология подтверждает, что весь органический мир развивался от простого к сложному.

Биогеография изучает закономерности распространения на Земле животных и растений. В качестве биографических доказательств теории эволюции было выделено 5 биогеографичсских областей: голарктическая, индомалайская, эфиопская, неотропическая, австралийская; обнаружено сходство фауны Евразии и Северной Америки (в недавнем прошлом они соединялись сушей, которая была на месте Берингова пролива), своеобразие животного мира Австралии (материк был отделен от других континентов, и эволюция шла независимо от фауны других материков.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

 

Таким образом, можно сделать следующие выводы. Эволюция органического мира на Земле подтверждается множеством фактов из всех областей биологии: палеонтологии (филогенетические ряды, переходные формы), морфологии (гомология, аналогия, рудименты, атавизмы), эмбриологии (закон зародышевого сходства, биогенетический закон), биогеографии и др.

Значение эволюционной теории

Эволюционная теория — наука об органической эволюции. Она представляет собой теоретическую основу биологии: современная биология воспринимает эволюционную теорию в качестве руководящего принципа. «В биологии ничего не имеет смысла как в свете эволюции» (Добжанский). Эрнст Майр: «Нет такой области в биологии, где теория эволюции не служила бы организующим принципом».

Благодаря теории эволюции, биология превратилась из кладовой фактов в подлинную науку, способную познать причинные связи между явлениями.

Теория эволюции — основа селекции. Она также широко используется в решении медицинских проблем.

Теория эволюции важна для понимания людьми процессов в природе, при организации и проведении природоохранных мероприятий. Стремительное изменение окружающей человека природы, вызванное его деятельностью, поставило проблему сохранения самой жизни на Земле. Теперь, когда осознано, что любым мероприятиям по освоению природных систем должно предшествовать экологическое обоснование, человечеству придется осознать и необходимость эволюционного анализа последствий вмешательства человека в природные объекты и процессы (смена биотопов, биоценозов, изменение состава биоценозов, изменение генофонда популяций). Изучение микроэволюционных процессов выявило значение минимальных численностей популяций. Оказалось, что сохранение числа особей в популяции менее определенного — минимального — числа, неизбежно ведет к вымиранию популяции из-за близкородственного спаривания.

Теория эволюции важна для выяснения причин устойчивости организмов против пестицидов.

Современное представление об эволюции живого позволяет улучшить генетико-селекционную работу по созданию новых пород и сортов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

  1. Горелов А. А. Концепции современного естествознания. — М.: Центр, 2008.
  2. Миронов А.В. Концепции современного естествознания. М., 2010.
  3. Основные концепции современного естествознания. М. : Аспект — Пр, 2005
  4. Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания. М.,2007.
  5. Соломатин В.А. История и концепции современного естествознания. -Яросл., ДИА-пресс, 2006.
  6. Чайковский Ю.В. Элементы эволюционной диагностики. М., 2008.

     

     

     

     

     


     

<

Комментирование закрыто.

MAXCACHE: 0.98MB/0.00174 sec

WordPress: 24.17MB | MySQL:118 | 1,531sec