Какие принципы положены в основу исследований эволюционного процесса

Обновлено: 02.07.2024

Эволюцио́нное уче́ние (также эволюционизм и эволюционистика) — система идей и концепций в биологии, утверждающих историческое прогрессивное развитие биосферы Земли, составляющих ее биогеоценозов, а также отдельных таксонов и видов, которое может быть вписано в глобальный процесс эволюции вселенной. Первые эволюционные идеи выдвигались уже в античности, но только труды Чарлза Дарвина сделали эволюционизм фундаментальной концепцией биологии. Хотя единой и общепризнанной теории биологической эволюции до сих пор не создано, сам факт эволюции сомнению ученых не подвергается, так как имеет огромное число прямых подтверждений.

Содержание

История эволюционного учения

Эволюционные идеи в античности

По мнению некоторых исследователей, источник эволюционных идей проистекает из космогоний древних религий. [1] Идеи творения и развития вселенной и жизни идут в них параллельно друг другу, иногда тесно переплетаясь. Но мифический способ мышления мешает выкристаллизовать из них стройные концепции. Первую же такую концепцию из дошедших до нас разработал ученик Фалеса Милетского Анаксимандр. О схеме Анаксимандра мы знаем от историка I века до н. э. Диодора Сицилийского. В его изложении, когда молодая Земля осветилась Солнцем, её поверхность сначала затвердела, а потом забродила, возникли гниения, покрытые тонкими оболочками. В этих оболочках и зародились всевозможные породы животных. [2] Человек же будто бы возник из рыбы или похожего на рыбу животного. [3] Несмотря на оригинальность, рассуждения Анаксимандра чисто умозрительны и не подкреплены наблюдениями. Другой античный мыслитель, Ксенофан, уделял наблюдениям больше внимания. Так, он отождествлял окаменелости, что находил в горах, с отпечатками древних растений и животных: лавра, раковин моллюсков, рыб, тюленей. Из этого он заключал, что суша некогда опускалась в море, неся гибель наземным животным и людям, и превращалась в грязь, а когда поднималась, отпечатки засыхали. [3] Гераклит, несмотря на пропитанность его метафизики идеей постоянного развития и вечного становления, не создал никаких эволюционных концепций. [1] Хотя некоторые авторы все же относят его к первым эволюционистам. [4]

Средневековье и возрождение

Эволюционные идеи Нового времени

Теория Ламарка

Катастрофизм и трансформизм

Эволюционисты — современники Дарвина

Таким образом, еще до выхода знаменитого труда в свет, всем ходом развития естествознания уже была подготовлена почва для восприятия учения об изменяемости видов и отборе.

Труды Дарвина

Единственная иллюстрация к книге Чарлза Дарвина On the Origin of Species… (1859): схема дивергенции видов.

Развитие идей Дарвина

В поддержку Дарвина начинают выступать такие ученые, как американский ботаник Аза Грэй (1810-1888); Альфред Уоллес, Томас Генри Гексли (Хаксли; 1825-1895) – в Англии; классик сравнительно анатомии Карл Гегенбаур (1826-1903), Эрнст Геккель (1834-1919), зоолог Фриц Мюллер (1821-1897) – в Германии. С критикой идей Дарвина выступают не менее заслуженные ученые: учитель Дарвина, профессор геологии Адам Седжвик (1785-1873), известнейший палеонтолог Ричард Оуэн, крупный зоолог, палеонтолог и геолог Луи Агассис (1807-1873), немецкий профессор Генрих Георг Бронн (1800-1862).

Один из символов эволюционизма: схема, помещённая на фронтисписе к работе Томаса Хаксли Man’s place in Nature (1863), демонстрирующая сходство скелетов человекообразных обезьян и человека.

Если в середине XVIII века казалось непреодолимым противоречие между трансформизмом (непрерывным изменением) и дискретностью таксономических единиц систематики, то в XIX веке думалось, что градуалистические древа, построенные на основе родства вошли в противоречие с дискретностью наследственного материала. Эволюция путем визуально различимых крупных мутаций не могла быть принята градуализмом дарвинистов.

Напомним, что в свете новейших биологических идей, выдвинутых с позиций материализма, сейчас опять происходит отдаление от закона непрерывности, теперь уже не генетиков, а самих эволюционистов. Известный С.Дж. Гулд поднял вопрос о пунктуализме (прерывистом равновесии), в противовес общепринятому градуализму, чтобы стало возможным объяснить причины уже очевидной для всех картины отсутствия среди ископаемых останков переходных форм, т.е. невозможности построить действительно непрерывную линию родства от истоков до современности. Всегда остается перерыв в геологической летописи.

Современные теории биологической эволюции

В середине XX века на основе теории Дарвина сформировалась синтетическая теория эволюции (сокращённо СТЭ). СТЭ является в настоящее время наиболее разработанной системой представлений о процессах видообразования. Основой для эволюции по СТЭ является динамика генетической структуры популяций. Основным движущим фактором эволюции считается естественный отбор. Однако, наука не стоит на месте и, достигнутые передовыми теоретическими разработками современнейшие положения отличаются от первоначальных постулатов синтетической теории эволюции. Существует также группа эволюционных представлений, согласно которым видообразование (ключевой момент биологической эволюции) происходит быстро — за несколько поколений. При этом влияние каких-либо длительно действующих эволюционных факторов исключается (кроме отсекающего отбора). Подобные эволюционные воззрения называются сальтационизмом. Сальтационизм является слабо разработанным направлением в теории эволюции. Показано, что видообразование у растений на основе полиплоидии носит сальтационный характер.

Синтетическая теория эволюции

Синтетическая теория в её нынешнем виде образовалась в результате переосмысления ряда положений классического дарвинизма с позиций генетики начала XX века. После переоткрытия законов Менделя (в 1901 г.), доказательства дискретной природы наследственности и особенно после создания теоретической популяционной генетики трудами Р. Фишера (1918—1930), Дж. Б. С. Холдейна-младшего (1924), С. Райта (1931; 1932), учение Дарвина приобрело прочный генетический фундамент.

Толчок к развитию синтетической теории дала гипотеза о рецессивности новых генов. Говоря языком генетики второй половины XX века, эта гипотеза предполагала, что в каждой воспроизводящейся группе организмов во время созревания гамет в результате ошибок при репликации ДНК постоянно возникают мутации — новые варианты генов.

Нейтральная теория молекулярной эволюции

Теория нейтральной эволюции, основным разработчиком которой является Мотоо Кимура, предполагает, что в эволюции важную роль играют случайные мутации, не имеющие приспособительного значения. В частности, в небольших популяциях естественный отбор, как правило, не играет решающей роли. Теория нейтральной эволюции хорошо согласуется с фактом постоянной скорости закрепления мутаций на молекулярном уровне, что позволяет, к примеру, оценивать время расхождения видов.

Теория нейтральной эволюции не оспаривает решающей роли естественного отбора в развитии жизни на Земле. Дискуссия ведётся касательно доли мутаций, имеющих приспособительное значение. Большинство биологов признают ряд результатов теории нейтральной эволюции, хотя и не разделяют некоторые сильные утверждения, первоначально высказанные М. Кимурой.

Эпигенетическая теория эволюции

Основные положения эпигенетической теории эволюции были сформулированы в 1987-ом году М. А. Шишкиным на основе идей И. И. Шмальгаузена и К. Х. Уоддингтона. [8] В качестве основного субстрата естественного отбора теория рассматривает целостный фенотип, причём отбор не только фиксирует полезные изменения, но и принимает участие в их создании. Основополагающее влияние на наследственность оказывает не геном, а эпигенетическая система (ЭС) — совокупность факторов, воздействующих на онтогенез. От предков к потомкам передаётся общая организация ЭС, которая и формирует организм в ходе его индивидуального развития, причём отбор ведёт к стабилизации ряда последовательных онтогенезов, устраняя отклонения от нормы (морфозы) и формируя устойчивую траекторию развития (креод). Эволюция же по ЭТЭ заключается в преобразовании одного креода в другой при возмущающем воздействии среды. В ответ на возмущение ЭС дестабилизируется, в результате чего становится возможным развитие организмов по отклоняющимся путям развития, возникают множественные морфозы. Некоторые из этих морфозов получают селективное преимущество, и в течение последующих поколений их ЭС вырабатывает новую устойчивую траекторию развития, формируется новый креод.

Экосистемная теория эволюции

Под этим термином понимают систему представлений и подходов к исследованию эволюции, акцентирующих внимание на особенностях и закономерностях эволюции экосистем различного уровня - биоценозов, биомов и биосферы в целом, а не таксонов (видов, семейств, классов и т.д.). Положения экосистемной теории эволюции базируются на двух постулатах:

Естественность и дискретность экосистем. Экосистема - реально существующий (а не выделенный для удобства исследователя) объект, представляющий собой территориально и функционально отграниченную от других подобных объектов систему взаимодействующих биологических и небиологических (напр. почва, вода) объектов. Границы между экосистемами достаточно четкие для того, чтобы можно было говорить о независимой эволюции соседних объектов.
Определяющая роль экосистемных взаимодействий в определении скорости и направлении эволюции популяции. Эволюция рассматривается как процесс создания и заполнения экологических ниш или лицензий.

Экосистемная теория эволюции оперирует такими терминами как когерентная и некогерентная эволюция, экосистемные кризисы различного уровня. Современная экосистемная теория эволюции базируется, в основном, на работах советских и российских эволюционистов: В. А. Красилова, С. М. Разумовского, А. Г, Пономаренко, В. В. Жерихина и др.

Эволюционное учение и религия

С другой стороны, теория эволюции, будучи научной теорией, рассматривает биологический мир как часть материального мира и полагается на естественное и самодостаточное, т. е. закономерное его происхождение, чуждое, следовательно, какому-либо потустороннему или божественному вмешательству; чуждое по той причине, что рост научного знания, проникающего в ранее непонятное и объяснимое только деятельностью потусторонних сил, как-бы отбивает почву у религии (при объяснении сути феномена пропадает нужда в религиозном объяснении, потому как есть убедительное естественное объяснение). В этом плане эволюционное учение может быть нацелено на отрицание существования внеприродных сил, а точнее их вмешательства в процесс развития живого мира, что так или иначе предполагают религиозные системы.

Многие верующие разных религий не находят эволюционное учение противоречащим их вере. [10] Теория биологической эволюции (наряду со многими другими науками — от астрофизики до геологии и радиохимии) противоречит только буквальному прочтению сакральных текстов, повествующих о сотворении мира, и для некоторых верующих это является причиной отвержения практически всех выводов естественных наук, изучающих прошлое материального мира (буквалистский креационизм).

- Как развивались представления об эволюции живых организмов?

- Какие существуют методы исследования эволюции?

- Каковы основные представления об эволюции со стороны различных ученых?

- Каковы основные механизмы эволюции?

Глоссарий по теме:

Эволюция – это серия последовательных изменений, имеющих исторически значимый результат и развивающихся в ряду поколений. Историческое развитие отдельных групп организмов либо развитие жизни от простейших организмов до высших.

Наследственность – способность живых организмов сохранять и передавать потомству в ряду поколений особенности физиологического строения и развития. Через механизм наследственности сохраняются признаки вида живых организмов.

Изменчивость – это способность живых организмов изменяться. Благодаря изменчивости особей в популяции сама популяция разнородна. Ч. Дарвин выделил два типа изменчивости – ненаследственную (возникает у особи под влиянием факторов среды, не передается другим поколениям, например, развитые мышцы спортсмена не будут переданы его ребенку генетически) и наследственную (сопровождается изменением генотипа, например, возникает вследствие мутаций).

Естественный отбор проходит через сложное взаимодействие живых организмов с факторами неживой природы и друг с другом. Ч. Дарвин называл процесс естественного отбора борьбой за существование.

Атавизмы (одно из доказательств эволюции) представляют собой недоразвитые органы у отдельных организмов в популяции (например, хвост у человека).

Основная и дополнительная литература по теме урока (точные библиографические данные с указанием страниц):

1. Естествознание. 10 класс [Текст]: учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень / И.Ю. Алексашина, К.В. Галактионов, И.С. Дмитриев, А.В. Ляпцев и др. / под ред. И.Ю. Алексашиной. – 3-е изд., испр. – М.: Просвещение, 2017. : с 242-246.

2. Дробышевский С. В. Эволюция мозга человека: Анализ эндокраниометрических признаков гоминид. М.: КомКнига. 2007 с. 67-123.

Открытые электронные ресурсы по теме урока (при наличии);

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Эволюционная теория сегодня представляет собой не идеологически выверенную систему положений и утверждений (в отличие от иных теорий), а богатую разнообразными и альтернативными подходами область знаний, причем разные подходы могут входить в противоречие, предоставляя правдоподобную и самокритичную интерпретацию процесса развития живого мира.

Эволюционные представления по своей сути – это не просто теория, а одновременно и своеобразный взгляд на мир и способ объяснения различных процессов и явлений, использующийся в разнообразных отраслях биологии.

Развитие эволюционного учения изначально основывалось на палеонтологических данных, и лишь по мере его развития возникали новые методы (например, метод анализа ареалов, эмбриологический метод – анализ сходства эмбриональных стадий развития организмов и другие).

Эволюция, таким образом – это серия последовательных изменений, имеющих исторически значимый результат и развивающихся в ряду поколений.

Доказательства эволюции сегодня представлены многими естественными науками.

1. Существование переходных форм живых организмов, сочетающих признаки более древних и близких к современным, например звероящер – организм – переходная форма между рептилиями и млекопитающими.

2. Последовательную связь друг с другом ископаемых живых организмов в процессе эволюции.

3. Хронологическую последовательность осадочных отложений и ископаемых форм в них (по хронологии формирования отложений, можно определить период происхождения и скорость эволюционного процесса для отдельных групп организмов, в особенности, тех, которые, благодаря морфологии, сохраняются хорошо, например, моллюски).

Биогеография в части доказательств эволюции указывает на то, что материки находятся в постоянном движении, между ними периодически возникают переходные места суши, которые в иное время изолированы. Различия и сходства животного и растительного мира разных континентов определяются временем изолированности отдельных территорий суши. Например, в Австралии, рано отделившейся от других материков, сохранились сумчатые и яйцекладущие млекопитающие – наиболее древние формы класса млекопитающих, являющиеся эндемиками (то есть организмами, обитающими только на этой территории).

Кроме того, существуют биогеографические данные описания реликтов – видов живых организмов с комплексом признаков, присущих ископаемым группам (например, гаттерия, рыба латимерия).

Морфология в процессе доказательства эволюции устанавливает соответствие гомологичных и аналогичных органов у разных живых организмов. Гомологи – это органы, имеющие единое происхождение и сходные взаимоотношения с окружающими тканями и органами, но различные внешне (например, разнообразные ротовые аппараты насекомых). Аналоги – это органы различного происхождения, но сходные по своему строению (например, крылья птиц и насекомых).

Кроме того, одним из морфологических доказательств эволюции является наличие у некоторых организмов рудиментов и атавизмов.

Атавизмы представляют собой недоразвитые органы у отдельных организмов в популяции (например, хвост у человека).

Эмбриология – наука о закономерностях эмбрионального развития живых организмов также приводит ряд доказательств эволюции:

2. Принцип рекапитуляции, согласно которому в эмбриональном развитии прогрессивные виды проходят все стадии развития более примитивных.

Биохимия и генетика выявляют генетическое родство видов, знания о котором положены в основу современной теории эволюции. Например геном человека имеет 66% общих генов с геномом макаки, 17% общих генов с геномом крысы.

Несмотря на то, что само изучение эволюции связывают с именем Чарльза Дарвина, существуют и додарвиновские представления об эволюции, в том числе и достаточно комплексные теории эволюции.

Карл Линней, основоположник бинарной – двойной классификации, по которой все живые организмы имеют обязательно родовое и видовое название на латинском языке, (например, Paramécium caudátum – инфузория туфелька) допускал возможность возникновения новых видов вследствие гибридизации существующих, но говорил о создании живых организмов по божественному плану.

Ж. Бюффон, разработавший одну из гипотез происхождения Земли, предположил, что виды живых организмов могут превращаться друг в друга и дегенерировать (упрощаться).

1. Вопросы естествознания раскрыты в Библии, являющейся самым надежным источником.

2. Мир был сотворен из пустоты.

3. Земля была создана около 10000 лет назад (а не 4,5 млрд. лет назад).

4. Сотворение мира осуществилось за 6 дней.

6. Современную геологическую картину мира сформировал Всемирный Потоп, покрывший всю Землю.

Следующую теорию эволюции создал Жан Батист Ламарк, выделивший две формы эволюции:

1. Градация – усложнение организации живых организмов, которое, по его мнению, базировалось на стремлении всех организмов к совершенствованию.

2. Приспособительная эволюция, основанная на стремлении организмов приспособиться к условиям внешней среды. Приспособительная эволюция включала по Ж.Б. Ламарку, два механизма – прямое влияние на организм условий существования и изменение привычек и потребностей организма. В общем виде, данный механизм учитывается и современном эволюционном учении – синтетической теории эволюции.

Более совершенной теорией эволюции является теория, предложенная Чарльзом Робертом Дарвином.

Основные положения теории Ч. Дарвина включают:

1. Все виды живых организмов не были кем-то созданы.

2. Живые организмы, возникнув естественным путем, постепенно (в ряду множества поколений) преобразовывались в соответствии с условиями окружающей среды.

3. В основе естественного преобразования живых организмов лежат такие их свойства, как наследственность и изменчивость, а также процесс естественного отбора. Наследственность представляет собой способность живых организмов сохранять и передавать потомству в ряду поколений особенности физиологического строения и развития. Через механизм наследственности сохраняются признаки вида живых организмов.

Естественный отбор проходит через сложное взаимодействие живых организмов с факторами неживой природы и друг с другом. Ч. Дарвин называл процесс естественного отбора борьбой за существование.

4. Результатом эволюции, по Ч. Дарвину является приспособленность живых организмов к условиям окружающей среды, а также многообразие их видов в природе.

На современном этапе теория Ч. Дарвина дополнена рядом других положений, в результате чего возникла качественно новая теория – синтетическая теория эволюции, основоположниками которой стали Джулиан Хаксли и Эрнст Майер.

Эволюция – это серия последовательных изменений, имеющих исторически значимый результат и развивающихся в ряду поколений.

Перед современными эволюционными биологами поставлены две ключевые задачи:

1. Выявление механизмов эволюции.

2. Реконструкция произошедших эволюционных преобразований в хронологическом порядке.

Все началось с Мальтуса?

Тезис о наличии такой борьбы между представителями одного и того же вида (внутривидовая борьба), как и между особями разных видов (межвидовая борьба), был основным нововведением Дарвина. Он заявил, что эволюция происходит благодаря отбору особей, лучше приспособленных к внешней среде (естественный отбор). Если места под солнцем для всех рождающихся действительно не хватает и слабые погибают в конкуренции с сильными, то стоит какому-нибудь организму случайно оказаться более приспособленным к окружающей среде, как ему будет легче выжить и дать большее по количеству потомство. Если улучшенный признак будет сохранен потомками счастливчика, то они начнут теснить менее приспособленных к такой среде сородичей, быстрее размножаться. Природа сделает маленький шажок вперед, а там, глядишь, появится еще более удачливый счастливчик с еще более совершенным строением. И так — миллионы лет, пока существует жизнь на Земле.

Неопубликованные рукописи

К 1842–1844 гг., за те десятилетия, которые протекли с момента опубликования Ламарком его труда об эволюции, в биологии накопилось много фактов, вполне укладывавшихся в русло эволюционных представлений. Идея укрепилась, а общество созрело для ее восприятия.

Автор проводил такую аналогию: металлические опилки образуют характерную картину разветвленного стебля растения вокруг одного конца электрического проводника или полюса магнита и картину, более похожую на корень растения, — вокруг другого. Поэтому нельзя исключить, что растения возникли именно такими, ибо в их формировании приняли участие электрические силы. Несмотря на такие поверхностные суждения, автор создал произведение, читавшееся с неослабевающим интересом.

Один из приятелей Дарвина, писатель и публицист Роберт Чемберс, прислал ему экземпляр нашумевшей книги, и Дарвин с интересом ее читал. Через шесть лет после выхода книги стало ясно, что ее автором и был тот самый Чемберс.

К 1844 г. относится одно письмо Дарвина, проливающее свет на то, что он сам именно в этом году начал придавать своим раздумьям об эволюции огромное значение, чего не было раньше. Он написал 5 июня 1844 г. длинное письмо своей жене Эмме 3 , в котором в выспренних выражениях излагал свою волю: в случае его внезапной смерти истратить 400 фунтов на доведение до завершенного вида только что законченной рукописи об эволюции (задание было детализировано — подобрать надлежащие примеры из отмеченных Дарвином книг, отредактировать текст и т.д.). С другой стороны, именно в январе того же года в письме к ботанику Джозефу Гукеру, сыну директора Королевского ботанического сада и зятю тогдашнего патриарха геологии Чарлза Лайеля, Дарвин сообщил, что размышляет над проблемой изменчивости видов.

Что Дарвин, правда, делал, так это часто напоминал своим высокопоставленным друзьям в письмах, что все свободное время употребляет на обдумывание проблемы эволюции. Некоторым адресатам Дарвина был известен его главный тезис в самых общих чертах: для всех рождающихся не хватает запасов пищи, воды и прочих средств существования, в живых сохраняются лишь те, у кого есть потенциал для выживания. Именно они и обеспечивают прогресс в живом мире.

Эдвард Блит и его идея естественного отбора

Сторонники Дарвина объясняли позже такую странную его неторопливость с изданием труда об эволюции тем, что он будто бы был абсолютно убежден в том, что эта идея никому в голову прийти не могла, почему и спешить с публикацией гипотезы резона не было, хотя друзья поторапливали Дарвина с печатанием этой работы. Это стало ясно из опубликованной уже после смерти Дарвина сохранившейся переписки (сын Фрэнсис сообщил, что его отец не раз тщательно просматривал всю свою корреспонденцию и избирательно сжигал часть писем).

Блит был на год моложе Дарвина, рос в бедной семье и из-за трудного финансового положения смог закончить только обычную школу. Чтобы обеспечить себя, он был вынужден пойти работать, а все свободное время проводил за чтением, усердно посещал лондонский Британский музей. В 1841 г. он получил место хранителя Музея Королевского Азиатского общества в Бенгалии и провел 22 года в Индии. Здесь им были выполнены первоклассные исследования природы Юго-Восточной Азии. В 1863 г. из-за резкого ухудшения здоровья он был вынужден вернуться в Англию, где скончался в 1873 г.

Задача отбора, по Блиту, — сохранение неизменности основных признаков вида. Он полагал, что всякие новые изменения органов (сейчас мы бы назвали их мутациями) не могут принести чего-либо прогрессивного уже существующим видам, хорошо приспособившимся за миллионы лет к внешней среде. Изменения будут только нарушать хорошо отлаженный механизм взаимодействия среды и организмов. Поэтому все новички, неминуемо испорченные возникшими в них расстройствами, будут отсекаться отбором, не выдержат конкуренции с хорошо приспособленными типичными формами и вымрут. Таким образом, Блит применил принцип отбора к дикой природе, хотя отбору была придана консервативная, а не созидательная роль 4 .

Дарвин не мог не знать работ Блита: он держал в руках номера журналов с его статьями и цитировал их. Он писал, и не раз, что внимательно и тщательно проследил за всеми публикациями, касающимися вопросов развития жизни на Земле, и особенно — за близкими ему по духу. Он цитировал к тому же многие другие работы Блита, воздавая должное заслугам своего коллеги, поэтому никак не мог пройти мимо его работ о естественном отборе. Однако он ни разу не сослался на ту статью, в которой Блит четко и ясно изложил идею о борьбе за существование и о естественном отборе.

Но и в этом утверждении дотошные историки нашли натяжку: хотя Дарвин и указал точную дату, когда он прочел книгу Мальтуса (октябрь 1838 г.), но ни в очерке 1842 г., ни в более объемистом труде 1844 г. он на Мальтуса, как на подтолкнувшего его к идее эволюции, ни разу не сослался, и в том месте, где он его упомянул, речь шла вовсе не об идее конкуренции.

Автограф Чарлза Дарвина — письмо немецкому ботанику доктору Эрнсту, всю жизнь прожившему в Южной Америке (4 апреля 1880 г.). Государственный Дарвиновский музей, Москва

Видимо, этим и объясняется загадочный факт нежелания Дарвина в течение почти 20 лет публиковать труд о происхождении видов.

Эволюционные взгляды Альфреда Уоллеса

Возможно, этот труд продолжал бы и дальше оставаться в сундуке Дарвина, если бы в один из дней не произошло событие, заставившее его срочно изменить позицию. В 1858 г. он получил по почте работу своего соотечественника — Альфреда Уоллеса, находившегося в этот момент вдали от Англии. В ней Уоллес излагал ту же идею о роли естественного отбора для прогрессивной эволюции.

Однако предположение Уоллеса, что Дарвин поможет популяризации его работы, было ошибкой и навсегда лишило его вполне законного приоритета в опубликовании принципа эволюции путем отбора организмов, наиболее приспособленных к условиям среды. Дарвин не только ничего не сделал для быстрой публикации работы Уоллеса, но и постарался принять все меры, чтобы утвердить свое первенство.

Спешное обнародование работы Дарвина

Дарвин на заседании не присутствовал. Выступавших было двое — Лайель и Гукер. Один из них с жаром, другой более сдержанно рассказали, что были свидетелями творческих мук Дарвина и удостоверили своим авторитетом факт его приоритета. Заседание кончилось в гробовой тишине. Никто никаких заявлений не сделал.

Основная цель этих книг заключалась в том, чтобы проиллюстрировать примерами принцип лучшего выживания животных и растений, более приспособленных к данной среде. Дарвин в большей мере использовал примеры из области одомашнивания животных, выведения пород скота, декоративных птиц и рыб, селекции сортов растений.

Отношение Дарвина к Ламарку

Дарвин не уставал повторять, что его взгляды не имеют ничего общего с ламарковскими, и на протяжении жизни не переставал дурно отзываться о своем великом предшественнике. Возможно, сама мысль, что он — не первый и что за 50 лет до него те же мысли уже были высказаны французом, тяготила его.

Один из раритетов Дарвиновского Государственного музея — единственный в России скелет дронта, нелетающей птицы, некогда обитавшей на о. Маврикий и вымершей в 1680–1690 гг. В гибели этого вида были повинны моряки, для которых беззащитные птицы стали источником провианта

Даже основные группы примеров, использованных Дарвином, совпадали с примерами Ламарка (породы собак, домашних птиц, садовые растения). Только Дарвин старался привести как можно больше примеров, пусть и однотипных, но создающих у читателя впечатление солидности, основательности; Ламарк же ограничивал себя одним-двумя примерами по каждому пункту.

В чем мысли Дарвина сильно отличались от мыслей Ламарка, так это в попытке объяснения причин эволюции. Ламарк искал их внутри организмов, в заложенной в них способности изменять устройство тела в зависимости от упражнения органов (и во второй половине XIX в. это положение Ламарка расценивалось как чрезвычайно важное, ибо подавляющее большинство ученых полагали, что живым существам имманентно присуще свойство самосовершенствования). Дарвин же первоначально исходил из того, что свойства организмов могли изменяться из-за случайных причин, а внешняя среда исполняла роль контролера, отсекающего менее приспособленные особи. Но поскольку Дарвин не понимал, что могло изменяться в организмах, что собой представляют наследственные структуры, эти его мысли были целиком и полностью гипотетическим философствованием.

Геммулы вместо генов

Первые подходы к познанию законов наследственности, правда еще в достаточно аморфном виде, сложились в результате работ немецкого исследователя Йозефа Готлиба Кёльрёйтера (1733–1806), несколько лет работавшего в Петербурге, и ряда других европейских ученых. Кёльрёйтер в 1756–1760 гг. провел первые опыты по гибридизации и сформулировал понятия о наследуемости.

В 1852 г. другой француз, Шарль Нодэн (1815–1899), более внимательно изучил эти два типа признаков и, подобно Сажрэ, установил, что в комбинациях доминантных и рецессивных признаков последние перестают проявляться. Однако стоит скрестить между собой такие гибриды, как у части их потомков они снова проступают (позже Мендель назовет этот процесс расщеплением признаков). Эти работы доказывали важнейший факт — сохранение наследственных структур, несущих информацию о подавляемых (рецессивных) признаках даже в тех случаях, когда внешне эти признаки не проявлялись. Нодэн попытался открыть количественные закономерности сочетания доминантных и рецессивных признаков, но, взявшись следить сразу за большим их числом, запутался в результатах и не смог продвинуться вперед.

Дарвину были хорошо известны результаты работ этих ученых, но он не понял их значения, не оценил той великой пользы, какую несли ему открытия элементарных наследственных единиц, закономерностей их комбинирования и проявления у потомков. Следовало сделать еще один шаг — упростить задачу и анализировать количественное распределение признаков у организмов, различающихся одним или максимум двумя признаками, и тогда законы генетики были бы открыты.

Этот рывок в науке совершил чешский естествоиспытатель, блестящий экспериментатор Иоганн Грегор Мендель, в 1865 г. опубликовавший гениальный труд, в котором изложил выводы экспериментов по выявлению законов наследственности. Схему своих опытов Мендель построил именно путем упрощения задачи, когда он решил скрупулезно следить за поведением в скрещиваниях сначала лишь одного наследуемого признака, а затем — двух. В результате он доказал, теперь уже окончательно, наличие элементарных единиц наследственности, четко описал правила доминирования, открыл количественные закономерности комбинирования единиц наследственности у гибридов и правила расщепления наследственных признаков.

Чарлз Дарвин, 1868 г. Эта фотография — один из раритетов Государственного Дарвиновского музея — была привезена его основателем А. Ф. Котсом. Фото Дж. М. Кэмерон

Дарвин, следовательно, мог сам эти законы открыть (он продвинулся вперед в понимании важности выяснения законов наследования, к тому же прогресс науки в то время был столь ощутим, что сделанное Менделем было в принципе доступно любому задумывающемуся над проблемами наследования). Но Дарвин не был экспериментатором. Конечно, он мог просто прочесть опубликованный Менделем труд на немецком языке, однако этого тоже не произошло.

Бесхвостую кошку нельзя получить упражнениями

В большинстве случаев при обсуждении гипотезы пангенезиса Дарвина принято говорить, что ее автор не ушел далеко от своего времени, а, дескать, Мендель опередил свое время на 35 лет (недаром его законы действительно переоткрыли 35 годами позже). Но можно сказать и по-другому: в понимании механизмов наследования признаков Дарвин не дорос до своего современника Менделя.

Первый генетик — крестьянский сын Иоганн Мендель, ставший настоятелем августинского монастыря Святого Томаша в Брюнне, — провел свои знаменитые опыты по скрещиванию разных сортов гороха на маленьком участке в монастырском саду (фото внизу)

Но почему первые изменения не наследуются, а вторые возникают и наследуются? Что собой вообще представляют наследственные структуры и как они передаются потомкам, он себе не представлял. Назвав их геммулами, он ни на йоту не приблизился к пониманию их природы. Интуитивно он, возможно, догадывался, что, сколько ни отрубай хвосты кошкам, чтобы те, прыгая с комодов, не сбивали веджвудских статуэток, приплод от бесхвостых котов и кошек все равно будет с хвостами.

Редакция и автор благодарят сотрудников Государственного Дарвиновского музея
Е. Ю. Баранову, И. П. Калачеву и к.б.н. А. С. Рубцова за помощь
в подготовке иллюстративного материала (с. 89–91, 96–97)

Ученых всегда волновал вопрос не только происхождения ныне существующих организмов, но и механизмов этих изменений.

Соответственно, каждый ученый выдвигал свои гипотезы и пытался их обосновать.

Мы рассмотрим эволюционные теории самых известных ученых.

Карл Линней

Швейцарский ученый и очень верующий человек, Линней был естествоиспытателем, изучал ботанику и зоологию и эволюционная теория не была основной целью его исследований.

Он ввел свою систематику организмов (таксономические категории), бинарную номенклатуру для описания живого. Основной единицей систематики считал вид.

Что касается эволюции, то Линней относился к креационистам, т.е. считал, что все живое создано Богом и виды не меняются.

Жан Батист Ламарк

Первый ученый, который пытался выстроить целостную теорию эволюции.

Во-первых, он читал, что живое произошло из неживого, во-вторых, разделение животных на позвоночных и беспозвоночных - именно его заслуга. Понятие “вид” он отрицал, считая, что единицей эволюционных изменений является организм сам по себе - особь.

Ламарк говорил об изменчивости как основном механизме для приспособления, адаптации к меняющимся условиям, что новоприобретенные признаки обязательно должны наследоваться, но основой механизмов всего этого он считал “внутреннее стремление к совершенству и упражняемость”.

Принцип систематизации видов

Внутреннее стремление к совершенству, адаптация к условиям среды, наследование приобретенных признаков.

Выделение градаций - последовательных ступеней усложнения организации.

Чарлз Дарвин

О нем знают все. Его портреты во всех школах, музеи его имени есть по всему миру. Ему постоянно приписывают происхождение человека от обезьяны, хотя он об это НЕ ПИСАЛ!

Нас интересуют основные моменты его теории биологической эволюции, над которой он трудился 20 лет!

• Основой для эволюции всего живого является изменчивость;

• Признаки, помогающие организму выживать в изменяющихся условиях, должны передаваться по наследству;

• Движущая сила эволюции - борьба за существование;

• Выживание и преимущественное размножение приспособленных - естественный отбор;

• Естественный отбор ведет к дивергенции (расхождению) признаков и, в конечном счете, к видообразованию.”

Принцип систематизации видов

Единство происхождения видов.

Современная (синтетическая теория эволюции)

Ученый, который “синтезировал” (отсюда и название), объединил теорию Дарвина и генетику - С.С. Четверяков.

• Основа эволюции — мутации, причем именно генные, т.к. они должны передаваться по наследству;

• как и в классической теории, в синтетической теории эволюции основной движущий фактор — это естественный отбор ;

• элементарная единица эволюции — популяция;

• эволюция — длительный процесс — смена одной популяции за другой приводит, в конце концов, к образованию вида или нескольких видов (дивергентность);

• вид — это замкнутое образование, при этом наблюдается поток генов — особи мигрируют из одной популяции в другую;

• макроэволюция — результат микроэволюции, при этом все закономерности микроэволюции (на уровне вида) переходят и на более высокий уровень.

Принцип систематизации видов

Примеры заданий.

А1. Назовите учёного, первым предпринявшего попытку классификации живых существ и предложившего удобный и простой принцип двойных названий для каждого вида.

1) Ж. Б. Ламарк ;
2) Ж. Кювье;
3) К. Линней;
4) Ч. Дарвин.

В12. Установите соответствие между учёными и взглядами на историческое развитие живой природы.

A) движущей силой эволюции является внутреннее стремление к совершенству

Б) изменения условий среды вызывают у организмов положительные, негативные и нейтральные наследственные изменения

B) благоприобретённые признаки наследуются

Г) движущей силой эволюции является естественный отбор Д) элементарной эволюционной единицей является отдельная особь Е) элементарной эволюционной единицей является популяция

В - 2 (обратите внимание: по Ламарку - именно благоприобретенные, по Дарвину - все)

Е - 1 ( у Дарвина это вид, здесь допущена небольшая неточность, но в большинстве вопросов ЕГЭ тоже так)

Соответственно, каждый ученый выдвигал свои гипотезы и пытался их обосновать.

Мы рассмотрим эволюционные теории самых известных ученых.

Карл Линней

Жан Батист Ламарк

Первый ученый, который пытался выстроить целостную теорию эволюции.

Принцип систематизации видов

Внутреннее стремление к совершенству, адаптация к условиям среды, наследование приобретенных признаков.

Выделение градаций - последовательных ступеней усложнения организации.

Чарлз Дарвин

Нас интересуют основные моменты его теории биологической эволюции, над которой он трудился 20 лет!

• Основой для эволюции всего живого является изменчивость;

• Признаки, помогающие организму выживать в изменяющихся условиях, должны передаваться по наследству;

• Движущая сила эволюции - борьба за существование;

• Выживание и преимущественное размножение приспособленных - естественный отбор;

• Естественный отбор ведет к дивергенции (расхождению) признаков и, в конечном счете, к видообразованию.”

Принцип систематизации видов

Единство происхождения видов.

Современная (синтетическая теория эволюции)

Ученый, который “синтезировал” (отсюда и название), объединил теорию Дарвина и генетику - С.С. Четверяков.

• Основа эволюции — мутации, причем именно генные, т.к. они должны передаваться по наследству;

• элементарная единица эволюции — популяция;

Принцип систематизации видов

Примеры заданий.

1) Ж. Б. Ламарк ;
2) Ж. Кювье;
3) К. Линней;
4) Ч. Дарвин.

В12. Установите соответствие между учёными и взглядами на историческое развитие живой природы.

A) движущей силой эволюции является внутреннее стремление к совершенству

B) благоприобретённые признаки наследуются

В - 2 (обратите внимание: по Ламарку - именно благоприобретенные, по Дарвину - все)

Е - 1 ( у Дарвина это вид, здесь допущена небольшая неточность, но в большинстве вопросов ЕГЭ тоже так)

Читайте также: