Биография и научная деятельность Ч. Дарвина

Корабль «Бигл» проделал большой кругосветный путь. Покинув Англию, он сначала следовал вдоль восточных, а затем западных берегов Южной Америки. В сентябре 1835 г. «Бигл» достиг Галапагосских островов, после чего пересек Тихий океан, чтобы обследовать прибрежные воды Новой Зеландии и Австралии. В мае 1836 г. «Бигл» - у берегов Африки. Обогнув ее южную оконечность, он 17 августа снова очутился в Атлантическом океане, пересек его и, посетив еще раз берега Бразилии, направился на родину.[10]

4. Возвращение на Родину – религиозные взгляды

По возвращении из плавания Дарвин занялся приготовлением к печати «Дневника путешествия». Позднее он подготовил к печати рукопись «Геологические наблюдения» и стал приводить в порядок материалы для издания книги «Зоологические результаты путешествия на «Бигле». Эта работа опубликованная в 1839 – 1843 гг., носила коллективный характер, так как в обработке материалов участвовало несколько ученых. Сам Дарвин занялся материалами по геологии и опубликовал три работы: «Строение и распределение коралловых рифов» (1842), «Геологические наблюдения над вулканическими островами» (1844), «Геологические исследования в Южной Америке» (1846). Все эти работы не потеряли своего значения и ныне, в особенности о происхождении коралловых островов и рифов.[4]

29 января 1839 года, Чарльз  Дарвин женился на своей кузине, Эмме Вэджвуд. Церемония бракосочетания  была проведена в традициях  Англиканской церкви и в соответствии  с унитарианскими традициями. Сначала  пара жила в Лондоне, затем 17 сентября 1842 года, переехала в Даун. У Дарвинов было десять детей. Трое детей умерли в раннем возрасте, некоторые были болезненны или слабы, и Чарльз Дарвин боялся, что причина этого в их родственной близости с Эммой, что было отражено в его работах по болезненности потомков от близкородственного скрещивания и преимуществах далёких скрещиваний.

С 1836 до 1839 года, Дарвин постепенно пришел к сознанию того, что Ветхий завет – «с его до очевидности ложной историей мира, с его вавилонской башней, радугой в качестве знамения…и с его предписыванием богу чувств мстительного тирана – заслуживает доверия не в большей мере, чем священные книги индусов или верования какого-нибудь дикаря...»

Так понемногу закладывалось в его душу неверие, и в конце концов он стал совершенно неверующим. Происходило это настолько медленно, что он не чувствовал никакого огорчения и никогда с тех пор даже на единую секунду не усомнился в правильности своего заключения.[10] Научная работа Дарвина не прекращалась до дня его смерти: 17 апреля 1882 г. он еще следил за очередным опытом, а 19 апреля великого ученого не стало.[4]

Глава 2. Основные положения теории Дарвина

2.1 Изменчивость

Исходным положением учения Дарвина является его утверждение о наличии изменчивости в природе. Изменчивостью называют общее свойство организмов приобретать новые признаки – различия между особями в пределах вида.

Изменчивость хорошо прослеживается при сравнениях многих пород животных и сортов растений, выведенных человеком в различных местах земного шара. Анализируя материал по изменчивости животных, ученый заметил, что достаточно любой перемены в условиях содержания, чтобы вызвать изменчивость.[8] Дарвин различал две основные формы изменчивости: групповую, или определенную, и индивидуальную, или неопределенную.

При групповой, определенной, но не наследственной изменчивости многие особи данной породы или сорта под влиянием конкретной причины изменяются одинаковым образом. Так, например, рост организмов зависит от количества пищи, окраска – от ее качества.

Под индивидуальной, неопределенной, наследственной изменчивостью следует понимать те небольшие различия, которыми отличаются друг от друга особи одного и того же вида. Это изменения, возникающие в результате неопределенного воздействия условий существования на каждую особь, такие изменения появляются у животных одного помета, у растений, выросших из семян одной коробочки. Неопределенность этих изменений заключается в том, что под действием одних и тех же условий особи изменяются по-разному. Неопределенные изменения Дарвин сравнивал с простудой, которая действует на разных людей по-разному, вызывая то кашель, то ревматизм, то воспаление легких в зависимости от состояния организма человека и его телосложения.

Дарвин отметил далее факт, что организм, изменившийся в каком-либо направлении, передает потомству тенденцию изменяться далее в том же направлении при наличии условий, вызвавших это изменение. В этом заключается так называемая длящаяся изменчивость, которая играет важную роль в эволюционных преобразованиях.

Изучая проявление изменчивости у растений и животных, Дарвин отметил ряд важных закономерностей в изменении различных органов и их систем в организме. Одной из таких закономерностей является коррелятивная, или соотносительная изменчивость. Коррелятивная изменчивость заключается в том, что изменение одного органа вызывает изменение других. Примером такой изменчивости может служить связь между развитием функционирующей мышцы и образованием гребня на кости, к которой она прикрепляется. У многих болотных птиц наблюдается корреляция между длиной шеи и длиной конечностей: птицы с длинной шеей имеют и длинные конечности.

Всем организмам в природе присуще наследственность. Это свойство  выражается в сохранении и передаче признаков к потомству. Огромное значение Дарвин придавал наличию изменчивости и наследственности в природе. Изменчивость и наследственность в сочетании с отбором – естественный фактор эволюции.[2]

2.2 Искусственный отбор

В книгах «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» (1859) и «Изменения домашних животных и культурных растений» (1868) Дарвин подробно описал многообразие пород домашних животных и анализировал их происхождение. Он отмечал разнообразие пород крупного рогатого скота, которых насчитывается около 400. Они отличаются друг от друга рядом признаков: окраской, формой туловища, степенью развития скелета и мускулатуры, наличием и формой рогов. Ученый подробно исследовал вопрос о происхождении этих пород и пришел к заключению, что все европейские породы рогатого скота, несмотря на большие различия между ними, произошли от двух предков, одомашненных человеком.

Большое внимание Дарвин уделял изучению различных сортов культурных растений. Так, сравнивая разнообразные сорта капусты, он сделал вывод о том, что все они выведены человеком из одного дикого вида. Таким образом, было показано, что в процессе одомашнивания человек может добиться больших изменений у растений и животных. Однако породы и сорта, создаваемые человеком, характеризуются одной особенностью: несмотря на то, что изменчивость затрагивает все органы животных и растений, домашние породы отличаются теми признаками, которые особенно ценятся человеком. Например, быстро жиреющие свиньи вполне удовлетворяют человека, но в условиях дикой природы они не могли бы защитить себя от врагов и найти достаточное количество корма. Этот пример показывает, что человек сам создает необходимые ему породы и сорта. Дарвин заметил, что во всех случаях селекционеры применяли один и тот же прием. Разводя животных или растения, они оставляли для размножения только экземпляры, наиболее удовлетворявшие их потребностям, и из поколения в поколение накапливали полезные для человека изменения. Такой способ получения пород и сортов называется искусственным отбором.

Дарвин различает два вида искусственного отбора – методический, или сознательный, и бессознательный отбор. Признаки, с которыми работают селекционеры, могут быть и морфологическими и функциональными. К ним может относиться и характер поведения животных, например драчливость у бойцовых петухов. Решая поставленную перед собой задачу, селекционер выбирает из уже имеющегося материала все то лучшее, в чем проявляется хотя бы в малой степени интересующие его признаки. Выбранные особи содержатся в изоляции во избежание нежелательного скрещивания. Затем селекционер выбирает пары для скрещивания. После этого, начиная уже с первого поколения, он ведет строгий отбор лучшего материала и выбраковку того, который не удовлетворяет предъявленным требованиям.

Таким образом, методический отбор – это творческий процесс, приводящий к образованию новых пород и сортов. Используя этот метод, селекционер, как скульптор лепит новые органические формы по заранее продуманному плану.[9]

Успех искусственного отбора зависит от степени изменчивости исходной формы: чем сильнее изменяются признаки, тем легче найти нужные изменения. Немалое значение имеет и величина исходной партии: в большой партии большие возможности выбора. Сохранению отобранного материала способствует устранение скрещивания с другими формами, то есть изоляция и накопляющее действие отбора, другими словами, усиление нужных признаков в поколениях вследствие отбора в одном и том же направлении. Дарвин отмечал, что это усиление новых признаков достигается в процессе дивергенции, то есть уклонения от первоначальной формы.

Бессознательный отбор производится человеком без определенной, заранее поставленной задачи. Дарвин показал, что такой отбор действительно имеет место. Так, например, крестьянин, имеющий двух коров, желая использовать одну из них на мясо, зарежет ту, которая дает меньше молока; из кур он использует на мясо самых плохих несушек. В обоих случаях крестьянин, сохраняя наиболее продуктивных животных, производит направленный отбор, хотя и не ставит перед собой цели вывести новые породы. Именно такую примитивную форму отбора Дарвин называет бессознательным отбором.

Несмотря на то, что методический отбор является более прогрессивной формой, в своем учении особое значение Дарвин придает отбору бессознательному. По его мнению, бессознательный отбор – это мостик между искусственным и естественным отбором. При бессознательном отборе человек не ставит перед собой цели выведения новой породы и выступает по отношению к полученному результату лишь как слепой отбирающий фактор, каким может быть любой другой фактор среды.

Дарвин указал условия, благоприятствующие проведению искусственного отбора: высокая степень изменчивости организмов, большое число особей, подвергаемых отбору, искусство селекционера, устранение случайных особей, достаточно высокая ценность данных животных или растений для человека.[5]

2.3 Естественный отбор

По Дарвину, эволюция видов в природе обусловливается факторами, аналогичными тем, которые определяют эволюцию культурных форм. Предпосылкой эволюции видов является наследственная изменчивость. Дарвин и здесь различает те типы изменчивости, которые он выделил в отношении культурных форм, отмечая особую значимость неопределенной (индивидуальной) изменчивости. Он считал, что незначительные индивидуальные изменения организмов ведет к образованию их разновидностей. Вот почему доказательства изменяемости видов он начинает с анализа индивидуальной изменчивости, существующей в природе. Затем Дарвин доказывает наличие в природе и других факторов, обусловливающих возможность эволюции: помимо наследственной изменчивости необходимо наличие отбирающего фактора. Роль отбирающего фактора выполняет естественный отбор, в основе которого лежит борьба за существование, возникающая вследствие огромной интенсивности размножения организмов, приводящих к перенаселенности. Сущность естественного отбора заключается в выживании наиболее приспособленных особей, на чем основывается образование видов и более крупных таксонов.[7]

1. Борьба за существование

Важнейшее место в теории естественного отбора занимает концепция борьбы за существование. Согласно Дарвину, борьба за существование является результатом тенденции организмов любого вида к безграничному размножению. Термин "борьба за существование" не вполне точно соответствует тому значению, которое вкладывал в него сам Дарвин, предлагая понимать этот термин "в широком и метафорическом смысле". Во-первых, Дарвин включал в понятие "существование" не только жизнь данной особи, но и успех ее в оставлении потомства. Во-вторых, словом "борьба" обозначалась не столько борьба, как таковая, сколько конкуренция, часто происходящая в пассивной форме. Дарвин понимал под борьбой за существование совокупность всех сложных взаимоотношений между организмом и внешней средой, определяющих успех или неудачу данной особи в ее выживании и оставлении потомства.

Борьба за существование принимает самые разные формы. Это, во-первых, непосредственное уничтожение одной особи другой, во-вторых, широко распространенная конкуренция в борьбе за свет, влагу, пищу и место на земле. Растение, отставшее в росте, вытесняется другими растениями, недостаток света еще больше угнетает его, и, наконец, оно погибает. Различные проявления борьбы за существование Дарвин сводил к трем видам: межвидовая, внутривидовая и борьба с условиями неорганической внешней среды.

Подчеркивая роль перенаселения как фактора, обуславливающего борьбу за существование, Дарвин сделал вывод, что наиболее ожесточенной должна быть внутривидовая борьба, как конкуренция между особями одного вида, которые обладают сходными жизненными потребностями. Кроме того, он проанализировал взаимоотношения особей близких и отдаленных видов. Особи отдаленных видов, как правило, имеют различные потребности. Иногда их потребности частично совпадают, и тогда между ними возникает конкурентная борьба за те или иные условия жизни. Напротив, у особей близких видов, и тем более у одного вида, почти все потребности совпадают, поэтому конкурентная борьба между ними становится особенно острой.

Огромную роль в процессе элиминации особи в растительном и животном мире играют условия неорганической внешней среды. Дарвин приводит пример, когда во время суровой зимы в той местности, где он жил, погибло 80% птиц. Множество растений уничтожается почти ежегодно поздними заморозками, засухой, резкими климатическими колебаниями. При недостатке растворенного в воде кислорода в водоемах гибнут рыбы. Пропадает значительная масса семян, заносимых ветром в неблагоприятные условия.