Теория эволюции Ламарка

Теория эволюции Ламарка

Известный французский биолог Ламарк был первым ученым, который  начал работу по созданию стройной и целостной теории эволюции живого мира. В 1778 году Жан Ламарк опубликовал  свой первый печатный труд «Флора Франции», который сразу же принес ему признание  в научных кругах.

Эта работа представляла собой  удобный и простой в пользовании  определитель растений. После этого  Ламарк в качестве адъюнкта-ботаника Академии наук продолжает исследовательскую  работу. Путешествуя по Европе, ученый изучает зоологические, ботанические и палеонтологические коллекции, занимается полевыми изысканиями.

В это же время Ламарк, используя в качестве основы принципы классификации, разработанные ботаником  Жюсье, основывает собственную естественную систематизацию растений, иерархия в которой зависит от степени усовершенствования плода и цветка.

На протяжении многих лет  Ламарк тщательно составлял ботанический словарь для «Методической энциклопедии». В него вошло описание с иллюстрациями  около 2000 родов растений. Одновременно в журнале «Естественной истории» Ламарк комментирует и объясняет  принципы и методы своей системы.

Теория эволюции Ламарка  объясняла основные законы, по которым  происходило развитие живой природы. Сущность теории ученого заключалась  в том, что все растения и животные не всегда имели такой вид, в котором  мы их видим в настоящее время.

Много лет назад они  имели совсем другое, более простое  строение, чем сейчас. Вначале на земле появились естественным путем  очень простые организмы. На протяжении долгого времени они постоянно  изменялись, с целью совершенствования  пока не достигли привычного для нас  состояния.

По какой же причине  происходят такие изменения в  органическом мире, включая растения и животных? Теория эволюции Ламарка  дает ответ на этот важный вопрос. Ламарк объяснял, что существует два основных фактора, влияющие на развитие животных и растений.

Первый фактор, по теории Ламарка, состоит в стремлении органического  мира к непрерывному изменению и  улучшению. Ламарк назвал этот фактор стремлением к прогрессу.

Вторым фактором, влияющим на эволюцию органического мира, является воздействие на живые организмы  естественных условий среды обитания. Под естественными условиями  ученый понимал пищу, свет, тепло, влагу, воздух и почву. Естественная среда  обитания может влиять на органический мир при помощи прямого или  косвенного воздействия.

Теория эволюции Ламарка  предполагала, что самые низшие животные и растения благодаря воздействию  природной среды изменяются, приобретая при этом самые разные свойства.

В качестве доказательства Ламарк приводил пример растения одного и  того же вида, которое имеет разный вид в зависимости от качества почвы, на которой оно выросло. Растение, выросшее в тени, будет всегда отличаться от растения, выросшего на солнце. У  животных изменения происходят по-другому.

Под воздействием изменений  природных условий животные приобретают  новые привычки, влекущие повышенную нагрузку на различные органы, которые  вследствие этой нагрузки начинают развиваться.

У животных, лазающих по деревьям, сильно разовьются хватательные свойства конечностей, а животные, постоянно  перемещающиеся на большие расстояния, будут иметь сильные ноги с  твердыми копытами.

С точки зрения ламаркизма, длина шеи и ноги жирафа — результат того, что многие поколения его некогда коротконогих и короткошеих предков питались листьями деревьев, за которыми им приходилось тянуться все выше и выше. Незначительное удлинение шеи и ног, происходящее в каждом поколении, передавалось следующему поколению, пока эти части тела не достигли своей нынешней длины. Перепонки между пальцами у водоплавающих птиц и форму тела камбалы объясняли таким же образом. Перепонки возникли в результате постоянного раздвигания пальцев и растяжения кожи между ними при плавании в поисках пищи или для спасения от хищников, а уплощенное тело — из-за лежания на боку на мелководье. Хотя теория Ламарка подготовила почву для принятия эволюционной концепции, его взгляды на механизм изменения так и не получили широкого признания.

Однако Ламарк был прав, подчеркивая роль условий жизни в возникновении фенотипных изменений у данной особи. Например, занятия физкультурой увеличивают объем мышц, но, хотя эти приобретенные признаки затрагивают фенотип, они не являются генетическими и, не оказывая влияния на генотип, не могут передаваться потомству.

Но теория Ламарка была исторической предпосылкой для признания впоследствии наследования генетических особенностей при половом размножении.

Таким образом, теория эволюции Ламарка объясняет, что все разнообразие органического мира произошло по двум причинам: из-за врожденного стремления к совершенствованию и влияния  на эволюцию органического мира постоянно  изменяющихся условий среды обитания.

15.2. Чарлз Дарвин - основоположник теории эволюции

Опираясь на огромный фактический  материал и практику селекционной работы по выведению новых сортов растений и пород животных, Ч. Дарвин сформулировал основные принципы своей эволюционной теории.

Первый  принцип постулирует, что изменчивость является неотъемлемым свойством живого.

В природе нельзя обнаружить два  совершенно одинаковых, тождественных организма. Чем тщательнее и глубже мы изучаем природу, тем больше убеждаемся во всеобщем, универсальном характере принципа изменчивости. При поверхностном взгляде может, например, показаться, что все деревья в сосновом бору одинаковые, но более внимательное изучение может выявить некоторые различия между ними. Одна сосна дает более крупные семена, другая — в состоянии лучше переносить засуху, третья — обладает повышенным содержанием хлорофилла в иголках и т.д. При обычных условиях эти различия не оказывают заметного влияния на развитие деревьев. Но в крайне неблагоприятных условиях каждое такое мельчайшее отличие способно стать именно тем решающим изменением, которое определит, останется ли этот организм в живых или будет уничтожен.

Дарвин различает два типа изменчивости. К первому типу, который называется индивидуальной или неопределенной изменчивостью, он относит ту, которая передается по наследству. Второй тип он характеризует как определенную или групповую изменчивость, по-скольку ей подвержены те группы организмов, которые оказываются под воздействием определенного фактора внешней среды. В дальнейшем неопределенные изменения обычно стали называть мутациями, а определенные— модификациями.

Второй  принцип теории Дарвина заключается  в раскрытии внутреннего противоречия в развитии живой природы. Оно  состоит в том, что, с одной  стороны, все виды организмов имеют  тенденцию к размножению в геометрической прогрессии, а с другой — выживают и достигают зрелости лишь в арифметической прогрессии, т.е. небольшая часть потомства.

Достаточно отметить, что  многие растения дают десятки и сотни  тысяч семян, а рыбы выметывают от нескольких сот до нескольких миллионов икринок. В этих условиях как раз и развертывается борьба за выживание, которую чаше всего называют борьбой за существование. Однако, как подчеркивает Дарвин, термин «борьба за существование» представляет собой метафорическое выражение, с помощью которого характеризуются различные отношения между организмами.

Она охватывает как сотрудничество внутри одного вида в борьбе против другого, так и конкуренцию между ними (в добывании пищи, занятии лучшего места обитания, за лидерство в группе и т.п.). Соответственно этому различают межвидовую и внутривидовую борьбу, причем наиболее ожесточенная борьба возникает между сходными организмами, поскольку именно они имеют одинаковые потребности.

Третий принцип  обычно называют принципом естественного  отбора, который играет фундаментальную роль в теории эволюции не только Дарвина, но и большинства теорий, появившихся позднее.

С его помощью удалось  удовлетворительно объяснить, почему из громадного потомства живых организмов выживает и достигает зрелости лишь небольшое число особей.

Дарвин выдвинул гипотезу общего характера, согласно которой  в природе существует особый механизм отбора, который приводит к избирательному уничтожению организмов, оказавшихся неприспособленными к существующим или изменившимся условиям окружающей среды. Эти результаты, указывает он, представляют собой следствия одного общего закона, обусловливающего прогресс всех органических существ, именно — размножения, изменения, выживания наиболее сильных и гибели наиболее слабых.

Разрабатывая свое учение об эволюции и естественном отборе, Дарвин обращает внимание на такие его характерные особенности, как постепенность и медленность процесса изменений и способность суммировать эти изменения в крупные, решающие, которые в конечном итоге приводят к формированию новых видов. Иногда в нашей отечественной литературе, особенно философской, высказывалось мнение, что теория Дарвина не подчеркивает решающей роли коренных, качественных изменений в развитии органического мира, и даже обвиняли ее в «плоском эволюционизме». На самом же деле Дарвину важно было, в противовес сторонникам идеи катастрофизма в духе Кювье, обратить внимание на постепенный характер изменений в биологии.

В связи с этим он писал:

«Выражаясь  метафорически, можно сказать, что  естественный отбор ежедневно и ежечасно расследует по всему свету мельчайшие изменения, отбрасывая дурные, сохраняя и слагая хорошие, работая неслышно и невидимо, где бы и когда бы ни представился к тому случай, над усовершенствованием каждого органического существа в связи с условиями его жизни, органическими и неорганическими».

Самым слабым местом в  учении Дарвина были представления  о наследственности, которые подверглись  серьезной критике его противниками. Действительно, если эволюция связана со случайным появлением полезных изменений и наследственной передачей приобретенных признаков потомству, то в течение ряда поколений случайно возникшие полезные изменения, как уже отмечалось в гл. 14, должны постепенно ослабнуть, а затем и вовсе исчезнуть.

Сам Дарвин вынужден был признать эту критику весьма убедительной, поскольку при тогдашних представлениях о наследственности ее невозможно было опровергнуть. Вот почему в последние годы жизни он стал все больше подчеркивать воздействие на процесс эволюции направленных групповых изменений, происходящих под влиянием определенных факторов внешней среды. Нетрудно понять, что такое изменение взглядов означает, по сути дела, признание правильности позиции Ж.Б. Ламарка, согласно которому эволюция происходит под управляющим воздействием внешней среды, которая заставляет организмы изменяться в определенном направлении. Но тогда исчезает необходимость устранения неприспособленных особей, а тем самым и основного принципа дарвиновской теории эволюции — естественного отбора. Между тем реальные факты свидетельствовали, что такой отбор происходит повсеместно, хотя действие принципа отбора в передаче наследственных признаков было обосновано недостаточно убедительно. В дальнейшем были выявлены и некоторые другие недостатки теории Дарвина, касающиеся основных причин и факторов органической эволюции. Стало очевидным, что эта теория нуждалась в дальнейшей разработке и обосновании с учетом последующих достижений всех биологических дисциплин.

15.3. Основные факторы и движущие силы эволюции

Дарвин и его последователи  к основным факторам эволюции относили изменчивость, наследственность и естественный отбор, связанный с борьбой за существование. В настоящее время к ним добавляют множество других дополнительных факторов, которые, не являясь основными, тем не менее оказывают влияние на эволюционный процесс. Сами основные факторы теперь также понимаются по-новому. К ведущим факторам эволюции теперь относят мутационные процессы, по-пуляционные волны численности особей и их изоляцию.

Прежде чем перейти  к их характеристике, заметим, что  трудности, с которыми встретился Дарвин при объяснении наследственной передачи полезных признаков потомству, легко преодолеваются уже с помощью тех эмпирических законов наследственности, которые установил еще австрийский ученый Г. Мендель (1822—1884). Действительно, один из его законов утверждает, что отдельные наследственные признаки родителей при скрещивании не сливаются, а передаются потомству в первоначальном виде. Поэтому никакого «растворения» наследственного вещества, о котором говорили критики Дарвина, на самом деле не происходит. Дальнейшее развитие эти идеи получили в современной теории генетики при интерпретации процессов изменения и наследственности.

Важнейшим из них является мутационный процесс, что следует из признания того неоспоримого теперь факта, что основную массу эволюционного материала  составляют различные формы мутаций, т.е. изменения наследственных свойств  организмов, возникающие естественным путем или вызванные искусственными средствами.

Мутации являются теми наследственными  изменениями, которые либо отдельно, либо совместно определяют изменения свойств, признаков, особенностей или норм реакции организмов. В своей совокупности они представляют то, что Дарвин называл индивидуальной или неопределенной изменчивостью. Факторы, которые вызывают мутации, называют мутагенами. К ним относятся космические, рентгеновские, радиоактивные лучи и вредные химические вещества, а также вирусы. Они вызывают изменения и перестройку генетического материала.

Поскольку мутации возникают случайно, постольку их результат действительно является неопределенным. Однако случайное изменение становится необходимым, когда оно оказывается полезным для организма, помогает ему выжить в борьбе за существование. Закрепляясь и повторяясь в ряде поколений, такие случайные изменения вызывают перестройку в структуре живых организмов и их популяций и таким образом приводят к возникновению новых видов. Хотя мутации — главные поставщики эволюционного материала, но они относятся к изменениям случайным, подчиняющимся вероятностным, или статистическим, законам. Поэтому они не могут служить направляющей силой эволюционного процесса. Тем не менее некоторые ученые рассматривают мутационный процесс в качестве определяющей силы эволюции, но забывают, что в таком случае приходится признать изначальную полезность и пригодность всех возникающих случайных изменений, что противоречит наблюдениям в живой природе и практике селекции. В действительности, кроме отбора — естественного или искусственного, — не существует никакого другого средства регулирования наследственной изменчивости. Только случайные изменения, оказавшиеся полезными в определенных условиях окружающей среды, отбираются в естественной природе или искусственно человеком для дальнейшей эволюции.