Чарльз Дарвін: життя і наукова діяльність

Другою формою природного добору є  прямий, або рушійний, провідний  добір. Кожний вид складається не з абсолютно тотожних особин та груп індивідів, аз більш-менш відмінних  за фенотипом і генотипом, за нормою реакції.

При тривалій зміні зовнішнього  середовища в певному напрямі  деякі відхилення від середньої  норми набувають селекційної  переваги над виробленою раніше пристосованістю  основної маси населення виду.

Внаслідок переважного розмноження  і збільшення чисельності однієї частини виду, здатної пристосуватись до нових умов, і переважної елімінації іншої відбувається зміна генетичної структури й перебудова організації виду. Варіаційна крива зміщується в напрямі пристосування до нових умов існування. Прямий добір е типовою формою природного добору, яка зумовлює постійне перетворення пристосувань видів відповідно до змін умов існування.

Стабілізуючий добір. Теорію стабілізуючого добору розробив акад. І. І. Шмальгаузен (1940). Дія цієї форми природного добору зумовлюється селекційною перевагою особин і груп організмів з середньою нормою реакції в маломінливих умовах існування, що приводить до збільшення їх чисельності. З другого боку, в кожному поколінні відбувається переважна елімінація представників з помітними відхиленнями від цієї норми (особин з великими або малими. розмірами тіла або окремих його частин, світлим або темним забарвленням і т. д.). Сіабілізуючий добір проявляє себе тоді, коли настає стійкість екологічних умов, коли встановлюються біоценотичні відносини і відносна рівновага між видом і зовнішнім середовищем.

Стабілізуючий добір зумовлює відносну стійкість організації виду і  його генетичної структури, меншу залежність усіх етапів індивідуального розвитку і життєдіяльності особин від  випадкових змін умов зовнішнього середовища і малих мутацій, прогресивний розвиток і вдосконалення механізмів, що регулюють онтогенез.

Характеризуючи стабілізуючий  добір, Шмальгаузен показав значення модифікаційних змін в еволюційних  перетвореннях виду, коли модифікації можуть стати нормою реакції, закріпленою спадковістю, і їх розвиток буде здійснюватись під впливом внутрішніх генетичних факторів.

Стабілізуюча форма добору показує  шляхи й механізми вироблення відносної стійкості адаптацій  виду, його організації.

Дизруптивний, або розсікаючий  добір можна розглядати як протилежний  стабілізуючому. Останній забезпечує переважне виживання і кількісне  збільшення особин з середньою нормою реакції при відносно сталих умовах існування і елімінацію в першу  чергу форм, що відхиляються від цієї норми.

Дія дизруптивного добору відбувається тоді, коли умови зовнішнього середовища настільки змінились, що основна  маса виду втрачає адаптивність, а  переваг набувають особини з  крайніми відхиленнями від середньої  норми. Саме ці відхилення і відіграють адаптивну роль у нових умовах. Такі форми кількісно швидко збільшуються, і на базі одного виду внаслідок дивергенції формується декілька нових.

Характеризуючи різні форми  природного добору, ми свідомо спрощували обставини, за яких проявляється та чи інша форма (сталість умов існування, зміна їх в одному напрямі тощо) для того, щоб на моделі краще виявити основну тенденцію добору. В природі рідко трапляється певна форма добору в чистому вигляді.

Найчастіше процес видоутворення  починається з переважання однієї форми добору, в кінці його провідного значення набуває інша форма. Умови існування виду постійно змінюються в часі й просторі, а відповідно до цього змінюються і типи добору. А в цілому природний добір постійно вдосконалює адаптації, приводить до певної упорядкованості живих систем, створює різноманітність форм життя.

Докази дії природного добору. Ми встановили, що природний добір у  більш вузькому розумінні — це переважне виживання і розмноження  особин і груп індивідів, краще пристосованих до мінливих умов існування, внаслідок чого поступово формуються адаптивні доцільні особливості виду. Ч. Дарвін наводить велику кількість прикладів, що ілюструють дію добору. Значна кількість фактів одержана пізніше; проведено також ряд спостережень, прямих і посередніх експериментів у цьому плані.

Так, на океанічних островах, які добре  продуваються вітрами, знайдено багато видів комах з недорозвиненими  крилами або зовсім безкрилих. На островах Кергелен з восьми видів  мух сім е безкрилими. З 350 видів жуків, що живуть на о-ві Мадейра, 200 видів нездатні до польоту через недорозвиненість крил.

Відомо, що захисне забарвлення  тварин забезпечує краще їх виживання. Схожість забарвлення деяких тварин і їх форми з якимись предметами чи іншими живими істотами (мімікрія) робить імітантів менш помітними (павучок драссус у стані спокою нагадує бруньку дерева, лахматий морський коник мало помітний серед водоростей, гусениця п'ядуна при небезпеці витягується і стає схожою на сучок, малайський метелик калліма, що сидить, нагадує листок рослини, деякі комахи імітують неїстівні форми, що мають надійний захист: мухи — джмеля, оси, метелик білянка — метеликів геліконід тощо).

Тварини, що мають значні відхилення від середньої норми, при швидкій  зміні умов існування гинуть у першу чергу (внаслідок бурі, забруднення води, сухості тощо).

Відзначено потемніння забарвлення  метеликів березового п'ядуна та інших видів у промислових  районах (індустріальний меланізм).

Досліди Чезнола і М. М. Бєляєва  показали вибірне знищення птахами богомолів різного забарвлення залежно від фону, на якому були комахи.

Під впливом природного добору з'явилися  отрутостійкі раси шкідливих комах  і кліщів.

Рослини пристосовувалися до перехресного запилення і розповсюдження насіння.

Самого факту природного добору в природі тепер ніхто не заперечує.

Умови, що сприяють дії природного добору. Як і у випадку штучного добору, можна виділити ряд обставин, що сприяють успіху природного добору у формотворенні і виробленні адаптації. До них належать:

• чисельність особин та їх різноманітність;
• ступінь і частота мінливості;
• інтенсивність розмноження і швидкість зміни поколінь;
• розміри ареалу і різноманітність умов існування даної групи організмів;
• ізоляція, перешкоди до вільного схрещування.

Зміст

  1. Еволюційне вчення Ж. Ламарка. 2  
2. Еволюційна теорія природного добору Ч. Дарвіна. 4  
3. Еволюційне вчення вільних падінь. 8  
4. Питання походження основних царств живої природи .. 13  
5. Походження многоклеточности у тварин і рослин. 15  
6. Питання про перехідні теоріях організму. 17  
7. Антропогенез. 19  
Список літератури .. 22

1. Еволюційне вчення Ж. Ламарка

У 1809 році вийшла в світ "Філософія  зоології" французького вченого  Жана Батіста П'єра Антуана де Моне Ламарка (1744-1829). У цій роботі була зроблена перша спроба створення теорії еволюції видів. Вона виявилася невдалою. Ламарк побудував свою теорію на наступних двох положеннях:  
У всіх живих істот закладено внутрішнє прагнення до вдосконалення. Воно є рушійною силою еволюції. Дією цього чинника визначається розвиток живої природи, поступове, але неухильне підвищення організації живих істот від найпростіших до самих досконалих. Його результатом є одночасне існування в природі організмів різного ступеня складності, як би утворюють ієрархічну драбину істот.  
Зовнішнє середовище безпосереднім чином впливає на зміну форми тих чи органів живих істот. "У кожної тварини, не завершив ще свого розвитку, більш часте і тривале вживання будь-якого органа зміцнює цей орган, розвиває його, збільшує і надає йому сили, пропорційну тривалості вживання, тоді як постійне відсутність вживання будь-якого органу поступово його послаблює, призводить до занепаду і примушує його зникнути ".  
Він помилявся так як, природно, не знав різниці між генотипом і фенотипом. Вправи або неупражненія можна змінити фенотип, але не генотип. Щоб довести, що фенотипічні зміни не передаються у спадок, А. Вейсман провів багаторічний експеримент, в якому впродовж багатьох послідовних поколінь вкорочував мишам хвости. За теорією Ламарка вимушене невживання хвостів повинно було привести до їх вкорочення у потомства, але цього не сталося. Вейсман на цій підставі постулював, що ознаки, придбані тілом і призводять до зміни фенотипу, не мають прямого впливу на статеві клітини (гамети), за допомогою яких ознаки передаються наступному поколінню.  
На противагу Ж. Ламарку Ж Кюв'є, виходячи з особливостей будови нервової системи, сформулював в 1812 р. вчення про 4 "гілках" (типах) організації тварин: хребетні, членисті, м'якотілі і променисті. Між цими типами він не визнавав жодних зв'язків і переходів. У межах типу хребетних він розрізняв 4 класу: ссавці, птахи, земноводні, риби. Описав велике число копалин форм і виявив належність багатьох з них до певним верствам земної кори.Ж. Кюв'є вперше запропонував з викопних решток визначати вік геологічних шарів, і навпаки. Грунтуючись на принципах "кореляції органів" і "функціональної кореляції", він розробив метод реконструкції копалин форм по небагатьох збережених фрагментів скелета.  
Відстоюючи релігійні уявлення про створення і незмінності видів і відсутності перехідних форм між видами, він, для пояснення зміни фаун і флор, які спостерігаються в послідовних геологічних пластах, висунув теорію катастроф. У катастрофізм геологічна історія Землі розглядається як чергування тривалих епох відносного спокою і порівняно коротких катастрофічних подій, різко перетворюють лик планети. Відповідно до цієї теорії, в результаті стихійних лих періодичних на значній частині земної кулі гинуло все живе, після чого його поверхню заселялася новими формами, які прийшли з інших місць. Концепція катастрофізму і неодноразових творчих актів узгоджувалася з біблійною концепцією творення світу. Завдяки ідеям Ж. Кюв'є, широко поширилися ідеї про прогрес в органічному світі і про епізодичних події, що порушують одноманітність в історії Землі. Це сприяло формуванню уявлень про поєднання еволюційного і стрибкоподібного розвитку.  
У 1830-33 р. був виданий праця англійського природодослідника Ч. Лайєлла "Основи геології". У цій роботі на противагу популярної у той час теорії катастрофізму він розробив вчення про повільне і безперервному зміну земної поверхні під впливом постійних геологічних факторів, що діють і в сучасну епоху (атмосферні опади, текучі води, виверження вулканів і т.д.). Еволюційна теорія Ч. Лайєла (актуалізму) стала великим кроком на шляху до матеріалістичного розуміння природи. Ч. Лайелл вважав діють на Землі сили постійними за якістю та інтенсивності, не бачив їх зміни в часі і пов'язаного з цим розвитку Землі.

2. Еволюційна теорія природного  добору Ч. Дарвіна 

Чарльз Дарвін у своїй основній праці "Походження видів шляхом природного відбору" (1859) узагальнив емпіричний матеріал сучасної йому біології та селекційної практики, на основі результатів власних спостережень під час подорожей, кругосвітнього плавання на кораблі "Бігль", розкрив основні фактори еволюції органічного світу. У книзі "Зміна домашніх тварин і культурних рослин" (т.1-2, 1868) він виклав додатковий фактичний матеріал до основного праці, а в книзі "Походження людини і статевий відбір" (1871) висунув гіпотезу походження людини від мавпоподібних предків. В основі теорії Дарвіна - властивість організмів повторювати в низці поколінь подібні типи обміну речовин та індивідуального розвитку в цілому - властивість спадковості.  
Спадковість разом з мінливістю забезпечує сталість і різноманіття форм життя і лежить в основі еволюції живої природи. Одне з основних понять своєї теорії еволюції - поняття "боротьба за існування" - Дарвін вживав для позначення відносин між організмами, а також відносин між організмами і абіотичних умовами, що призводять до загибелі менш пристосованих і виживання більш пристосованих особин.  
Поняття "боротьба за існування" відображає ті факти, що кожен вид продукує більше особин, ніж їх доживає до дорослого стану, і що кожна особина протягом своєї життєдіяльності вступає в безліч відносин з біотичних і абіотичних факторів середовища.  
Дарвін виділив дві основні форми мінливості:  
Певну мінливість - здатність всіх особин одного і того ж виду в певних умовах зовнішнього середовища однаковим чином реагувати на ці умови (клімат, грунт).  
Невизначену мінливість, характер якої не відповідає змінам зовнішніх умов. У сучасній термінології невизначена мінливість називається мутацією.  
Мутація - невизначена мінливість на відміну від мінливості певної носить спадковий характер. За Дарвіном, незначні зміни в першому поколінні посилюються у наступних поколіннях. Дарвін підкреслював, що вирішальну роль в еволюції відіграє саме невизначена мінливість. Вона пов'язана зазвичай з шкідливими і нейтральними мутаціями, але можливі і такі мутації, які виявляються перспективними.  
Неминучим результатом боротьби за існування і спадкової мінливості організмів, за Дарвіном, є процес виживання і відтворення організмів, найбільш пристосованих до умов середовища, і загибелі в ході еволюції непристосованих - природний відбір.  
Механізм природного відбору в природі діє аналогічно селекціонерам, тобто складає незначні і невизначені індивідуальні відмінності і формує з них у організмів необхідні пристосування, а також міжвидові відмінності. Цей механізм вибраковує непотрібні форми і утворює нові види.  
Теза про природний добір поряд з принципами боротьби за існування, спадковості і мінливості - основа дарвінівської теорії еволюції.  
За часів Дарвіна спадковість представляли як якесь загальна властивість організму, притаманне йому як цілому. У зв'язку з цим шотландський дослідник Флемінг Дженкінс увійшов в історію біології, висунувши заперечення проти теорії Дарвіна. Він вважав, що нові корисні ознаки деяких особин даного виду повинні швидко зникнути при схрещуванні з іншими, більш численними особинами. Заперечення Дженкінса сам Дарвін вважав дуже серйозними, охрестивши їх "кошмаром Дженкінса". Ці заперечення були спростовані, тільки коли стало ясно, що апарат спадковості сформований окремими структурними та функціональними одиницями - генами.  
Згідно з Ч. Дарвіном і А. Уоллесу, механізмом, за допомогою якого з предсуществовавшіх видів виникають нові види, служить природний відбір. Ця гіпотеза заснована на трьох спостереженнях і двох висновках:  
Спостереження 1. Особи, що входять до складу популяції, володіють великим репродуктивним потенціалом. Дарвін і Уоллес зафіксували цей факт багато в чому завдяки роботі Т. Мальтуса "Трактат про народонаселення". У ній Т. Мальтус привернув увагу до репродуктивного потенціалу людини і відзначив, що чисельність населення зростає по експоненті.  
Спостереження 2. Число особин у кожній даній популяції приблизно постійно. Чисельність усіх популяцій обмежується або контролюється різними чинниками середовища, такими як харчові ресурси, простір і світло. Розміри популяції зростають до тих пір, поки середовище ще може витримувати їх подальше збільшення, після чого досягається якусь рівновагу. Чисельність коливається біля цього рівноважного рівня.  
Висновок 1. Багатьом особинам не вдається вижити і залишити потомство. У популяції відбувається "боротьба за існування". Безперервна конкуренція між індивідуумами за фактори середовища в межах одного виду або між представниками різних видів призводить до того, що деякі організми не зможуть вижити або залишити потомство.  
Спостереження 3. У всіх популяціях існує мінливість. Величезний фактичний матеріал, зібраний під час подорожей Дарвіном і Уоллесом переконали їх у значущості внутрішньовидової мінливості. Але вони не змогли виявити джерела всіх цих форм мінливості. Це пізніше зробить Г. Мендель.  
Висновок 2. У "боротьбі за існування" ті особини, ознаки яких найкращим чином пристосовані до умов життя, мають "репродуктивним перевагою" і виробляють більше потомства, ніж менш пристосовані особини. Вирішальний фактор, що визначає виживання, - це пристосованість до середовища. Будь-яке, саме незначне фізичне, фізіологічне або поведінкове зміна, що дає одному організму перевагу перед іншим, буде діяти як "селективну перевагу". Сприятливі зміни будуть передаватися наступним поколінням, а несприятливі відкидаються відбором, так як вони невигідні організму. Висновок 2 містить гіпотезу про природний добір, який може служити механізмом еволюції.  
Теорія еволюції, запропонована Дарвіном і Уоллесом, була розширена і розроблена у світлі сучасних даних генетики, палеонтології, молекулярної біології, екології та етології і отримала назву неодарвінізму. Його можна визначити як теорію органічної еволюції шляхом природного відбору ознак, детермінованих генетично. Щоб визнати цю теорію достовірної необхідно:  
Встановити факт зміни форм життя у часі (еволюція в минулому).  
Виявити механізм, що виробляє еволюційні зміни (природний відбір генів)  
Продемонструвати еволюцію, що відбувається в даний час (еволюція в дії).  
Свідченнями еволюції, що відбувалася в минулому, служать викопні рештки організмів і стратиграфія. Дані про механізм еволюції отримують шляхом експериментальних досліджень і спостережень, що стосуються природного відбору успадкованих ознак та механізму наслідування, яке демонструють класичної генетикою. Відомості про дію цих процесів у наш час дає вивчення популяцій сучасних організмів, результати штучного відбору та генної інженерії.  
Поки не існує твердо встановлених законів еволюції. Ми володіємо лише добре підкріпленими фактичними даними в галузі палеонтології, географії поширення видів, системи класифікації К. Ліннея, селекції рослин і тварин, порівняльної анатомії, порівняльної ембріології, порівняльної біохімії гіпотезами, які в сукупності складають досить обгрунтовану теорію.

3. Еволюційне вчення вільних  падінь 

Саме поняття номогенез, і аргументи на користь того, що, всупереч Дарвіну, еволюція аж ніяк не випадковий, але закономірний процес докладно обгрунтував Л.С. Берг у своїх класичних роботах 20-х років, з яких головна і найбільш відома - "Номогенез, або еволюція на основі закономірностей". Берг формулює проблему так:  
Чи є еволюція випадковим процесом, який зумовлений лише двома факторами: хаотичними мутаціями і природним відбором, або ж еволюція - це процес у своїй основі закономірний, виявлення деякої тенденції, іманентного закону, який і направляє її хід?  
У такій постановці питання може здатися не цілком коректним і навіть безпредметним, адже і випадкові у своїй основі процеси можуть підкорятися дуже суворим статистичним законам. Більш точно його суть можна усвідомити з простої аналогії: хоча на розвиток окремого оргaнізмa впливає безліч випадкових факторів, але немає сумніву і в тому, що головним, визначальним є фактор внутрішньої інформації, закладеної в генах. Вся його історія є рaзворaчівaніе, реaлізaція програми, від якої тільки і залежить, що ж виросте, наприклад, з даного насіння береза ​​або сосна.  
Вся еволюція біосфери є, згідно з Бергу розгортання, якогось закону, або може бути правильніше сказати, багатоваріантної програми, в якій містяться і численні способи її реалізації. Тому Берг і назвав свою концепцію номогенез, протиставивши її дарвінівської концепції "тіхогенеза", тобто розвитку, заснованого на випадковості. Чи можемо ми сьогодні, хоча б у найзагальніших контурах уявити собі, як же виглядає цей закон? Ні, але наше незнання зовсім не означає, що такого закону немає.  
Уявімо собі, що якийсь математик, який досліджує таблиці випадкових чисел, з подивом виявляє в них стійкі повторення, "мотиви", "ритми і рими", "гомології", присутність яких ніяк не можна пояснити грою випадку. Нехай далі щось подібне він зможе знайти і в інших послідовностях, отриманих за допомогою незалежних і різних по влаштуванню генераторів. Яку гіпотезу вправі висунути такий математик? Він може, перш за все, припустити, що досліджувані ним ряди зовсім не випадкові, але є досить мудре прояв невідомої раніше природної закономірності.  
У своїх роботах Берг підсумовує величезний фактичний матеріал, накопичений вже до початку 20 століття, який і свідчить на користь номогенетіческой природи еволюції. Цей матеріал говорить про присутніх у системі форм живого численних "ритмах і римах", які неможливо назвати випадковими. Як приклад наведемо факт так званого попереджання ознак (філогенетичне прискорення). Відомо, що в ембріональній фазі спостерігаються ознаки тих стадій, через які, ймовірно, пройшла еволюція цієї групи. Свого часу Е. Геккель, гарячий прихильник і пропагандист дарвінізму, сформулював правило, що отримало назву біогенетичного закону: онтогенія повторює філогенію. Чомусь вважається, що він служить прямим аргументом на користь дарвінівської концепції, хоча його можна розуміти лише як свідчення того, що еволюція взагалі має місце, у чому, звичайно ж, мало хто сумнівається.  
Набагато рідше обговорюється факт, що має місце і зворотне, симетричне за часом явище: "індивідуальний розвиток може не тільки повторювати філогенію, а й випереджати її". Це правило застосовується не тільки до окремих організмів, але й до цілих їх групами: філогенія якої-небудь групи може випереджати свій вік, здійснюючи форми, які в нормі властиві більш високо стоїть в системі організмам. Це означає, що ознаки, які з'являються в результаті передування, не могли вийти як результат дії дарвінівського механізму. Як індивідуальний розвиток, еволюція є процес розгортання, реалізації вже існуючої програми.  
Номогенетіческое напрямок в теорії еволюції аналогічно номотетіческім в систематиці. Для кращого розуміння корисно сказати кілька слів про класифікацію варіантів еволюційних теорій: