Развитие эволюционного учения ч дарвина таблица. Учение Ч. Дарвина о естественном отборе (дарвинизм). Факторы эволюции по Ч. Дарвину

Крупнейшим событием в науке XIX в. стало появление эволюционной теории Ч. Дарвина (1859 г.). Заслуга ученого в том, что ему удалось определить движущие силы эволюционного процесса, вскрыть его сущность и выстроить убедительную систему доказательств эволюции .

Обобщив огромный фактический материал (в том числе относительно домашних животных и культурных растений), Дарвин определяет наследственность и изменчивость (вычленяя при этом наследственную и ненаследственную формы изменчивости) как общие свойства всех живых существ.

Наследственная изменчивость , по его мнению, имеет исключительное значение для выведения новых сортов растений и пород животных при селекции, а также в эволюции живых организмов в природе. Она обеспечивает появление у организмов принципиально новых признаков и передачу их последующим поколениям.

Основным движущим фактором (наряду с наследственностью и изменчивостью) при выведении новых сортов растений и пород домашних животных является искусственный отбор , осуществляемый человеком (рис. 1).

Рис. 1. Искусственный отбор: результаты селекции капусты

Работая над выведением нового сорта или породы, человек сознательно отбирает особей с полезными (для него ) свойствами, осуществляет скрещивание, получает потомство и вновь производит отбор по данным признакам . Учение об искусственном отборе имело огромное значение для формирования идеи отбора естественного.

Борьба за существование - это конкурирующие взаимодействия организмов и влияние факторов неживой природы. В природных системах организмов рождается больше, чем их может существовать. То есть многие гибнут на стадии яйца, зародышей или семян, молодых растений, личинок или детенышей.

Дарвин выделял три формы борьбы за существование: внутривидовую (конкуренция между особями одного вида), межвидовую (взаимодействия особей разных видов) и взаимодействия организмов с неживой природой (см. главу 11).

Итогом борьбы за существование становится «естественный отбор », или выживание наиболее приспособленных. В результате накапливаются признаки, полезные для данного вида.

Естественный отбор (по Дарвину) обеспечивает «сохранение полезных индивидуальных различий или изменений и уничтожение вредных».

Таким образом, наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор - главные движущие силы эволюции , приводящие к образованию новых видов. По образному выражению ученого, это происходит за счет «расхождения признаков» у особей одного вида (принцип дивергенции ).

Первоначально подобное проявляется в возникновении подвидов внутри старого вида, а по мере углубления различий между организмами подвидов возникают два (или более) новых вида (на основе дивергенции).

Естественный отбор служит причиной видовой приспособленности к определенным условиям окружающей среды. Иными словами эволюция отличается приспособительным характером .

Сущность прогрессивной эволюции заключается в том, что в каждую историческую эпоху среди видов, хорошо приспособленных к существующим условиям среды, появляются такие, которые обладают принципиально новыми и более совершенными типами строения . По данным палеонтологии, с течением времени одни преобладающие группы организмов сменялись (или дополнялись) другими, имеющими более высокий уровень организации, чем их предшественники (табл. 1).

Таблица 1

Группы растений и животных, господствовавших

в разные геологические эпохи

Теория эволюции Ч. Дарвина послужила мощным толчком для дальнейшего развития биологии. Идеи эволюционизма распространились далеко за пределы биологии, проникнув в другие области естествознания.

Выход в свет работы ученого вызвал в научном мире острую дискуссию между дарвинистами и противниками дарвинизма. Это послужило стимулом для развития разных биологических дисциплин - сравнительной анатомии и эмбриологии, палеонтологии, генетики, биохимии и многих других, которые, в свою очередь, внесли большой вклад в развитие дарвинизма.

Сегодня мало кто станет отрицать огромный вклад Дарвина в биологию. Имя этого ученого знакомо каждому взрослому человеку. Многие из вас могут в двух словах сказать о том, в чем состоит вклад Дарвина в биологию. Однако подробно рассказать о созданной им теории смогут лишь немногие. После прочтения статьи вам удастся это сделать.

Достижения древних греков

Прежде чем описать вклад Дарвина в биологию, расскажем в нескольких словах о достижениях других ученых на пути к открытию теории эволюции.

Анаксимандр, древнегреческий мыслитель, еще в 6 веке до н. э. говорил, что человек произошел от животных. Его предки якобы были покрыты чешуей и жили в воде. Чуть позже, в 4 в. до н. э., Аристотель отметил, что полезные признаки, которые случайным образом проявляются у животных, природа сохраняет для того, чтобы сделать их в будущем более жизнеспособными. А собратья, не имеющие данных признаков, погибают. Известно, что Аристотель создал "лестницу существ". Он расположил организмы в порядке от самых простых к более сложным. Эта лестница начиналась камнями, а заканчивалась человеком.

Трансформизм и креационизм

Англичанин М. Хейл в 1677 году впервые употребил термин "эволюция" (от лат. "развертывание"). Он обозначил им единство исторического и индивидуального развития организмов. В биологии в 18 веке появился учение о том, как изменялись различные виды растений и животных. Оно было противопоставлено креационизму, согласно которому бог создал мир, и все виды остаются неизменными. К сторонникам трансформизма относится французский ученый Жорж Бюффор, а также английский исследователь Эразм Дарвин. Первую теорию эволюции предложил Жан-Батист Ламарк в своем труде 1809 года "Философия зоологии". Однако истинные ее факторы вскрыл именно Чарльз Дарвин. Вклад в биологию этого ученого неоценим.

Заслуга Чарльза Дарвина

Ему принадлежит эволюционная теория, обоснованная научно. Он изложил ее в труде под названием "Происхождение видов путем естественного отбора". Эту книгу в 1859 году опубликовал Дарвин. Вклад в биологию кратко описать можно следующим образом. Дарвин считал, что - наследственная изменчивость, а также борьба за существование. В условиях борьбы неизбежным результатом данной изменчивости становится естественный отбор, который представляет собой преимущественное выживание самых приспособленных особей того или иного вида. Благодаря их участию в размножении полезные наследственные изменения накапливаются и суммируются, как отмечал Чарльз Дарвин.

Вклад в биологию его признали ученые, продолжившие исследования в этом направлении. Развитие науки в дальнейшем подтвердило, что дарвиновская теория является правильной. Поэтому сегодня термины "эволюционное учение" и "дарвинизм" нередко употребляются как синонимы.

Итак, мы кратко охарактеризовали вклад Дарвина в биологию. Предлагаем подробнее рассмотреть созданную им теорию.

Наблюдения, натолкнувшие Дарвина на теорию эволюции

Сначала начал задумываться о причинах, по которым между видами имеются те или иные сходства и различия, Чарльз Дарвин. Вклад в биологию, кратко охарактеризованный нами, он внес далеко не сразу. Сперва предстояло изучить достижения предшественников, а также совершить несколько путешествий. Именно они натолкнули ученого на важные мысли.

Основную находку он сделал в Южной Америке, в геологических отложениях. Это скелеты гигантских неполнозубых, весьма сходных с современными ленивцами и броненосцами. Кроме того, на Дарвина произвело большое впечатление изучение видов животных, обитающих на Ученый обнаружил на этих вулканических островах, имеющих недавнее происхождение, близкие виды вьюрков, которые похожи на материковые, однако приспособились к различным источникам питания - нектару цветков, насекомым, твердым семенам. Чарльз Дарвин сделал вывод о том, что эти птицы попали на остров именно с материка. А произошедшие с ними изменения объясняются приспособлением к новым условиям существования.

Чарльз Дарвин поставил вопрос о том, что в видообразовании играют определенную роль условия среды. Ученый наблюдал аналогичную картину и у берегов Африки. Обитающие на животные, несмотря на определенное сходство с видами, населяющими материк, все-таки от них отличаются весьма значительными чертами.

Дарвин не мог объяснить сотворением видов и особенности развития грызуна туко-туко, описанного им. Эти грызуны живут под землей, в норах. У них появляются зрячие детеныши, которые впоследствии слепнут. Все эти и многие другие факты значительно поколебали веру ученого в сотворение видов. Дарвин, возвратившись в Англию, поставил перед собой масштабную задачу. Он задумал решить вопрос о происхождении видов.

Основные труды

Вклад Дарвина в развитие биологии представлен в нескольких его работах. В 1859 году в своем труде он обобщил эмпирический материал селекционной практики и биологии, современной ему. Кроме того, он использовал результаты своих наблюдений, сделанных во время путешествий. Совершенное им на кругосветное плавание пролило свет на различных видов.

Чарльз Дарвин дополнил основной труд "Происхождение видов..." фактическими материалами в своей следующей книге, вышедшей в 1868 году. Она известна под названием "Изменение домашних животных и культурных растений". В еще одном труде, написанном в 1871 году ученый выдвинул гипотезу о том, что человек происходит от обезьяноподобного предка. Сегодня многие соглашаются с предположением, которое высказал Ч. Дарвин. Вклад в биологию позволил ему стать большим авторитетом в научном мире. Многие даже забывают о том, что происхождение человека от обезьяны - всего лишь гипотеза, которая хотя и весьма вероятна, но все-таки еще не вполне доказана.

Свойство наследственности и его роль в эволюции

Отметим, что в основе дарвиновской теории лежит свойство наследственности, то есть способности организмов повторять типы обмена веществ и в целом индивидуальное развитие в ряду поколений. Вместе с изменчивостью наследственность обеспечивает многообразие и постоянство форм жизни. Она является основой эволюции всего органического мира.

Борьба за существование

"Борьба за существование" - это понятие, которое является одним из основных в теории эволюции. Чарльз использовал его для обозначения существующих между организмами отношений. Кроме того, Дарвин употреблял его для описания отношений между абиотическими условиями и организмами. Абиотические условия приводят к выживанию самых приспособленных особей и к гибели менее приспособленных.

Две формы изменчивости

Что касается изменчивости, Дарвин выделил две основные ее формы. Первая из них - определенная изменчивость. Это способность всех особей того или иного вида в определенных условиях среды реагировать одинаковым образом на данные условия (почву, климат). Вторая форма - Ее характер не соответствует наблюдаемым изменениям внешних условий. Неопределенная изменчивость в современной терминологии называется мутацией.

Мутация

Мутация, в отличие от первой формы, имеет наследственный характер. Согласно Дарвину, в последующих поколениях усиливаются незначительные изменения, наблюдаемые в первом. Ученый подчеркивал, что в эволюции решающая роль принадлежит изменчивости неопределенной. Она обычно связана с вредными мутациями или нейтральными, однако возможны и такие, которые называют перспективными.

Механизм эволюции

По Дарвину, неизбежным результатом наследственной изменчивости и борьбы за существование является выживание и воспроизведение новых организмов, которые наиболее приспособлены к обитанию в соответствующей среде. А в ходе эволюции происходит гибель неприспособленных, то есть естественный отбор. Механизм его действует в природе аналогично селекционерам, то есть складываются неопределенные и незначительные индивидуальные различия, из которых затем формируются необходимые приспособления у организмов, а также различия между видами.

Обо всем этом, а также о многом другом говорил и писал Чарльз Дарвин. Вклад в биологию, кратко описанный, не ограничивается тем, о чем мы рассказали. Однако в общих чертах были охарактеризованы основные его достижения. Теперь вы можете подробно рассказать о том, какой вклад в биологию внес Дарвин.

Другие ученые: Ж. Кювье, Ж. де Сент-Илера, первые русские эволюционисты

Основные черты эволюционной теории Чарльза Дарвина

1. Доказательства эволюции. Ч.Дарвин находит доказательства эволюционного процесса во многих областях биологии, из которых основные положения заложены в трех группах научно обоснованных фактах. Палеонтологические данные. Дарвин приводит доказательства многочисленных научных фактов, показывающих, что древние формы организмов очень сильно отличаются от современных, но по мере приближения к современности наблюдается увеличение сходства ископаемых форм. Это говорит о последовательности эволюционных преобразований живых форм. Эмбриологические материалы. Сравнение зародышей очень далеких по своему морфологическому сходству современных животных показывает большое сходство между ними. Это может быть объяснено только единством происхождения и родственными взаимосвязями. Биогеографические материалы. Сравнение фаун давно отделившихся от материков океанических островов с одной стороны показывает общность их происхождения, а с другой о значительных изменениях в строении организмов, которые говорят о разных направлениях эволюции в зависимости от неодинаковых условий существования.

2. Движущие силы эволюции. К факторам эволюционного процесса Дарвин относил такие явления как изменчивость, наследственность и естественный отбор.

Среди явлений изменчивости он особо выделял определенную и неопределенную формы. Из них только неопределенная изменчивость способна давать материал для эволюционных преобразований , т.к. она возникает случайно, её проявления разнонаправленны, а также они могут передаваться по наследству, т.е. сохраняться в поколениях. Основной и направляющей силой эволюции органических форм Ч.Дарвин считал естественный отбор. В краткой форме теорию естественного отбора можно изложить в нижеследующем:

а. Все виды животных и растений стремятся увеличить свою численность. При этом возрастает и величина изменчивости, т.е. числа особей, несущих в себе небольшие, т.е. относительно безвредные для жизнедеятельности, отклонения в признаках, передающихся по наследству. Это приводит к появлению большого числа разнокачественных особей, с теми или иными признаками. Обитая в природной среде они оказываются в состоянии борьбы за существование, как между собой, так и между особями других видов. В суровых условиях среды обитания одни организмы выживают лучше, чем другие и оставляют после потомство с более выгодными наследственными признаками.

в. Процесс накопления полезных уклонений в результате такого избирательного среднестатистического выживания особей в ходе борьбы зв существование Ч. Дарвин назвал естественным отбором. В ходе естественного отбора ничего заново не создается. Он происходит на основе уже имеющихся приспособлений. Когда условия среды остаются относительно стабильными, естественный отбор сохраняет существующие приспособления. При изменении условий существования изменяются среднестатистические величины выживания организмов. Предположим, что климат в северном регионе резко потеплел. Такие явления бывали ранее и возможны в будущем. При этом смертность особей, обладающих густым мехом, может оказаться выше, чем у особей, имеющих генотип, дающий менее густой мех. Тогда в популяции могут накапливаться особи, имеющие наследственные свойства, дающие меньшую густоту меха. Изреживание меха в теплых условиях среды можно оценить как возникновение нового приспособления.

Естественный отбор является основной движущей силой эволюции . На его основе, в ходе возникновения все новых и новых приспособлений организмов, способствующих их лучшему выживанию и размножению, возникает процесс дивергенции (расхождения признаков внутривидовых групп, появление новых видов и на этой основе выделение родов, семейств, классов и типов). В построениях Ч. Дарвина сложилась концепция монофилетической эволюции, показывающей, что все организмы на Земле имеют единые корни происхождения. Единство всего мира живых организмов на нашей планете - результат биологической эволюции на основе естественного отбора.

3. Трудности, которые испытывал Ч.Дарвин при создании своей теории: 1. Отсутствие научно разработанной теории наследственности. Во времена написания книги Дарвина о наследовании признаков ничего не было известно. Мендель опубликовал свои работы в 1865 г., но в то время информация распространялась очень медленно, а значение работ Менделя поняли совсем немногие. До Дарвина его работы так и не дошли. В своих экспериментах он наблюдал сходные явления. Но не обратил этому должного внимания. Поэтому Ч.Дарвин придерживался распространенных тогда представлений о том. Что признаки родителей передаются потомству пополам(теория смешанного наследования). Из-за этого были затруднения с «кошмаром Дженкина», вынудившие Дарвина частично допустить наследование полезных приспособлений. Ему даже пришлось выдумывать гипотезу пангенезиса (о существовании геммул, проникающих в половые клетки и вызывающих изменчивость), от которой он сам вскоре отказался.

2. Небольшое количество данных, подтверждающих работу отбора в природных условиях. Таких доказательств в трудах Дарвина было немного. Поэтому ему пришлось сначала доказать теорию искусственного отбора, а потом уже переходить на доказательство теории естественного отбора. Теория искусственного отбора явилась кардинальным вопросом его эволюционной теории, доказывающей, что деятельность человека может быстро и эффективно изменять признаки животных и растений в нужном ему направлении.

4. Дарвин о виде. Следствием прохождения естественного отбора является возникновение приспособлений, которые способствуют видам более эффективно существовать в окружающей среде. На основе приспособлений становится возможность различения разновидностей, т.е. внутри вида появляются различающиеся группы организмов, а затем появляются подвиды. Таким образом, вместо старой концепции абсолютно неизменного, устойчивого и морфологически обособленного вида Дарвин выдвинул новые представления об изменяющемся виде. В своей концепции он рассматривал вид как бы с двух проекций:

Вид в данном отрезке времени он представляет как реально существующую природную единицу. Однако по Ч.Дарвину вид как реальная природная единица обладает высокой степенью изменчивости, так что иногда очень трудно различать не только разновидности внутри вида. Но и один вид от другого. Между двумя видами можно найти и ряд переходных форм. Поэтому Дарвин считал, что виды – это резко выраженные разновидности, а разновидности – это зачинающиеся виды.

Вид в ходе длительного исторического отрезка времени представляет собой реально эволюционирующую единицу, в своем морфологическом развитии проходящую ряд приспособительных преобразований. При этом видовые признаки становятся ещё более изменчивыми и трудно подразделимыми, т.к. эволюция идет медленно и постепенно.

После работ Ч.Дарвина эволюционная идея впервые объединилась понятием реально существующего и развивающегося вида.

5 . Пути эволюционных преобразований Ч.Дарвин изобразил в виде схемы, показывающей ход дивергентной эволюции, т.е. эволюции с расхождением признаков. В этой схеме особенно подчеркивается значение случайных факторов в эволюции, на основе которых складывается закономерный исторический процесс, приводящий к прогрессивному усложнению организмов.

Повторение и обобщение материала по теме: «Эволюционное учение»

Цели урока :

– ознакомить учащихся с жизнью и творчеством великого английского ученого Чарльза Дарвина;
– систематизировать, закрепить и обобщить знания о виде, популяции, движущих силах эволюции, механизмах видообразования, главных направлениях эволюции, характерных признаках микро- и макроэволюции;
– стимулировать интеллектуальную деятельность учащихся, развивать умения систематизировать, сравнивать, высказывать собственную точку зрения.

Оборудование и материалы : портрет Ч.Дарвина; таблицы и схемы к лабораторным работам по ароморфозам, идиоадаптациям и дегенерации; видеофильм о приспособленности организмов к условиям обитания.

Ход урока

«Наука – это драма идей». Эти слова принадлежат великому физику XX в. Альберту Эйнштейну. Творцы открытий – люди, виновники ошибок – люди. На арене науки сражаются, соревнуются, отстаивают свою правоту идеи, теории и гипотезы, созданные людьми. Сегодня мы будем говорить о величайшем открытии XIX в. – теории естественного отбора Ч.Дарвина.

Жизнь и творчество Ч.Дарвина

Если мы позволим себе волю воображения, может вдруг оказаться, что животные – наши братья по боли, болезням,
смерти, страданиям и бедствиям, наши рабы в самой тяжелой работе, спутники в развлечениях –
разделяют с нами происхождение от общего предка – и все мы слеплены из той же глины.

В автобиографии Дарвин писал: «Довольно рано я прочел оказавшийся у товарищей том «Чудес природы» и нередко вступал с другими мальчиками в споры относительно правильности сообщаемых в этой книге сведений. К концу моей школьной жизни мой брат увлекся химией и устроил порядочную лабораторию с самодельными аппаратами в чулане. Он позволял прислуживать ему при опытах. Я очень интересовался этим, и наши занятия нередко затягивались до глубокой ночи. Эти занятия имели наиболее глубокое образовательное значение из всего того, чему я научился в школьные годы. Они на практике познакомили меня со значением экспериментальной науки».

Учеба в Кембридже шла вяло. Изучать богословские догмы Дарвину было скучно. Зато он с головой окунулся в любимое занятие – изучение природы. Этому способствовало знакомство с крупными учеными-естествоиспытателями, жившими в этом научном центре.

Экспедиция на корабле «Бигль» (сообщение учащегося)

Книга «Введение в философию естествознания» профессора Генсло пробудила в Дарвине горячее желание своими скромными силами хоть сколько-нибудь содействовать возведению величественного здания естествознания. Такая возможность представилась ему после окончания университета. Он был рекомендован профессором Генсло в качестве натуралиста на корабль «Бигль», отправлявшийся в кругосветное путешествие.

«Бигль» снаряжался военным министерством Великобритании для осуществления топографических и гидрологических исследований в районе Южно-Американского континента и Фолклендских островов. Именно туда обратило свои взоры правительство Великобритании, чтобы найти территории, которые бы еще больше раздвинули рамки колоний этой державы. Кроме того, «Бигль» должен был собрать налоги в Австралии, Новой Зеландии и других колониях.

Натуралист в этой экспедиции был не самым главным лицом. Ему даже не платили жалование. Более того, все научное оборудование он должен был купить сам. Условия не лучшие. Тем не менее, Чарльз охотно принял это предложение, хотя отец и другие родственники не одобряли его намерений.

27 декабря 1831 г. «Бигль» отправился из Девон-Порта. Он посетил остров Гран-Канария, острова Зеленого мыса, Рио-де-Жанейро, прошел вдоль восточного побережья Южной Америки с заходом на Фолклендские острова, много времени провел у берегов Патагонии, далее прошел мимо острова Огненная Земля, вдоль Западного побережья Южной Америки с заходом на острова Галапагосского архипелага, Таити, Маврикий, Мадагаскар, мыс Доброй Надежды, остров Святой Елены, снова к Южной Америке и оттуда в Англию. Путешествие продолжалось 5 лет (до 1836 г.).

Особую роль в становлении научных взглядов Дарвина сыграли палеонтологические находки в Патагонии. Изучая эти материалы, он пришел к мысли о существовании близкого родства между вымершими и современными ленивцами, муравьедами и броненосцами Южной Америки.

В результате подробного изучения флоры и фауны Галапагосских островов он пришел к выводу, что большинство видов животных и растений свойственны только этому архипелагу. В то же время, все они обнаруживают явное сходство с обитателями Южной Америки. Значит, они происходят от материковых видов, которые переселились на острова и приспособились к весьма своеобразным местным условиям существования.

Так впервые он ответил на вопрос о причинах возникновения специфических видов и их приспособленности к условиям обитания.

На острове Святой Елены Дарвин столкнулся с таким фактором воздействия на флору и фауну, как инородный вид. При колонизации острова сюда завезли свиней и коз. В течение десятилетий они полностью уничтожили густые леса, и на их месте развилась жесткая травянистая растительность. Вследствие этого изменилась и фауна острова. Вымерло 8 видов моллюсков.

В Австралии Дарвин столкнулся со своеобразным миром сумчатых, которые больше нигде не встречаются, хотя в Южной Америке и на юге Африке климат для них вполне подходящий. Оставалось предположить, что фауна Австралии развилась в условиях изоляции.

«Бигль» достиг берегов Англии 2 октября 1836 г. Материал, собранный Дарвином, был разнообразен и многочислен и представлял огромную ценность. В его обработке принимали участие, кроме Дарвина, другие крупные ученые Англии – зоологи, геологи. На Дарвине лежало общее руководство, написание вводных статей и монографий по некоторым группам (птицы, усоногие раки и др.)

И, наконец, самое главное. Выпускник богословского факультета, Дарвин перед отправлением в путешествие был верующим человеком. За 5 лет путешествия его мировоззрение резко изменилось: как в результате проведенных наблюдений, так и под влиянием идей геолога Лайеля, чью книгу «Основы геологии» он читал во время экспедиции, Дарвин приходит к заключению об историческом развитии органического мира. Из путешествия он вернулся убежденным в существовании вполне материальных причин эволюции.

В марте 1839 г. Дарвин женился на своей кузине Эмме Веджвуд, веселой, привлекательной, образованной женщине. Супружество оказалось счастливым. Эмма неутомимо ухаживала за больным мужем. Она была его опорой в жизни и не сомневалась в его добропорядочности даже тогда, когда Дарвин работал над теорией естественного отбора, атеистическую сущность которой она поняла раньше других. Ведь Эмма Дарвин была набожной, как все ее современницы.

Дарвин много лет работал над обоснованием своей теории. Он завершил ее приблизительно к 1858 г., но опубликовывать не торопился. В 1858 г. он получил письмо от Альфреда Рассела Уоллеса, работавшего в Малайе, с рукописью статьи, в которой Уоллес в сжатой форме изложил свою теорию естественного отбора. Эта теория во многом совпадала с выводами самого Дарвина. Это его ошеломило, и он пишет профессору Лайелю: «Ваши слова, что меня кто-либо опередит, оправдались с лихвой. Я никогда не видел более разительного сходства. Если бы у Уоллеса была моя рукопись… он не смог бы сделать более удачного и краткого обзора».

Лайель и ботаник Джозеф Гукер сумели найти тонкое и справедливое решение вопроса. По их предложению на заседании Линнеевского общества в том же 1858 г. были зачитаны обе работы. Затем по настоянию Лайеля и Гукера Дарвин начал готовить свою рукопись к публикации. Друзья считали, что он имеет на это право, т.к. сформулировал свою гипотезу еще во время кругосветного путешествия, а в последующие 22 года собирал факты, подтверждающие ее.

Оба ученых были благородными людьми. Они признавали вклад друг друга в теорию. Уоллес писал: «Я всегда сознавал и теперь сознаю, что господин Дарвин начал заниматься этим вопросом раньше меня и исполнение трудной задачи изложения происхождения видов не выпало на мою долю. Давно я уже испытывал свои силы и убедился, что их бы не хватило на эту трудную задачу. Я чувствую, что у меня нет такого неутомимого терпения при собирании многочисленных фактов, этой удивительной способности выводить заключения… наконец, того бесподобного слога, ясного и убедительного, – словом, всех тех качеств, которые делают из господина Дарвина человека совершенного и, быть может, наиболее способного для громадного труда, который он предпринял и выполнил».

А Дарвин говорил друзьям: «Лучше б я сжег свою книгу, только бы он (Уоллес) или кто-либо иной не счел мой поступок неблаговидным».

Труд Дарвина под названием «Происхождение видов путем естественного отбора» был опубликован 24 ноября 1859 г. Интерес к этой книге превзошел все ожидания. Весь тираж (1250 экз.) был раскуплен за один день. Еще при жизни Дарвина «Происхождение видов» выдержало 6 изданий и было переведено на все европейские языки, в том числе и на русский. Чарльз Дарвин скончался в 1882 г. и был похоронен как национальный герой в Вестминстерском аббатстве, в Лондоне, рядом с Исааком Ньютоном.

В чем сущность теории Дарвина?

Беседа

Созданию Дарвином учения об эволюции органического мира способствовали определенные естественно-научные и экономические предпосылки. Назовите их.

В XIX в. многие ученые не признавали идею эволюции органического мира. Приведите доказательства эволюции растений и животных. Какие из них можно считать прямыми, а какие косвенными?

В середине XIX в. Дарвин создал эволюционную теорию, которая и сегодня признана большинством ученых мира. Назовите основные положения эволюционной теории Дарвина. Каковы результаты и движущие силы эволюции по Дарвину?

Известно, что все организмы имеют сходную организацию молекулярных процессов. О чем это свидетельствует?

Объясните с точки зрения К.Линнея, Ж.Б. Ламарка и Ч.Дарвина образование длинной шеи у жирафа и отсутствие органов зрения у слепыша.

Во время кругосветного путешествия Ч.Дарвин в Южной Америке ознакомился с находками скелетов ископаемого гигантского ленивца и обнаружил их сходство со скелетами ныне живущих видов. Он описал различия в видовом составе фауны Северной и Южной Америки, обнаружил высокий процент эндемизма среди птиц и рептилий Галапагосского архипелага. Какие выводы можно сделать из этих его наблюдений?

Проводя наблюдения в Дауне, Ч.Дарвин установил, что на одинаковых по площади участках почвы размещается большее число особей растений, если они принадлежат не к одному, а к нескольким видам. В чем причина таких различий?

Выводы

Дарвин доказал, что в природных условиях приспособление организмов к среде и возникновение новых видов происходит при участии естественного отбора. Выживают и лучше размножаются те особи, которые имеют изменения, полезные для организма. Естественный отбор – это преимущественное выживание и размножение наиболее приспособленных.

Причиной естественного отбора, по Дарвину, является постоянная борьба за существование. Дарвин различал три формы борьбы за существование: межвидовую, внутривидовую и борьбу с неблагоприятными условиями неорганической среды.

Естественный отбор создает разнообразные приспособления организмов к окружающей среде.

Современное состояние эволюционного учения

(сообщение учащегося )

В развитии дарвинизма было три периода.

1. Романтический (с 1859 г. до середины XIX в.), когда эволюционное учение одержало победу над метафизическим подходом, что дало толчок к развитию новых областей науки: эволюционной палеонтологии, сравнительной анатомии, эволюционной эмбриологии и др. Пропагандистами и сторонниками учения Ч.Дарвина были Тимирязев, братья Ковалевские, Сеченов, Геккель, Мюллер и др.

2. Период отрицания (1900–1926). Становление и развитие генетики привело к противопоставлению ее дарвинизму. В это время эволюционное учение продолжает развиваться, а теория естественного отбора стала подвергаться жесточайшей критике. Этой теории были противопоставлены другие: мутационная (автор де Фриз), хромосомная (автор Томас Морган), миграционная, гибридизационная теории, которые утверждали, что виды образуются не постепенно, эволюционно, а скачкообразно – революционно.

3. Современный синтетический период. Разработана синтетическая теория эволюции. Временем ее возникновения считают 1926 г., когда советский ученый С.С. Четвериков сформулировал основные положения популяционной генетики и соединил дарвинизм с современной генетикой. На этой базе сформировалось современное учение о микроэволюции.

Сегодня мы различаем микроэволюцию и макроэволюцию. Микроэволюция – это начальный этап эволюционного процесса, который протекает внутри вида (в популяциях) и приводит к образованию новых видов. Она доступна непосредственному наблюдению и изучению, т.к. может происходить в исторически короткое время. При этом популяции рассматриваются как элементарные эволюционные единицы, в которых происходит микроэволюция. Мутации и комбинации генов, лежащие в основе наследственной изменчивости, называются элементарным эволюционным материалом.

Наследственная изменчивость, различные виды изоляции, популяционные волны и естественный отбор в свете современной синтетической теории эволюции являются движущими силами или элементарными эволюционными факторами. Под влиянием этих факторов изменяется генетический состав популяции (генофонд). Изменение генетического состава популяции называется элементарным эволюционным событием (явлением). Это обязательная предпосылка эволюционного процесса. Генотип особей в популяциях характеризуется разнокачественностью из-за мутационной и комбинативной изменчивости. В результате борьбы за существование и естественного отбора особи с одними генотипами сохраняются в популяции, другие погибают. Процесс длится на протяжении ряда поколений и может привести к значительным изменениям генотипа. Следствием этого является образование новых подвидов и видов.

Признак появления нового вида – невозможность отделившейся популяции скрещиваться с особями исходной популяции и давать плодовитое потомство. Это репродуктивная изоляция – главный признак появления нового вида.

Как главный признак вида критерий репродуктивной изоляции предложен в 1968 г. Майером, который предложил следующее определение вида: «Вид – это система популяций, близких по своим генетическим и морфологическим особенностям, полностью репродуктивно изолированная от других таких же систем». Вид – это система генетически закрытая (изолированная), но как биологическая система он является системой открытой, т.к. связан обменом веществ и превращением энергии с внешней средой. В связи с этим изоляцию следует рассматривать как фактор видообразования.

Изоляция – это нарушение свободных скрещиваний и генетическая разобщенность популяций. Изоляция – это самое существенное свойство вида, которое обеспечивает его реальность и целостность. Способность к изоляции является ценным видовым приспособлением. Изоляция не обязательно подразумевает полное прекращение скрещивания между популяциями. Для поддержания своеобразия генофонда, а тем самым и направления его преобразований, достаточны лишь определенные ограничения.

На внутривидовом уровне различают:

– географическую или пространственную изоляцию;
– морфологическую изоляцию;
– генетическую изоляцию;
– биологическую изоляцию.

Макроэволюция – это процесс возникновения и развития более крупных таксономических категорий. Она протекает на огромных пространствах, охватывает порой всю биосферу и отрезки времени в сотни миллионов лет. При ее изучении экспериментировать невозможно. До сих пор специалисты изучали ход макроэволюции по ископаемым останкам. И только теперь ученые смогли построить компьютерные модели эволюционного процесса. Для моделирования макроэволюции оказалось вполне достаточно дарвинского принципа естественного отбора на основе случайных наследственных изменений. Эта серия компьютерных экспериментов по моделированию прогрессивной эволюции блестяще подтвердила теорию Дарвина.

Вопросы к беседе

В чем сущность учения И.И. Шмальгаузена о формах естественного отбора?

В чем сущность и каковы результаты микроэволюции?

Дайте характеристику различных способов видообразования.

Какие направления эволюционного процесса вы знаете?

Чем отличается биологический прогресс от биологического регресса?

Охарактеризуйте основные пути эволюции, ведущие к биологическому прогрессу.

Основные направления эволюции

Лабораторная работа «Основные пути биологического прогресса»

1. Ароморфозы

Проанализируйте анатомо-функциональные особенности мозга позвоночных животных (рыбы, птицы, млекопитающие). Заполните табл. 1 и сделайте вывод о взаимосвязи между усложнением различных отделов мозга и особенностями поведения животных.

Головной мозг рыб. Различают отделы: передний мозг, промежуточный мозг, средний мозг, мозжечок и продолговатый мозг. Все отделы имеют большое значение в жизнедеятельности рыбы. Мозжечок управляет координацией движений и равновесием животного. Продолговатый мозг играет важную роль в управлении дыханием, кровообращением, пищеварением и другими важнейшими функциями организма.

Головной мозг птиц. Хорошо развиты зрительные бугры среднего мозга. Мозжечок значительно больше, чем у других позвоночных, т.к. он – центр координации и согласованности движений, а птицы в полете совершают очень сложные движения. По сравнению с рыбами у птиц увеличены полушария переднего мозга, поэтому и поведение птиц отличается большей сложностью. Правда, многие действия являются врожденными, инстинктивными (образование пар, постройка гнезда, насиживание). В течение жизни у птиц появляется большое количество условных рефлексов.

Головной мозг млекопитающих. Головной мозг состоит из тех же отделов, что и у других позвоночных, однако большие полушария имеют более сложное строение. Наружный слой больших полушарий состоит из нервных клеток, образующих кору мозга. Она может образовывать складки, извилины. Кора отвечает за формирование условных рефлексов. Хорошо развит и мозжечок, он также имеет много извилин. Это связано с координацией сложных движений млекопитающих. Млекопитающие отличаются сложным поведением. Вследствие того что окружающая среда крайне изменчива, у млекопитающих постоянно вырабатываются новые условные рефлексы, а те, которые не подкрепляются условными раздражителями, утрачиваются. Эта особенность позволяет млекопитающим быстро и очень хорошо приспосабливаться к условиям окружающей среды.

Таблица 1

2. Идиоадаптации

Рассмотрите строение ног различных птиц, сделайте вывод о приспособительном значении изменений, заполните табл. 2.

Строение ног птиц в зависимости от их образа жизни.
На рисунке изображены ноги: 1 – фазан, 2 – орел, 3 – воробей, 4 – страус

Существование зависимости строения организма от его образа жизни доказывает, например, строение ног у разных видов птиц. Ноги хищных птиц (орлы, ястребы) снабжены длинными и острыми когтями. У птиц, ноги которых приспособлены для ходьбы (фазан), когти короткие. У бегающих птиц (дрофа, страус) ноги очень сильные, с короткими и толстыми пальцами.

Чарлз Дарвин (1809 – 1882) сформулировал теорию эволюции в результате естественного отбора.

Предпосылки эволюционной теории

Социально – экономические (интенсивное развитие промышленности, быстрый рост городов, значительный подъем сельского хозяйства, активизация селекционной работы по выведению новых сортов растений и пород животных Англии).

Научные: В области биологии - успехи систематики животных и растений, биогеографии, палеонтологии, сравнительной анатомии, эмбриологии и др.

Научные в других областях: астрономии, разработавшей теории происхождения Солнечной системы; геологии, открывшей последовательное образование осадочных пород; химии, установившей сходство в составе живой и неживой природы и др.

1859 г. «Происхождение видов путем естественного отбора или сохранении избранных пород в борьбе за жизнь».

Логическая структура дарвинизма

Наследственность. Изменчивость. Интенсивность размножения (геометрическая прогрессия). Ограниченность места и ресурсов для жизни.

Очевидные свойства организмов

Борьба за существование

Естественный отбор

В основе теории происхождения видов, созданной Дарвином, лежат следующие принципиально важные положения:

Филогенетическое изменение вида всегда вызывается изменением условий среды.

Образование нового вида начинается с формирования новых внутривидовых форм, которые Дарвин называл разновидностями.

В результате естественного отбора происходит приспособление новых органических форм к изменившимся условиям.

Образование видов является длительным историческим процессом.

Основным направлением филогенеза является дивергенция. Но не исключена возможность образования и конвергентных форм.

Каждая крупная группа животных или растений всегда происходит от одного корня (монофилетическое происхождение).

Основные положения теории Дарвина и Уоллеса

Любым организмам свойственна изменчивость.

Число потомков, рождаемых на свет, много больше (интенсивность размножения) числа, которое может найти себе пропитание (ограниченность ресурсов и мест для жизни). Поэтому большая часть потомства погибает.

Так как рождается больше особей, чем может выжить, существует борьба за существование (явная или косвенная).

Наследственные изменения, облегчающие организму выживание в определенных конкретных условиях, дают им преимущество перед другими, то есть выживают наиболее приспособленные (естественный отбор).

Выжившие особи дают начало следующим поколениям, и, таким образом, удачные изменения закрепляются. В результате отдаленные потомки могут существенно отличаться от предков.

Сущность теории эволюции состоит в следующем: огромное многообразие видов на Земле, приспособленных к определенным условиям существования, образовались благодаря постоянно возникающим в природе разнонаправленным наследственным изменениям и естественному отбору. Способность организмов к интенсивному размножению и одновременное выживание немногих особей, наиболее приспособленных к конкретным условиям среды, является следствием борьбы за существование. Таким образом, между видами идет борьба за существование, вследствие которой выживают организмы, наиболее приспособленные к конкретным условиям среды. Значение теории Дарвина состоит в установлении основных движущих сил эволюции органического мира и введении естественно – исторического метода в биологию.

Создание человеком новых сортов растений или пород животных основано на трех факторах – изменчивости, наследственности и отборе.

Наследственность – свойство живых организмов сохранять и передавать потомству особенности своего строения и развития с помощью генов. Благодаря наследственности из поколения в поколение сохраняются признаки вида, сорта, породы, штамма. Связь между поколениями осуществляется при размножении через гаплоидные или диплоидные клетки. Ведущая роль в наследственности принадлежит хромосомам, способным к самоудвоению и формированию с помощью генов всего комплекса характерных для вида признаков. Вся совокупность генов, характерная для особи вида, составляет генотип.