И стория становления эволюционного учения
Глава 10. История становления эволюционного учения
10.1. Додарвиновский период становления эволюционной идеи
В основе эволюционного учения лежит признание исторического развития живого. Под эволюцией понимают необратимый постепенный процесс исторических изменений живого. Первые представления об историческом изменении живых организмов уходят корнями в глубь веков. За 2000 лет до н.э. в Китае существовали учения, допускающие превращения одних организмов в другие. Представления, хотя и довольно наивные, о развитии живого можно найти в трудах античных авторов Древней Греции. Так, Анаксимандр (610-546 гг. до н.э.) полагал, что человек произошёл от рыб. Эмпедокл (483-423 гг. до н.э.) высказал идею о закономерном развитии живой природы, о выживании тех, кто наиболее целесообразно устроен. В сочинениях Аристотеля (384-322 гг. до н.э.) природа рассмотрена в соответствии с градациями совершенства.
Идеям об изменяемости живых существ противостояли господствовавшие много веков и всегда поддерживаемые церковью представления о возникновении живого в результате акта творения, о постоянстве и неизменности всего существующего, которые впоследствии объединило идеалистическое течение - креационизм. Идеи креационизма господствовали в период средневековья, и даже эпоха Возрождения, способствовавшая в целом развитию естествознания, характеризовалась метафизическими воззрениями и телеологическими объяснениями изначальной целесообразности всего созданного высшим существом. Убеждённым креационистом был также создатель классической системы живого мира - шведский натуралист XVIII века Карл Линней (1707-1778), утверждавший, что «виды в высшей степени постоянны».
Во второй половине XVIII века в естествознании распространились идеи трансформизма. Одним из крупных трансформистов был Ж. Бюффон (1707-1788), который в своей «Естественной истории» высказал смелые идеи об образовании Земли в результате космической катастрофы, о зарождении «крупинок живого вещества» под влиянием тепла, о появлении немногих видов, их видоизменении в многочисленные виды под влиянием факторов среды. Идеи, близкие к взглядам Ж. Бюффона, изложил стихами в поэме «Храм природы» Эразм Дарвин (1731-1803), дед Чарльза Дарвина. В развитие трансформизма внесли вклад Д.Дидро, Э. Жоффруа Сент-Илер, К.Ф. Рулье и др.
Трансформизм, как и первые эволюционные представления в целом, получил развитие и распространение в России благодаря усилиям М.В. Ломоносова, А.Н. Радищева, К.Ф. Вольфа, А.А. Каверзнева. По представлениям М.В. Ломоносова, мир имеет «великую древность», поверхность Земли, растения и животные постоянно изменялись.
А.Н. Радищев (1749-1808) построил основанную на материалистических представлениях «лестницу веществ», отражавшую усложнение природных объектов, начиная от минералов и заканчивая человеком. Ступени лестницы соответствуют значительным этапам развития природы - превращению неорганических веществ в органические, возникновению у живых существ новых качеств, в том числе ощущения, мышления и т.п.
А.А. Каверзнев в диссертации «О перерождении животных» обосновал предположение, что домашние животные произошли от диких предков, а все животные произошли от одного ствола. Объясняя факт изменяемости животных, А.А. Каверзнев придавал большое значение прямому влиянию на организмы факторов среды - климата, пищи, температуры.
С Жан Батист
Ламарк
(1744-1829)
Прогрессивную эволюцию как появление форм более сложных и совершенных Ж.Б. Ламарк объяснял «законом градаций» - стремлением живых существ усложнять свою структуру. Раз возникнув, приспособительные изменения далее, по его мнению, способны передаваться по наследству (концепция «наследования благоприобретенных признаков»). Так возникла система взглядов на эволюционный процесс, названная ламаркизмом.
Причинами эволюции Ж.Б. Ламарк считал стремление всех живых организмов к прогрессу, развитию от простого к сложному, а также целесообразные изменения организмов, направленные на приспособление к внешним условиям. Изменения эти, как утверждал Ж.Б. Ламарк, вызываются прямым влиянием внешней среды, упражнением органов и наследованием приобретенных при жизни признаков. По мнению Ж.Б. Ламарка, влияние внешних условий на животных, имеющих центральную нервную систему, осуществляется косвенным путем через первичное изменение потребностей и привычек, которое вызывает новые формы деятельности и, как следствие, интенсивное упражнение одних органов и относительную бездеятельность других. Упражнение органов стимулирует их развитие и увеличение, а неупражнение ведет к недоразвитию, уменьшению и нередко к исчезновению. Результатом этого служат изменения формы и структуры организма, которые передаются по наследству и таким путем закрепляются в потомстве. Зависимость состояния органов от их упражнения и сохранение изменений в потомстве известны как два закона Ж.Б. Ламарка. Первый закон утверждает, что у всякого животного более частое и более длительное употребление органов приводит к их увеличению и, наоборот, неупотребление ведет к уменьшению или исчезновению органов. Второй закон гласит: все, что приобретено организмами под влияниями внешних условий, в результате упражнения или утрачено из-за неупотребления, наследуется потомками. Так, длинную шею у жирафов Ж.Б. Ламарк объяснял тем, что они её постоянно вытягивают, стремясь дотянуться до всё более высоко расположенных в кроне деревьев листьев (рис. 130). Такими постоянными упражнениями можно достичь некоторого удлинения шеи, но эти изменения не передаются потомству. Поскольку упражнение органов не отражается на строении половых клеток, а наследуются только обусловленные мутациями признаки, в настоящее время законы Ламарка имеют лишь исторический интерес. Их прогрессивное значение для своей эпохи заключается в признании изменяемости видов и в попытке поиска материального фактора (изменяющихся условий внешней среды) для объяснения исторических изменений организмов, что в свое время послужило отправной точкой для дарвинизма.
Вклад Ж.Б. Ламарка в эволюционное учение в целом огромен. Он создал первую эволюционную концепцию в период господства метафизических и креационистских представлений, провозгласив принцип изменяемости видов. Его концепция в своей основе материалистическая, хотя в признании такого свойства организмов как тенденция к усовершенствованию проявился идеализм, сделаны уступки господствовавшему в то время идеалистическому мировоззрению. Ошибочным было также отрицание им
Рис. 130. Эволюция длинной шеи у жирафов с ламаркистской точки зрения
реальности существования видов. Современники не приняли эволюционного учения Ж.Б. Ламарка, в чём сыграли несомненную роль неубедительность его аргументаций и умозрительность суждений.
Ещё до выхода в свет основного труда Ч. Дарвина известный русский учёный К.М. Бэр (1792-1876) придерживался взглядов об изменяемости видов. Его закон «зародышевого сходства», утверждение о сходстве индивидуального развития организмов, по сути, предвосхитили «биогенетический закон», сформулированный позже Э. Геккелем и Ф. Мюллером.
Профессор Московского университета К.Ф. Рулье (1814-1858) на основании палеонтологических, сравнительно-анатомических и эмбриологических исследований самостоятельно пришёл к идее эволюции. В работе «О животных Московской губернии» он писал, что развитие животных обусловливается изменяющейся внешней средой. К.Ф. Рулье утверждал, что природа многократно изменялась, растения и животные постепенно развивались и усложнялись, и это усложнение увенчалось появлением человека.
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. При поверхностном взгляде может, например, показаться, что все деревья в сосновом бору одинаковые, однако одна сосна дает более крупные семена, другая - в состоянии лучше переносить засуху, третья - обладает повышенным содержанием хлорофилла в иголках и. т.д. 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.
Ч. Дарвин различает два типа изменчивости. К первому типу – индивидуальной или неопределенной изменчивости – он относит ту, которая передается по наследству. Второй тип – определенная , или групповая изменчивость. 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 – принцип борьбы за существование. Он исходит из того, 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.
Так, многие растения дают десятки и сотни тысяч семян, а рыбы выметывают от нескольких сот до нескольких миллионов икринок. В этих условиях и развертывается борьба за существование. 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. Дарвин выдвинул гипотезу общего характера, согласно которой в природе существует особый механизм отбора . Этот механизм, по Дарвину, – следствие «одного общего закона, обусловливающего прогресс всех органических существ, именно – размножения, изменения, выживания наиболее сильных и гибель наиболее слабых».
Дарвин подчеркивает такие характерные особенности естественного отбора, как постепенность процесса изменений и способность суммировать эти изменения в решающие изменения, которые в конечном итоге приводят к формированию новых видов. В противовес сторонникам идеи катастрофизма, Дарвин обращает внимание именно на постепенный характер изменений в биологии: «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».
Слабым местом учения Ч. Дарвина были представления о наследственности. Действительно, если эволюция связана со случайным появлением полезных изменений и наследственной передачей приобретенных признаков потомству, то каким образом они могут сохраняться и даже усиливаться в дальнейшем? Ведь в результате скрещивания особей с полезными признаками с другими особями, которые ими не обладают, они передадут эти признаки потомству в ослабленном виде. В течение ряда поколений случайно возникшие полезные изменения должны постепенно ослабнуть, а затем и вовсе исчезнуть .
Сам Дарвин вынужден был признать эти доводы весьма убедительными, хотя они и подвергали сомнению именно основной принцип дарвиновской теории эволюции - естественного отбора . Между тем реальные факты свидетельствовали, что такой отбор происходит повсеместно. 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 биологии, и в первую очередь - генетики.
А. РУБЦОВ, канд. биол. наук.
В 2009 году весь мир отмечает 200-летие основоположника теории эволюции Чарльза Дарвина и 150-летие выхода в свет его труда «О происхождении видов». Естественно-научные музеи мира взяли на себя непростой труд по популяризации учения английского учёного, к которому по сей день отношение в обществе неоднозначно. Именно нехватка информации, понятной и доступной широкой публике, - одна из причин нелёгкой судьбы теории эволюции, ставшей основой современной биологии. В июле 2008 года на нашем портале состоялось интернет-интервью, в котором заведующий научно-исследовательским отделом эволюции Государственного Дарвиновского музея кандидат биологических наук Александр Сергеевич Рубцов ответил на вопросы посетителей сайта, касающиеся теории эволюции. Журнальный вариант этого интервью мы предлагаем вниманию читателей.
Наука и жизнь // Иллюстрации
По современным критериям обыкновенная и белошапочная овсянки должны считаться одним видом: они не отличаются по митохондриальной ДНК, а в зоне их совместного обитания часто можно встретить гибридов.
Арабская говорушка - самый обычный обитатель аридных субтропиков Ближнего Востока. Семейная группировка говорушек помимо размножающейся пары может включать до 15 «помощников».
Дом в Доуне, где Чарльз Дарвин жил в течение 40 лет (с 1842 по 1882 год).
«Меховые этикетки» в зале «Зоогеография» Государственного Дарвиновского музея.
Каково современное состояние теории эволюции, каковы её проблемные точки?
Если в двух словах, то эволюционная теория составляет теоретический базис всей современной биологии. Как справедливо заметил один из основателей современной синтетической теории эволюции Феодосий Григорьевич Добржанский, «ничто в биологии не имеет смысла, кроме как в свете эволюции». Возьмите хотя бы школьный учебник - там вся сравнительная анатомия описывается с позиций, что земноводные произошли от рыб, рептилии - от земноводных и т.д. Собственно, до дарвиновской теории биология как самостоятельная наука не существовала: чтобы изучать биологию, надо было получать либо медицинское, либо богословское образование.
Как и в любой науке, в теории эволюции гораздо больше вопросов, чем ответов. Синтетическая теория эволюции, объединяющая достижения генетики и классического дарвинизма, была создана 80 лет назад. Для всех биологов-эволюционистов сейчас очевидно, что она устарела, и многие факты не находят своего объяснения. Все говорят о необходимости нового синтеза, который бы объединил достижения палеонтологии, эмбриологии, зоопсихологии и других отраслей биологии, не учитываемые современной эволюционной теорией в полной мере. Но даже если третий синтез произойдёт (первым синтезом историки биологии называют дарвиновскую теорию), то, очевидно, он не решит всех проблем и поставит новые вопросы - такова специфика науки. Чтобы не быть голословным, обозначу несколько проблем, актуальных для современной эволюционной теории. Сразу хочу сказать, что это просто иллюстрация, а не критический обзор.
Один из проблемных вопросов: как образуются новые виды? Хотя Дарвин и назвал свой труд «Происхождение видов», он, как скрупулёзно последовательный учёный, честно признался, что вопрос, как из одного предкового вида образуются два новых, далёк от своего окончательного решения. Эти слова актуальны и поныне. Очевидно, что основным свойством вида, позволяющим ему существовать в качестве целостной автономной единицы в экосистеме, является его нескрещиваемость с другими видами, или, выражаясь научным языком, репродуктивная изоляция. Она обеспечивается системой изолирующих механизмов, куда входят: различия между местообитаниями близкородственных видов, брачной окраски и несходство брачных ритуалов, нежизнеспособность и бесплодность межвидовых гибридов. Становление изолирующих механизмов и является основным этапом процесса видообразования. На начальных стадиях видообразования ареал предкового вида в силу каких-либо внешних причин разделяется на несколько популяций, отделённых одна от другой географическими преградами на протяжении многих тысячелетий. В изолированных популяциях накапливаются морфологические и поведенческие различия, которые впоследствии могут выступать в качестве изолирующих механизмов. Через некоторое время изолированные популяции могут вступить во вторичный географический контакт. Если в зоне контакта возникнет гибридизация, то гибриды должны быть менее жизнеспособны, чем родительские формы, из-за накопившихся между ними (родительскими формами) генетических различий. Естественный отбор будет способствовать выработке изолирующих механизмов и снижению уровня гибридизации. Через некоторое время гибридизация прекратится, и процесс видообразования завершится. Так предсказывает теория. На практике же гибриды оказываются вполне жизнеспособными и плодовитыми, а гибридные популяции - процветающими на протяжении длительного времени. И это между такими формами, которые по уровню генетических различий, определяемому с помощью современных методов ДНК-диагностики, безусловно, являются самостоятельными видами. Как показали молекулярно-генетические исследования, гибридизация может приводить к вторичному генетическому сходству гибридизирующих видов даже за пределами зоны контакта, практически не затрагивая их внешний облик - фенотип. И как тут быть с теорией? И с критериями вида?
Дарвин писал свою основную книгу «Происхождение видов путём естественного отбора» как краткое изложение более общего труда, который так и не был им написан. И естественный отбор он считал основным, но, возможно, не единственным фактором эволюции. Может быть, стоит вернуться к этому замечанию Дарвина и подумать, какие ещё возможны факторы эволюции помимо отбора. В качестве такового можно назвать кооперацию. Действительно, все живые организмы стремятся к обществу себе подобных, хотя бы временно - во время размножения и выведения потомства. Нередко кооперация приводит к устойчивым социальным группировкам с иерархической структурой. В ходе эволюции интеграция социальной группировки способна зайти так далеко, что её члены уже не смогут существовать отдельно от группы, а весь социум придётся рассматривать как единый сверхорганизм. Как ни парадоксально звучит, но без кооперации жизнь на Земле не развилась бы дальше бактерий. Для любого специалиста, имеющего высшее биологическое образование, очевидно, что наши тела не что иное, как высокоинтегрированные колонии одноклеточных организмов. Но правомерен вопрос: кооперация - самостоятельный эволюционный фактор или одно из многих проявлений отбора? Ответ на него не очевиден. Например, у воробьиных птиц часто можно видеть такое явление: годовалые птицы, не имеющие возможности занять собственный гнездовой участок, нередко помогают своим родителям выкармливать очередное потомство. Такое поведение действительно могло закрепиться с помощью естественного отбора: выкармливая младших братьев и сестёр, птицы увеличивают шанс выживания собственных генов. Однако в пустынных районах, где пригодных для гнездования мест очень мало, помощников у гнездящейся пары из года в год становится всё больше, и они рискуют всю свою жизнь провести в качестве подсобных рабочих. Не желая мириться с подобным положением вещей, птицы начинают выяснять отношения у гнезда, что обычно приводит к гибели кладки или птенцов. Налицо отбор против кооперации, но почему-то социальные группировки «помощников» всё равно сохраняются. Вероятно, кооперация - самостоятельный эволюционный фактор, действующий наравне с естественным отбором. Дарвин объяснил, как возникает и работает естественный отбор. Но откуда берётся кооперация - вопрос открытый.
Вообще, нерешённые проблемы эволюционной теории - тема неисчерпаемая. Это вопросы направленности эволюции, соотношения между геном и признаком и т.д.
Как изменились взгляды учёных со времени Чарльза Дарвина?
Если кратко, то представления об отборе дополнились данными генетики: гены являются дискретными единицами наследственности и могут комбинироваться друг с другом в различных сочетаниях из поколения в поколение; наследственная изменчивость, дающая материал для отбора, формируется в результате мутаций; помимо направленных факторов эволюции (естественный отбор), есть ещё и стохастические (дрейф генов); изменились представления о характере действия отбора - он приводит к изменению соотношения частот генов в популяции из поколения в поколение. В корне изменились представления о виде и видообразовании. В методологическом плане натуралистический подход дополнился экспериментальным, теория стала более формализованной, появился довольно сложный математический аппарат.
Теория эволюции - единственное логичное объяснение развития жизни?
Эволюция - это и есть развитие жизни. Признание того, что эволюция происходит - единственное логичное объяснение наблюдаемых закономерностей современного биологического разнообразия, подтверждаемое также и палеонтологической летописью, и данными эмбриологии. Теория эволюции - это объяснение механизмов эволюции, теорий эволюции может быть много. На данный момент теория естественного отбора (вернее, синтетическая теория эволюции как «правопреемница» дарвиновской) является единственной теорией, отвечающей критериям научности - верифицируемости и фальсифицируемости: на основе этой теории можно строить гипотезы, которые проверяются эмпирически, и есть вероятность их экспериментального опровержения.
Создан ли в процессе искусственного отбора хоть один новый вид?
Нет, не создан, потому что не было такой задачи. Основной критерий вида - его нескрещиваемость с близкими видами в природе. При выведении домашних пород никто такую задачу не ставил: чистота пород поддерживается искусственно. А вот с лабораторными дрозофилами такие эксперименты ставили: вели искусственный отбор на нескрещиваемость между разными линиями. И добились успеха. Представим, что кто-то вдруг решится на такой эксперимент: выпустит на какой-нибудь необитаемый остров, где нет наземных хищников (если такие острова ещё остались), две сильно различающиеся по размерам породы собак, скажем, бульдогов и такс. Если обе породы на острове выживут, то думаю, спустя некоторое время они дадут начало двум разным видам. Вообще, процесс видообразования довольно длительный. Как показали молекулярно-генетические исследования, чтобы две изолированные популяции у мелких воробьиных птиц достигли видового уровня различий, обычно требуется от одного до шести миллионов лет.
Насколько справедливы аргументы противников теории? Проблемы принятия или непринятия теории лежат только в поверхностном её понимании?
Мне представляется, что всех противников теории естественного отбора можно разбить на три лагеря.
1. Неприятие теории вследствие якобы её противоречия принципам общечеловеческой морали и/или церковным догматам.
Эти аргументы не изменились за 150 лет, прошедших с момента опубликования теории Дарвина. Приводить в ответ научные доказательства эволюции бессмысленно: поскольку аргументы противников теории ненаучны, то и ответ должен быть таким же. И он у меня есть: помнится, в XVII веке Галилей доказал, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот. Что с ним сделали? Заставили отречься от своих убеждений, потому что они противоречили Священному Писанию. Ну и кто же оказался прав в итоге?
2. Научная критика антидарвинистов.
Довольно большое число учёных выступало и продолжает выступать с последовательной критикой теории естественного отбора. Я не могу сейчас в полном объёме осветить данный вопрос, поэтому рекомендую книгу Н. Н. Воронцова «Развитие эволюционных идей в биологии», где этому уделяется особое внимание. Такая критика вполне конструктивна и полезна. Проблема лишь в том, что, как правило, эти учёные предлагают свои альтернативные теории, которые в методологическом плане оказываются гораздо более слабыми, чем синтетическая теория эволюции, либо вообще не отвечают критериям научности, о которых я говорил выше.
3. Научная критика дарвинистов.
Теория естественного отбора настолько логически проста и понятна и подтверждается таким огромным количеством фактов, что просто не может быть ошибочной. Большинство биологов понимают это. Другое дело, что жизнь - очень сложное явление, и современная эволюционная теория даёт лишь сильно упрощённую картину. Это и создаёт почву для дальнейшего развития теории через конструктивную критику.
Как сегодня обстоит дело с эволюцией человека разумного? Что думает современная наука о выпавших звеньях «родственников»?
Прежде чем говорить о переходных звеньях между человеком и обезьянами, скажу несколько общих фраз о переходных формах вообще. Процесс эволюции - плавный и непрерывный, и выделять разные стадии, например временнЫе промежутки существования отдельных видов, можно лишь условно. Выделяя «переходные звенья», мы стараемся отобразить непрерывность процесса эволюции с помощью дискретного языка описания. И «переходное звено» - это не среднее арифметическое между двумя сравниваемыми видами, оно может и должно иметь какие-то свои специфические черты, отсутствующие у других видов (ведь оно - «звено» - должно где-то жить и чем-то питаться). Чтобы пояснить сказанное, приведу пример. Допустим, вы не проходили в школе физику и ничего не знаете о волновой теории света. Легко ли вам будет поверить, что зелёный цвет - переходное звено между красным и фиолетовым? В животном мире на самом деле всё состоит из переходных звеньев. Амфибии - переходное звено между рыбами и рептилиями. Динозавры - переходное звено между рептилиями и птицами. Человекообразные обезьяны - переходное звено между мартышкой и человеком. И с переходными звеньями между шимпанзе и современным человеком тоже всё в порядке: эволюционный ряд человека, пожалуй, наиболее полный из ныне изученных. Не имея возможности подробно останавливаться на этом вопросе, отсылаю читателей на сайт http://macroevolution.narod.ru , где подробно изложены современные представления о происхождении человека.
Почему человек и обезьяна выжили, а промежуточные формы - нет? А вы можете себе представить параллельно существующие и мало взаимодействующие две высокоразвитые цивилизации двух разных видов людей? Я - нет. Ещё труднее представить их мирное сосуществование, если одна из цивилизаций находилась бы на более высокой ступени развития, чем другая. В каменном веке люди охотились на крупных животных - мамонтов, оленей. Чем бы они питались сейчас: совершали бы регулярные набеги на стада коров и овец? Нетрудно себе представить их дальнейшую судьбу. Два вида, занимающие одну и ту же экологическую нишу, не могут сосуществовать в пределах одной территории - известное экологическое правило. Так что об отсутствии других видов людей на Земле можно только пожалеть, но удивляться тут нечему. Справедливости ради надо сказать, что такая картина сложилась относительно недавно - 30 тысяч лет назад, когда конкуренция за пищу между племенами охотников возросла. До этого на протяжении более 4 миллионов лет разные виды предков современного человека уживались вместе. Например, в Европе племена неандертальцев и кроманьонцев жили бок о бок на протяжении 30 тысяч лет. Это почти в четыре раза больше, чем возраст современной цивилизации: первые государства появились примерно 7-8 тысяч лет назад.
Каким будет человек будущего в результате эволюции?
Естественный отбор приспосабливает случайные изменения генотипа под случайные изменения окружающей среды. Помимо направленных факторов эволюции (естественный отбор) есть ещё и стохастические (дрейф генов). Так что объяснить, как происходила эволюция в прошлом, можно, а вот строить прогнозы - увы. Могу только предсказать, что если не произойдёт глобальных катаклизмов и человечеству удастся избежать экологического кризиса, связанного с перенаселением, то рост и продолжительность жизни людей несколько увеличатся.
Существуют ли оценочные модели эволюции в результате глобальной катастрофы (столкновения с астероидом или ядерной войны)?
Наверное, существуют, я не знаю. Могу только дать свою оценку. За историю существования жизни на Земле было много столкновений с астероидами, но они не приводили к массовым вымираниям в масштабах всей планеты. Тем не менее массовых вымираний было несколько, но все они происходили постепенно (на протяжении нескольких десятков или сотен тысяч лет) в результате экологических кризисов. Почему возникают экологические кризисы, однозначного ответа не существует. Возможно, это связано со «старением» экосистем: эволюцией видов по пути специализации и появлением пустот в экологических нишах, которые нечем заполнить. Последний экологический кризис, характеризующийся самым быстрым за всю историю существования Земли массовым вымиранием видов, начался 10 тысяч лет назад и связан с появлением человеческой цивилизации.
Все виды можно условно разделить на r- и K-стратегов (термины берутся из названий переменных в уравнении роста численности популяции); r-стратеги характеризуются высокими показателями плодовитости, слабо выраженной заботой о потомстве, высокой смертностью особей (бактерии, мышевидные грызуны), у K-стратегов всё наоборот (крупные млекопитающие, человек). В случае экологической катастрофы K-стратеги с большей вероятностью погибнут, а r-стратеги - выживут.
Отражают ли музеи в своих экспозициях последние достижения теории эволюции? Кто ходит в музей Дарвина?
С января по октябрь 2008 года музей посетили 301 тысяча 157 человек - получается примерно 1000 человек в день. Поскольку экспозиция музея иллюстрирует и дополняет школьную программу по биологии, значительная часть посетителей - школьники всех возрастов в составе экскурсионных групп. Но музей не может удовлетворить все запросы по экскурсионному обслуживанию, потому что в противном случае экскурсоводы мешали бы друг другу. В год мы проводим 1500 экскурсий, что составляет примерно 15% от общей посещаемости. Как показывают результаты опросов, основные посетители музея - более 80% - родители с детьми. Свою работу с посетителями музей строит как раз с учётом того, что основные посетители музея - семейные группы. Разработаны обучающие пособия для всех возрастов и по всем тематическим разделам экспозиции. С их помощью посетители могут самостоятельно и достаточно глубоко ознакомиться с материалами экспозиции. Ежегодно в музее проводятся экологические праздники: день воды, день земли, день птиц и т.д. Детям и их родителям предлагаются экологические игры, викторины и мастер-классы, победителей ждут призы, причём проигравших не бывает. Каждый год мы придумываем что-нибудь новое. Сотрудники музея стараются всё сделать для того, чтобы, оказавшись в нашем музее, посетители захотели вернуться сюда ещё и ещё.
Может быть, это звучит несколько нескромно, но сегодня среди музеев мира Дарвиновский музей наиболее полно отражает достижения теории эволюции. Есть музеи, заметно превосходящие наш по экспозиционным площадям, оснащённости техническими средствами и посещаемости - например, музеи естественной истории в Лондоне, Нью-Йорке, Чикаго, - но они рассказывают о том, как происходила эволюция. Экспозиции, посвящённые именно движущим силам эволюционного процесса, там если и есть, то очень скромные. Мы стараемся показывать в нашей экспозиции современный уровень знаний по эволюционной тематике, приводя не только «классические» примеры из учебников, но и сведения из научно-популярных и научных статей, демонстрируем результаты собственных научных исследований сотрудников, консультируемся со специалистами. В частности, музей поддерживает тесные научные связи с кафедрой биологической эволюции МГУ и Институтом проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова. Если показывать современный уровень науки, проблемные и нерешённые вопросы, то у посетителей может сложиться мнение, что в теории эволюции вообще всё зыбко и непонятно. Поэтому мы стараемся показывать уже «устоявшиеся» бесспорные факты, пусть и не столь «современные» - 20-30-летней давности. Как часто меняются экспозиции в музеях мира, сказать не могу - это зависит от политики конкретного музея. Наша экспозиция относительно молодая, ей чуть более 10 лет, но за этот срок мы её уже практически полностью обновили.
На мой взгляд, наш музей несколько отстаёт от западных в средствах музейного показа. В европейских музеях посетителям постоянно предлагают что-нибудь потрогать, подвигать, послушать и все интерактивные средства органически вплетены в общую логическую канву экспозиции. Наш музей пока более «академичен»: основное средство подачи материала - экспонаты и сопроводительные тексты к ним. Но и здесь мы не стоим на месте: в постоянной экспозиции периодически появляются новые интерактивные экспонаты - аудиоблоки, «живые этикетки», «меховые стенды» и пр. (приходите, сами увидите). Готовится к вводу в эксплуатацию интерактивный комплекс «Пройди путём эволюции», есть планы переделать по принципу интерактивной экспозиции зал «Этапы познания живой природы».
А знают ли в Великобритании, кто такой Чарльз Дарвин? Или он, как Диккенс, там в забвении?
Дарвина в Великобритании знают все, хотя бы потому, что его портрет изображён на десятифунтовой купюре. И почитают как великого учёного: его могила находится в Вестминстерском аббатстве рядом с могилой Ньютона. Другое дело, что, как и во всём мире, отношение к его научным трудам у широкой общественности неоднозначно.
В Великобритании есть музей Дарвина. Он находится в пригороде Лондона, г. Дауне, доме, где Дарвин жил со своей семьёй. Там есть небольшая экспозиция по теории эволюции, но в целом это дом-музей учёного. В Музее естественной истории в Лондоне недавно открылся новый Дарвиновский центр - пристройка к основному зданию музея. По сути это фондохранилище, где хранятся научные коллекции музея. Там, в частности, есть сборы самого Дарвина, которые он делал во время путешествия на «Бигле», и это всё, что связывает центр с учёным. Как объясняют сотрудники музея, они назвали хранилище научных коллекций музея именем Дарвина, чтобы подчеркнуть его вклад в формирование биологии в качестве современной научной дисциплины. Дарвиновский центр доступен для посетителей, в нём они могут ознакомиться с назначением и спецификой научных коллекций, с условиями их хранения и работой научных сотрудников.
Интересно, почему больше всего судебных процессов против преподавания теории Дарвина в школе происходит в США - англоязычной стране, вечном союзнике Великобритании?
Судебные процессы против преподавания теории Дарвина происходили не только в США, а, например, ещё в Сербии, Италии, а теперь и в России. Но только в США судебные слушания против Дарвина добивались успеха. Связано это, скорее всего, с политическим устройством Штатов. В любой другой стране запрет на преподавание пришлось бы вводить повсеместно, что невозможно, поскольку без эволюционной теории биология перестанет существовать как наука. А в США процедура принятия судебных решений упрощена: не нравятся законы одного штата - переезжай в другой. Многие там так и живут.
Чарльз Дарвин – основоположник современной эволюционной теории. В 1859 г. Ч.Дарвин публикует труд "Происхождение видов путем естественного отбора или сохранения благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь", в котором он изложил результаты своих многолетних (более 20 лет) специальных исследований доказательства эволюции.
Для объяснения процесса эволюции в органическом мире Дарвин исследует четыре основных взаимосвязанных фактора (свойств живого): изменчивость, наследственность, борьбу за существование и естественный отбор . Их он считал движущими силами эволюции .
Сравнивая между собой двух или несколько особей одного вида, легко обнаружить, что у них всегда имеются какие-то отличия друг от друга – в окраске или размерах, повадках, плодовитости и других признаках. На основании таких различий у отдельных особей вида Дарвин констатирует, что организмам каждого вида свойственна изменчивость . Поскольку некоторые признаки, появляющиеся у потомства, наблюдались и у их родителей, то Дарвин делает вывод, что особи получили эти признаки от родителей благодаря наследственности . Изменения, которые могут передаваться по наследству, обнаруживаются у каждого вида, особенно если размножение идет половым путем. Дарвин предположил, что некоторые изменения (вариации) в наследственности помогают особям выжить в определенных условиях окружающей среды, тогда как другие наследственные свойства этому не способствуют.
Основываясь на большом количестве примеров, Дарвин также отмечает, что каждая пара организмов может дать значительное число потомков (животные откладывают много яиц, икринок, у растений созревает множество семян, спор), но выживает лишь их незначительная часть. Большинство особей гибнет, не достигнув не только половозрелости, но и зрелого возраста. Причины гибели – неблагоприятные условия внешней среды: нехватка пищи, враги, болезни или зной, засуха, мороз и др. На этом основании Дарвин приходит к выводу, что в природе между организмами происходит непрерывная борьба за существование (рис. 46). Она ведется как между особями разных видов (межвидовая борьба за существование ), так и между особями одного и того же вида (внутривидовая борьба за существование ). Еще одним проявлением борьбы за существование выступает борьба с неживой природой.
Рис.46.
Борьба за существование: 1 - межвидовая борьба (гепард догоняет антилоп);
2 - борьба с неживой природой (форма кроны дерева, произрастающего в местах, обдуваемых сильным ветром);
3 - внутривидовая борьба (одновозрастные ели в загущенном произрастании)
В итоге борьбы за существование некоторые вариации признаков у одной особи дают ей преимущество выживания по сравнению с другими особями этого же вида, обладающими иными вариациями наследуемых признаков. Часть особей с неблагоприятными вариациями погибает. Этот процесс Ч.Дарвин назвал естественным отбором . Наследуемые признаки, повышающие вероятность выживания и размножения данного организма, передаваясь от родителей к потомкам, будут встречаться в последующих поколениях все чаще и чаще (поскольку существует геометрическая прогрессия размножения). В результате в течение некоторого периода времени таких особей с новыми признаками становится много и они оказываются настолько непохожими на организмы первоначального вида, что уже представляют собой особей нового вида. Дарвин утверждал, что естественный отбор – общий путь образования новых видов.
Царство грибов, их характерные особенности, получение из них продуктов питания, лекарств. По каким признакам вы отличите съедобные грибы от ядовитых, используя коллекцию муляжей? Какую первую доврачебную помощь необходимо оказать при отравлении грибами?
Организм гриба – грибница образован тонкими ветвящимися нитями – гифами. У шляпочных грибов образуется плодовое тело, состоящее из плотно прилегающих нитей грибницы. Размножаются грибы частями грибницы или спорами. Плодовые грибы служат продуктом питания, содержат ценные белки и кислоты. Особенно ценятся белый гриб, рыжики и др. Хотя есть данные, что белки грибов усваиваются человеческим организмом крайне мало, менее 10%, особенно ножка гриба. Грибы сушат, солят, маринуют. Не рекомендуется консервировать грибы в домашних условиях, т.к. без доступа воздуха на белковых продуктах, особенно произрастающих на земле, может развиваться ботулизм, приводя к тяжелым отравлениям.
Большинство ядовитых грибов относятся к пластинчатым, хотя и среди трубчатых в ряде районов имеются несъедобные, которые нужно знать, отправляясь за грибами. В случае отравления грибами возникают боли в животе, рвота, понос, головокружение. Необходимо сделать промывание желудка, принять несколько таблеток активированного угля и вызвать врача.
Плесневые грибы выделяют вещества, подавляющие жизнедеятельность микроорганизмов, с которыми грибы конкурируют за пищу. Такие грибы используются для получения лекарств – антибиотиков: пенициллина, эритромицина, тетрациклина и др., спасших немало человеческих жизней.
Объясните, с какой целью у человека измеряют пульс. Что такое пульс? Где он определяется и что можно узнать по пульсу? Подсчитайте свой пульс. Определите, имеются ли отклонения от нормы. Поясните ответ.
Пульс измеряют, чтобы судить о состоянии сердечно-сосудистой системы в медицине, спорте. Пульс – это колебания стенок сосудов, волна, которая распространяется по упругим стенкам артерий при сокращении левого желудочка. Пульс хорошо прощупывается в тех местах, где артерии проходят близко к поверхности тела, например на запястье, на шее. По пульсу можно узнать частоту сердечных сокращений, правильность ритма, оценить их силу, ориентировочно судить о высоте кровяного давления. При болезненных состояниях пульс становится вялым, плохо прощупывается.
У взрослого человека в норме, в состоянии покоя частота сердечных сокращений составляет 60-80 ударов в минуту. (У тренированных спортсменов частота может понижаться до 40 ударов в минуту.) У детей частота выше. Частота пульса значительно возрастает при физической нагрузке или в условиях нервного напряжения, например, на экзамене, после курения, употребления кофе, крепкого чая.
Чарльз Дарвин – основоположник современной эволюционной теории. Его книга «Происхождение видов путем естественного отбора», 1859 г., объясняет многообразие живых организмов, их приспособленность к условиям существования как результат длительной эволюции. Дарвин вскрыл движущие силы эволюционного процесса: борьба за существование и естественный отбор на основе наследственной изменчивости.
Причиной борьбы за существование является ограниченность ресурсов: пищи, жизненного пространства. При этом живые организмы размножаются в геометрической прогрессии. Если бы все потомство выживало и принимало участие в размножении, неизбежно возникало бы перенаселение. Но этого не происходит, так как часть особей неизбежно погибает в результате борьбы за существование. Под борьбой за существование Дарвин понимал многообразные отношения организмов с окружающей средой:
борьба межвидовая,
внутривидовая,
борьба с неблагоприятными условиями окружающей среды.
При этом борьба выражается не только в соперничестве за пищу, воду, территорию, борьбе хищника и жертвы, но и в сотрудничестве организмов, повышающем шансы на выживание. Наиболее острой является конкуренция внутри вида, т.к. у организмов одного вида сходные потребности.
Выживают и участвуют в размножении те особи, которые наилучшим образом приспособлены к данным условиям. Это выживание наиболее приспособленных Дарвин назвал естественным отбором. Таким образом, естественный отбор – это процесс, в результате которого выживают и дают потомство особи, наиболее приспособленные к условиям обитания.
-
Движущие силы эволюции . Чарльз Дарвин – основоположник современной эволюционной теории. Его книга «Происхождение видов путем естественного отбора», 1859 г., объясняет многообразие живых организмов, их приспособленность к условиям... -
Ч . Дарвин – основоположник учения об эволюции . Движущие силы эволюции . Чарльз Дарвин – основоположник современной эволюционной теории. Его книга «Происхождение -
Теория Дарвина представляет собой целостное учение об историческом развитии органического мира. Она охватывает широкий круг проблем, важнейшими из которых является доказательство эволюции , выявление движущих сил эволюции ... -
Ч . Дарвин – основоположник учения об эволюции . Движущие силы эволюции . Чарльз Дарвин – основоположник современной эволюционной теории. Его книга «Происхождение видов путем... подробнее ». -
Ч . Дарвин – основоположник учения об эволюции . Движущие силы эволюции . Чарльз Дарвин – основоположник современной эволюционной теории. Его книга «Происхождение видов путем. -
С победой эволюционного учения Ч . Дарвина в естествознании прочно утверждается мысль о единой закономерности развития в живой природе, о непрерывности органического мира.
учение об эволюции живой природы. -
Еще древние мыслители пытались постичь основы и движущие силы поведения животных, задумывались над
Ламарк сформулировал первое целостное учение об эволюции живой природы.
Психическая деятельность животных в свете эволюционного учения Ч . Дарвина . -
Эволюционная теория Ч . Дарвина содержит в себе следующие основные положения.
4. Развитие возрастной психологии, понимающей эволюцию ребенка с точки зрения законов общей эволюции человечества и сформировавшей общие законы оптимального развития ... -
Эволюционная теория Ч . Дарвина и ее влияние на развитие физиологии и психологии. Революцию во всем строе биологического и психологического мышления произвело учение
В ходе эволюции выживают только те, кто смог наиболее эффективно приспособиться. -
Биологические факторы, или движущие силы эволюции , являются общими для всей живой природы, в том числе и для человека.
Роль биологических факторов в эволюции человека была раскрыта Ч .Дарвином .
Найдено похожих страниц:10
