Общая биология

солености среды, освещенности. Ему требуется определенный рацион

питания.

Моржизм, пешие переходы через Антарктику, полеты в космос,

голодание, обжорство непременно приводят к развитию ряда заболеваний.

Здоровый образ жизни – залог долголетия.

Все биологические системы характеризуются большей или меньшей

способностью к саморегуляции. Саморегуляция – состояние динамического

постоянства природной системы направлена на максимальное ограничение

воздействий внешней и внутренней среды, сохраненья относительного

постоянства структуры и функций организма.

Кроме того, влияние различных факторов на организм сглаживается в

результате формирования у организмов сложной системы физиологических

реакций на временные – сезонные и в особенности на кратковременные –

суточные изменения в факторах внешней среды, получившие отображение в

биологических часах. Примером может служить четкое сохранение цветения

у растений в определенное время суток.

Особым видом приспособления организма к изменяющимся условиям

является анабиоз – временное состояние организма, при котором

жизненные процессы настолько замедленны что практически отсутствуют

все видимые проявления жизни. Возможность впадать в анабиоз

способствует выживанию организмов в резко неблагоприятных условиях.

Анабиоз распространен у грибов, микроорганизмов, растений, животных.

При наступлении благоприятных условий организмы впавшие в анабиоз

возвращаются к активной жизни. Вспомним высохших коловраток, цисты,

споры и пр.

Все приспособления организмов к изменяющимся условиям являются

продуктом деятельности естественного отбора. Естественный отбор

определил и амплитуду действия факторов среды, которая позволяет

организму нормально существовать.

Эволюционный процесс и его закономерности.

Предпосылки возникновения эволюционной теории Ч. Дарвина.

Появлению эволюционной теории Ч. Дарвина, изложенной им в книге

«Происхождение видов», предшествовало длительное развитие биологии, ее

функциональных и прикладных дисциплин. Еще за долго до Ч. Дарвина

предпринимались попытки объяснить очевидное разнообразие организмов,

Выдвигались различные эволюционные гипотезы, которые могли бы

объяснить сходство между животными организмами. Здесь следует

упомянуть Аристотеля, который еще в 4 веке до н. э. Сформулировал

теорию непрерывного и постепенного развития живого из неживой материи,

создал представление о лестнице природы. В конце 18 века Джон Рей

создал концепцию вида. А в 1771-78 гг. К. Линней уже предложил систему

видов растений. Своему дальнейшему развитию биология обязана именно

этому ученому.

Работы К. Линнея.

В период расцвета деятельности К. Линнея, который попадает на

середину 18 века в биологии господствовало метафизическое

представление о природе, основанное на неизменчивости и изначальной

целесообразности.

К. Линней имел под рукой громадные коллекции растений и приступил

к их систематизации. Опираясь на учение Д. Рея о виде он начал

группировать растения в объеме этой категории. В этот период

деятельности К. Линней создает язык ботаники: определяет сущность

признака и группирует признаки в свойства, создавая сквозные диагнозы

- описание видов. К. Линней узаконил бинарную номенклатуру вида.

Каждый вид стал именоваться двумя словами на латинском языке. Первое

обозначает родовую принадлежность, второе является видовым эпитетом.

Описания видов выполнялись также на латинском языке. Это позволило

сделать доступными все описания для ученных всех стран, т. к.

латинский язык изучался во всех университетах. Выдающимся достижением

К. Линнея стало создание системы растений и разработка систематических

категорий. На основе строения репродуктивных органов К. Линней

объединил все известные растения в классы. Первые 12 классов выделены

по количеству тычинок: класс1 – однотычиночные, класс 2 –

двуиычиночные и т. д. В 14 класс были включены растения не имеющие

цветков. Эти растения он назвал тайнобрачными. Классы К. Линней

поделил на семейства, основываясь на строении цветка и других органов.

От к. Линнея идут семейства как сложноцветные, зонтичные,

крестоцветные и др. Семейства К. Линней поделил на роды. Род К. Линней

считал реально существующей категорией созданной по отдельности

творцом. Виды он считал вариантами родов, развившимся из исходного

предка. Таким образом на низших уровнях К. Линней признавал наличие

эволюционного процесса, что остается незамеченным в настоящее время

некоторыми авторами учебников и научно-популярных публикаций.

Значение трудов К. Линнея огромно: Он узаконил бинарную

номенклатуру, ввел стандартные описания видов, предложил систему

таксономических единиц: вид, род, семейство, класс, отряд. И главное

создал системы растений и животных по своей по своей научно

обоснованности превосходящие все существующие до него системы. Их

называют искусственными, из-за малого количества используемых

признаков, но именно системы К. Линнея позволили говорить о

многообразии видов и их сходстве. Простота систем привлекла в биологию

многих исследователей, дала стимул к описанию новых видов, вывела

биологию на новую ступень развития. Биология начала объяснять живое,

но не только его описывать.

Теория эволюции Ж. Б. Ламарка.

В 1809 году французский биолог Ж. Б. Ламарк издает книгу

«Философия зоологии», где излагает механизм эволюции органического

мира. В основу эволюционной теории Ламарка были положены два закона,

которые известны как закон упражнения и неупражнения органов и закон

наследования приобретенных признаков. У Ламарка эти законы звучат так.

Первый закон. « Во всяком животном, не достигшем предела своего

развития, более частое и неослабляющее употребление какого-нибудь

органа укрепляет этот орган, развивает его, увеличивает и сообщает

ему силу, соразмерно с длительностью самого употребления, тогда как

постоянное неупотребление органа неприметно ослабляет его, приводит в

упадок, последовательно сокращает его способности и наконец вызывает

его исчезновение.» Второй закон. «Все, что природа заставила

приобрести или утратить она сохраняет путем размножения на других

особях.» Таким образом, суть теории Ламарка заключается в том, что под

действием окружающей среды у организмов возникают изменения, которые

передаются по наследству. Так как изменения носят индивидуальный

характер, то процесс эволюции приводит к разнообразию организмов.

Классическим примером механизма эволюции по Ламарку является

возникновение длинной шеи у жирафа. Многие поколения его короткошеих

предков питались листьями деревьев, за которыми им приходилось

тянуться все выше и выше. Незначительное удлинение шеи происходившее в

каждом поколении, передавалось следующему поколению, пока эта часть

тела не достигла своей нынешней длины.

Теория Ламарка сыграла значительную роль в становлении взглядов Ч.

Дарвина. Фактически связку «среда – изменчивость – наследственность»

Дарвин взял у Ламарка. Ламарк нашел причину изменчивости. Такой

причиной является окружающая среда. Пытался он объединить и передачу

изменений потомству, т. е. механизмы наследственности. Его теория

«непрерывности зародышевой плазмы» существовала до конца 19 века.

При своем громадном значении и простоте восприятия теория эволюции

Ламарка не получила широкого признания. В чем же причина этого. Ламарк

высказал предположение, что человек произошел от каких-то

четвероруких. За это он под со стороны Наполеона, который

приказал уничтожить его книгу. Ламарк отрицал реальное существование

вида, чем настроил против себя поклонников Линнея, к которым

относились большинство биологов начала 19 века. И наконец его главная

методологическая ошибка: «все приобретенные признаки наследуются».

Проверка этого положения не давала 100% подтверждения, а отсюда вся

теория подвергалась сомнению. И все-таки значение теории Ж.Б. Ламарка

огромно. Именно у него появился термин - «факторы эволюции». И эти

факторы имели материальную основу.

Несомненный отпечаток на мировоззрение Ч. Дарвина оказали труды Ж.

Кювье о ископаемых остатках и Ч. Лайеля продемонстрировавшего

прогрессивные изменения ископаемых остатков.

Путешествуя вокруг света на корабле «Билль», Ч. Дарвин сам смог

увидеть и оценить разнообразие растений и животных обитающих на разных

континентах в различных условиях. А живя в Англии – стране с прекрасно

развитым сельским хозяйством, стране, которая свозила на остров все,

что было в мире, Ч. Дарвин мог видеть результаты «эволюционной»

деятельности человека.

И конечно самой главной предпосылкой возникновения эволюционной

теории Ч. Дарвина стал сам Ч. Дарвин, гений которого сумел объять,

проанализировать весь огромный материал и создать теорию заложившую

основы дарвинизма – учение об эволюции живых организмов.

Основные положения эволюционной теории Ч. Дарвина.

Теория эволюции путем естественного отбора была сформулирована Ч.

Дарвиным в 1839 году. В полном объеме эволюционные взгляды Ч. Дарвина

изложены в книге «Происхождение видов путем естественного отбора, или

сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь».

Уже само название книги говорит о том , что Дарвин не ставил перед

собой цель доказать существование эволюции, на наличие которой еще

указывал Конфуций. В период создания книги в существовании эволюции

уже никто не сомневался. Основная заслуга Ч. Дарвина заключается в

том, что он объяснил как эволюция может происходить.

Путешествие на корабле «Бигль» позволило Дарвину собрать множество

данных об изменчивости организмов, которые убедили его в том, что виды

нельзя считать неизменными. Возвратившись в Англию Ч. Дарвин занялся

практикой разведения голубей и других домашних животных, что привело

его к концепции искусственного отбора как метода выведения пород

домашних животных и сортов культурных растений. Отбирая нужные ему

уклонения, человек доводя эти уклонения до нужных требований создавал

ему нужные породы и сорта.

Движущими силами этого процесса по Ч. Дарвину явились

наследственная изменчивость и производимый человеком отбор.

Однако Ч. Дарвину надо было решить проблему действия отбора в

природных условиях. На механизм действия отбора Ч. Дарвина подтолкнули

идеи изложенные в 1778 году Т, Мальтусом в труде «Трактат о

народонаселении.» Мальтус ярко описал ситуацию к которой мог бы

привести рост населения, если бы он ничем не сдерживался. Дарвин

перенес рассуждения Мальтуса на другие организмы и обратил внимание на

такие факторы: несмотря на высокий репродуктивный потенциал

численность популяции остается постоянной. Сопоставляя огромное

количество сведений, он пришел к выводу, что в условиях жесткой

конкуренции между членами популяции любые изменения, благоприятные в

данных условиях, повышали бы способность особи размножаться и

оставлять после себя плодовитое потомство, а неблагоприятные

изменения, очевидно, невыгодны, и у обладающих ими организмов шансы на

успешное размножение понижаются. Все это послужило основой для

определения движущих сил (фактров0 эволюции, которыми по Дарвину

является изменчивость, наследственность , борьба за существование ,

естественный отбор.

В сущности , основной смысл эволюционной теории Ч. Дарвина

заключается в том , что эволюция происходит на основе возникновения

наследуемых изменений, взвешивания их борьбой за существование и

отбора изменений, позволяющих организмам победить в интенсивной

конкурентной борьбе. Результатом эволюции по Ч. Дарвину является

возникновение новых видов , что приводит к разнообразию флоры и фауны.

Движущиеся силы (факторы) эволюции.

Движущимися силами в эволюции являются: наследственность,

изменчивость, борьба за существование, естественный отбор.

Наследственность.

Наследственность- свойство всех живых организмов сохранять и

передавать признаки и свойства от предков к потомству. Во времена Ч.

Дарвина природа этого явления была не известна. Дарвин, как и ,

предполагал наличие наследственных факторов. Критика этих высказываний

со стороны оппонентов заставила Дарвина отказаться от взглядов на

место расположения факторов, но сама идея наличия материальных

факторов наследственности пронизывает все его учение. Суть явления

стала понятна после разработки Т. Морганом хромосомной теории. Когда

же была расшифрована и понята структура гена, механизм

наследственности стал совсем ясным. Основан он на следующих факторах:

признаки организма (фенотип) определяются генотипом и средой (норма

реакции); признаки организма определяются набором белков, которые

формируются из полипептидных цепей, синтезирующихся на рибосомах,

информация о структуре синтезируемой полипептидной цепи содержится на

и-РНК, и-РНК получает эту информацию в период матричного синтеза на

участке ДНК, который является геном; гены передаются от родителей к

детям и являются материальной основой наследственности. В интеркинезе

происходит удвоение ДНК, а отсюда и удвоение генов. В период

образование половых клеток происходит редукция числа хромосом, а при

оплодотворении в зиготе объединяются женские и мужские хромосомы.

Формирование зародыша и организма происходит под влиянием генов как

материнского и отцовского организма. Наследование признаков происходит

в соответствии с законами наследственности Г. Менделя или по принципу

промежуточного характера наследования признаков. Наследуются при этом

как дискретные, так и мутированные гены.

Таким образом, сама наследственность выступает с одной стороны как

фактор сохраняющий уже устоявшиеся признаки, с другой стороны

обеспечивает вхождение в структуру организма новых элементов.

Изменчивость.

Изменчивость это всеобщее свойство организмов в процессе онтогенеза

приобретать новые признаки. Ч. Дарвин отметил, что нет двух одинаковых

особей в одном помете, нет двух одинаковых растений выросших из

родительских семян. Понятие о формах изменчивости Ч. Дарвиным было

разработано на основе изучения пород домашних животных. По Ч. Дарвину

существует следующие формы изменчивости: определенная, неопределенная,

соотносительная, наследственная, ненаследственная.

Определенная изменчивость связана с возникновением у большого числа

особей или у всех особей данного вида, сорта или породы в период

онтогенеза. Массовую изменчивость по Дарвину можно связать с

определенными условиями окружающей среды. Хорошо подобранный рацион

питания приведет к повышению удоев у всех представителей стада.

Сочетание благоприятных условий способствует увеличению размера

зерновок у всех особей пшеницы. Таким образом, изменения, возникающие

на основе определенной изменчивости, можно прогнозировать.

Неопределенная изменчивость связана с возникновением признаков у

отдельных или нескольких особей. Такие изменения нельзя объяснить

действием факторов внешней среды.

Соотносительная изменчивость это очень интересное явление.

Появление одних признаков ведет за собой появление других. Так

увеличение длины колоса злаков ведет к уменьшению длины стебля. Так

получая хороший урожай, теряем солому. Увеличение конечностей у

насекомых приводит к увеличению мышц. И таких примеров известно много.

Ч. Дарвин отметил, что одни изменения возникающие в онтогенезе

проявляются у потомства, другие не проявляются. Первые он отнес к

наследственной изменчивости, вторые к ненаследственной. Дарвин отметил

и такой факт, что наследуются в основном изменения связанные с

неопределенной и соотносительной изменчивостью.

Примером определенной изменчивости Дарвин считал действие

окружающей среды. Причины неопределенной изменчивости Дарвин не мог,

отсюда и само название этой формы изменчивости.

К настоящему времени причины и механизм изменчивости более или

менее ясны.

Современная наука различает две формы изменчивости – мутационную

или генотипическую и кодификационную или фенотипическую.

Мутационная изменчивость связана с изменением генотипа. Возникает

она в результате мутаций. Мутации это результат воздействие на генотип

мутагенов. Сами мутагены подразделяются на физические, химические и

пр. Мутации бывают генные, хромосомные, геномные. Мутации передаются

по наследству с генотипом.

Модификационная изменчивость есть взаимодействие генотипа и

окружающей среды. Проявляется модификационная изменчивость через норму

реакции, т. е. воздействие факторов среды может изменить проявление

признака в его крайних пределах определенных генотипом. Такие

изменения не передаются потомкам, но могут проявляться в последующем

поколении пи повторении параметров факторов среды.

Обычно дарвиновская неопределенная изменчивость ассоциируется с

мутационной, а определенная с модификационной.

Борьба за существование.

В основе дарвиновской теории естественного отбора лежит борьба за

существование, с необходимостью вытекающей из безграничного стремления

организмов к размножению. Это стремление всегда выражается в

геометрических прогрессиях.

Дарвин ссылается при этом на Мальтуса. Однако задолго до Мальтуса

биологи знали об этом явлении. Да и наблюдения самого Дарвина

подтверждали способность живых существ к потенциальной интенсивности

размножения. Еще К. Линней указывал, что одна мясная муха при

посредстве своего потомства могла бы за несколько дней до костей труп

лошади.

Даже медленно размножающиеся слоны, по подсчету Ч. Дарвина,

овладеть всей сушей, если бы для этого были бы все условия. По Дарвину

от одной пары слонов за 740 лет получилось бы около 19 миллионов

особей.

Почему же так различаются потенциальная и реальная рождаемость?

Дарвин отвечает и на этот вопрос. Он пишет, что настоящее значение

многочисленности яиц или семян заключается в том, чтобы покрыть их

значительную убыль, вызываемую истреблением в каком-нибудь поколении

жизни, т. е. размножение наталкивается на сопротивление среды. На

основе анализа этого явления Ч. Дарвин вводит понятие «борьба за

существование».

«Понятие борьба за существование» может иметь смысл и оправдание

только в дарвиновском широком «метафорическом» понимании: «включая

сюда зависимость одного существа от другого, а также включая (что еще

важнее) не только жизнь одной особи, но и успех ее в оставлении после

себя потомства». Дарвин пишет: «Про двух животных из ряда львов, В

период голода, можно совершенно верно сказать, что они борются друг с

другом за пищу и жизнь. НО про растение на окраине пустыни также

говорят, что оно ведет борьбу за жизнь против засухи, хотя правильнее

было бы сказать, что оно зависит от влажности. Про растение, ежегодно

производящее тысячи семян, из которых в среднем вырастает лишь одно,

еще вернее можно сказать, что оно борется с растениями того же рода и

других, уже покрывающих почву…во всех этих знаниях… я ради удобства

прибегаю к общему термину борьба за существование».

Текст «Происхождение видов» подтверждает разнообразие форм борьбы

за существование, но вместе с тем показывает, что во всех этих формах

присутствует элемент соревнования или конкуренции.

Сам Ч. Дарвин ни каких форм борьбы за существование не выделял.

Такие попытки делали Л. Морган, Л, Плате. В отечественную литературу

понятие о формах борьбы за существование ввел К. А. Тимирязев. Следуя

этим авторам обычно различают: 1) внутривидовую борьбу с себе

подобными за пищу и размножение; 2) межвидовую борьбу с другими

организмами (с хищниками, паразитами, бактериальными болезнями); 3)

конституциональную борьбу с факторами неорганической среды.

Внутривидовая борьба идет на условиях жесткой конкуренции, так как

особи одного вида требуют одинаковых условий существования. На первое

место выступает роль самого организма и его индивидуальных

особенностей. Отмечается значение его средств защиты, его активность,

его стремление к размножению.

Борьба за существование на уровне вида имеет явно активный

характер, и ее интенсивность увеличивается с увеличением плотности

населения.

Организмы соревнуются между собой в борьбе за пищу, за самку, за

зону охоты, а так же в средствах защиты от неблагоприятных влияний

климата, в охране потомства.

Ухудшение кормовых условий, высокая плотность населения и т. д.,

позволяют выжить наиболее конкурентоспособным. В качестве примера

внутривидовой борьбы можно привести ситуацию в стаде диких оленей.

Увеличение численности особей приводит к повышению плотности

популяции. В популяции увеличивается количество самцов. Увеличение

плотности популяции приводит к нехватке корма, возникновению эпидемий,

борьбе самцов за самку и т. д. Все это приводит к гибели особей и

снижению численности популяции. Выживают более сильные.

Таким образом, внутривидовая борьба способствует совершенствованию

вида, появлению адаптаций к среде обитания, к факторам, вызывающим эту

борьбу.

Межвидовая борьба происходит между особями и популяциями разных

видов, т. е. идет борьба с хищниками, с паразитами и патогенными

микроорганизмами. Такая борьба ведет к переживанию особей, наиболее

вооруженных активными или пассивными средствами защиты против хищников

и паразитов, а так же переживанию особей наиболее иммунных к болезням.

Зачастую межвидовая борьба идет в одном направлении. Классический

пример это взаимоотношение зайцев и волков. Два зайца убегают от

волка. В один момент они разбегаются и волк остается ни с чем.

Межвидовая борьба способствует регулировки численности популяций,

выбраковки больных или слабых организмов.

Борьба с факторами неорганической среды заставляет растения

приспосабливаться к новым условиям существования, толкает их к

увеличению плодовитости. С другой стороны определяют приуроченность

вида или популяции к определенным условиям местообитания. Особи

мятлика лугового растущие в прериях и на равнине имеют прямостоячий

стебель, а особи растущие в горных условиях имеют приподнимающийся

стебель. В результате борьбы за существование выжили особи у которых

на ранних этапах развития стебель прижимается к земле, т. е. он

борется с ночными заморозками, к наиболее жизнеспособным в условиях

горной местности являются и растения сильно опущенные.

Учение о борьбе за существование подтверждает, что именно этот

фактор является движущей силой эволюции. Именно борьба, как ее не

называй, конкуренция, соревнования. Вынуждает организмы приобретать

новые признаки, которые позволяют им побеждать.

Фактор борьбы за существование учитывается и практической

деятельности человека. При посадке растений одного вида необходимо

соблюдать определенное расстояние между особями. При зарыблении

водоемов ценными породами рыб из него удаляют хищников и малоценные

породы. При выдаче лицензий на обстрел волков учитывают количество

особей и т. д.

Естественный отбор.

«Естественный отбор идет не через выбор наиболее приспособленных, а

через истребление форм наиболее приспособленных к условия жизненной

обстановки» - так пишет Ч. Дарвин в «Происхождении видов».

Естественный отбор основан на следующих посылках: а) особи любого вида

в результате изменчивости, биологически не равные к условиям среды;

одни из них в большей степени соответствуют условиям среды, другие в

меньшей степени; б) особи любого вида борются с неблагоприятными им

факторами среды и конкурируют между собой. В процессе этой борьбы и

конкуренции, «как правило, - через истребление неудовлетворительных» –

выживают наиболее приспособленные формы. Переживание наиболее

приспособленный связано с процессами дивергенции, в ходе которых, под

непрерывным воздействием естественного отбора, формируются новые

внутривидовые формы. Последние все более обособляются и служат

источником образования новых видов и их прогрессивного развития.

Естественный отбор – творит новые формы жизни, создает удивительную

приспособленность живых форм, обеспечивает процесс повышения

организации, многообразия жизни.

Отбор начинается на уровне , где наиболее высока конкуренция

между особями. Обратимся к классическому примеру, о котором писал сам

Ч. Дарвин. В березовом лесу преобладают бабочки со светлой окраской.

Это говорит о том, что бабочки со светлой окраской вытеснили бабочек с

темной и пестрой окраской. Этот процесс прошел под действием

естественного отбора на лучшую защитную окраску. При замене березы на

породы с темной окраской коры на данной территории бабочки со светлой

окраской начинают исчезать – их поедают птицы. Оставшаяся в

незначительном числе часть популяции с темной окраской начинает бурно

размножаться. Идет отбор особей которые имеют шанс выжить и дать

плодовитое потомство. В данном случае речь идет о межгрупповом

соревновании, т. е. отбор идет между уже существующими формами.

Естественному отбору подвергаются и отдельные особи. Любое

незначительное уклонение дающее преимущество особи в борьбе за

существование может подхватываться естественным отбором. В этом

заключается творческая роль отбора. Он действует всегда на фоне

подвижного материала, непрерывно меняющегося в процессах мутирования и

комбинирования.

Естественный отбор – главная движущая сила эволюции.

Типы (формы) естественного отбора.

Различают два основных отбора: стабилизирующий и направленный.

Стабилизирующий отбор происходит в тех случаях, когда

фенотипические признаки максимально соответствуют условиям среды и

конкуренция довольно слабая. Такой отбор действует во всей популяции,

уничтожая особей с крайними уклонениями. Например, существует некая

оптимальная длина крыльев для стрекозы определенных размеров с

определенным образом жизни в данной среде. Стабилизирующий отбор

действует благодаря дифференциальному размножению, будет уничтожать

тех стрекоз, у которых размах крыльев больше или меньше оптимального.

Стабилизирующий отбор не способствует эволюционному изменению, а

поддерживает фенотипическую стабильность популяции из поколения в

поколение.

Направленный (движущий) отбор. Эта форма отбора возникает в ответ

на постепенное изменение условий среды. Направленный отбор влияет на

диапазон фенотипов, существующих в данной популяции, и оказывает

селектвное давление, сдвигающее средний фенотип в ту или другую

сторону. После того, как новый фенотип придет в оптимальное

соответствие с новыми условиями среды, вступает в действие

стабилизирующий отбор.

Направленный отбор приводит к эволюционному изменению. Вот один из

примеров.

Открытие в сороковых годах антибиотиков создало сильное давление

отбора в пользу бактериальных штаммов, обладающих генетической

устойчивостью к антибиотикам. Бактерии очень сильно размножаются, в

результате случайной мутации может появится устойчивая клетка, потомки

которой будут процветать благодаря отсутствию конкуренции со стороны

других бактерий, уничтожаемых данным антибиотиком.

Искусственный отбор.

Искусственный отбор это метод выведения новых пород домашних

животных или сортов растений.

Человек с самых ранних времен своей цивилизации применяет

искусственный отбор при разведении растений и животных. Дарвин

пользовался данными по искусственному отбору, для объяснения механизма

естественного отбора. Основными факторами искусственного отбора

являются наследственность, изменчивость, действие человека,

стремящегося довести наследственные отклонения до абсурда и отбор.

Изменчивость, как свойство всех организмов изменяться, дает материал

для отбора – различного ряда уклонения. Человек заметив нужные ему

отклонения приступает к отбору. Искусственный отбор основан на

изоляции природных популяций или особей с нужными отклонениями и

избирательном скрещивании организмов, обладающими признаками

желательными для человека.

Отбор черефордской и абердии- ангусской пород крупного рогатого

скота велся на количество и качество мяса, чернзейской и джерсейской

пород – на молочность. Овцы чемпширской и суффальской пород быстро

созревают и дают хорошее мясо, но они менее выносливы и менее активны

в поисках пищи, чем, например, шотландские черномордные овцы. Эти

примеры, показывают, что в одной породе нельзя объединить все

признаки, необходимые для максимального экономического эффекта.

При искусственном отборе человек создает направленное селективное

действие, которое ведет к изменению частот аллелей и генотипов в

популяции. Это эволюционный механизм, приводящий к возникновению новых

пород, линий, сортов, рас и подвидов. Генофонды всех этих групп

изолированы, но они сохраняют основную генную и хромосомную структуру,

характерную для вида, к которому они все еще принадлежат. Создать

новый вид или восстановить вымерший не во власти человека!

Дарвин различал в пределах искусственного отбора методический или

систематический отбор и бессознательный отбор. При методическом отборе

селекционер ставил перед собой вполне определенную цель, произвести

новые породы, превосходящие все, что было в этом направлении создано.

Бессознательный отбор направлен на сохранение уже имеющихся качеств.

В современной селекции существует две формы искусственного отбора:

инбридинг и аутбридинг. Инбридинг основан на избирательном скрещивании

близкородственных особей с целью сохранения и распространения особенно

желательных признаков. Аутбридинг это скрещивание особей из

генетически различных популяций. Потомки от таких скрещиваний обычно

превосходят своих родителей.

Возникновение приспособлений. Относительный характер

приспособленности.

Результатом естественного отбора является возникновение признаков,

позволяющих организмам приспособится к условиям существования. Отсюда

и появилось представление о приспособительном характере эволюции. На

основе изучения возникновения приспособлений (адаптаций) возникло

целое направление в биологии – учение об адаптациях. Приспособительные

признаки или адаптации подразделяются на физиологические и

морфологические.

Физиологические адаптации. Обилие и большое значение для жизненной

стойкости организма малых физиологических мутаций способствуют тому,

что в популяциях начинается дифференцировка. Это понятно, если мутации

по своей природе являются биологическими изменениями, которые прежде

всего ведут к изменениям процессов внутриклеточного обмена веществ, и

только через это к морфологическим преобразованиям. Примерами могут

служить такие признаки организма, как стойкость по отношению к

известным температурам, способность накапливать питательные вещества,

общая активность и пр. Они легко дают смещение в обе стороны, и в

обоих случаях могут быть благоприятными. Изучая всхожесть семян

клевера красного при разных температурах показало, что наибольший %

всхожести семена дают при +12С, но часть семян прорастает только в

интервале +4-10С. Это способствует выживанию вида при низкой весенней

температуре.

Пигментация животных по своему развитию и изменчивости приближается

к физиологическим признакам. Большая или меньшая интенсивность окраски

может иметь защитные значения в соответствующих условиях общего фона и

освещения. Это уже морфологические приспособления.

В известных исследованиях Гаррисона был показан механизм самого

возникновения различий в окраске двух популяций бабочек, возникших из

одной сплошной популяции при разделении леса широкой просекой. В той

части леса, где сосна была замещена березой, естественный отбор

(преобладающее поедание птицами более темных особей) привел к

значительному посветлению популяции бабочек.

Еще Ч. Дарвин обратил внимание на тот факт, что насекомые островов

либо хорошие летуны, либо имеют редуцированные крылья. Такое явление

как редукция органов, потерявших свое значение нетрудно объяснить, т.

к. большинство мутаций связано именно с явлением недоразвития.

Анализ адаптаций показал, что они позволяют выжить организмам

только в определенных условиях. Это можно понять даже проанализировав

приведенные нами примеры. При вырубке берез светлые бабочки становятся

легкой добычей птиц. Те же птицы появившиеся под островами уничтожают

насекомых с редуцированными крыльями. Уже эти факты говорят, что

приспособленность не абсолютна, а относительна.

Доказательства эволюции органического мира.

Дарвинизм стал давно общепризнанным учением. Именно с низших

дарвиновских представлений можно объяснить все исторические

преобразования органического мира на Земле.

В конце 19 века, когда число сторонников эволюционного учения Ч.

Дарвина было меньше, чем противников, последователи Ч. Дарвина начали

сбор доказательств существования эволюции органического мира.

Работы в этом направлении велись в областях палеонтологии,

сравнительной морфологии, сравнительной анатомии, эмбриологии,

биогеографии, биохимии и др.

1. Палеонтологические находки как доказательства эволюции.

За период существования научной биологии накопились многочисленные

палеонтологические находки вымерших растений и животных. Особенно

ценными эти находки стали тогда, когда ученые научились определять

возраст отложений в которых они были найдены. Удавалось не только

восстановить облик ископаемых организмов, но и указать время, когда

они обитали на нашей планете. Так были найдены остатки семенных

папоротников, которые были промежуточной формой между папоротниками

и семенными растениями. Был обнаружен стегоцефал – промежуточная

форма между рыбами и земноводными. Из пермских отложений известен

зверозубый ящер являющийся промежуточной формой между рептилиями и

млекопитающими. Таких примеров можно привести еще значительное

количество.

2. Сравнительно-морфологические и эмбриологические доказательства

эволюции.

Сравнительно-морфологические доказательства базируются на понятиях:

аналогии и гомологии органов, на понятии рудименты и атавизмы.

Особенно ценными в процессе доказательства эволюции являются

гомология, рудименты и атавизмы.

В качестве примера гомологичных органов можно назвать передние

конечности позвоночных; лапы лягушки, ящерицы, крылья птицы, ласты

водных млекопитающих, лапы крота, руки человека. Все они имеют

единый план строения и составляют эволюционно-морфологический род.

К таким явным доказательствам эволюции можно отнести наличие в роде

человеческом «хвостатых людей» и людей волосяной покров которых

охватывает всю поверхность тела.

Одним из основных доказательств эволюции считаются сведения о

эмбриональном развитии организмов, что способствовало появлению

нового направления в биологии – эволюционной биологии. В пользу

эволюции говорит уже то, что все многоклеточные животные имеют в

своем эмбриональном развитии зародышевые листки, из которых разными

путями формируются разные органы. Эмбрион в своем развитии как бы

«вспоминает» стадии, которые прошли его предки.

3. Доказательства эволюции из области экологии и географии.

Покровительственная окраска, возникновение симбиотических и

паразитических форм можно объяснить только с позиций дарвинизма.

Черви-паразиты произошли от червей сапрофитов, которые попав в

кишечник хозяина приспособились к существованию в новых условиях,

которые привели к изменению не только облика, но и функциональных

особенностей. Своеобразие животного мира Австралии можно объяснить

утерей связи этого острова с другими материками еще в Мезозойскую

эру.

4. Биохимические доказательства эволюции.

Ярким доказательством эволюции является наличие единого

наследственного материала – ДНК и способность разных групп

организмов «включать» в процессе жизни разные участки генома!

Главные направления эволюционного процесса.

Процесс эволюции идет непрерывно под знаком приспособления

организмов к окружающей среде.

Основными направлениями эволюционного процесса следует считать

биологический прогресс, биологическую стабилизацию, биологический

регресс.

Четкие определения этих явлений были даны А. Н. Северцовым.

Биологический прогресс означает возрастание приспособленности

организма к окружающей его среде, ведущей к увеличению численности и

более широкому распространению данного вида в пространстве. Примером

биологического прогресса можно назвать эволюцию дыхательной системы от

жаберного дыхания к легочному. Именно этот процесс привел к завоеванию

животными суши и воздушного пространства.

Биологическая стабилизация по А. Н. Северцову, означает

поддержание приспособленности организма на известном уровне. Организм

изменяется соответственно изменениям окружающей среды. Численность его

не возрастает, но и не снижается.

У растений при снижении среднегодовой температуры увеличивается

количество кроющих волосков эпидермы. Это явление позволяет выжить

всем особям, но преимущества между другими видами не наблюдается, т.

к. они проявляют такую же реакцию.

Биологический регресс означает снижение приспособленности

организма. Организм отстает от изменений во внешней среде, и в

особенности от темпов эволюции и распространение экологически близких

форм. Численность вида уменьшается, и вид идет на встречу вымиранию.

Но следует отметить, что решительное преобладание регрессивных

процессов при переходе к более простым условиям существования вовсе не

исключает явления прогресса. Даже у паразитов при исключительной

глубине их регресса, происходит прогрессивное развитие средств

прикрепления, полового аппарата, кожного питания. По пути чистого

биологического регресса идут пожалуй только реликты, Не успевающие

приспособится к существующим условиям среды и поэтому попадающие в

различные «Красные книги».

Наибольшее значение в эволюции имеет биологический прогресс,

поэтому в биологии большое внимание уделяется изучению биологического

прогресса.

Основными направлениями биологического прогресса считаются

ароморфозы и идеоадаптации, среди других направлений биологического

прогресса можно назвать и общую дегенерацию.

Ароморфозы – приспособительные изменения, при которых происходит

расширение жизненных условий связанного с усложнением организации и

повышением жизнедеятельности. Классическим примером ароморфозов

следует считать усовершенствование легких у птиц и млекопитающих,

полное разделение артериальной и венозной крови в сердце птиц и

млекопитающих, разделение функций у пластид высших растений.

Идеоадаптации – направления в эволюции, при которых одни

приспособления заменяются другими, биологически им равноценные.

Идеоадаптации в отличии от ароморфозов имеют частный характер.

Примером идеоадаптаций является эволюция ротового аппарата насекомых,

который формировался в угоду среде обитания и коэволюции.

Общая дегенерация – приспособительные изменения взрослых потомков,

при которых общая энергия жизнедеятельности понижается. Относится к

направлениям биологического прогресса потому, что редукция одних

органов, происходящих при дегенерации сопровождается компенсаторным

развитием иных органов. Так у пещерных и подземных животных редукция

органов зрения сопровождается компенсаторным развитием иных органов

чувств.

Происхождение человека.

В антропологии существует несколько точек зрения на то, когда

обособилась ветвь человеческая. Согласно одной из гипотез около 10

миллионов лет назад обезьянолюди разделились на три вида. Один вид –

прагориллы – ушли в горные леса, где довольствовались вегетарианской

пищей. Другой вид – прашимпанзе – выбрал групповой образ жизни.

Главной пищей ему служили обезьяны мелких видов. Третий вид –

прачеловек – предпочел охоту в богатой жизнью саванне. Это и была

ветвь, которая привела к человеку современному.

Согласно современной гипотезе, выдвинутой Тимом Вайтоном,

антропологом из Калифорнийского университета в Беркли, только пять

миллионов лет назад, разделились ветви прачеловека и обезьяны. Тиман

Вайт считает, что Австралопитек рамидус появившийся в это время в

зависимости от обстоятельств двигался либо на четырех, либо на двух

конечностях. И вероятно прошли сотни тысяч лет, прежде чем на смену

смешанному движению пришло прямохождение.

Около трех миллионов лет назад ветвь человека дала две линии

развития. Одна из них дала целую плеяду прямоходящих видов

австралопитеков, другая привела к возникновению нового рода,

получившего название хомо.

Страницы: 1, 2, 3, 4