Предпосылки создания эволюционной теории Ч. Дарвина. Развитие эволюционного учения Дарвина — Гипермаркет знаний

Предпосылки создания эволюционной теории Ч. Дарвина

Научные предпосылки. Эволюционная теория Ч. Дарвина была изложена им в книге «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» (вышла в свет в 1859 г.). К середине XX в. был сделан ряд важнейших обобщений и открытий, которые противоречили креационистским взглядам и способствовали укреплению и дальнейшему развитию идеи эволюции, что создало научные предпосылки для эволюционной теории Ч. Дарвина.

Первая брешь в метафизическом мировоззрении была пробита немецким философом Э. Кантом (1724—1804), который в своем знаменитом труде «Всеобщая естественная история и теория неба» отверг миф о первом толчке и пришел к выводу, что Земля и вся Солнечная система — нечто возникшее во времени. Благодаря работам Э. Канта, П. Лапласа и В. Гертеля Земля и Солнечная система стали рассматриваться не как однажды созданные, а как развивающиеся во времени.

В 1830 г. английский естествоиспытатель, основатель исторической геологии Ч. Лайель (1797— 18 75) обосновал идею об изменяемости поверхности Земли под влиянием различных причин и законов: климата, воды, вулканических сил, органических факторов. Лайель высказал мысль, что органический мир постепенно изменяется, и это было подтверждено результатами палеонтологических исследований французского зоолога Ж. Кювье (1769—1832).

В первой половине XIX в. получила развитие идея о единстве всей природы. Шведский химик И. Берцелиус (1779— 1848) доказал, что все животные и растения состоят из таких же элементов, как и тела неживой природы. Немецкий химик Ф. Велер (1800— 1882) впервые в 1824 г. в лаборатории химическим путем синтезировал щавелевую кислоту, а в 1828 г. — мочевину, показав таким образом, что образование органических веществ возможно без участия некой «жизненной силы», присущей живым организмам.

В XVIII—XIX вв. в силу сложившихся исторических условий (колонизации огромных территорий и их исследования) значительно расширились представления о многообразии органического мира, о закономерностях его распределения по континентам земного шара. Интенсивно развивается систематика: все многообразие органического мира потребовало своей классификации и приведения в определенную систему, что имело важное значение для развития идеи о родственности живых существ, а затем и о единстве их происхождения.

В первой половине XIX в. начинается детальное изучение географического распространения организмов; начинают развиватьсябиогеография и экология, первые обобщающие выводы которых имели важное значение для обоснования идеи эволюции. Так, в 1807 г. немецкий натуралист А. Гумбольдт (1769—1859) высказал мысль о зависимости географического распространения организмов от условий существования. Русский ученый К. Ф.Рулье (1814—1858) пытается трактовать историческое изменение лика Земли и условий жизни на ней и объяснить влияние этих изменений на изменение животных и растений. Его ученик Н. А. Северцов (1827—1885) высказывал идеи о взаимосвязи организмов с окружающей средой, об образовании новых видов как приспособительном (адаптивном) процессе.

В это же время развивается сравнительная морфология и анатомия. Ее успехи способствовали выяснению не только сходства строения различных видов животных, но и такого подобия в их организации, которое наводило на мысль о глубокой связи между ними, об их единстве.

Начинает складываться сравнительная эмбриология. В 1817— 1818 гг. И. X. Пандером открыты зародышевые листки и универсальность их закладки в эмбриогенезе животных. Немецкий исследователь М. Ратке применил теорию зародышевых листков к беспозвоночным (1829). В конце 20-х годов XIX в. русский эмбриолог К. М. Бэр (1792—1870) установил основные этапы эмбрионального развития и доказал, что все позвоночные животные развиваются по единому плану. Впоследствии обобщения Бэра были названы Ч„ Дар-вином законом зародышевого сходства и использовались им для доказательства эволюции. Замечательным признаком зародышевого сходства является, например, наличие жаберных щелей в стенках глотки у зародышей всех позвоночных, включая человека.

В 1839 г. немецким зоологом Т. Шванном была создана клеточная теория, которая обосновала общность микроструктуры и развития животных и растений.

Таким образом, интенсивное развитие науки, накопление в различных областях естествознания большого количества фактов, не совместимых с креационистскими представлениями о неизменности природы, подготовили основу для успешного развития эволюционного учения Дарвина.

Общественно-экономические предпосылки. Утверждение капиталистического способа производства вместе с расширением британской колониальной империи сопровождалось интенсивной перестройкой сельского хозяйства, способствовавшей развитиюселекции. Достижения селекционеров свидетельствовали о том, что человек может изменять породы и сорта, приспосабливать их к своим потребностям путем искусственного отбора. Селекционеры первой половины XIX в. не только практически доказали могущество искусственного отбора, но и пытались теоретически обосновать его. Это существенно повлияло на формирование идеи эволюции, а главное, опираясь на результаты селекционной практики как на своеобразную модель, Ч. Дарвин смог перейти к анализу изменения видов в природе и процесса видообразования.

Формированию идей Ч. Дарвина способствовали и некоторые политико-экономические идеи, прежде всего взгляды А. Смита и Т. Мальтуса. А. Смит создал учение о «свободной конкуренции». Он считал, что двигателем развития производства является свободная конкуренция, в основе которой лежит «естественное своекорыстие», или «естественный эгоизм», человека, что и служит источником национального богатства. Неприспособленные конкуренты в процессе свободной конкуренции устраняются. Идея о конкурентных отношениях, характерных для перехода от феодализма к капитализму, повлияла, как это ни парадоксально, и на формирование представлений о развитии живой природы (Ч. Дарвином впоследствии была обоснована идея конкурентных отношений между живыми организмами).

Особое значение имели идеи английского священника и экономиста Т. Мальтуса, который считал, что человеческое население возрастает в геометрической прогрессии, тогда как производство пищи — только в арифметической. В результате перенаселения возникает недостаток средств существования. Мальтус объясняет это «вечным естественным законом природы», считая, что его действие можно ограничить лишь уменьшением численности населения. В. противном случае природа сама восстановит равновесие при помощи голода, болезней и т. д., резко повысив интенсивность конкуренции. Идея перенаселения в живой природе, возникающего как результат способности организмов размножаться в геометрической прогрессии, будет использована Ч. Дарвином для объяснения возникновения борьбы за существование.

Таким образом, в Англии первой половины XIX в. были широко распространены идеи свободной конкуренции, учение о перенаселении, идея естественной гибели неудачных конкурентов. Эти идеи натолкнули Дарвина на мысль о существовании в природе некоторых аналогий и способствовали созданию эволюционной теории. Достигнутые к середине XIX в. крупные успехи в развитии различных направлений естествознания, а также общественно-исторические условия, стимулировавшие развитие селекции и создавшие возможности для выдвижения идей конкуренции и отбора, и явились теми предпосылками, которые подготовили почву для формулирования научной концепции биологической эволюции.

Немаловажное значение для создания эволюционной теории имело кругосветное путешествие Ч. Дарвина на английском корабле «Бигль» (1831—1836). В связи с задачами, поставленными перед экспедицией по изучению очертания берегов Южной Америки и других территорий, Ч. Дарвин имел возможность совершать длительные экскурсии, исследовать геологические породы, флору и фауну посещаемых местностей. Во время путешествия он собрал многочисленные факты, которые свидетельствовали в пользу изменяемости видов и подрывали веру в их сотворение. Эти факты можно объединить в три группы.

Первая группа фактов свидетельствовала об исторической связи вымерших и ныне живущих животных. Дарвин обнаружил, например, значительное сходство ископаемых представителей фауны Южной Америки с современными ленивцами и броненосцами.

Вторая группа фактов, опровергавшая концепцию постоянства видов, выявила закономерности географического распространения видов животных. Сравнивая фауну Южной и Северной Америки, Дарвин задумался над причинами их значительного различия. В Южной Америке существуют виды (американская обезьяна, лама, тапиры, муравьеды, броненосцы), которых нет в Северной Америке; в свою очередь, в последней имеются формы, отсутствующие в Южной Америке. При анализе этих фактов Дарвин применил исторический метод, оценивая фауну Северной и Южной Америки в ее изменении, в ее соответствии с геологическим прошлым. Он полагал, что первоначально Северную и Южную Америку населяли сходные формы. В дальнейшем в связи с возникновением обширного плоскогорья в южной части Миссисипи произошла изоляция фаун этих континентов. Исходные виды вымерли, а пришедшие им на смену, благодаря изоляции, развивались в разных направлениях, что и обусловило различие фауны Северной и Южной Америки.

Третья группа фактов связана с фауной Галапагосских островов. На этих вулканических островах Ч. Дарвин обнаружил нигде более не встречающихся, но очень похожих на южноамериканские виды вьюрков, дроздов-пересмешников, галапагосского канюка, сову, ящерицу, черепах и т. д. На каждом острове Галапагосского архипелага имеется своя форма, например, вьюрков, но все они, вместе взятые, образуют одну естественную группу. Ч. Дарвин предположил, что все галапагосские виды вьюрков, очевидно, произошли от одного предкового вида, попавшего сюда с материка. Эти факты, таким образом, свидетельствовали в пользу изменяемости видов в природе.

Источник : Н.А. Лемеза Л.В.Камлюк Н.Д. Лисов "Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы"

История эволюционных идей. Значение работ К. Линней, учения Ж. Б. Ламарка

Эволюция – необратимое историческое развитие живой природы.

2. Заполните таблицу.

История развития эволюционных идей (до ХХ века) .

3. Каковы сильные и слабые стороны системы органического мира К. Линнея?
Разработал первую относительно удачную искусственную систему органического мира. За основу своей системы он принял вид и его считал элементарной единицей живой природы. Близкие виды объединились им в роды, роды в отряды, отряды в классы. Ввел в систематику принцип бинарной номенклатуры.
Недостатки системы Линнея состояли в том, что при классификации он учитывал лишь 1-2 признака (у растений - число тычинок, у животных - строение дыхательной и кровеносной системы), не отражающих подлинного родства, поэтому далекие роды оказались в одном классе, а близкие - в разных. Виды в природе Линней считал неизменными, созданными Творцом.

4. Сформулируйте основные положения эволюционной теории Ж. Б. Ламарка.
Пункты эволюционной теории Ламарка:
Первые организмы произошли из неорганической природы путем самозарождения. Их дальнейшее развитие привело к усложнению живых существ.
У всех организмов существует стремление к совершенствованию, изначально заложенное в них Богом. Этим объясняется механизм усложнения живых существ.
Процесс самозарождения жизни продолжается постоянно, что объясняет одновремен¬ное наличие в природе и простых, и более сложных организмов.
Закон упражнения и неупражнения органов: постоянное употребление органа ведет к его усиленному развитию, а неупотребление - к ослаблению и исчезновению.
Закон наследования благоприобретенных признаков: изменения, возникшие под действием постоянных упражнений и неупражнений органов, наследуются. Так, считал Ламарк, сформировалась, например, длинная шея жирафа и слепота крота.
Главным фактором эволюции считал прямое воздействие среды.

5. За что критиковали теорию Ж. Б. Ламарка современники?
Ламарк ошибочно полагал, что изменение среды всегда вызывает у организмов полезные изменения. Кроме того, он не мог объяснить, откуда у организмов возникает «стремление к прогрессу», и почему следует считать наследственным свойство организмов целесообразно реагировать на внешние воздействия.
6. Какие прогрессивные черты усматривают современные ученые-эволюционисты в теории Ж. Б. Ламарка?
В книге «Философия зоологии» Ламарк предположил, что в течение жизни каждая особь изменяется, приспосабливается к окружающей среде. Он утверждал, что разнообразие животных и растений есть результат исторического развития органического мира – эволюции, которую понимал как ступенчатое развитие, усложнение организации живых организмов от низших форм к высшим. Он предложил своеобразную систему организации мира, расположив в ней родственные группы в восходящем порядке – от простых к более сложным, в виде «лестницы».

Эволюционное учение Ч. Дарвина

1. Дайте определения понятий.
Факторы эволюции – по Дарвину, это естественный отбор, борьба за существование, мутационная и комбинативная изменчивости.
Искусственный отбор – выбор человеком наиболее ценных в хозяйственном или декоративном отношении особей животных и растений для получения от них потомства с желаемыми свойствами.

2. Какие аспекты социальной и научной обстановки начала и середины XIX века способствовали, на ваш взгляд, разработке эволюционной теории Ч. Дарвином?
К середине XX в. был сделан ряд важнейших обобщений и открытий, которые противоречили креационистским взглядам и способствовали укреплению и дальнейшему развитию идеи эволюции, что создало научные предпосылки для эволюционной теории Ч. Дарвина. Это развитие систематики, теория Ламарка, открытие Бэром закона зародышевого сходства и достижение других ученых, развитие биогеографии, экологии, сравнительной морфологии, анатомии, открытие клеточной теории, а также развитие селекции и народного хозяйства.

3. Заполните таблицу .

Этапы жизненного пути Ч. Дарвина

4. Сформулируйте основные положения эволюционного учения Ч. Дарвина.
1. Организмы изменчивы. Трудно найти такое свойство, по которому особи, принадлежащие к данному виду, были бы полностью тождественны.
2. Различия между организмами, хотя бы частично, передаются по наследству.
3. Теоретически популяции растений и животных стремятся размножиться в геометрической прогрессии, и теоретически любой организм может заполнить Землю очень быстро. Но этого не случается, так как жизненные ресурсы ограниченны, и в борьбе за существование выживает сильнейший.
4. В результате борьбы за существование происходит естественный отбор – выживают особи с полезными в данных условиях свойствами. Выжившие передают эти свойства своему потомству, то есть свойства эти закрепляются в череде последующих поколений.

5. Заполните таблицу.

Сравнительная характеристика эволюционных теорий Ж. Б. Ламарка и Ч. Дарвина

6. Каково значение эволюционного учения Ч. Дарвина для развития биологической науки?
Учение Дарвина позволило привести в гармонию разрозненные знания о законах, которым подчиняется организация жизни на нашей планете. В прошедшем столетии эволюционное учение Дарвина было развито и конкретизировано благодаря созданию хромосомной теории наследственности, развитию молекулярно-генетических исследований, систематики, палеонтологии, экологии, эмбриологии и многих других областей биологии.

1. Дайте определение понятия.
Борьба за существование – это один из движущих факторов эволюции, наряду с естественным отбором и наследственной изменчивостью, совокупность многообразных и сложных взаимоотношений, существующих между организмами и условиями среды.

2. Заполните таблицу.

Борьба за существование и ее формы

3. Какая из форм борьбы за существование является, по вашему мнению, самой напряженной? Ответ поясните.
Внутривидовая борьба протекает наиболее остро, так как у особей совпадает экологическая ниша. Организмы конкурируют за ограниченные ресурсы - пищевые, территориальные, самцы некоторых животных конкурируют между собой за оплодотворение самки, а также другие ресурсы. Для снижения остроты внутривидовой борьбы организмы вырабатывают различные приспособления - разграничение индивидуальных участков, сложные иерархические отношения. У многих видов организмы на разных этапах развития занимают разные экологические ниши, например, личинки жесткокрылых обитают в почве, а стрекоз - в воде, в то время как взрослые особи заселяют наземно-воздушную среду. Внутривидовая борьба приводит к гибели менее приспособленных особей, способствуя этим естественному отбору.

Естественный отбор и его формы

1. Дайте определения понятия.
Естественный отбор – это избирательное воспроизведение генотипов, которые в наилучшей степени отвечают сложившимся условиям жизни популяции. То есть, основной эволюционный процесс, в результате действия которого в популяции увеличивается число особей, обладающих максимальной приспособленностью (наиболее благоприятными признаками), в то время, как количество особей с неблагоприятными признаками уменьшается.

2. Заполните таблицу.

3. Что является следствием естественного отбора?
Изменение состава генофонда, удаление из популяции особей, свойства которых не дают преимуществ в борьбе за существование. Возникновение адаптаций организмов к условиям внешней среды.

4. В чем, на ваш взгляд, заключается творческая роль естественного отбора?
Роль естественного отбора заключается не только в отсеве нежизнеспособных особей. Движущая его форма сохраняет не отдельные признаки организма, а весь их комплекс, все присущие организму комбинации генов. Отбор создает приспособления и виды, убирая из генофонда популяции, неэффективные с точки зрения выживания генотипы. Результатом его действия являются новые виды организмов, новые формы жизни.

Вопрос 1. Какие данные геологии послужили предпосылкой эволюционной теории Ч. Дарвина?
Благодаря исследованию слоев земной коры было получено большое количество палеонтологических данных и показано, что в самых древних слоях присутствуют лишь остатки моллюсков и рыб, в более поздних появляются остатки рептилий, еще позднее - млекопитающих. Жорж Кювье объяснял это своей теорией катастроф (резкие изменения условия обитания и глобальные стихийные бедствия), однако английский геолог Чарлз Лайель доказал, что поверхность Земли изменяется постепенно под действием природных факторов (ветра, дождя, прибоя, извержения вулканов и др.). Следовательно, теория катастроф, как способ объяснения палеонтологических находок, некорректна.

Вопрос 2. Назовите открытия в биологии, способствовавшие формированию эволюционных взглядов Ч. Дарвина.
Формированию взглядов Чарлза Дарвина способствовали следующие биологические открытия:
Т. Шванн создал клеточную теорию, которая постулировала, что живые организмы состоят из клеток, общие черты которых одинаковы у всех растений и животных. Это послужило весомым доказательством единства происхождения живого мира;
К. М. Бэр показал, что развитие всех организмов начинается с яйцеклетки, причем в ходе эмбрионального развития у позвоночных, принадлежащих разным классам, на ранних этапах обнаруживается явное сходство зародышей;
исследуя строение позвоночных, Ж. Кювье установил, что все органы животного являются частями одной целостной системы. Строение каждого органа отвечает принципу строения всего организма, и изменение одной части тела должно вызывать изменения других частей.

Вопрос 3. Охарактеризуйте естественнонаучные предпосылки формирования эволюционных взглядов Ч. Дарвина.
Многие научные открытия стали предпосылками к формированию эволюционных взглядов Чарлза. Дарвина. Среди них:
теория о происхождении космических тел естественным путем (И. Кант);
математическое обоснование теории И. Канта (П. С. Лаплас);
единство элементного состава живой и неживой природы (И. Берцелиус);
клеточная теория (Т. Шванн);
наличие общих черт в эмбриональном развитии у зародышей разных классов(К. М. Бэр);
взаимосвязанность всех органов животного и соответствие их строения (Ж. Кювье).

Вопрос 4. В чем сущность принципа корреляции Ж. Кювье? Приведите примеры.
Сущность принципа корреляции состоит в соответствии строения органов животного друг другу. Строение каждого органа отвечает принципу строения всего организма, и изменение одной части тела вызывает изменения других частей. Например, для хищника характерны когти и острые клыки, а для травоядных - копыта и сложный многокамерный желудок.

Вопрос 5. Какую роль в формировании эволюционной теории сыграло развитие сельского хозяйства?
Развитие животноводства и растениеводства привело к созданию новых пород коров, овец, свиней, выведению высокоурожайных сортов культурных растений. Были разработаны методы селекции, которые позволили максимально быстро менять в нужном направлении свойства и признаки животных и растений. Результаты этих работ противоречили представлениям о неизменности видов и способствовали постепенному развитию эволюционных идей.

В отраслях цитологии и сравнительной эмбриологии обоснования клеточной теории М. Шлейденом, Т. Шванном и Р.Вирхова, открытие зародышевых листков и основных этапов эмбриогенеза у позвоночных животных К.Бэром (34.4) и др. дало начало идеи об общности происхождения живых существ.

Французский ученый Ж. Кювье, изучая ископаемые остатки организмов, установил последовательную смену определенных флоры и фауны в прошлом Земли. Он был одним из основателей палеонтологии (науки о ископаемые остатки живых организмов прошлых геологических эпох) и сравнительной анатомии животных. В частности, Ж. Кювье доказал, что каждый тип животных имеет присущий только ему план строения (т.е. в корне отличается от других типов).

Чтобы объяснить последовательные изменения населения Земли, этот ученый разработал гипотезу катастроф. Он использовал исследования геологов — англичанина Ч. Лайеля и немца К. фон Гоффа, которые в 20-30-е годы XIX в. показали, что длительные промежутки относительно стабильного состояния биосферы исторически разделены резкими и кратковременными периодами изменений. Эти изменения возникают вследствие смещения материковых платформ, горотворчи процессов, снижение или повышение уровня Мирового океана, сопровождается активизацией вулканической деятельности связанным с ней увеличением концентрации некоторых газов в атмосфере (прежде всего оксидов углерода, азота, серы), затоплением или, наоборот, осушением значительных территорий и тому подобное. Катастрофы приводили к полному уничтожению жизни; такие участки согласно взглядам Ж. Кювье или вновь заселялись организмами из других мест, или снова создавались актом Божественного творения и не были никак связаны с пропавшими формами. Гипотеза катастроф стала основой целого направления взглядов, имеющих общее название Неокатастрофизм.

В конце XVIII — начале XIX в. развилась биогеография — наука о закономерностях распространения на земном шаре видов живых существ и их сообществ — биогеографических комплексов. Она возникла благодаря организации развитыми странами того времени экспедиций в разные уголки земного шара. Одними из основателей биогеографии были немецкие ученые О. Гумбольдт и П.-С. Паллас (34.6).

Создание систем видов живых существ натолкнуло различных ученых на мысль, что степень сходства определенных групп друг к другу определяется их происхождением от общего предка. Было показано, что между различными континентами, островами и т.д. тем больше различия в их населении, чем надежнее они изолированы друг от друга. Это явление можно объяснить тем, что в условиях изоляции виды приспосабливаются к условиям окружающей среды независимо от видов других местностей. Например, молодой Дарвин (34.7, 1) при кругосветного плавания открыл, что на каждом из островов архипелага Галапагос живет свой вид мелких птичек — вьюрков. Эти виды, однако, достаточно близки между собой и видом, который живет в той части Южной Америки, у берега которой расположены острова архипелага. Это явление привело Ч. Дарвина на мысль, что материковый вид своего времени расселился на архипелаг, где в результате приспособлений к определенным условиям от него возникли характерные для каждого острова разные виды (34.7, 2).

Известный немецкий ученый Ю. Либих (34.8) сформулировал понятие об обмене веществ в природе с участием живых существ. Он установил, что для поддержания плодородия почвы в него следует постоянно вносить такое количество химических элементов, которая изымается растениями. Успехи химии показали, что органические вещества могут возникать из неорганических, а также было установлено, что в состав живых существ входят те же химические элементы, формирующие тела неживой природы. Так было доказано химическое единство живой и неживой природы. Было установлено основные классы органических соединений, входящих в состав живых организмов, заложены основы изучения фотосинтеза и физиологических процессов животных и тому подобное.