Теория дарвинизма. Современная наука имеет массу доказательств теории эволюции чарльза дарвина

Термин «эволюция» (от лат. evolutio — развертывание) был введен в науку в середине XVIII в. швейцарским зоологом Шарлем Бонне.

Биологическая эволюция — поступательный направленный исторический процесс изменения живых организмов и их сообществ. Ход эволюции имеет необратимый характер.

Вопросы происхождения и разнообразия органического мира всегда волновали человечество. Как уже отмечалось, в средние века господствовал креационизм — представление о том, что живые организмы созданы Богом и неизменны во времени. К концу XVIII в. открытия в области химии, физики и биологии укрепили идею о единстве происхождения живых организмов и эволюции органического мира. Это стало почвой для создания единой эволюционной теории, которую разработал великий английский ученый Чарльз Дарвин .

На рубеже XVIII-XIX вв. накопилось немало научных предпосылок создания эволюционной теории. Была обоснована идея об изменяемости поверхности Земли под влиянием климатических факторов. Ученые-химики доказали, что все живые организмы состоят из таких же химических элементов, которые есть в неживой природе. Биологи установили, что закон сохранения энергии применим и по отношению к живым организмам. На создание эволюционной теории во многом повлияли работы английских экономистов А. Смита и Т. Мальтуса. А. Смит создал учение о свободной конкуренции в промышленности. Т. Мальтус впервые ввел выражение «борьба за существование». Он объяснял, что человеку, как и всем другим организмам, свойственно стремление к безграничному размножению. Но лишь нехватка жизненно необходимых ресурсов, производство которых не поспевает за размножением, ограничивает рост численности человечества.

В начале XIX в. французский натуралист Ж. Б. Ламарк впервые предложил последовательное учение о развитии живой природы. Ламарк первым указал на связь организмов со средой их обитания. Именно среда обитания, по его мнению, явилась причиной изменения живых организмов. Ученый определил направление эволюции как постепенный переход живых организмов от низших форм к высшим. Но в то же время Ламарку не удалось вскрыть истинные причины, способствующие данному эволюционному переходу.

Помимо научных открытий формированию теории эволюции значительно способствовала социально-экономическая обстановка — к началу XIX в. Англия превратилась в крупнейшую промышленную и колониальную державу. Развитие мореплавания, торговли, освоение колоний способствовали накоплению знаний о растительном и животном мире разных стран. Увеличение масштабов промышленного производства и рост городского населения повысили спрос на сельскохозяйственное сырье и продукты питания. Это явилось стимулом к выведению более урожайных сортов культурных растений и высокопродуктивных пород домашних животных.

Становление эволюционных взглядов Чарльза Дарвина

Дарвин родился в 1809 г. в семье английского врача. С самого детства у Дарвина развилась любовь к природе и полевым исследованиям. Учеба в университетах Эдинбурга и Кембриджа дала ему глубокие знания в области зоологии, ботаники и геологии. Дарвин хорошо изучил эволюционные взгляды Ламарка и других более ранних эволюционистов, но не разделял их.

Дарвин, изучая животный и растительный мир, очень интересовался находками ископаемых остатков животных. Сходство данных находок с современными формами привело его к мысли о возможном родстве этих организмов. Это позволило Дарвину выдвинуть предположение о преемственности между современными и вымершими формами живых организмов.

В 1831 г. Дарвин в качестве натуралиста отправился на паруснике «Бигль» в кругосветное плавание (рис. 40). В течение пяти лет молодой ученый изучал геологическое строение материков, флору и фауну стран мира. Дарвин обратил внимание на особенности географического распределения животных по материкам. Например, в фауне Южной Америки он обнаружил формы, которых не наблюдалось в Северной Америке (ленивцы, муравьеды, броненосцы). Данный факт он объяснял изоляцией фауны, вызванной наличием водных преград между двумя материками.

Во время кругосветной экспедиции Дарвин побывал на Галапагосских островах, расположенных недалеко от западного побережья Южной Америки. Там ученый обнаружил виды певчих воробьиных птиц — вьюрков, которые различались между собой по форме клюва и типу корма. В то же время островные вьюрки были очень похожи на материковый вид, что, несомненно, указывало на их близкое родство.

Клювы вьюрков одних видов идеально подходили для сбора семян, а у других были приспособлены только для добычи насекомых. При этом все вьюрки на островах были в целом достаточно схожи. Дарвин предположил, что когда-то на острова прилетели птицы одного вида вьюрков, а расселившись, они приспосабливались к местным условиям. Преимущество в выживании получали виды, чьи клювы больше подходили для добычи доступного на островах корма. Одним вьюркам досталась роль охотников за мелкими насекомыми, другие получили изобилие плодов и семян. В результате постепенно образовалось несколько различных видов этих птиц, специализирующихся на каком-либо типе корма.

В итоге, по окончании экспедиции на основе обширного фактического материала Дарвином были сделаны важные выводы. Во-первых , он подтвердил, что виды способны изменяться и давать начало новым видам. Во-вторых , на основе самостоятельного изучения ископаемых остатков и известных ранее данных палеонтологических исследований ученый доказал сходство в строении вымерших и современных животных.

Основные положения теории эволюции Чарльза Дарвина

После возвращения в Англию Дарвин приступил к кропотливому труду над созданием эволюционной теории. Изучая работы Смита и Мальтуса, он попытался найти аналогичные явления в природе. Как известно, способность к неограниченному размножению является одним из основных свойств живого. Например, многие сельдевые рыбы ежегодно мечут до 100 тыс. икринок, а треска — до 6 млн. Но выживает лишь малая часть потомства. Такое несоответствие между количеством родившихся и достигающих половой зрелости организмов Дарвин положил в основу учения о борьбе за существование . Он также указывал на наличие у организмов изменчивости — индивидуальных различий в признаках между особями одного вида. Результаты своих исследований Дарвин впервые опубликовал в 1859 г. в книге «Происхождение видов путем естественного отбора».

Основные положения теории эволюции Чарльза Дарвина :

1. Виды живых организмов имели единственное происхождение и поступательно преобразовывались и совершенствовались в соответствии с условиями окружающей среды.
2. Преобразование видов происходит на основе наследственности и изменчивости живых организмов и постоянно протекающего в природе естественного отбора.
3. Естественный отбор в природе осуществляется на основе взаимоотношений организмов друг с другом, и с неблагоприятными условиями окружающей среды. Данные взаимоотношения представляют собой борьбу за существование.
4. Результатом естественного отбора является возникновение приспособленности и на этой основе многообразия видов живых организмов в природе.

Проанализировав основные положения эволюционной теории, можно сделать заключение, что, с точки зрения Дарвина, наименьшей эволюционирующей единицей — элементарной единицей эволюции является вид. Предпосылками эволюции , создающими материал для отбора в виде наследственно закрепленных различий особей, служат наследственность и изменчивость организмов. Движущими силами эволюции , приводящими к образованию новых видов, являются борьба за существование и естественный отбор .

В книге «Происхождение видов путем естественного отбора» Ч. Дарвин доказал, что предпосылками эволюции являются наследственность и изменчивость организмов. Естественный отбор и борьба за существование — главные движущие силы эволюции. Результатом естественного отбора является возникновение приспособленности и на ее основе многообразия видов живых организмов в природе.

Идея постепенного и непрерывного изменения всех видов растений и животных высказывалась многими учеными задолго до Дарвина. Поэтому само понятие эволюции - процесс длительных, постепенных, медленных изменений, которые, в конечном итоге, приводят к коренным, качественным изменениям — возникновению новых организмов, структур, форм и видов, проникло в науку еще в конце XVIII в.

Однако именно Дарвин выдвинул совершенно новую гипотезу в отношении живой природы, обобщив отдельные эволюционные идеи в одну, так называемую теорию эволюции , получившую широчайшее распространение в мире.

Во время кругосветного путешествия Ч. Дарвин собрал богатейший материал, свидетельствовавший об изменчивости видов растений и животных. Особенно поразительной находкой был огромный скелет ископаемого ленивца, обнаруженный в Южной Америке. Сравнение с современными, небольшими по размерам ленивцами, натолкнуло Дарвина на мысль об эволюции видов.

Богатейший эмпирический материал, накопленный к тому времени в географии, археологии, палеонтологии, физиологии, систематике и т.п., позволил Дарвину сделать вывод о длительной эволюции живой природы. Свою концепцию Дарвин изложил в работе «Происхождение видов путем естественного отбора » (1859 г.). Книга Ч. Дарвина имела феноменальный успех, ее первый тираж (1250 экз.) был продан уже в первый день. В книге речь шла об объяснении возникновения живых существ без апелляции к идее Бога.

При этом следует отметить, что, несмотря на огромную популярность у читающей публики, идея постепенного появления в живой природе новых видов для научного сообщества того времени оказалась столь необычной, что была принята не сразу.

Дарвин предположил, что в популяциях животных существует конкуренция, благодаря которой выживают только те особи, которые обладают выгодными в данных конкретных условиях свойствами, позволяющими оставить потомство. Основу эволюционной теории Дарвина составляют три принципа: а) наследственности и изменчивости; б) борьбы за существование; в) естественного отбора. Изменчивость является неотъемлемым свойством всего живого. Несмотря на похожесть живых организмов одного вида, внутри популяции невозможно обнаружить две совершенно одинаковые особи. Эта вариантность признаков и свойств создает преимущество одних организмов перед другими.

В обычных условиях различие свойств остается незаметным и не оказывает существенного влияния на развитие организмов, однако при изменении условий, особенно в неблагоприятную сторону, даже малейшее различие может дать одним организмам значительное преимущество перед другими. Только особи с соответствующими условиям свойствами оказываются способными выжить и оставить потомство. Дарвин различает неопределенную и определенную изменчивость.

Определенная изменчивость , или адаптивная модификация, — способность особей одного вида одинаковым образом реагировать на изменения окружающей среды. Подобные групповые изменения не передаются по наследству, поэтому не могут поставлять материал для эволюции.

Неопределенная изменчивость , или мутация , — индивидуальные изменения в организме, передаваемые по наследству. Мутации не связаны напрямую с изменениями условий окружающей среды, однако именно неопределенная изменчивость играет важнейшую роль в эволюционном процессе. Случайно появившиеся позитивные изменения передаются по наследству. В итоге выживает и достигает зрелости лишь небольшая часть потомства, обладающая полезными наследственным и свойствами.

Между живыми существами, как считает Дарвин, разворачивается борьба за существование. Конкретизируя это понятие, Дарвин указывал, что внутри вида рождается больше особей, чем доживает до взрослого состояния.

Естественный отбор — ведущий фактор эволюции, объясняющий механизм образования новых видов. Именно этот отбор выступает движущей силой эволюции. Механизм отбора приводит к избирательному уничтожению тех особей, которые менее приспособлены к условиям окружающей среды.

Критика концепции дарвиновской эволюции

Неоламаркизм явился первым крупным антидарвиновским учением, появившимся в конце XIX в. Неоламаркизм основывался на признании адекватной изменчивости, возникающей под непосредственным или косвенным влиянием факторов окружающей среды, заставляющих организмы напрямую к ним приспосабливаться. Неоламаркисты также говорили о невозможности наследовать приобретенные таким образом признаки, отрицали созидательную роль естественного отбора. Основу этого учения составляли старые идеи Ламарка.

Из других антидарвиновских учений отметим теорию номогенеза Л . C . Берга, созданную в 1922 г. В основе этой теории лежит идея, согласно которой эволюция есть запрограммированный процесс реализации внутренних, присущих всему живому закономерностей. Он считал, что организмы облачают внутренней силой неизвестной природы, действующей целенаправленно, независимо от внешней среды, в сторону усложнения организации. В доказательство этого Берг приводил множество данных о конвергентной и параллельной эволюции разных групп растений и животных.

Ч. Дарвин полагал, что естественный отбор обеспечивает прогресс в развитии живых организмов. Кроме того, он подчеркивал, что элементарной единицей эволюции является не отдельная особь, а вид. Однако позднее было установлено, что элементарной единицей эволюции является не вид , а популяция.

Слабым звеном эволюционной теории Ч. Дарвина было отсутствие точного и убедительного механизма наследственности. Так, эволюционная гипотеза не объясняла, каким образом происходит накопление и сохранение полезных наследственных изменений в результате дальнейшего скрещивания живых организмов. Вопреки бытовавшему мнению, что при скрещивании организмов с полезными свойствами и организмов, у которых эти свойства отсутствуют, должно происходить усреднение полезных признаков, их растворение в череде поколений. Эволюционная концепция предполагала, что эти признаки накапливаются.

Ч. Дарвин сознавал слабость своей концепции, однако не сумел удовлетворительно объяснить механизм наследования.

Ответ на этот вопрос дала теория австрийского биолога и генетика Менделя, обосновавшая дискретный характер наследственности.

Созданная в XX в. синтетическая теория эволюции (СТЭ) завершила объединение эволюционной теории с генетикой. СТЭ представляет собой синтез основных эволюционных идей Дарвина, и прежде всего естественного отбора с новыми результатами исследований в области наследственности и изменчивости. Важной составной частью СТЭ являются концепции микро- и макроэволюции. Под микроэволюцией понимают совокупность эволюционных процессов, протекающих в популяциях, приводящих к изменениям генофонда этих популяций и образованию новых видов.

Считается, что микроэволюция протекает на основе мутационной изменчивости под контролем естественного отбора. Мутации служат единственным источником появления качественно новых признаков, а естественный отбор — единственным творческим фактором микроэволюции.

На характер процессов микроэволюции влияют колебания численности популяций («волны жизни»), обмен генетической информацией между ними, их изоляция и дрейф генов. Микроэволюция ведет либо к изменению всего генофонда биологического вида как целого, либо к их обособлению от родительского вида в качестве новых форм.

Под макроэволюцией понимают эволюционные преобразования, ведущие к формированию таксонов более высокого ранга, чем вид (родов, отрядов, классов).

Считается, что макроэволюция не имеет специфических механизмов и осуществляется только посредством процессов микроэволюции, будучи их интегрированным выражением. Накапливаясь, микроэволюционные процессы выражаются внешне в макроэволюци- онных явлениях, т.е. макроэволюция представляет собой обобщенную картину эволюционных изменений. Поэтому на уровне макроэволюции обнаруживаются общие тенденции, направления и закономерности эволюции живой природы, которые не поддаются наблюдению на уровне микроэволюции.

Некоторые события, которые обычно приводят в качестве доказательства эволюционной гипотезы, можно воспроизвести в условиях лаборатории, однако это не значит, что они действительно имели место в прошлом. Они свидетельствует лишь о том, что эти события могли произойти.

На многие возражения в эволюционной гипотезе до сих пор нет ответа.

В связи с критикой гипотезы естественного отбора Дарвина целесообразно отметить следующее. В настоящее время обозначившее цивилизационный кризис — кризис основных мировоззренческих установок человечества, — становится все ясно, что дарвинизм — всего лишь частная модель конкурентного взаимодействия, неоправданно претендующая на всеобщность.

Рассмотрим более пристально центральное звено дарвинизма — свойство приспособляемости или адаптивности эволюционного процесса. Что означает — более приспособленная особь или особи? Ответа на этот вопрос в дарвинизме, строго говоря, нет, а если и есть косвенный ответ, то он ошибочный.

Косвенный ответ состоит в следующем: наиболее приспособленной будет та особь, которая побеждает в конкурентной борьбе и выживает. Последнее неизбежно ведет к представлению об особе-гангстере и виде-агрессоре. Популяции же и экосистема с таким видом- агрессором были бы явно неустойчивыми: длительное время существовать они не смогли бы. Это противоречит фактам и утвердившимся в биологии представлениям о том, что устойчиво существующие экосистемы в целом равновесны, и процессов замещения в них не происходит.

Способом устойчивого существования популяций, сообществ и экосистем является кооперация и взаимное дополнение 115].

Конкуренция же имеет частный характер: она сполна задействована в неравновесной популяции, движущейся к равновесию, и играет роль своего рода катализатора, убыстряя движение экосистемы к равновесию. Однако прямого отношения к эволюции, т.е. прогрессу, такого рода конкуренция не имеет. Пример: внедрение вида в новую для него область — ввоз кролика в Австралию. Конкуренция за пишу была, но никакого нового вида, а тем более прогрессивного, не возникло. Другой пример: на остров Порто-Сонто в Атлантическом океане также был выпущен выводок кроликов. В отличие от своих европейских собратьев эти кролики стали более мелкими и другой окраски. При скрещивании с европейским видом они не дали плодовитого потомства — возник новый вид кроликов. Ясно, что при становлении равновесной популяции также была задействована конкуренция. Однако видообразование произошло не за ее счет, а благодаря новым условиям среды обитания. Вместе с тем и нет никаких доказательств, что возникший вид кроликов более прогрессивный, чем европейский.

Таким образом, назначение конкуренции совсем иное, чем в гипотезе естественного отбора Дарвина. Конкуренция устраняет аномальные, «распадные» особи (с нарушениями в генетическом аппарате). Тем самым конкурентное взаимодействие устраняет регресс. Но механизмом прогресса является не конкурентное взаимодействие, а открывание и освоение нового ресурса: по мере эволюции преимущество получает более умный.

Дарвиновская концепция построена как негативный процесс, в котором выживают не сильнейшие, а погибают слабейшие.

Дарвинизм отрицает тенденции — закономерности, которые вполне очевидны (например, грузины и украинцы хорошо поют), утверждая, что все существенные свойства определяются их пользой для выживания.

Дарвинизм вообще беспредметен, поскольку естественного отбора в природе просто не существует .

Как известно, Дарвин примеров естественного отбора в природе не привел, ограничившись аналогией его с искусственным отбором. Но эта аналогия неудачна. Искусственный отбор требует принудительного скрещивания желаемых особей при полном исключении размножения всех остальных. В природе такой избирательной процедуры нет. Это признавал и сам Дарвин.

Естественный отбор представляет собой не избирательное скрещивание, а избирательное размножение. В природе нашли только несколько примеров того, как, благодаря избирательному размножению, изменяется частота носителей определенного признака, но и только. Ни одного примера, где бы в результате этой процедуры что-то появилось новое, найти не удалось (за исключением того скучного случая, когда полезным оказывается включение или выключение уже существующего гена).

Единственным обоснованием дарвинизма до сих пор остается аналогия с искусственным отбором, но и он пока не привел к возникновению хотя бы одного нового рода , не говоря уж о семействе, отряде и выше. Тем самым дарвинизм — не описание эволюции, а способ толкования ее малой части (изменения внутри вида) с помощью гипотетической причины, именуемой естественным отбором.

Эволюция не по Дарвину

Направление эволюции определяется тем, чей набор генов привнесен в следующее поколение, а не тем, чей набор генов исчез в предыдущем .

«Современная» теория эволюции — синтетическая теория эволюции (СТЭ), основанная на синтезе теории естественного отбора Дарвина с генетикой Менделя, доказывает, что причиной изменчивости являются мутации — резкие изменения в наследственной структуре организма, происходящие случайно, также не решает проблемы.

В основе эволюции лежит не дарвиновский отбор, не мутации (как в СТЭ), а индивидуальная внутривидовая изменчивость , которая существует постоянно во всех популяциях. Именно индивидуальная вариабельность дает основу для сохранения в популяции тех или иных функций. Это как если бы прилетели инопланетяне и начали нас бить огромным дуршлагом, в дырочки которого проскальзывали бы наиболее сообразительные (умные). Тогда те, кто хуже соображает, просто исчезли бы.

Уже много лет известен горизонтальный перенос генов, т.е. обретение наследственной информации помимо процесса размножения. Оказалось, что в хромосомах и цитоплазме клетки существует целый ряд биохимических соединений, находящихся в хаотичном состоянии и способных к взаимодействию со структурами нуклеиновых кислот другого организма. Эти биохимические соединения были названы плазмидами. Плазмиды способны включаться в клетку реципиента и активизироваться под действием определенных внешних факторов. Переход из латентного состояния в активное означает соединение генетического материала донора с генетическим материалом реципиента. Если полученная конструкция работоспособна, то начинается синтез белков.

На основании этой технологии и был синтезирован инсулин — белок, позволяющий бороться с диабетом.

У одноклеточных микроорганизмов горизонтальный перенос генов является определяющим в эволюции.

Мигрирующие генетические элементы обнаруживают значительное сходство с вирусами. Открытие явления трансдукции генов , т.е. переноса генетической информации в клетки растений и животных с помощью вирусов, включающих часть генов исходной клетки хозяина, дает основание предполагать, что вирусы и сходные с ними биохимические образования занимают особое место в эволюции.

Некоторые ученые высказывают мнение, что мигрирующие биохимические соединения способны вызвать даже более серьезные изменения в геномах клеток, чем мутации. Если это предположение окажется верным, то придется существенно пересмотреть нынешние представления о механизмах эволюции.

Сейчас выдвигаются гипотезы о значительной роли вирусов в смешении генетической информации различных популяций, возникновении скачков эволюционного процесса , одним словом, речь идет о важнейшей роли вирусов в эволюционном процессе.

Вирусы — одни из наиболее опасных мутагенов. Вирусы — мельчайшие из живых существ. Они не имеют клеточного строения, не способны сами синтезировать белок, поэтому получают необходимые для их жизнедеятельности вещества, проникая в живую клетку и используя чужие органические вещества и энергию.

У человека, как у растений и животных, вирусы вызывают множество заболеваний. Хотя мутации — главные поставщики эволюционного материала, однако они относятся к изменениям случайным, подчиняющимся вероятностным законам. Поэтому они не могут служить определяющим фактором эволюционного процесса.

Тем не менее идея о ведущей роли мутаций в эволюционном процессе легла в основу теории нейтральных мутаций, созданной в 1970- 1980-е годы японскими учеными М. Кимурой и Т. Ота. Согласно этой теории изменения в функциях белоксинтезируюшего аппарата являются результатом случайных, нейтральных по своим эволюционным последствиям мутаций. Их истинная роль — провоцировать генетический дрейф — изменение чистоты генов в популяции под действием совершенно случайных факторов.

На этой основе была провозглашена нейтралистская концепция недарвиновской эволюции, сущность которой заключается в идее, что на молекулярно-генетическом уровне естественный отбор не работает. И хотя эти представления не являются общепринятыми среди биологов, очевидно, что непосредственной ареной действия естественного отбора является фенотип, т.е. живой организм, онтогенетический уровень организации жизни.

Недавно возникла еще одна концепция недарвиновской эволюции - пунктуализм. Его сторонники считают, что процесс эволюции идет путем редких и быстрых скачков, а в 99% своего времени вид пребывает в стабильном состоянии — стазисе. В предельных случаях скачок к новому виду может совершиться в популяции, состоящей всего из десятка особей, в течение одного или нескольких поколений.

Эта гипотеза опирается на широкую генетическую базу, заложенную рядом фундаментальных открытий в молекулярной генетике и биохимии. Пунктуализм отверг генетико-популяционную модель видообразования, идею Дарвина о разновидностях и подвидах как зарождающихся видах и сфокусировал свое внимание на молекулярной генетике особи как носителе всех свойств вида.

Ценность этой концепции заключается в идее разобщенности микро- и макроэволюции (в противовес СТЭ) и независимости управляемых ими факторов.

Таким образом, концепция Дарвина не является единственной, пытающейся объяснить эволюционный процесс. Однако из Дарвина сделали икону, а из дарвинизма — религию (слово «отбор» применяется как разговорное, как хлеб и вода). Если религию может вытеснить только другая религия, то какая религия может в наши дни с пользой для людей заменить дарвинизм? Классические религии этого сделать не могут, поскольку исповедуют креоционизм, а он противоречит науке и поэтому отталкивает как раз тех, на кого следует опираться.

Вытеснить дарвинизм, к общей пользе, может религия почитания природы как целого (где человек — лишь часть природы, выходец из нее). Только так можно заменить ту идеологию «борьбы с природой», которую утверждает на планете Земля господство дарвинизма.

Ростки почитания природы как целого уже видны в возникших природоохранных движениях.

Временное утверждение в мире дарвиновского мировоззрения, дополненного экономическими рыночными механизмами, явилось одной из главных мировоззренческих причин современного цивилизационного кризиса.

Следует обратить внимание также на отзыв о дарвинизме, сделанный еще в XIX в. крупнейшим патологоанатомом Р. фон Вирховым, на съезде естествоиспытателей в Мюнхене. Он потребовал запретить изучение и распространение идей дарвинизма, поскольку его распространение может привести к повторению Парижской коммуны.

Возможно, в будущем СТЭ и недарвиновские концепции эволюции, дополняя друг друга, объединятся в новую единую теорию жизни и развития живой природы.

Построение наиболее фундаментальной эволюционной концепции связано с именем гениального английского ученого Чарльза Дарвина (1809–1882). Огромное значение для становления эволюционных и атеистических взглядов Ч. Дарвина имело свершенное им в 1831–1836 гг. кругосветное путешествие на корабле «Бигль». Он исследовал геологическое строение, флору и фауну многих стран, отправил с Англию огромное количество коллекций. Сравнив найденные останки растений и животных с современными, Ч. Дарвин сделал предположение об историческом, эволюционном родстве. На Галапагосских островах он нашел нигде более не встречающиеся виды ящериц, черепах, птиц. Галапагоссы – острова вулканического происхождения, поэтому Ч. Дарвин предположил, что на них эти животные попали с материка и постепенно изменились. В Австралии его заинтересовали сумчатые и яйцекладущие, которые вымерли в других частях земного шара. Так постепенно у ученого крепло убеждение в . После возвращения из путешествия Дарвин в течение 20 лет упорно работал над созданием эволюционного учения, собрал дополнительные факты о выведении новых пород животных и сортов растений в сельском хозяйстве. он рассматривал как своеобразную модель отбора естественного. Были опубликованы его работы «Происхождение видов путем естественного отбора или сохранения благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь», «Изменение домашних животных и культурных растений», «Происхождение человека и половой отбор».

Основная заслуга Ч. Дарвина состоит в том, что он раскрыл механизмы образования и становления видов, т. е. объяснил механизм эволюции. Свои выводы он сделал на основе большого числа данных, накопленных к этому времени в области естествоиспытания, практике животноводства и растениеводства. Первым возможным выводом, сделанным Дарвином, был вывод о существовании в природе . Этот вывод был сделан на основе того, что из появляющегося на свет огромного числа особей, до взрослого состояния доживают лишь единицы, следовательно, по мнению Дарвина, остальные гибнут в борьбе за жизнь. Вторым выводом было заключение о том, что для организмов характера всеобщая изменчивость признаков и свойств (даже в потомстве одной пары родителей нет одинаковых особей). В достаточно стабильных условиях эти мелкие различия могут не иметь значения. Однако при резких изменениях условий существования, один или несколько отличительных признаков могут стать решающими для выживания. Сопоставив факты борьбы за существование всеобщей изменчивости организмов, Дарвин делает обобщенное заключение о существовании в природе «естественного отбора» (избирательного выживания одних и гибели других особей). Материал для естественного отбора поставляет изменчивость организмов (мутационная и комбинативная). Результатов естественного отбора является образование большого числа приспособлений к конкретным условиям существования, которое мы рассматриваем с таксонометрической точки зрения – объединяем в сходные организмы в виды, роды, семейства.

Основные положения эволюционного учения Ч. Дарвина сводятся к следующему:

Многообразие видов животных и растений – это результат исторического развития органического мира.
Главные движущие силы эволюции – борьба за существование и естественный отбор. Материал для естественного отбора дает наследственная изменчивость. Стабильность вида обеспечивается наследственностью.
органического мира преимущественно шла по пути усложнения организации живых существ.
является результатом действия естественного отбора.
Могут наследоваться как благоприятные, так и неблагоприятные изменения.
Многообразие современных пород домашних животных и сортов сельскохозяйственных растений является результатом действия .
связана с историческим развитием древних человекообразных обезьян.
учение Ч. Дарвина можно рассматривать как переворот в области естествознания. Значение эволюционной теории заключается в следующем:

Выявлены закономерности превращения одной органической формы в другую.
Объяснены причины целесообразности органических форм.
Открыт закон естественного отбора.
Выяснена сущность искусственного отбора.
Определены движущие силы эволюции.

Свой взгляд на эволюцию и его научное обоснование английский ученый-естествоиспытатель Чарльз Дарвин изложил в труде под названием «Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение пород в борьбе за жизнь», вышедшем в 1859 году, спустя полвека после публикации эволюционной теории биолога Жана Батиста Ламарка. Что представляют собой идеи Дарвина?

Эволюционная теория Дарвина, дарвинизм - это целостное учение о развитии органического мира. Она охватывает больше количество вопросов и проблем, главные из которых: доказательство эволюции и выявление ее движущих сил , определение свойств и закономерностей эволюции .

Основной стимул, сильно ускоривший публикацию Дарвином труда об эволюции - работа его соотечественника Альфреда Рассела Уоллеса, который независимо пришел к очень близким идеям и выводам.

Уоллес признал приоритет Дарвина, так как последний исследовал вопросы эволюции более глубоко и привел большее количество доказательств.
Основная заслуга Дарвина - выбор правильной схемы для изучения факторов эволюции и успешное разрешение вопроса о движущих силах эволюции: борьбе за существование и естественном отборе.

Основные принципы теории Дарвина

Все виды имеют свой размах индивидуальной изменчивости по физиологическим, поведенческим, морфологическим и другим признакам. Изменчивость существует всегда, имея лишь разный количественный и качественный состав.

1. Размножение живых организмов происходит в геометрической прогрессии. В силу ограниченности ресурсов между видами и особями идет борьба за существование.

2. Выживают и дают потомство те виды, у которых появляются отклонения, адаптивные к создавшимся условиям среды.

3. Отклонения возникают случайно, их имеют немногие особи, однако потомки таких особей выживают и преимущественно размножаются - именно этот процесс ученый назвал естественным отбором .

4. Естественный отбор со временем приводит к дивергенции признаков и образованию новых видов.

5. Результаты эволюции: приспособленность организмов и появление новых видов в природе.

6. Итак, главные движущие силы эволюции - это естественный отбор, борьба за существованием и наследственная изменчивость.

Дарвин установил механизм эволюции и объяснение многообразия видов живых существ.

Ученый доказал, что данный механизм есть постепенный естественный отбор случайных, ненаправленных наследственных изменений.

Взаимосвязь движущих сил эволюции

В природе постоянно наблюдается наследственная изменчивость. Например, муравьи умеют отличать особей своего вида, живущих в другом муравейнике - они, конечно, близки и похожи, но под влиянием наследственных изменений уже немного другие. Организмы вступают в жизнь с новыми изменениями в признаках и начинают борьбу за существование. Ее результатом всегда является естественный отбор.
Существует 3 вида борьбы за существование.

Дарвин также определил, почему одни особи гибнут, а другие выживают. В силу постоянной изменчивости в каждом поколении появляется неоднородность и неравноценность особей, то есть их разнокачественность. В результате борьбы за существование выживают особи с наиболее конкурентоспособным набором признаков. Таким образом, избирательно уничтожаются наименее приспособленные особи - происходит естественный отбор.

Результаты эволюции по Чарльзу Дарвину

1. Появление защитной окраски.

2. Появление предупреждающей окраски.

3. Развитие способности к мимикрии.

4. Дивергенция (расхождение) признаков между уже существующими и новыми видами. Многообразие видов живых организмов.

Итак, основные выводы, следующие из эволюционной теории Дарвина.

1. Особи любого вида обладают наследственной изменчивостью.

2. Внутри вида количество потомства очень высоко, а количество необходимых ресурсов ограничено.

3. Это приводит к борьбе за существование и, как следствие, к естественному отбору - выживанию и размножению самых приспособленных особей и видов.

4. В результате естественного отбора появляются новые виды и механизмы приспособления, носящие относительный характер.

Более подробно ознакомиться с темой можно в процессе просмотра видео- и онлайн-лекций автора данных курсов по биологии.

Изменчивость

Производя сравнение многих пород животных и сортов растений Дарвин заметил, что в пределах любого вида животных и растений, а в культуре в пределах любого сорта и породы нет одинаковых особей. Опираясь на указания К.Линней о том, что оленеводы узнают в своем стаде каждого оленя, пастухи - каждую овцу, а многие садоводы распознают сорта гиацинтов и тюльпанов по луковицам, Дарвин сделал вывод о том, что всем животным и растениям присуща изменчивость.

Анализируя материал по изменчивости животных, ученый заметил, что достаточно любой перемены в условиях содержания, чтобы вызвать изменчивость. Таким образом, под изменчивостью Дарвин понимал способность организмов приобретать новые признаки под влиянием условий окружающей среды. Он различал следующие формы изменчивости:

В книгах "Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь" (1859) и "Изменения домашних животных и культурных растений" (1868) Дарвин подробно описал многообразие пород домашних животных и проанализировал их происхождение. Он отмечал разнообразие пород крупного рогатого скота, которых насчитывается около 400. Они отличаются друг от друга рядом признаков: окраской, формой туловища, степенью развития скелета и мускулатуры, наличием и формой рогов. Ученый подробно исследовал вопрос о происхождении этих пород и пришел к заключению, что все европейские породы рогатого скота, несмотря на большие различия между ними, произошли от двух родоначальных форм, одомашненных человеком.

Чрезвычайно разнообразны и породы домашних овец, их более 200, но происходят они от ограниченного числа предков - муфлона и архара. Разные породы домашних свиней выведены также от диких форм кабана, которые в процессе одомашнивания изменили многие черты своего строения. Необычно многообразны породы собак, кроликов, кур и других домашних животных.

Особый интерес у Дарвина вызвал вопрос о происхождении голубей. Он доказал, что все существующие породы голубей произошли от одного дикого предка - скалистого (горного) голубя. Породы голубей так различны, что любой орнитолог, найдя их в диком состоянии, признал бы их за самостоятельные виды. Однако Дарвин показал их общее происхождение на основании следующих фактов:

• ни один из видов диких голубей, кроме скалистого, не имеет признаков домашних пород;
• многие черты всех домашних пород сходны с чертами дикого скалистого голубя. Домашние голуби не вьют гнезд на деревьях, сохраняя инстинкт дикого голубя. Все породы обладают одинаковым поведением во время ухаживания за самкой;
• при скрещивании голубей разных пород иногда появляются гибриды с признаками дикого скалистого голубя;
• все гибриды между любыми породами голубей плодовиты, что подтверждает их принадлежность к одному виду. Совершенно очевидно, что все эти многочисленные породы произошли в результате изменения одной первоначальной формы. Такой вывод справедлив и для большинства домашних животных и культурных растений.

Большое внимание Дарвин уделял изучению различных сортов культурных растений. Так, сравнивая разнообразные сорта капусты, он сделал вывод о том, что все они выведены человеком из одного дикого вида: различаются формой листьев при похожих цветках и семенах. У декоративных растений, например у разных сортов анютиных глазок, получены разнообразные цветы, а их листья почти одинаковы. У сортов крыжовника разнообразны плоды, а листья почти не различаются.

Причины изменчивости . Показав разнообразие форм изменчивости, Дарвин объяснил материальные причины изменчивости, которыми являются факторы внешней среды, условия существования и развития живых существ. Но влияние этих факторов неодинаково в зависимости от физиологического состояния организма, стадии его развития. Среди конкретных причин изменчивости Дарвин выделяет:

• прямое или опосредованное (через систему воспроизведения) влияние условий жизни (климата, пищи, ухода и т. п.);
• функциональное напряжение органов (упражнение или неупражнение);
• скрещивание (появление у гибридов признаков, не свойственных исходным формам);
• изменения, обусловленные коррелятивной зависимостью частей организма.

Среди разных форм изменчивости для эволюционного процесса первостепенное значение имеют наследственные изменения как первичный материал для сорто-, породо- и видообразования - те изменения, которые закрепляются в последующих поколениях.

Наследственность

Под наследственностью Дарвин понимал способность организмов сохранять в потомстве свои видовые, сортовые и индивидуальные особенности. Эта особенность была хорошо известна и представляла собой наследственную изменчивость. Дарвин подробно проанализировал значение наследственности в эволюционном процессе. Он обратил внимание на случаи одномастности гибридов первого поколения и расщепления признаков во втором поколении, ему была известна наследственность, связанная с полом, гибридные атавизмы и ряд других явлений наследственности.

Вместе с тем Дарвин отмечал, что изучение изменчивости и наследственности, их непосредственных причин и закономерностей связано с большими трудностями. Наука того времени еще не могла дать удовлетворительного ответа на ряд важных вопросов. Неизвестны были Дарвину и работы Г. Менделя. Только значительно позже начались широкие исследования изменчивости и наследственности, а современная генетика сделала гигантский шаг в изучении материальных основ, причин и механизмов наследственности и изменчивости, в причинном понимании этих явлений.

Дарвин придавал огромное значение наличию изменчивости и наследственности в природе считая их основными факторами эволюции, которая имеет приспособительный характер [показать] .

Приспособительный характер эволюции

Дарвин в своей работе "Происхождение видов..." отметил важнейшую черту эволюционного процесса - непрерывное приспособление видов к условиям существования и совершенствование организации вида в результате накопления приспособлений. Однако он отмечал, что приспособленность вида, выработанная отбором к условиям существования хоть и имеет значение для самосохранения и самовоспроизведения видов, не может быть абсолютной, она всегда относительная и полезна лишь в тех условиях среды, в которых виды длительное время существуют. Форма тела, органы дыхания и другие особенности рыб целесообразны лишь в условиях жизни в воде и не пригодны в наземной жизни. Зеленая окраска саранчи маскирует насекомых на зеленой растительности и т. п.

Процесс целесообразного приспособления можно проследить на примере любой, достаточно изученной в эволюционном плане группы организмов. Хорошим примером является эволюция лошади.

Изучение предков лошади позволило показать, что ее эволюция была связана с переходом от жизни в лесах на топкой почве к жизни в открытых сухих степях. Изменения известных предков лошади произошло в следующих направлениях:

• увеличение роста в связи с переходом к жизни на открытых пространствах (высокий рост является приспособлением к расширению горизонта в степях);
• увеличение быстроты бега достигалось облегчением скелета ноги и постепенным уменьшением числа пальцев (способность к быстрому бегу имеет защитное значение и позволяет более эффективно находить водоемы и кормовые угодья);
• интенсификация перетирающей функции зубного аппарата в результате развития гребней на коренных зубах, что было особенно важно в связи с переходом к питанию жесткой злаковой растительностью.

Естественно, что наряду с этими изменениями происходили и коррелятивные, например удлинение черепа, изменение формы челюстей, физиологии пищеварения и т.д.

Вместе с развитием приспособлений в эволюции любой группы проявляется так называемое приспособительное многообразие. Оно заключается в том, что на фоне единства организации и наличия общих систематических признаков представители любой естественной группы организмов всегда отличаются специфическими признаками, определяющими их приспособленность к конкретным условиям обитания.

В связи с жизнью в сходных условиях обитания неродственные формы организмов могут приобретать сходные приспособления. Например, такие систематически далекие формы, как акула (класс Рыбы), ихтиозавр (класс Пресмыкающиеся) и дельфин (класс Млекопитающие), имеют схожий внешний вид, являющийся приспособлением к одинаковым условиям жизни в определенной среде, в данном случае в воде. Сходство между далекими в систематическом отношении организмами называется конвергенцией (см ниже). У сидячих простейших, губок, кишечнополостных, кольчатых червей, ракообразных, иглокожих, асцидий наблюдается развитие корнеподобных ризоидов, при помощи которых они укрепляются в грунте. Многим из этих организмов свойственна стебельчатая форма тела, позволяющая при сидячем образе жизни смягчать удары волны, толчки плавников рыб и т.д. Всем сидячим формам свойственна склонность к образованию скоплений особей и даже колониальности, где индивидуум подчинен новому целому - колонии, что снижает вероятность гибели в результате механических повреждений.

В разных условиях обитания родственные формы организмов приобретают разные приспособления, т.е. от одной предковой формы могут возникнуть два и более видов. Такой процесс расхождения видов в разных экологических условиях Дарвин назвал дивергенцией (см ниже). Примером ее могут служить вьюрки на Галапагосских островах (западнее Эквадора): одни питаются семенами, другие - кактусами, третьи - насекомыми. Каждая из этих форм отличается от другой величиной и формой клюва и могла возникнуть в результате дивергентной изменчивости и отбора.

Еще более многообразны приспособления у плацентарных млекопитающих, среди которых встречаются наземные формы с быстрым бегом (собаки, олени), виды, ведущие древесный образ жизни (белка, обезьяна), животные, обитающие на земле и в воде (бобры, тюлени), живущие в воздушной среде (летучие мыши), водные животные (киты, дельфины) и виды с подземным образом жизни (кроты, землеройки). Все они происходят от единого примитивного предка - древесного насекомоядного млекопитающего (рис. 3).

Приспособление никогда не бывает абсолютно совершенным в силу длительности процесса накопления приспособлений. Изменение рельефа, климата, состава фауны и флоры и т.п. достаточно быстро может изменить направление отбора и тогда адаптации, выработанные в одних условиях существования, теряют свое значение в других, к которым вновь начинают вырабатываться новые приспособления. При этом численность одних видов уменьшается, а более приспособленных увеличивается. У вновь приспособившихся организмов могут сохраняться предыдущие признаки приспособления, которые в новых условиях существования не имеют решающего значения для самосохранения и самовоспроизводства. Это позволило Дарвину говорить о нецелесообразности признаков приспособления, которые обнаруживались в организации и поведении организмов достаточно часто. Это особенно четко прослеживается, когда поведение организмов не обусловлено их образом жизни. Так, перепончатые лапы гусей служат приспособлением к плаванию и их наличие целесообразно. Однако перепончатые лапы имеют и горные гуси, что явно нецелесообразно, если учитывать их образ жизни. Птица фрегат обычно не опускается на поверхность океана, хотя, как и горные гуси, она имеет перепончатые лапы. Можно с уверенностью сказать, что предкам этих птиц перепонки были необходимы и полезны, как и современным водным птицам. С течением времени потомки приспособились к новым условиям жизни, утратили привычку плавать, но органы плавания у них сохранились.

Известно, что многие растения чувствительны к колебаниям температуры и это является целесообразной реакцией на сезонную периодичность вегетации и размножения. Однако подобная чувствительность к колебаниям температуры может привести к массовой гибели растений в случае повышения температуры осенью, стимулирующей переход к повторному цветению и плодоношению. При этом исключается нормальная подготовка многолетних растений к зиме и они погибают при наступлении холодов. Все эти примеры свидетельствуют об относительной целесообразности.

Относительность целесообразности проявляется при значительном изменении условий существования организма, так как при этом особенно наглядна утрата приспособительного характера того или иного признака. В частности, рациональное устройство нор с выходом на уровне воды у выхухоли губительно в зимние паводки. Ошибочные реакции часто наблюдаются и у перелетных птиц. Иногда водоплавающие птицы прилетают в наши широты до вскрытия водоемов и отсутствие корма в это время приводит к их массовой гибели.

Целесообразность - это исторически возникшее явление при постоянном действии естественного отбора, и поэтому она проявляется по-разному на различных этапах эволюции. Кроме того, относительность приспособленности обеспечивает возможность дальнейшей перестройки и совершенствования имеющихся у данного вида адаптации, т.е. бесконечность эволюционного процесса.

____________________________________
_______________________________

Однако обосновав вопрос об изменчивости и наследственности как факторах эволюции, Дарвин показал, что сами по себе они еще не объясняют возникновения новых пород животных, сортов растений, видов, их приспособленности. Большая заслуга Дарвина состоит в том, что он разработал учение об отборе как ведущем и направляющем факторе эволюции домашних форм (искусственный отбор) и диких видов (естественный отбор).

Дарвин установил, что в результате отбора происходит изменение вида, т.е. отбор приводит к дивергенции - уклонению от первоначальной формы, расхождению признаков у пород и сортов, образованию большого их разнообразия [показать] .

Дивергентный характер эволюции

Принцип дивергенции, т. е. расхождения признаков сортов и пород, Дарвин разработал на примере искусственного отбора. В дальнейшем он использовал этот принцип для объяснения происхождения видов животных и растений, их разнообразия, возникновения разграничения между видами, обоснования учения о монофилетическом происхождении видов от общего корня.

Дивергентность эволюционного процесса выводится из фактов разнонаправленной изменчивости, преимущественного выживания и размножения в ряде поколений крайних вариантов, которые в меньшей степени конкурируют между собой. Промежуточные формы, для жизни которых необходимы сходные пища, места обитания, находятся в менее выгодных условиях и, следовательно, быстрее вымирают. Это приводит к большему разрыву между крайними вариантами, образованию новых разновидностей, которые позже становятся самостоятельными видами.

Дивергенция под контролем естественного отбора приводит к дифференциации видов и их специализации. Например, род синиц объединяет виды, которые живут в разных местах (биотопах) и питаются разной пищей (рис. 2). У бабочек семейства белянок дивергенция пошла в направлении приспособления гусениц к поеданию разных кормовых растений - капусты, репы, брюквы и других диких растений семейства крестоцветных. Среди лютиков один виды живут в воде, другие - в болотистых местах, лесах или на лугах.

На основе сходства, а также общности происхождения систематика объединяет близкие виды растений и животных в роды, роды - в семейства, семейства в отряды и т. д. Современная систематика является отражением монофилетического характера эволюции.

Разработанный Дарвином принцип дивергенции имеет важное биологическое значение. Он объясняет происхождение богатства форм жизни, путей освоения многочисленных и более разнообразных мест обитания.

Прямым следствием дивергентного развития большинства групп в пределах сходных мест обитания является конвергенция - сближение признаков и выработка внешне подобных черт у форм, имеющих разное происхождение. Классическим примером конвергенции является сходство формы тела, органов движения у акулы (рыба), ихтиозавра (пресмыкающееся) и дельфина (млекопитающее), т. е. сходство приспособлений к жизни в воде (рис. 3). Наблюдается сходство между плацентарными и сумчатыми млекопитающими, между самой малой птицей колибри и большой бабочкой колибриевым бражником. Конвергентное сходство отдельных органов имеет место у неродственных животных и растений, т.е. строится на разной генетической основе.

Прогресс и регресс

Дарвин показал, что неизбежным следствием дивергентной эволюции является прогрессивное развитие органической природы от простого к сложному. Этот исторический процесс повышения организации хорошо иллюстрируется палеонтологическими данными, а также отображен в естественной системе растений и животных, объединяющей низшие и высшие формы.

Таким образом, эволюция может идти разными путями. Главные направления эволюционного развития и морфофизиологические закономерности эволюции подробно разработал акад. А.Н. Северцов (см. макроэволюция).

_______________________________
____________________________________

Искусственный отбор

Анализируя особенности пород домашних животных и сортов культурных растений, Дарвин обратил внимание на значительное развитие у них именно тех признаков, которые ценятся человеком. Достигалось это одним и тем же приемом: при разведении животных или растений селекционеры для размножения оставляли те экземпляры, которые наиболее полно удовлетворяли их потребности и из поколения в поколение накапливали полезные для человека изменения, т.е. осуществляли искусственный отбор.

Под искусственным отбором Дарвин понимал систему мероприятий по усовершенствованию существующих и созданию новых пород животных и сортов растений с полезными (в хозяйственном отношении) наследственными признаками и различал следующие формы искусственного отбора :

Целеустремленное выведение породы или сорта. Приступая к работе, селекционер ставит перед собой определенную задачу в отношении тех признаков, которые он хочет развить у данной породы. Прежде всего эти признаки должны быть хозяйственно ценными или удовлетворять эстетические потребности человека. Признаки, с которыми работает селекционер, могут быть и морфологическими и функциональными. К ним может относиться и характер поведения животных, например драчливость у бойцовых петухов. Решая поставленную перед собой задачу, селекционер выбирает из уже имеющегося материала все то лучшее, в чем проявляются хотя бы в малой степени интересующие его признаки. Выбранные особи содержатся в изоляции во избежание нежелательного скрещивания. Затем селекционер выбирает пары для скрещивания. После этого, начиная уже с первого поколения, он ведет строгий отбор лучшего материала и выбраковку того, который не удовлетворяет предъявленным требованиям.

Таким образом, методический отбор - это творческий процесс, приводящий к образованию новых пород и сортов. Используя этот метод, селекционер, как скульптор, лепит новые органические формы по заранее продуманному плану. Успех его зависит от степени изменчивости исходной формы (чем сильнее изменяются признаки, тем легче найти нужные изменения) и величины исходной партии (в большой партии большие возможности выбора).

Методический отбор в наше время, используя достижения генетики, значительно усовершенствовался и стал основой современной теории и практики селекции животных и растений.

Бессознательный отбор проводится человеком без определенной, заранее поставленной задачи. Это самая давняя форма искусственного отбора, элементами которого пользовались уже первобытные люди. При бессознательном отборе человек не ставит цель создать новую породу, сорт, а лишь оставляет на племя и преимущественно размножает лучшие особи. Так, например, крестьянин, имеющий двух коров, желая использовать одну из них на мясо, зарежет ту, которая дает меньше молока; из кур он использует на мясо самых плохих несушек. В обоих случаях крестьянин, сохраняя наиболее продуктивных животных, проводит направленный отбор, хотя и не ставит перед собой цели вывести новые породы. Именно такую примитивную форму отбора Дарвин называет бессознательным отбором.

Дарвин подчеркивал особую важность бессознательного отбора с теоретической точки зрения, так как эта форма отбора проливает свет и на процесс видообразования. Его можно рассматривать как мостик между искусственным и естественным отбором. Искусственный отбор был хорошей моделью, на которой Дарвин расшифровал процесс формообразования. Дарвиновский анализ искусственного отбора сыграл важную роль в обосновании эволюционного процесса: во-первых, он окончательно утвердил положение об изменчивости: во-вторых, установил основные механизмы формообразования (изменчивость, наследственность, преимущественное размножение особей с полезными признаками) и, наконец, показал пути выработки целесообразных приспособлений и дивергенции сортов, пород. Эти важные предпосылки открыли путь к успешному решению проблемы естественного отбора.

Учение о естественном отборе как движущем и направляющем факторе исторического развития органического мира -
центральная часть теории эволюции Дарвина .

В основе естественного отбора лежит борьба за существование - сложные взаимосвязи между организмами и их связь с окружающей средой.

Борьба за существование

В природе постоянно наблюдается тенденция к неограниченному размножению всех организмов в геометрической прогрессии [показать] .

По подсчетам Дарвина, в одной коробочке мака содержится 3 тыс. семян, а растение мака, выросшее из одного семени, дает до 60 тыс. семян. Многие рыбы ежегодно мечут до 10-100 тыс. икринок, треска и осетр - до 6 млн.

Русский ученый К. А.Тимирязев приводит следующий пример, иллюстрирующий это положение.

Одуванчик, по приближенным подсчетам, дает 100 семян. Из них на следующий год может вырасти 100 растений, каждое из которых тоже даст по 100 семян. Значит, при беспрепятственном размножении число потомков одного одуванчика можно было бы представить геометрической прогрессией: первый год - 1 растение; второй - 100; третий - 10 000; десятый год - 10 18 растений. Для расселения потомков одного одуванчика, полученного на десятый год, понадобится площадь, в 15 раз превышающая площадь земного шара.

К такому заключению можно прийти, если проанализировать способность к размножению самых различных растений и животных.

Однако, если подсчитать, например, количество одуванчиков на определенной площади луга в течение нескольких лет, то окажется, что численность одуванчиков мало изменяется. Аналогичная ситуация наблюдается и среди представителей фауны. Т.е. "геометрическая прогрессия размножения" никогда не осуществляется, т.к. между организмами происходит борьба за пространство, пищу, убежище, конкуренция при выборе полового партнера, борьба за выживание при колебаниях температуры, влажности, освещения и т.п. В этой борьбе большинство родившихся гибнет (элиминируется, удаляется) не оставляя потомства, и поэтому в природе численность особей каждого вида в среднем остается постоянной. При этом выжившие особи оказываются наиболее приспособленными к условиям существования.

Несоответствие между числом рождающихся особей и числом особей, доживающих до зрелого состояния в результате сложных и разнообразных взаимоотношений с другими живыми существами и факторами окружающей среды Дарвин положил в основу своего учения о борьбе за существование или борьбе за жизнь [показать] . При этом Дарвин сознавал, что этот термин неудачен и предупреждал, что использует его в широком метафорическом понимании, а не буквально.

Различные проявления борьбы за существование Дарвин сводил к трем видам:

1. межвидовая борьба - взаимоотношения организма с особями других видов (межвидовые взаимоотношения);
2. внутривидовая борьба - взаимоотношения между особями и группами индивидов одного вида (внутривидовые взаимосвязи)
3. борьба с условиями неорганической внешней среды - отношения организмов и видов с физическими условиями жизни, абиотической средой

Внутривидовые взаимосвязи также довольно сложны (взаимоотношения между особями разного пола, между родительскими и дочерними поколениями, между особями одного и того же поколения в процессе индивидуального развития, отношения в стае, стаде, колонии и т. д.). Большинство форм внутривидовых взаимоотношений имеют важное значение для воспроизведения вида и поддержания его численности, обеспечения смены поколений. При значительном увеличении численности особей вида и ограничений условий для их существования (например, при загущенных посевах растений) между отдельными индивидами возникает острое взаимодействие, которое приводит к гибели части или всех особей либо устранению их от размножения. К крайним формам таких отношений можно отнести внутривидовую борьбу и каннибализм - поедание особей своего вида.

Борьба с условиями неорганической внешней среды возникает в зависимости от климатических и почвенных условий, температуры, влажности, освещенности и других факторов, влияющих на жизнедеятельность организмов. В процессе эволюции у видов животных и растений вырабатываются приспособления к жизни в определенной среде.

Необходимо отметить, что три названные основные формы борьбы за существование в природе осуществляются не изолированно - они тесно переплетаются между собой, благодаря чему взаимосвязи индивидов, групп особей и видов бывают многогранными и довольно сложными.

Дарвин первым раскрыл содержание и значение таких важных в биологии понятий, как "среда", "внешние условия", "взаимосвязи организмов" в процессе их жизни и развития. Академик И. И. Шмальгаузен борьбу за существование относил к числу главных факторов эволюции.

Естественный отбор

Естественный отбор в отличие от искусственного осуществляется в самой природе и состоит в отборе в пределах вида наиболее приспособленных особей к условиям конкретной среды. Дарвин открыл известную общность в механизме искусственного и естественного отбора: при первой форме отбора в результаты воплощается сознательная или неосознанная воля человека, при второй - господствуют законы природы. В том и другом случае создаются новые формы, однако при искусственном отборе, несмотря на то что изменчивость затрагивает все органы и свойства животных и растений, полученные породы животных и сорта растений сохраняют признаки, полезные для человека, но не для самих организмов. Напротив, естественный отбор сохраняет особи, у которых изменения полезны для их собственного существования в данных условиях.

В "Происхождении видов" Дарвин дает такое определение естественного отбора: "Сохранение полезных индивидуальных различий или изменений и уничтожение вредных я назвал естественным отбором, или переживанием наиболее приспособленных" (c)-(Дарвин Ч. Происхождение видов. - М., Л.; Сельхозги, 1937, с. 171.). Он предупреждает, что "отбор" следует понимать как метафору, как факт выживания, а не как сознательный выбор.

Итак, под естественным отбором понимают постоянно происходящий в природе процесс, при котором выживают и оставляют потомство наиболее приспособленные особи каждого вида и гибнут менее приспособленные [показать] . Вымирание неприспособленных - называют элиминацией.

Следовательно, в результате естественного отбора выживают виды, наиболее приспособленные к тем конкретным условиям среды, в которых протекает их жизнь.

Постоянные изменения условий внешней среды в течение длительного времени являются причиной разнообразных индивидуальных наследственных изменений, которые могут быть нейтральными, вредными или полезными. Вследствие жизненного состязания в природе происходят постоянная избирательная элиминация одних особей и преимущественное выживание и размножение тех, которые, изменяясь, приобрели полезные особенности. В результате скрещивания происходит сочетание признаков двух разных форм. Так из поколения в поколение накапливаются незначительные полезные наследственные изменения и их комбинации, которые со временем становятся характерными признаками популяций, разновидностей, видов. При этом вследствие закона корреляции одновременно с усилением адаптивных изменений в организме происходит перестройка и других признаков. Отбор постоянно воздействует на весь организм, на его внешние и внутренние органы, на их структуру и функцию. В этом проявляется созидающая роль отбора (см. микроэволюция).

Дарвин писал: "Выражаясь метафорически, можно сказать, что естественный отбор ежедневно, ежечасно расследует по всему свету мельчайшие изменения, отбрасывая дурные, сохраняя и слагая хорошие, работая неслышимо, невидимо, где бы и когда бы только ни представился к тому случай, над усовершенствованием каждого органического существа по отношению к условиям его жизни, органическим и неорганическим" (c)-(Дарвин Ч. Происхождение видов. - М., Л.; Сельхозги, 1937, с. 174.).

Естественный отбор - процесс исторический. Его действие проявляется через много поколений, когда малозаметные индивидуальные изменения суммируются, комбинируются и становятся характерными адаптивными признаками групп организмов (популяции, вида и т. п).

Половой отбор . Как особую разновидность внутривидового естественного отбора Дарвин выделял половой отбор, под воздействием которого формируются вторичнополовые признаки (яркая окраска и разнообразные украшения самцов многих птиц, половые отличия в развитии, внешности, поведении других животных) в процессе активных взаимоотношений между полами животных, особенно в период размножения.

Дарвин различал два типа полового отбора:

1. борьба между самцами за самку
2. активные поиски, выбор самцов самками, самцы лишь конкурируют между собой с целью возбудить самок, которые выбирают наиболее привлекательных самцов

Результаты обоих типов полового отбора различаются между собой. При первой форме отбора появляется сильное и здоровое потомство, хорошо вооруженные самцы (появление шпор, рогов). При второй усиливаются такие вторичнополовые признаки самцов, как яркость оперения, особенности брачных песен, издаваемый самцом запах, служащий для привлечения самки. Несмотря на кажущуюся нецелесообразность подобных признаков, поскольку они привлекают хищников, у такого самца повышаются шансы на оставление потомства, что оказывается выгодно виду в целом. Важнейший результат полового отбора - появление вторичнополовых признаков и связанного с ним полового диморфизма.

В различных обстоятельствах естественный отбор может идти с различной интенсивностью. Дарвин отмечает обстоятельства, благоприятствующие естественному отбору :

• многочисленность особей и их разнообразие, повышающее вероятность проявления полезных изменений;
• достаточно высокая частота проявления неопределенных наследственных изменений;
• интенсивность размножения и скорость смены поколений;
• неродственное скрещивание, увеличивающее размах изменчивости в потомстве. Дарвин отмечает, что перекрестное опыление встречается изредка даже среди растений-самоопылителей;
• изоляция группы особей, препятствующая их скрещиванию с остальной массой организмов данной популяции;

  Сравнительная характеристика искусственного и естественного отбора
  Показатель для сравнения	Эволюция культурных форм (искусственный отбор)	Эволюция природных видов (естественный отбор)
  Материал для отбора	Индивидуальная наследственная изменчивость
  Отбирающий фактор	Человек	Борьба за существование
  Характер действия отбора	Накопление изменений в последовательном ряду поколений
  Скорость действия отбора	Действует быстро (методический отбор)	Действует медленно, эволюция идет постепенно
  Результаты отбора	Создание форм, полезных человеку; образование пород и сортов	Образование приспособлений к окружающей среде; образование видов и более крупных таксонов

• широкое распространение вида, так как при этом на границах ареала особи встречаются с различными условиями и естественный отбор будет идти в разных направлениях и увеличивать внутривидовое разнообразие.

В самом общем виде схема действия естественного отбора, по Дарвину, сводится к следующему. Из-за присущей всем организмам неопределенной изменчивости внутри вида появляются особи с новыми признаками. Они отличаются от обычных особей данной группы (вида) по потребностям. Вследствие различия старых и новых форм борьба за существование приводит одни из них к элиминации. Как правило, устраняются менее уклонившиеся организмы, ставшие в процессе дивергенции промежуточными. Промежуточные формы попадают в условия напряженной конкуренции. Это означает, что однообразие, повышающее конкуренцию, является вредным, а уклоняющиеся формы оказываются в более выгодном положении и их численность увеличивается. Процесс дивергенции (расхождения признаков) происходит в природе постоянно. В результате образуются новые разновидности и подобное обособление разновидностей в конце концов приводит к появлению новых видов.

Таким образом, эволюция культурных форм протекает под действием искусственного отбора, слагаемыми (факторами) которого являются изменчивость, наследственность и творческая деятельность человека. Эволюция природных видов осуществляется благодаря естественному отбору, факторами которого являются изменчивость, наследственность и борьба за существование. Сравнительная характеристика этих форм эволюции приведена в таблице.

Процесс видообразования по Дарвину

Возникновение новых видов Дарвин представлял как длительный процесс накопления полезных изменений, увеличивающихся из поколения в поколение. Мелкие индивидуальные изменения ученый принимал за первые шаги видообразования. Их накопление через много поколений приводит к образованию разновидностей, которые он рассматривал как ступени на пути образования нового вида. Переход от одной к другой происходит в результате накапливающего действия естественного отбора. Разновидность, по мнению Дарвина, - это зарождающийся вид, а вид - резко выраженная разновидность.

В процессе эволюции из одного родоначального вида может возникнуть несколько новых. Например, вид А в результате дивергенции может дать начало двум новым видам Б и В, они в свою очередь будут основой для других видов (Г, Д) и т.д. Из измененных форм выживают и дают потомство только наиболее уклонившиеся разновидности, каждая из которых вновь дает веер изменившихся форм, и опять выживают наиболее уклонившиеся и лучше приспособленные. Так шаг, за шагом возникают все большие различия между крайними формами, перерастающими наконец в различия между видами, семействами и т.д. Причиной дивергенции, по мнению Дарвина, являются наличие неопределенной изменчивости, внутривидовой конкуренции и разнонаправленный характер действия отбора. Новый вид может возникать и в результате гибридизации между двумя видами (А х В).

Таким образом, Ч.Дарвин в своем учении сочетает положительные стороны учения о виде К.Линнея (признание реальности видов в природе) и Ж.-Б. Ламарка (признание безграничной изменчивости видов) и доказывает естественный путь их образования на основе наследственной изменчивости и отбора. Им были предложены четыре критерия вида - морфологический, географический, экологический и физиологический. Однако, как указывал Дарвин, этих характеристик было недостаточно для четкой классификации видов.

Вид - явление историческое; он возникает, развивается, достигает полного развития, а затем при изменившихся условиях среды исчезает, уступая место другим видам, или сам изменяется, давая начало другим формам.

Вымирание видов

Учение Дарвина о борьбе за существование, естественном отборе и дивергенции удовлетворительно объясняет и вопрос о вымирании видов. Он показал, что в постоянно меняющихся условиях внешней среды одни виды, уменьшаясь в численности, неизбежно должны погибать и уступать место другим, лучше приспособленным к этим условиям. Таким образом, в процессе эволюции постоянно осуществляются уничтожение и созидание органических форм как необходимое условие развития.

Причиной вымирания видов могут быть различные неблагоприятные для вида условия внешней среды, снижение эволюционной пластичности вида, отставание темпов изменчивости вида или скорости изменения условий, узкая специализация. Более конкурентоспособные виды вытесняют другие, о чем убедительно свидетельствует палеонтологическая летопись.

Оценивая эволюционную теорию Ч.Дарвина, следует отметить, что он доказал историческое развитие живой природы, объяснил пути видообразования как естественный процесс и фактически обосновал формирование приспособлений живых систем в результате естественного отбора, впервые вскрыв их относительный характер. Ч.Дарвин объяснил основные причины и движущие силы эволюции растений и животных в культуре и дикой природе. Учение Дарвина явилось первой материалистической теорией эволюции живого. Его теория сыграла большую роль в укреплении исторического взгляда на органическую природу и во многом определила дальнейшее развитие биологии и всего естествознания.