Тема 5. Эволюционное учение ч. Дарвина его влияние на развитие экологии.

Ч. Дарвин «Путешествие на корабле «Бигль». Эволюционное учение Ч. Дарвина. Естественный отбор и борьба за существование. Влияние теории Ч. Дарвина на развитие современной экологии.

Краткий конспект лекций

Лекция №8.

Ч. ДАРВИН ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ ЭВОЛЮЦИОННОГО УЧЕНИЯ.

Сын известного английского врача Ч. Дарвин по стопам своего отца поступил на медицинский факультет Эдинбургского университета, но не нашел там того, что соответствовало его интересам. Еще меньше соответствовало его умственному развитию пребывание на богословском факультете Кембриджского университета. Однако студенческие годы не прошли для него даром. Увлечение ботаникой, занятия геологией и энтомологией, были для Дарвина формой изучения естественной истории и развивали его наблюдательность. Интерес к малоисследованному тогда тропическому миру и стремления путешествовать были удовлетворены приглашением в качестве натуралиста в кругосветную экспедицию на корабле «Бигль». Во время этого путешествия, которое продолжалось почти пять лет, Дарвин посетил Южную Америку, Австралию, некоторые острова Атлантического и Тихого океанов. «Путешествие на «Бигле» – писал он впоследствии, - было самым замечательным событием моей жизни, определившем весь мой дальнейший жизненный путь».

Основное внимание Дарвина во время экспедиции привлекли вопросы геологии и палеонтологии, а также наблюдения над животными и собирания зоологических коллекций. Из записок, которые Дарвин делал во время путешествия, выросла книга «Дневник изысканий по естественной истории и геологии стран, посещенных во время кругосветного плаванья корабля ее величества «Бигль» под командой капитана королевского флота Фиц Роя», а собранные фактические данные послужили материалом для обстоятельных геологических и зоологических работ.

Однако главное состояло в том, что сделанные наблюдения натолкнули Дарвина на мысль о естественных законах, которые лежат в основе превращения видов. Первые заметки на эту тему были сделаны в 1837г. и с тех пор он неустанно собирал относящиеся к этому вопросу данные и всесторонне обдумывал идеи, которые в дальнейшем легли в основу его теории. Однако, из-за большой занятости он смог заняться вопросами эволюции только в 1854г.; в 1856г. он приступил к написанию обширного труда, который, однако, не был завершен в намеченном объеме.

В 1858г. молодой английский натуралист А. Уоллес, работавший на островах Малайского архипелага, прислал Дарвину свою статью: «О стремлении разновидностей к неограниченному уклонению от первоначального типа», в которой излагались взгляды весьма близкие к представлениям Дарвина. Друзья Дарвина, зная о его работах по данному вопросу, убедили его опубликовать вместе с этой статьей свою, хотя бы краткую заметку. Обе эти статьи вышли в том же году в одном журнале.

Год спустя, под влиянием друзей, Дарвин подготовил к печати и выпустил книгу, которую он сам назвал главным трудом своей жизни, - «Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение благоприятных пород и борьба за жизнь».

Первое издание, вышедшее в ноябре 1859г. было раскуплено в один день. В последующие годы книга многократно переиздавалась, была переведена на большинство европейских языков. В России книга вышла в 1864г. в переводе профессора Московского университета С.А. Рачинского. Очень быстро убедительность аргументов и стройность теории Дарвина обеспечили ей широкое признание.

В 1868 г. вышла книга Дарвина «Изменение домашних животных и культурных растений», а в 1871г. – «Происхождение человека и половой отбор». Эти сочинения представляют существенное дополнение к «Происхождению видов». Последнее еще в большей степени противоречило традиционным взглядам, опирающимся на религиозные догматы.

Лекция №9.

ЭВОЛЮЦИОННАЯ ТЕОРИЯ Ч. ДАРВИНА И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА РАЗВИТИЕ ЭКОЛОГИИ.

Эволюционное учение Дарвина включает, во-первых, совокупность доводов в пользу утверждения, что историческое развитие органического мира действительно имеет место, во-вторых, положения о движущихся силах эволюции и, в-третьих, представления о путях эволюционных преобразований.

Конкретные факты, доказывающие существование эволюции, Дарвин черпал из разных отраслей биологии. Наиболее убедительным доказательством являются данные палеонтологии – постепенное увеличение сходства ископаемых форм с ныне живущими. По мнению Дарвина – палеонтологические находки – летопись эволюционного процесса.

Движущими силами эволюции Дарвин считал наследственность, изменчивость и естественный отбор. Возможность эволюции зависит от присущей всем живым существам способности изменяться в различных направлениях при условии, если возникающие изменения оказываются наследственными. Из числа измененных особей выживают только те, которые оказались более приспособленными к условиям существования.

Среди наследственных изменений Дарвин определял определенные и неопределенные. Определенные изменения возникают у совокупности особей при перемене внешних условий (климат, пища и т.п.), причем эти изменения происходят в одном строго определенном направлении. Неопределенные изменения происходят в самых разных направлениях. Измененные особи мало отличаются от исходных, но потомство может быть очень многообразным. При этом невозможно связать изменения с конкретными условиями внешней среды. По Дарвину, неопределенные изменения играют важнейшую роль в процессе эволюции. Изменения могут быть полезными, вредными и безразличными. Направление эволюционного процесса определяется не характером изменений, а естественным отбором (один из основных моментов эволюционной концепции). К сожалению Дарвин до конца жизни не освободился от представления о возможности наследования приобретенных изменений.

Отмечая у домашних животных и культурных растений наличие признаков, отвечающих хозяйственным потребностям или эстетическим склонностям человека. Дарвин обратил внимание, что эти признаки в редких случаях могут возникнуть внезапно. «Ключ к объяснению во власти человека накапливать изменения путем отбора». Среди многообразных признаков, человек отбирает те, которые считает для себя нужными, создав т.о. великое разнообразие пород животных и сортов растений.

Сложнее обстоит, как будто бы, дело с эволюционным процессом в естественном состоянии. Целесообразную организацию и жизнедеятельность живых существ, возникновение и закрепление новых жизненных форм, сохраняющихся в данных условиях и дающих начало новым разновидностям, Дарвин объясняет учением о борьбе за существование и естественном отборе.

Дарвин употреблял понятие борьбы за существование в весьма широком смысле, включая сюда зависимость одного живого существа от другого и от неорганической среды. Борьба с силами неживой природы сводится к тому, что при резком изменении внешних условий могут погибнуть, как все особи данного вида в этой местности или наименее приспособленные. Борьба за жизнь между организмами имеет характер подлинной борьбы или разного рода конкуренций. Активное уничтожение – межвидовое взаимодействие, когда одни организмы поедают или уничтожают другие. В результате полное уничтожение или истребление наиболее слабых. Межвидовая борьба выливается также в конкуренцию за свет и воду у растений, за пастбища и места охоты у животных. Одним из факторов межвидовой борьбы является различие в интенсивности размножения.

Внутривидовая борьба сводится преимущественно к конкуренции между особями одного вида за пищу, свет и другие условия. Следствием борьбы за существование является естественный отбор. В борьбе выживают особи, обладающие каким-либо преимуществом.

Внешний мир очень разнообразен и для приспособления к нему необходимо широкое разнообразие в строении и приспособлении. Всякое полезное изменение повышает шанс организма выжить и оставить потомство. Целесообразность изменений относительна, что было полезно при одних внешних условиях, оказывается бесполезным или даже вредным при их изменении. Существенной особенностью естественного отбора, по Дарвину, является то, что он никогда не приводит к образованию признаков полезных другому виду.

Идея естественного отбора тесно связана с положением о преимущественном значении ненаправленных, неопределенных изменений. Только в совокупности эти два принципа образуют фундамент учения, объясняющего эволюцию живых существ. Происхождение вторичных половых признаков, которые сами по себе не могут обеспечить преимуществ в борьбе за существование, Дарвин объяснял теорией полового отбора. Вторичные половые признаки закрепляются в потомстве потому, что самки выбирают самцов с наиболее ярко выраженными вторичными половыми признаками, которые коррелируют с его силой и здоровьем. Т.о. отбор по декоративным признакам (половой отбор) одновременно является отбором на жизнеспособность и общую приспособленность, т.е. естественным отбором.

В тесной связи с теорией естественного отбора стоит учение Дарвина о дивергенции или расхождении признаков. Организмы, условия жизни которых существенно менялись, испытывали в процессе эволюции значительные изменения. В результате естественного отбора должны были выжить те формы, которые наиболее уклонились от исходной и в разных направлениях. В условиях дивергенции признаков у видов было меньше поводов для конкуренции, т.к. они использовали разнородные условия для существования.

Теория Дарвина потребовала иного отношения к систематическим категориям. До него большинство биологов признавало их неизменными и независимыми друг от друга. Дарвин показал, как трудно различить не только разновидности, но и виды растений и животных. Наличие переходных форм, существующих между близкими видами, привело его к мысли, что термины «разновидность» и «вид» произвольны и служат для обозначения сходных особей. Это утверждение дало повод для приписывания Дарвину мнения о нереальности основных систематических подразделений, что неверно.

Заслугой Дарвина является принципиальное решение вопроса о развитии человека от нижестоящих животных форм. Он стоял в вопросе происхождения человека на материалистической основе. Собранные им материалы, позволившие сопоставить анатомические, физиологические и эмбриологические признаки человека и животных свидетельствами о их кровном родстве и требовали признания постепенного развития человека от животного предка. Дарвин не делал исключения и для психических особенностей человека, которые, по его мнению, являются результатом развития свойств, имеющихся у животных. Эту мысль Дарвин позднее детально аргументировал в специальном труде «О выражении эмоций у человека и животных» (1872).

Победа эволюционного учения в биологии открыла третий этап в истории экологии, для которого характерно дальнейшее увеличение числа и глубины работ по экологическим проблемам. Экология, родившаяся в недрах биогеографии, в конце XIX в., благодаря учению Ч. Дарвина превратилась в науку об адаптациях организмов.

Вся теория Дарвина тесно связана с экологией: его труды насыщены экологическими фактами и обобщениями, а некоторые работы (исследование роли дождевых червей в образовании почвы, биологии насекомоядных растений и др.) были специально посвящены вопросам экологии.

Наиболее важным для экологии было обоснование исключительной роли взаимодействия разновидностей и видов между собой в связи с условиями их существования. По мнению Дарвина, физические условия, в частности температура и другие климатические факторы, становятся ведущими лишь в наиболее неблагоприятных для жизни ландшафтах (Крайний Север, пустыни и т.д.)

К числу кардинальных проблем экологии, исследованных Дарвином, в первую очередь, принадлежит борьба за существование. В связи с нею Дарвин установил необычайно высокую потенциальную способность организмов к увеличению численности и вплотную подошел к проблеме динамики численности видов, в частности массовых размножений мышевидных грызунов.

Важным для теории экологии был и вывод Дарвина о несравненно большей остроте борьбы за существование в пределах вида и между близкими формами, чем между разными видами. Глубоко анализируя биотические отношения, он раскрыл зависимость между растениями и животными. Дарвин не прошел мимо влияния образа жизни, условий существования и взаимодействия видов на их морфологию. В «Происхождении видов» содержатся глубокие мысли по теории акклиматизации. Дарвин доказал, что аборигенные виды не всегда наилучшим образом приспособлены к местным условиям. В ряде случаев интродуцированные формы могут оказаться значительно более жизнеспособными. И это далеко не все из перечня экологических проблем затронутых Ч. Дарвином в его трудах.

Литература: 3, 11, 15.