Эволюция и естественный отбор

Эволюция и  естественный отбор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

Введение

Ч. Дарвин – основоположник теории эволюции

Причины и формы «борьбы  за существование» в живой природе

Теория естественного  отбора, формы естественного отбора

Роль наследственной изменчивости в эволюции видов

Заключение

Список использованной литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Впервые термин «эволюция» (от лат. evolutio - развертывание) был использован в одной из эмбриологических работ швейцарским натуралистом Шарлем Боннэ в 1762 г. В настоящее время под эволюцией понимают происходящий во времени необратимый процесс изменения какой-либо системы, благодаря чему возникает что-то новое, разнородное, стоящее на более высокой ступени развития.

Процесс эволюции касается многих явлений, происходящих в природе. Например, астроном говорит об эволюции планетарных  систем и звезд, геолог - об эволюции Земли, биолог - об эволюции живых существ. В то же время термин «эволюция» применяется часто и к явлениям, не связанным напрямую с природой в узком значении этого слова. Например, говорят об эволюции общественных систем, взглядов, каких-либо машин  или материалов и т. п.

Особый смысл приобретает  понятие эволюции в естествознании, где исследуется преимущественно  биологическая эволюция. Биологическая  эволюция - это необратимое и в известной степени направленное историческое развитие живой природы, сопровождающееся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, образованием и вымиранием видов, преобразованиями биогеоценозов и биосферы в целом. Иными словами, под биологической эволюцией следует понимать процесс приспособительного исторического развития живых форм на всех уровнях организации живого.

Теория эволюции была разработана  Ч. Дарвиным (1809-1882 гг.) и изложена им в книге «Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» (1859 г.).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Ч. ДАРВИН – ОСНОВОПОЛОЖНИК  ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ

 

Чарльз Дарвин родился 12 февраля 1809г. в семье врача. Во время обучения в университетах Эдинбурга и  Кембриджа Дарвин получил глубокие знания в области зоологии, ботаники и геологии, навыки и вкус к полевым  исследованиям.

Большую роль в формировании его научного мировоззрения сыграла  книга выдающегося английского  геолога Чарльза Лайеля «Принципы  геологии». Лайель утверждал, что современный  облик Земли складывался постепенно под влиянием тех же естественных сил, что действуют и в настоящее  время. Дарвин был знаком с эволюционными  идеями Эразма Дарвина, Ламарка и  других ранних эволюционистов, но они  не казались ему убедительными.

Решающим поворотом в  его судьбе стало кругосветное путешествие  на корабле «Бигль» (1832—1837 гг.). Наблюдения, сделанные во время этого путешествия, послужили фундаментом для создания теории эволюции. По словам самого Дарвина, в ходе этого путешествия на него произвели самое сильное впечатление: «1) открытие гигантских ископаемых животных, которые были покрыты панцирем, сходным с панцирем современных броненосцев; 2) то обстоятельство, что по мере продвижения по материку Южной Америки близкородственные виды животных замещают одни других; 3) тот факт, что близкородственные виды различных островов Галапагосского архипелага незначительно отличаются друг от друга. Было очевидно, что такого рода факты, так же как и многие другие, можно было объяснить только на основании предположения, что виды постепенно изменялись, и проблема эта стала преследовать меня» [2].

По возвращении из плавания Дарвин начинает обдумывать проблему происхождения видов. Он рассматривает  разные идеи, в том числе идею Ламарка, и отвергает их, так как  ни одна из них не дает объяснения фактам поразительной приспособленности  животных и растений к условиям их обитания. То, что ранним эволюционистам казалось изначально заданным и не требующим объяснений, представляется для Дарвина самым важным вопросом. Он собирает данные об изменчивости животных и растений в природе и в  условиях одомашнивания. Через много  лет, вспоминая, как возникла его  теория, Дарвин напишет: «Вскоре я  понял, что краеугольным камнем успехов  человека в создании полезных рас  животных и растений был отбор. Однако в течение некоторого времени  для меня оставалось тайной, каким  образом отбор мог быть применен к организмам, живущим в естественных условиях». Как раз в то время  в Англии бурно обсуждались идеи английского ученого Т. Мальтуса о возрастании численности популяций  в геометрической прогрессии. «В октябре 1838 г. я прочитал книгу Мальтуса «О народонаселении»,— продолжает Дарвин,— и так как, благодаря продолжительным наблюдениям над образом жизни животных и растений, я был хорошо подготовлен к тому, чтобы оценить значение повсеместно происходящей борьбы за существование, меня сразу поразила мысль, что при таких условиях благоприятные изменения должны иметь тенденцию сохраняться, а неблагоприятные — уничтожаться. Результатом этого и должно быть образование новых видов».

Итак, идея о происхождении  видов путем естественного отбора возникла у Дарвина в 1838 г. В течение 20 лет он работал над ней. В 1856 по совету Лайеля он начал готовить свою работу к публикации. В 1858 г. молодой  английский ученый Альфред Уоллес прислал  Дарвину рукопись своей статьи «О тенденции разновидностей к неограниченному  отклонению от первоначального типа». Эта статья содержала изложение  идеи происхождения видов путем  естественного отбора. Дарвин был  готов отказаться от публикации своего труда, однако его друзья геолог Ч. Лайель и ботаник Г. Гукер, которые давно знали об идее Дарвина и знакомились с предварительными набросками его книги, убедили ученого, что обе работы должны быть опубликованы одновременно.

Книга Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятных рас  в борьбе за жизнь» вышла в 1859 г., и ее успех превзошел все ожидания. Его идея эволюции встретила страстную  поддержку одних ученых и жесткую  критику других. Этот и последующие  труды Дарвина «Изменения животных и растений при одомашнивании», «Происхождение человека и половой отбор», «Выражение эмоций у человека и животных»  немедленно после выхода переводились на многие языки. Примечательно, что  русский перевод книги Дарвина  «Изменения животных и растений при  одомашнивании» был опубликован  раньше, чем ее оригинальный текст. Выдающийся русский палеонтолог В. О. Ковалевский переводил эту книгу с издательских гранок, предоставленных ему Дарвином, и публиковал ее отдельными выпусками.

Эволюционная теория Дарвина  представляет собой целостное учение об историческом развитии органического  мира. Она охватывает широкий круг проблем, важнейшими из которых являются доказательства эволюции, выявление  движущих сил эволюции, определение  путей и закономерностей эволюционного  процесса и др.

Сущность эволюционного  учения заключается в следующих  основных положениях:

Все виды живых существ, населяющих Землю, никогда не были кем-то созданы.

Возникнув естественным путем, органические формы медленно и постепенно преобразовывались и совершенствовались в соответствии с окружающими  условиями.

В основе преобразования видов  в природе лежат такие свойства организмов, как наследственность и  изменчивость, а также постоянно  происходящий в природе естественный отбор. Естественный отбор осуществляется через сложное взаимодействие организмов друг с другом и с факторами  неживой природы; эти взаимоотношения  Дарвин назвал борьбой за существование.

Результатом эволюции является приспособленность организмов к  условиям их обитания и многообразие видов в природе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. ПРИЧИНЫ И ФОРМЫ «БОРЬБЫ  ЗА СУЩЕСТВОВАНИЕ»

 

«Борьба за существование» - это понятие Ч. Дарвин употреблял для характеристики всей совокупности отношений между особями и  различными факторами среды. Эти  отношения определяют успех или  неудачу конкретной особи в выживании  и оставлении потомства. Все живые существа потенциально способны производить большое количество себе подобных. Например, потомство, которое способно оставить одна дафния (пресноводный рачок) за лето, достигает астрономической величины, более 1030 особей, что превосходит массу Земли. Однако безудержного роста численности живых организмов в действительности никогда не наблюдается. В чем причина такого явления? Большая часть особей гибнет на разных этапах развития и не оставляет после себя потомков. Существует множество причин, ограничивающих рост численности животных: это и природно-климатические факторы, и борьба с особями своего и других видов [6].

 

 

Рисунок 1 – Действие борьбы за существование

Известно, что гибель тем  интенсивнее, чем выше размножаемость особей данного типа. Белуга, например, выметывает во время нереста около миллиона икринок, и только очень незначительная часть из них достигает зрелого роста. Растения также производят огромное количество семян, но в естественных условиях лишь ничтожно малая их часть дает начало новым растениям. Несоответствие между возможностью видов к беспредельному размножению и ограниченностью ресурсов ― главная причина борьбы за существование. Гибель потомков происходит по разным причинам. Она может носить как избирательный, так и случайный характер (в случаях наводнения, вмешательства человека в природу, лесного пожара и др.).

 

 

Рисунок 2 – Формы борьбы за существование

Внутривидовая борьба. Решающие значения для эволюционных преобразований имеет интенсивность размножения и избирательная гибель особей, плохо приспособленных к меняющимся условиям окружающей среды. Не следует думать, что особь, имеющая нежелательный признак, непременно должна погибнуть. Просто существует большая вероятность того, что она оставит после себя меньше потомков или совсем их не оставит, тогда как нормальная особь ― размножится. Следовательно, выживают и размножаются всегда более приспособленные. В этом и заключен главный механизм естественного отбора. Избирательная гибель одних и выживание других индивидуумов ― неразрывно связанные явления. Именно в таком простом и на первый взгляд очевидном утверждении состоит гениальность дарвинской идеи естественного отбора, т.е. в размножении более приспособленных особей, побеждающих в борьбе за существование. Борьба особей внутри одного вида носит самый разнообразный характер.

Особи не только соревнуются  за источники пищи, влаги, солнце и  территорию, но иногда вступают в прямую борьбу.

У раздельнополых животных самцы  и самки различаются прежде всего по строению органов размножения. Однако нередко различия распространяются и на внешние признаки, поведение. Вспомните яркий наряд из перьев у петуха, крупный гребень, шпоры на ногах, огромное пение. Очень красивы самцы фазанов по сравнению с гораздо более скромными курочками. Клыки верхних челюстей ― бивни ― особенно сильно разрастаются у самцов моржей. Внешние различия в строении полов носят название полового диморфизма и обусловлены их ролью в половом отборе. Половой отбор представляет собой конкуренцию самцов за возможность размножения. Этой цели служат пение, демонстративное поведение, ухаживание, а нередко и драки между самцами.

Половой диморфизм и половой  отбор распространены в животном мире достаточно широко, вплоть до приматов. Эту форму отбора следует рассматривать как частный случай внутривидового естественного отбора.

Взаимоотношения особей в  пределах вида не ограничиваются борьбой  и соревнованием. Существует также  и взаимопомощь. Взаимопомощь особей, разграничение индивидуальных территорий ― все это снижает остроту  внутривидовых взаимодействий.

Наиболее четко взаимопомощь проявляется в семейной и в  групповой организации животных. Когда сильные и крупные особи  защищают детенышей и самок, охраняют свою территорию и добычу, способствуя  успеху всей группы или семьи в  целом, часто ценой своей жизни. Размножение и гибель индивидуумов приобретают избирательный характер через соревнования генетически  разнородных особей внутри данной популяции, поэтому внутренняя борьба ― наиболее важная причина естественного отбора. Основным двигателем эволюционных преобразований является естественный отбор наиболее приспособленных организмов, возникающих  вследствие борьбы за существование.

Межвидовая борьба. Под межвидовой борьбой следует понимать борьбу особей разных видов. Особой остроты межвидовая борьба достигает в тех случаях, когда противоборствуют виды, которые живут в сходных экологических условиях и используют одинаковые источники питания. В результате межвидовой борьбы происходит либо вытеснение одного из противоборствующих видов, либо вытеснение видов к разным условиям в пределах единого ареала или, наконец, их территориальное разобщение.

Иллюстрацией последствия  борьбы близких видов могут служить  два вида скальных поползней. В тех  местах, где ареалы этих видов перекрываются, т.е. на одной теории живут птицы  обоих видов, длина клюва и  способность добывания пищи у  них существенно отличаются. В  неперекрывающихся областях обитания поползней отличий в длине  клюва и способе добывания  пищи не обнаруживается. Межвидовая борьба, таким образом, ведет к экологическому и географическому разобщению видов.

3. Борьба с неблагоприятными  условиями неорганической природы также усиливает внутривидовое состязание, так как особи одного вида конкурируют за пищу, свет, тепло и другие условия существования. Неслучайно про растение в пустыне говорят, что оно борется с засухой. В тундре деревья представлены карликовыми формами, хотя и не испытывают конкуренции со стороны других растений. Победителями в борьбе оказываются наиболее жизнеспособные особи (у них более эффективно протекают физиологические процессы, обмен веществ). Если биологические особенности передаются по наследству, то это в конечном счете приведет к совершенствованию видовых приспособлений к среде обитания.

 

 

 

 

 

 

 

3. ТЕОРИЯ ЕСТЕСТВЕННОГО  ОТБОРА

ФОРМЫ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА