Краткий конспект "Эволюционная теория Дарвина"

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ЭВОЛЮЦИОННОЙ ТЕОРИИ Ч. ДАРВИНА

Теория эволюции утвердилась в биологии благодаря работам Ч. Дарвина, который в 1859 году опубликовал свой труд «Происхождение видов путем естественного отбора».

Дарвин впервые поставил всю биологию на материалистическую основу и объяснил происхождение видов (их эволюцию).

Основными положениями эволюционной теории Дарвина являются, учение о наследственности, изменчивости и естественном отборе.

Главная заслуга Ч. Дарвина в том, что он раскрыл движущие силы эволюции. Он материалистически объяснил возникновение и относительный характер приспособленности действием только естественных законов, без вмешательства сверхъестественных сил.

Учение Дарвина в корне подрывало метафизические представления о постоянстве видов и сотворении их Богом. Он научно обосновал взаимосвязь между изменчивостью, наследственностью и отбором и доказал, что главной движущей силой эволюции является естественный отбор.

Моделью процессов, происходящих в природе, послужила для Дарвина практика сельского хозяйства в Англии. Он обратил внимание на то, что селекционеры могут очень быстро вывести новый сорт растений или породу домашних животных, отбирая среди большого числа особей те, у которых желаемый признак наиболее выражен. Такой способ был назван искусственным, т.е. осуществляется человеком. Искусственный отбор – направленное накопление признаков на пользу человека. Различают сознательный и бессознательный искусственный отбор.

1. Сознательный – проводится в соответствии с поставленной целью, намеченной селекционером.

2. Бессознательный – когда человек не ставит перед собой цели, а просто устраняет менее ценные особи и оставляет на племя лучшие.

Искусственный отбор проводится при наличии изменчивости – способности организмов отличаться от родительских форм. Ч Дарвин отличал определенную (по современной терминологии – модификационная, ненаследственная, групповая), неопределенную (по современной терминологии – генотипическая, наследственная, индивидуальная) и коррелятивную (соотносительную) изменчивость.

Определенная изменчивость – это появление сходных признаков у особей одного вида под влиянием одинаковых условий среды. Например, белокочанная капуста при выращивании в жарких странах не образует кочана.

Эти изменения ненаследственные, т.к. генотип особей при этом не меняется, и при перенесении организмов в исходные условия проявляются первоначальные признаки. Ненаследственная изменчивость способствует приспособлению особей популяции к меняющимся условиям окружающей среды.

Неопределенная изменчивость – возникновение различных изменений у особей одного вида под действием факторов окружающей среды. Неопределенная изменчивость является наследственной, т.к. при этом происходит изменение генетического материала – мутация или комбинация. Например, появление в стаде овец барашка с короткими ногами, признак стал передаваться по наследству и постепенно распространяться среди особей благодаря скрещиванию.

Мутации представляют собой необходимый для отбора материал, т.е. мутации дают элементарный эволюционный материал.

Коррелятивная (соотносительная) изменчивость, выделяемая Ч. Дарвином, это когда изменение одного органа или признака влечёт за собой изменение других органов или признаков. Например, длинные конечности у животных почти всегда сопровождаются длинной шеей

Таким образом, движущими силами, т.е. основой выведения сортов и пород являются: 1) наследственная изменчивость и 2) искусственный отбор, т е отбор, производимый человеком. Искусственный отбор – направленное накопление признаков на пользу человека.

Движущие силы сортов и пород

Изменчивость Искусственный отбор

неопределенная определенная соотносительная сознательный бессознательный (генотипическая) (модификационная) (коррелятивная)

Эволюция видов

Изучение искусственного отбора помогли Ч. Дарвину познать движущие силы образования видов в естественных условиях:

В своем труде «Происхождение видов» решил вопрос о главных движущих силах эволюционного процесса в природе, т.е. в естественных условиях. Он исходил из существовавших тогда научных данных о способности всех видов неограниченно размножаться в геометрической прогрессии (теория Т. Мальтуса). Так, осетр выметывает 2 млн. икринок, мак дает 30 тыс. семян и т.д., однако в соответствующих условиях численность взрослых особей каждого вида остается относительно постоянной. Следовательно, огромная часть появившихся на свет организмов гибнет, не оставив потомства. Причины гибели – недостаток корма из-за конкуренции с представителями своего же вида, нападения врагов, действие неблагоприятных факторов окружающей среды.

Отсюда Ч. Дарвин сделал вывод о существовании «борьбы за существования», в ходе которого слабые, неприспособленные к окружающей среде особи погибают, не оставляя потомства, и таким образом генотип, обусловивший меньшую конкурентоспособность особи по сравнению с другими, исчезает из генофонда вида. Более приспособленные особи выживают и оставляют плодовитое потомство.

Ч. Дарвин выделил три основные формы борьбы за существования: внутривидовую, межвидовую и борьбу с условиями неживой природы.

1. Внутривидовая борьба – взаимоотношения между особями одного вида за пищу, самку, территорию – наиболее напряженная, т.к. особи одного вида живут в одинаковых условиях и имеют одинаковые потребности при ограниченности пищевых ресурсов. Внутривидовая борьба сопровождается снижением плодовитости и гибели части особей вида, но это способствует совершенствованию вида и усилению приспособленности к среде обитания.

2. Межвидовая борьба – борьба с особями других видов, имеющими одинаковые потребности (пища, территория), а также с хищниками, паразитами, болезнетворными организмами. Значение межвидовой борьбы для эволюции проявляется в том, что она усиливает и обостряет внутривидовую борьбу, а последняя приводит к совершенствованию вида.

3. Борьба с неблагоприятными условиями (засуха, наводнение, колебания температуры). Данная форма борьбы также усиливает внутривидовую борьбу, способствуя изменению и совершенствованию вида, что приводит к выживанию наиболее приспособленных к конкретным условиям. Таким образом, следствием борьбы за существование является естественный отбор – явление избирательного уничтожения одних особей и преимущественного размножения других, наиболее приспособленных к данной среде существования.

Наследственные изменения у особей одной популяции могут быть вредными, нейтральными и полезными.

Доминантные мутации, положительные для вида, подхватываются отбором и усиливают приспособление видов в первом же поколении. Доминантные отрицательные мутации для данного вида устраняются естественным отбором в первом же поколении.

Рецессивные мутации будут устранятся или закрепляться через несколько поколений, когда их концентрация в генофонде станет большей и они начнут переходить в гомозиготное состояние (аа).

В настоящее время выделяют комбинативную изменчивость, связанную с перекомбинацией генов родителей у потомков, обусловленную кроссинговером, случайным расхождением хромосом в мейозе и случайным сочетанием гамет при оплодотворении. Комбинативная изменчивость ведет к появлению бесконечно большого разнообразия генотипов и фенотипов, т.е. служит источником наследственного разнообразия и основой для естественного отбора.

Следовательно, виды изменяются в процессе приспособления к условиям внешней среды и условия окружающей среды играют роль отбирающего фактора. Материалом для отбора служит наследственная изменчивость, а модификационная (ненаследственная) изменчивость не имеет значения для эволюции поскольку по наследству не передаются.

И наконец движущей силой эволюции (т.е. изменения видов) является естественный отбор – отбор приспособительных признаков на пользу особи, популяции, вида, приводящей к возникновению новых форм.

Факторы эволюции видов (движущие силы)

наследственная борьба за естественный отбор

изменчивость существование

комби- мутацион- внутри- меж- с неблаго- движу- стабили- разры-

нативная ная видовая видовая приятными щий зирующий вающий

В современной эволюционной теории ученые выделяют следующие формы естественного отбора: движущий, стабилизирующий, и дизруптивный (разрывающий) 1. Движущий отбор действует в изменяющихся условиях среды и способствует сдвигу среднего значения признака и появлению новых форм. Движущий отбор приводит к закреплению новой нормы реакции организма, которая соответствует изменившимся условиям окружающей среды, неприспособленные формы устраняются. Например, вытеснение исходной светлой бабочки – березовой пяденицы – темноокрашенной.

2. Дизруптивный (разрывающий отбор) – действует на территории с разнообразными условиями существования. Направлен на отбор не одного признака, а нескольких различных, каждый из которых благоприятствует выживанию. Среднее значение признака устраняется. Пример: вьюрки с разной формой клюва на галапагосских островах.

3. Стабилизирующий отбор – действует в постоянных условиях среды.

Отбор направлен против крайних вариантов и благоприятствует особям со средними значениями признака. У насекомоопыляемых растений размеры и форма цветка устойчивы. Цветки, не соответствующие строению насекомых-опылителей, не образуют семян, следовательно, гены, обусловившие отклонение от нормы, устраняются из генофонда популяции.

Относительный характер приспособленности видов

Положение Ч. Дарвина – приспособленность (целесообазность) всегда имеет относительный характер.

Любое приспособление полезно только в тех условиях, в которых оно возникло, при изменении условий оно перестает быть полезным или даже становиться вредным для организма (заяц незаметный для хищников на снегу, хорошо заметен на фоне стволов деревьев и темной земли в бесснежную зиму).

Формы приспособлений:

1. Покровительственная окраска – развита у видов, которые живут открыто и могут оказаться доступными для врагов (камбала, кузнечик). Если фон среды не является постоянным в зависимости от сезона года – животные меняют свою окраску (заяц беляк, русак).

2. Маскировка – форма тела и окраска сливаются с окружающими предметами (морской конек, палочники).

3. Предостерегающая окраска – яркая, характерна для ядовитых и жалящих форм (осы, шмели, гремучие змеи).

4. Мимикрия – сходство в окраске, форме тела незащищенных организмов с защищенными (муха журчалка).

Появляющиеся в ходе эволюции приспособления не абсолютны, их целесообразность относительна, т.к. они полезны только в определенных условиях. Стоит измениться условиям среды и признак становится бесполезным и даже вредным