Развитие биологи ив додарвиновский период

11 класс

Д/З 4.1 (с. 196-198).

Развитие биологии в додарвиновский период. Работы К.Линнея

• Эволюционное учение   — система идей и концепций в биологии, утверждающих историческое прогрессивное развитие биосферы Земли, составляющих её биогеоценозов, а также отдельных таксонов и видов, которое может быть вписано в глобальный процесс эволюции Вселенной .

Взгляды на мир

Креационизм

(от лат. creatio – созидание)

Трансформизм

(от лат. transformare – преобразовывать)

Представление о возникновении жизни в результате сверхъестественного события и неизменности видов

Представление об изменяемости мира и возможности развития видов организмов

Трансформизм

(лат. transformare – преобразовывать)

Креационизм

(лат. creatio – творение)

Карл Линней

Жорж Кьвье – теория катастроф (многократное творение)

Ламарк

ламаркизм

Дарвин

СТЭ

По-разному объясняют движущие силы эволюции

Заполните таблицу

Ученый

Его вклад в развитие эволюционных идей

• В научных представлениях можно выделить несколько этапов:
• Античный мир
• Древний мир
• На этих этапах бытовали стихийно-материалистические представления о природе
• 3. Средневековье . Доминирующими в средние века были представления о создании мира творцом и неизменности живой природы.
• 4. Эпоха возрождения .
• время умозрительных представлений, первых лженаучных теорий
• 5.Этап развития истинно-научных представлений о развитии живых существ.

Античный мир

Демокрит

Гераклит

Первые представления об изменяемости органического мира во времени, то есть эволюции были сформулированы античными философами (Гераклит, Эмпедокл, Демокрит и другие). Эти эволюционные представления хотя и носили чисто умозрительный характер, основывались они на имеющихся к тому времени фактических сведениях.

Важную роль в этом отношении сыграли труды Аристотеля , который разработал теорию постепенного развития живых форм, нашедшей свое отражение в лестнице существ, на ступенях которой располагаются организмы в соответствии с достигнутым ими уровнем организации. Однако идея лестницы существ была далека от идеи развития: высшие ступени не воспринимались как продукт развития низших.

Аристотель дал первое определение жизни, понимая под ней “ всякое питание, рост и упадок тела, имеющие основание в нем самом ” . Ученый впервые выдвинул принцип “ лестница существ ” , в соответствии с которым представители различных систематических групп животных выстроены в порядке возрастания сложности. Прогрессивные взгляды Аристотеля опередили свое время, однако и он не смог избежать наивных представлений о живой природе.

• Аристотель считал, что рыбы и моллюски могут зарождаться из морского ила, а черви- из гниющего вещества.
• Он был сторонником идеи «о изначальной целесообразности якобы присущей всем живым существам».

Тщательно изучал Аристотель развитие зародышей. Им лично описано более 500 видов животных, создана первая в мире классификация животных.

Аристотель дал первое определение жизни, понимая под ней “всякое питание, рост и упадок тела, имеющие основания в нем самом”. Ученый впервые выдвинул принцип “лестницы существ”, в соответствии, с которым представители различных систематических групп животных выстроены в порядке возрастания сложности. На самой верхней ступени этой лестницы находится человек, несколько ниже – “живородящие” (т.е. млекопитающие), а на самой нижней ступени находятся “черепокожие” (т.е. брюхоногие и двустворчатые моллюски).

Прогрессивные взгляды Аристотеля намного опередили свое время, однако и он не смог избежать некоторых наивных представлений о живой природе. В этом проявилось влияние на личность той эпохи, в которой она существует.

Аристотель считал, что рыбы и моллюски могут самозарождаться из морского ила, а черви – из гниющего вещества. Он также был сторонником идеи “изначальной целесообразности”, якобы присущей всем живым существам. Наблюдая природу в разных ее проявлениях, Аристотель, однако, не имел представления о целенаправленном научном эксперименте. В своих научных трудах он практически не применял математики, без которой исследования последних столетий просто не мыслимы. Однако несомненно, что вклад Аристотеля в развитие представлений о живой природе был огромен и создал прочный фундамент для успешного и последовательного формирования впоследствии биологической картины мира.

• Все живые и неживые тела имеют что-то общее;
• Живое отличается от неживого целесообразностью своего устройства;
• Любой живой объект в большей или меньшей степени обладают душой;
• Вселение души непрерывно порождает организм из гниющего ила, тины, грязи и т.д.

• В древнюю эпоху бытовали стихийно-материалистические представления о живой природе. Но эта эпоха создала фундамент для успешного и последовательного формирования в последствии биологической картины мира.

Физиологический эксперимент на живых подопытных животных ввел в практику биологического познания  Гален  (130 – 200 гг.). Именно он впервые и достаточно убедительно для того времени доказал роль нервов как проводников неких сигналов, идущих к рабочим органам. В его исследованиях были установлены функции спинного и головного мозга.

Галену удалось доказать ошибочность некоторых существовавших в то время представлений о жизнедеятельности живых организмов. Именно он развеял миф о том, что артерии якобы служат для проведения воздуха внутри организма. В то же время Гален ошибочно полагал, что вены и артерии – это две независимые системы, а сердце человека – это смеситель артериальной и венозной крови.

Исследования Аристотеля, Галена и многих других ученых античного этапа развития биологии легли в основу натурфилософских представлений, сущность которых можно изложить следующим образом:

Все живые и неживые тела построены, в общем, из одних и тех же элементов.

Живое отличается от неживого целесообразностью своего устройства, гармонией работы всех органов.

Любой природный объект в большей или меньшей степени обладает душой.

Вселение души непрерывно порождает организмы из гниющего или, тины, грязи …

Уже в последний период античности, т.е. в эпоху упадка Римской империи, естественнонаучные исследования практически прекратились. На протяжении всего средневековья в Европе естественные науки не развивались, т.к. любые формы изучения живой природы преследовались и могли стоить непокорному жизни.

• Уже в последний период античности, т.е в эпоху упадка Римской империи, естественнонаучные исследования практически прекратились. На протяжении всего средневековья в Европе естественные науки не развивались, т.к любые формы изучения живой природы преследовались и могли стоить непокорному жизни .

• Средневековье (V-XV в.) характеризуется господством мистики, общим упадком культуры, науки и искусства. В этот период в естествознании господствовали метафизические взгляды на природу как нечто застывшее и неизменное.
• Согласно Ветхому Завету, все существующие виды организмов, включая человека, были созданы Богом ( креационизм от лат. креацио – сотворение – концепция постоянства видов) и продолжали существовать без изменений.

• Расцвет науки и искусства наступил в эпоху Возрождения. Интересно, что эти две сферы человеческого самовыражения тесно переплетаются друг с другом.

Эпоха возрождения .

• История знает немало примеров, когда гениальная или талантливая личность удивительно творит и в области науки, и в области искусства. Ярким примером является Леонардо да Винчи (1452-1519 гг.) Мы знаем его как гениального художника, но его вклад в развитие естественных наук известен большинству людей в гораздо меньшей степени.

  Расцвет науки и искусства наступил в эпоху Возрождения. Интересно, что эти две сферы человеческого самовыражения тесно переплетаются друг с другом. История знает немало примеров, когда талантливая или гениальная личности удивительно продуктивно творит и в области науки, и в области искусства. Ярким примером такой личности является  Леонардо да Винчи  (1452–1519). Мы знаем его как гениального художника, его вклад в развитие естественных наук известен большинству людей в гораздо меньшей степени. Леонардо да Винчи впервые и с присущей ему гениальностью сделал точные изображения мускулов, костей, кровеносных сосудов человеческого тела. По существу, это был первый профессионально выполненный атлас анатомии человека. Продолжительное время после смерти Леонардо, выполненные им иллюстрации частей человеческого тела, с успехом использовались, для обучения врачей и будущих ученых, и даже в наше время они имеют не только чисто исторический интерес. Удивительные многообразие и глубина интересов и склонностей Леонардо да Винчи позволили ему открыть явление гомологии у животных (гомологичны, например, крыло птицы и плавник кита), перистальтику кишечника, достаточно глубоко для того времени исследовать функции отдельных частей нервной системы, правильно понять сущность обмена веществ у организма. Он был одним из первых палеонтологов и считал, что Земля изменяется под действием геологических процессов.

Эпоха возрождения .

• Леонардо да Винчи сделал точное изображение мускулов, костей, кровеносных сосудов человеческого тела. По существу, это был первый профессиональный выполненный атлас анатомии человека.
• Продолжительное время после смерти Леонардо выполненные им иллюстрации частей человеческого тела с успехом использовались для обучения будущих ученых, и даже в наше время они имеют не только чисто исторический успех.

Дальнейшее развитие естественнонаучных представлений связано с именем  Андреаса Везалия  (1514–1567) в Брюсселе. Итогом его научного труда явился выход в 1543 г. семи книг под общим названием “О строении человеческого тела”. Андреас Везалий получил фундаментальное медицинское образование в Париже. Он длительное время вскрывал и тщательно изучал человеческие трупы, принесенные с кладбищ. Именно он впервые обнаружил клапаны на стенках вен человека, а также исправил около 200 ошибок, в свое время допущенные Галеном. Признание заслуг Везалия коллегами пришло быстро: уже в возрасте 23 лет он был удостоен докторской степени и кафедры, читал лекции в качестве профессора хирургии. Свои лекции он сопровождал вскрытиями, гармонично сочетая при этом теоретические и практические аспекты медицины. Андреас Везалий создал таблицы по анатомии человека, а также впервые изготовил полный его скелет, скрепив кости проволокой.

Выдающиеся заслуги Везалия позволяют признать его основоположником современной анатомии. Английский врач  Уильям Гарвей  (1578–1657) выпустил книгу “Исследование о движении сердца и крови у животных” (1628). Заслугой Гарвея, в частности, является то, что именно он экспериментально доказал наличие замкнутого круга кровообращения у человека, частями которого являются артерии и вены, а сердце – насосом.

Уильям Гарвей впервые серьезно применил математику в биологии. Он вычислил количество крови, проходящее через сердце за один час. Получилась величина, сравнимая с весом человека.

В конце жизни Гарвей был признан всеми врачами, в том числе даже своими первоначальными критиками и врагами. Развитие методов биологического исследования тесно связано с историей изучения клеточного строения организмов и в первую очередь – с развитием микроскопической техники.

Первый, кто понял и оценил огромное значение микроскопа, был английский физик и ботаник  Роберт Гук  (1635–1703). Именно он впервые применил микроскоп для исследования растительных и животных тканей. Изучая срез, приготовленный из пробки и сердцевины бузины, Роберт Гук заметил, что в их состав входит множество мелких образований, похожих по форме на ячейки пчелиных сот. Это были клетки растительного организма (точнее – оболочки растительных клеток). 

Микроскоп, усовершенствованный знаменитым голландским исследователем  Антони ван Левенгуком  (1632–1723), позволил увидеть живые клетки при увеличении в 270 раз. Левенгук впервые рассмотрел эритроциты и сперматозоиды, обнаружил в капле воды разнообразных простейших животных, многих из них он зарисовал с натуры”.

• Не смотря на упадок, церковь по-прежнему оказывала влияние на ученых. Большая часть ученых-биологов считало, что живых организмов существует такое количество, сколько их создал Бог. нет и не было организмов, которые не соответствовали бы цели, задуманной творцом. Не существует и лишних органов- все до мелочей продумано создателем. Основной смысл мировоззрений этого периода- постоянство, неизменность и изначальная целесообразность природы. Это учение названо метафизическим и всячески поддерживалось правящими кругами и особенно церковью.

С наступлением эпохи Возрождения начинается подъем культуры и науки. Развивается естествознание. Непрерывное накопление сведений о видовом составе растительного и животного мира вызвало необходимость классифицировать огромный материал. Английский биолог Дж. Рей , описывая свыше

18 600 видов растений в «Истории растений», в первые ввел понятия «вид» и «род».

Жизненный путь карла Линнея был необычен. Его отец был бедным сельским пастором. Возможно, под влиянием отца у Линнея началось формирование философских взглядов, соответствующих господствовавшим в то время метафизическим представлениям. Их суть сводилась к тому, что живая природа возникла в результате творческого акта, биологические виды неизменны, для всех живых существ характерна изначальная целесообразность.

В школе Карл Линней считался одним из самых неспособных учеников, потому что его мысли были далеки от душного класса. С раннего детства мальчика околдовал загадочный мир цветов, которым он посвящал очень много времени. По физике и математике оценки у Карла были хорошие, но знание латыни, греческого и древнегреческого языков исключительно плохим. Многие учителя и одноклассники относились к Карлу с иронией из-за его нелепого увлечения.

Карл Линней окончил гимназию с любопытной характеристикой, написанной в совершенно непривычном для нас стиле. Вот один из ее фрагментов.

“ Гимназист подобен дереву. Случается иногда, хотя редко, что дикая природа дерева, несмотря ни на какие заботы, не поддается культуре. Но, пересаженное в другую почву, дерево облагораживается и приносит хорошие плоды. Только в этой надежде юноша отпускается в университет, где, может быть. Он попадет в климат благоприятный его развитию”.

Карл поступает в университет, но катастрофически не хватает денег. Вскоре умирает мать, тяжело болеет отец. Карл собирается бросать обучение, но помогла женитьба. Карл просит у будущего тестя денег взаймы и едет в Голландию, чтобы получить степень доктора наук. По возвращении на родину Линней опять испытывает безденежье. Он издает книгу “Система природы” на деньги друзей. В дальнейшем Линней был избран президентом Шведской академии, стал главой кафедры в родном университете, а впоследствии – ректором, получил орден Полярной Звезды и дворянство.

До конца своей жизни Карл Линней работал с полной самоотдачей. В его завещании было несколько пунктов. Не выполнен был только один из них – не присылать соболезнований …”

Первые системы ботаников и зоологов XVI-XVII столетий имели преимущественно искусственный характер: классификации основывались не на родстве видов, а на их сходстве по наиболее четко различимым внешним формальным признакам. Всеобъемлющую для того времени «Систему природы» (1735) предложил великий шведский натуралист К. Линней . За единицу классификации он принял вид – совокупность особей, сходных по строению. Виды объединялись в роды, роды – в отряды, отряды – в классы (порядки). В системе природы он выделил три царства: Растения, Животные и Минералы.

ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О РАЗВИТИИ ЖИВОЙ ПРИРОДЫ В ДОДАРВИНОВСКОМ ПЕРИОДЕ

Главные научные труды:

1729 год – «Введение в половую жизнь растений»

1732 год – «Краткая флора Лапландии»

Рукопись работы «Введение в половую жизнь растений»

Главные научные труды:

1736 год – «Система природы»

1738 год – «Классификация растений»

Титульный лист книги «Система природы»

Главные научные труды:

1751 год – «Философия ботаники»

1753 год – «Виды растений» (книга принята за исходный пункт ботанической номенклатуры)

1758 год – 10-е издание «Система природы» (книга принята за исходный пункт зоологической номенклатуры)

вид Линнея северная

(растение названо в честь К.Линнея)

Одна из крупных заслуг его – введение бинарной номенклатуры , которая и поныне используется в биологии.

ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О РАЗВИТИИ ЖИВОЙ ПРИРОДЫ В ДОДАРВИНОВСКОМ ПЕРИОДЕ

К. Линней

• Описал около 10000 видов растений и 4000 животных;
• Разработал принципы построения классификации живой природы;
• Добавил много нового в концепцию биологического вида;
• Ввел двойные латинские названия.

• Важнейшим итогом развития биологической науки явилось осознание исследователями идеи исторического развития органического мира. Уже в конце 18 века наблюдается ломка метафизических представлений высказываются идеи о происхождении современных организмов от далеких предков.

Эволюционная теория

Ж.Б. Ламарка

• Значительный вклад в развитие эволюционного учения в XVII-XIX вв. внесли сторонники трансформизма – французские естествоиспытатели Ж.Бюффон и Э.Жоффруа Сент-Илер.

Бюффон Жорж Луи Леклерк (1707 – 1788) в своих сочинениях обратил внимание на единство плана строения позвоночных, включая человека, и пришел к заключению, что человек и обезьяна имеют общее происхождение.

СТОРОННИКИ ТРАНСФОРМИЗМА

• Жоффруа Сент-Илер Этьенн (1772 – 1844) разработал учение о единстве плана строения животных, которое рассматривал как показатель общности их происхождения.

СТОРОННИКИ ТРАНСФОРМИЗМА

Французский зоолог, палеонтолог, систематик.

Установил принцип «корреляции органов» (соотносительности), на основе которого реконструировал строение многих вымерших животных.

Считал виды постоянными и неизменными.

Выдвинул теорию катастроф, согласно которой на Земле периодически происходят катастрофы, которые уничтожают все виды. За каждой катастрофой следует новый акт творения.

(1769 – 1832)

• Французский ботаник.
• В 1759 г. создал первую естественную классификацию живых организмов.
• Создал в Версале ботанический сад, где распложил растения по разработанной им естественной системе, начиная от водорослей и заканчивая высшими растениями.

(1699-1777)

ПЕРВАЯ ЭВОЛЮЦИОННАЯ ТЕОРИЯ

Согласно Ламарку, интенсивно функционирующие органы усиливаются и развиваются, не находящие употребления ослабевают и уменьшаются , а самое главное – эти функционально-морфологические изменения передаются по наследству (наследование благоприобретенных признаков). Само же употребление или неупотребление органов зависит от условий окружающей среды и от присущего любому организму стремления к совершенствованию. Перемена во внешних условиях ведет к изменению потребностей животного, последнее влечёт за собой изменение привычек, далее – усиленное употребление определённых органов.

Первую научную теорию эволюции органического мира создал французский естествоиспытатель-энциклопедист Ж.-Б. Ламарк , который в своем труде «Философия зоологии» показал, что все живые организмы постоянно изменяются под влиянием условий окружающей среды. Он считал, что процесс эволюции идет в направлении от простого к сложному, и назвал эту закономерность принципом градации (от лат. градацио – постепенное повышение).

• Многие идеи Ламарка носили ярко выраженный эволюционный характер. При этом он допускал, что природа создана творцом, однако все ее дальнейшее развитие по мнению Ламарка, осуществляется под действием естественных закономерностей.

• Понятие «биологический вид» это чистая условность. Видов не существует- есть только непрерывный процесс исторического развития.
• Процесс исторических изменений осуществляется последовательно от простого к сложному в соответствии с «принципом градации»
• В этой связи Ламарк выделяет 6 ступеней градации, соответствующих разным уровням организации живых существ.

• Основная причина градации- внутреннее стремление к самосовершенствованию, присуще всем живым организмам.

• Виды изменяются под влиянием внешней среды, приспосабливаясь к этим условиям.
• Поскольку новые признаки возникают под влиянием внешней среды, они всегда приспособительны и полезны для особи

• Необходимость приспособиться к условиям среды требует от живых существ «упражнять»свои органы, в результате чего органы и части организма становятся более развитыми, мощными, увеличивается в размерах. Не работающие органы, лишенные постоянной нагрузки, уменьшается в размерах и впоследствии могут совсем исчезнуть.

• Изменения могут возникнуть в течение жизни одного поколения и передаваться по наследству.
• Весьма вероятно происхождение человека от обезьяноподобных предков.

ПЕРВАЯ ЭВОЛЮЦИОННАЯ ТЕОРИЯ

• Идея наследования благоприобретенных признаков оказалась ошибочной и была в дальнейшем опровергнута данными генетики, однако теория Ламарка представляла собой первую целостную систему эволюционных взглядов. Ламарк правильно представлял эволюцию как прогрессивный процесс усложнения организации, имеющий адаптивный (от лат. адаптацио – приспособление) характер .

Ошибочность положений Ж.Б.Ламарка

• Идея внутреннего стремления к самосовершенствованию. Такое стремление следовало бы тогда признать у амебы и инфузории.
• Закон наследования приобретенных признаков. Признаки, возникавшие у данной особи в результате ее взаимодействия с внешней средой, как теперь известно, являются проявлением модификационной, ненаследственной изменчивости. Следовательно, они не будут передаваться потомкам : ведь эти изменения не затрагивают генетические структуры в ядре клетки. К тому же по наследству передается только размах изменчивости признака, т.е. «норма реакции», а не его конкретное, фиксированное значение.
• Является ошибочным и отрицание Ламарком реальностей вида. На ошибочность этой позиции указывает наличие целого комплекса критериев вида, который и ныне используется учеными .

• Таким образом, идея Ламарка о том, что биологических видов не существует, не находит своего подтверждения с позиций современной науки. однако в целом вклад этого ученого в развитие естествознания следует признать очень существенным .

• Живые существа отличает поразительная сложность их организации, изумительная координация отдельных частей в организме, удивительная целесообразность их строения и поведения и фантастическое разнообразие форм от бактерии до человека. Как все это возникло?
• Этот вопрос волновал человечество с древнейших времен. Различные религии давали один и тот же ответ: все виды были сотворены Богом.

Предпосылки возникновения учения Ч.Дарвина .

• Развитие промышленности
• Развитие сельского хозяйства
• Заинтересованность буржуазии в развитии науки
• Получение прибыли
• развитие капитализма, селекции

1) открытия в биологии (клеточное строение организмов, сходство зародышей животных, ископаемые организмы);

2) работы геолога Ч.Лайеля об эволюции поверхности Земли под влиянием естественных причин ( t , ветра, осадков и т.д.);

3) эв. теория Ж.Б.Ламарка, систематика К. Линнея, Ж.Б.Ламарка

4) Дж. Рей, описывая свыше

18 600 видов растений в «Истории растений», в первые ввел понятия «вид» и «род».

Основные этапы развития взглядов учёных на вопрос Эволюции

• В Древнем мире бытовали стихийно-материалистические представления о единстве и развитии органического мира.
• В средние века доминировали представления о неизменности живой природы и создании ее Творцом.
• Накопление и осмысливание фактов о живой природе привело к оформлению идеи об эволюции органического мира.
• Существенный вклад в развитие представлений об эволюции органического мира внес французский ученый Ж.-Б. Ламарк, который представлял эволюцию как прогрессивный процесс усложнения организации, носящий адаптивный характер.

• Сторонником какой идеи был К. Линней? В чем ее суть?
• В чем отличие взглядов К. Линнея и Ж.-Б. Ламарка на понимание категории вида?
• В чем заключается двойственность взглядов Ж.Б.-Ламарка?

• Рассмотрите схему классификации животных, предложенную Ж.-Б. Ламарком. Почему свою систему классификации он назвал «градацией»?
• В каком направлении шла эволюция по Ламарку?
• Ж.-Б. Ламарк объяснял образование плавательной перепонки между пальцами у водоплавающих птиц; появление длинных ног и шеи у жирафа. Какой «закон» по Ламарку проявляется в этом случае?