Возникновение и развитие эволюционной биологии кратко

Обновлено: 08.07.2024

Эволюционная биология, как и любая другая наука, прошла длинный и извилистый путь развития. Возникали и проверялись различные гипотезы. Большинство гипотез не выдерживало проверки фактами, и лишь немногие из них становились теориями, неизбежно меняясь при этом. Ошибки и заблуждения науки столь же поучительны, как и ее победы, и знать их необходимо, хотя бы для того, чтобы не повторять их вновь и вновь.

Предпосылки эволюционизма. Среди мыслителей античности и средневековья господствовала идея о неизменности видов. По мере развития науки стали накапливаться данные, противоречащие этой идее неизменности видов. Были найдены ископаемые остатки древних животных и растений, сходных с современными, но в то же время отличающихся от них по многим особенностям строения. Это могло свидетельствовать о том, что современные виды – это измененные потомки давно вымерших видов. Обнаружилось удивительное сходство в строении и в особенностях индивидуального развития разных видов животных. Это сходство указывало на то, что разные виды в далеком прошлом имели общих предков.

Разработанная великим шведским ученым Карлом Линнеем система живой природы была построена по принципу сходства, но она имела иерархическую структуру и наводила на мысль о родстве между близкими видами живых организмов. Анализируя эти факты, ученые приходили к выводу об изменяемости видов. Такие взгляды высказывали в XVIII в. и в начале XIX в. Ж. Б ю ф ф о н, В. Г е т е, К. Б э р, Эразм Д а р в и н — дед Чарльза Дарвина и др. Однако ни один из этих ученых не предложил удовлетворительного объяснения, почему и как менялись виды.

Эволюция по Ламарку представлялась как непрерывное поступательное движение от низших форм жизни к высшим. Для объяснения разной степени сложности строения, наблюдаемой среди современных видов, он допускал постоянное самозарождение жизни: предки более высокоорганизованных форм зародились раньше и оттого их потомки ушли дальше по пути прогресса.

Механизмом эволюции Ламарк считал изначально заложенное в каждом живом организме стремление к совершенству, к прогрессивному развитию. Как и почему возникло это стремление, Ламарк не объяснял и даже не считал этот вопрос заслуживающим внимания. Такой же изначальной и не требующей объяснений он считал способность живых существ к адаптивным приспособительным ответам на изменения внешней среды. Ламарк, как и подавляющее большинство его современников, считал, что изменения, возникающие под влиянием среды, могут передаваться по наследству. Он полагал, что усиленное упражнение органов ведет к их увеличению, а неупражнение — к дегенерации. Так Ламарк объяснял длинный нос муравьеда тем, что его предки из поколения в поколение упражняли нос, принюхиваясь в поисках муравьев. Редукцию глаз у кротов он считал следствием их неупражнения в ряду поколений. Ни Ламарк, ни его последователи не задавались вопросом, а почему, собственно, интенсивное упражнение, использование органа непременно должно вести к его улучшению, усовершенствованию, а не, например, к изнашиванию, как изнашиваются детали машин?

Сама способность к адаптивным реакциям на воздействия среды (модификациям) наследственно обусловлена. Она, как мы увидим дальше, сформировалась под действием естественного отбора. Но модификации не наследуются, поскольку не существует и не может существовать механизма, который приводил бы к изменению структуры ДНК половых клеток параллельно и адекватно тем изменениям, которые происходят в органах и тканях (костях, мышцах) в ходе адаптивных модификаций. Экспериментами ни в одном случае не удалось доказать постулированного Ламарком и его последователями устойчивого наследования потомками признаков, приобретенных их предками.

Ж.-Б. Ламарк был первым, кто предложил развернутую концепцию трансформизма — изменяемости видов. Однако, он не нашел ответа на главный вопрос – в чем причина поразительной приспособленности и приспособляемости живых организмов. Предложенный им механизм эволюции встретил резкое неприятие большинства биологов его времени и, в известной мере, надолго скомпрометировал саму идею эволюции.

1. Какие научные открытия привели к возникновению идей об изменяемости видов?

2. В чем сущность эволюционной теории Ламарка?

3. Используя современные знания о хранении, передаче и реализации генетической информации, докажите невозможность наследования результатов упражнения органов.

Эволюционное учение — раздел биологии, который изучает движущие силы и механизмы исторического развития живой природы.

Биологическая эволюция — необратимое направленное развитие живых организмов и их сообществ, приводящее к более высокой ступени их развития.

2. Классификация оказалась искусственной, так как исследователь брал во внимание \(1\) или \(2\) признака.

2. Понимал эволюцию как процесс постепенного усложнения организации от низших организмов к высшим. Ввёл понятие градации — постепенного развития от простого к сложному.

3. Считал, что виды находятся в постоянном движении — постепенно изменяются и превращаются в другие виды. Существуют только переходные формы.

стремление живых организмов к совершенству и их способность изменяться в соответствии с изменением внешних условий.

  • Главная НА ГЛАВНУЮ
  • Кафедра О КАФЕДРЕ
    • История кафедры
    • Научная работа
    • Преподавание
    • Учебный план кафедры
    • Спецкурсы
    • Сотрудники
      • Заведующий кафедрой
      • Профессора
      • Доценты
      • Научные сотрудники
      • Инженерно-технический персонал
      • Учебно-вспомогательный персонал
      • Жизнь кафедры
      • Мы в СМИ
      • События
      • Это интересно
      • Актуальный учебный план Учебный план для каждого учебного года
      • Объявления для студентов Даты экзаменов, зачетов и т.п.
      • К экзамену и зачету Вопросы, учебники и т.п.
      • Материалы к лекциям Презентации, доп. литература и т.д.
      • Материалы к семинарам Презентации, доп. литература и т.д.
      • Пособия Методические руководства и т.п.
      • Происхождение жизни
      • Доказательства эволюции
      • Палеонтология
      • Теория эволюции
      • История

      Вы здесь: Библиотека // История // Развитие эволюционной биологии — от Дарвина до наших дней.

      Развитие эволюционной биологии — от Дарвина до наших дней.

      Darwin
      Введение.

      Доказательства биологической эволюции.

      В настоящее время, данные палеонтологии, эмбриологии, сравнительной анатомии и систематики воспринимаются многими исследователями, как доказательства эволюции. Действительно, эти данные и факты получают хорошее объяснение с позиции эволюционизма. Однако, при соответствующем желании, они могут быть объяснены и с противоположных позиций. Сходство плана строения разных животных может быть следствием того, что у этих животных был общий Создатель, а не общий предок. Равным образом, факты палеонтологии (появление все более высоко организованных животных, преемственность между геологическими слоями) вполне можно объяснить множественным творением д'Орбиньи (Alcide d'Orbigny (1802 – 1857)). Подобные факты не противоречат теории, но и не доказывают ее. Такие доказательства убедительны только для людей, которые считают эволюцию самоочевидной (совершенно так же, как наличие целесообразности в природе служит доказательством Бытия Божьего для верующего человека).
      Настоящими доказательствами эволюции являются только наблюдаемые в настоящее время эволюционные процессы. Во-первых, это генетические изменения в популяциях, доказывающие существование ряда механизмов, необходимых для эволюционного происхождения видов одного от другого. Было установлено, что геномы подвержены разнообразным мутациям, среди которых перемещение интронов, дупликация генов, рекомбинации, транспозиции (перемещения), ретровирусные вставки, горизонтальный перенос генов, замена, удаление и вставка отдельных нуклеотидов, а также хромосомные перестройки. Подобные генетические перестройки являются материалом для естественного отбора. Во-вторых, это случаи видообразования в природе, которые удалось документировать в настоящее время. Особенно яркими примерами в этом плане служит адаптация бактерий к антибиотикам, растений к пестицидам, а также развитие устойчивости животных к естественным ядам, вирусам и паразитам, а также ядам, применяемыми человеком для борьбы с вредителями сельского хозяйства. В-третьих, это достижения селекции. Подробнее, вопросы, связанные с доказательством эволюции, рассмотрены на сайте "Проблемы эволюции".

      Предпосылки возникновения эволюционной теории.

      В 19 столетии трое ученых – Ч.Дарвин, А.Уоллес, и Г.Спенсер – независимо друг от друга пришли к созданию эволюционных теорий. Безусловно, подобное совпадение не было случайностью, а было следствием накопленных в науке данных к этому времени.
      Произошло кардинальное изменение представлений о возрасте Земли. Английский геолог Ч.Лайель (1797-1875) показал, что все особенности геологического строения Земли можно объяснить медленными изменениями земной поверхности под влиянием постоянных геологических факторов (атмосферные осадки, текучие воды, выветривание, извержения вулканов и пр.), а это возможно, только если допустить, что Земля существует много миллионов лет. Лайель также опроверг некоторые частные факты, которые использовались для доказательства теории катастроф Кювье.
      Была доказана клеточная теория, а следовательно, было доказано единство всех живых организмов. Косвенным доводом в пользу единства всех позвоночных животных были открытия К.Бэра (1792-1876), названные впоследствии "законом зародышевого сходства".
      На мысль о борьбе за существование и Ч.Дарвина и А.Уоллеса натолкнула работа Т.Р.Мальтуса (1766-1834) "Опыт о законе народонаселения", в которой была высказана идея о геометрической прогрессии размножения. Сама по себе идея о борьбе за существование возникала неоднократно в первой половине 19 века, однако она не связывалась с эволюцией. Так, английский зоолог Э.Блит (1810-1837) высказал идею о существовании в природе жесткой конкуренции, которая приводит к гибели менее приспособленных особей. По его представлениям отбор уничтожает все уклонения от нормы и предотвращает вырождение видов. Идея отбора также была высказана в работе английского лесовода П.Мэттью (1790-1874) "Строевой корабельных лес и древонасаждение".
      Безусловно, огромное влияние на ученых 19 века оказывали выдающиеся успехи в селекции домашних животных, а также разработка теории искусственного отбора. В результате этих успехов создалось убеждение, что человек в состоянии менять внешний облик и хозяйственные качества домашних животных и культурных растений, приспосабливая их признаки к своим потребностям.
      Таким образом, в конце 50-х годов 19 века были сняты практически все возражения против идеи изменения видов во времени и созданы предпосылки для возникновения эволюционной теории. Однако требовались доказательства того, что виды изменяются во времени не только в искусственных условиях, но и в дикой природе.

      Логика работ Ч.Дарвина при доказательстве эволюции.

      Основной труд Ч.Дарвина, в котором излагается теория эволюции, получил название "Происхождение видов. ". В русском переводе с эту работу можно найти и прочитать здесь, а на страницах Интернет-ресурса "Darwin Online" можно не только ознакомиться с его работами, но и увидеть оригинальные рукописные тексты. Сам Ч.Дарвин "Происхождение видов. " считал "одним сплошным аргументом" в пользу эволюции.
      "Происхождение видов. " представляет собой классическое индуктивное построение, в котором из многочисленных фактов делаются выводы первого порядка, а затем логически выводятся заключения более высоких порядков.
      Обзор данных по искусственному отбору показывает эффективность этого метода. Основной вывод Ч.Дарвина из этих данных состоит в том, что путем отбора уклоняющихся особей можно постепенно выйти за пределы изменчивости исходной формы. Анализ данных по изменчивости диких видов животных и растений позволил Ч.Дарвину показать, что все виды живых организмов изменчивы. Далее, используя принцип единства формы и функции Ж.Л.Кювье, Ч.Дарвин приходит к выводу об относительности приспособленности: если особи одного вида чем-то отличаются друг от друга (изменчивы), а форма и функция связаны друг с другом, то разные особи одного вида будут в разной степени приспособлены к конкретным условиям обитания. Затем, опираясь на многочисленные факты, Ч.Дарвин доказывает, что многие признаки наследуются. А если это верно, то существует наследственная изменчивость по приспособленности. После этого, опираясь на геометрическую прогрессию размножения, характерную для живых организмов, и ограниченность средовых ресурсов (подавляющее большинство потомков одной пары особей гибнет), Ч.Дарвин делает вывод о том, что в природе постоянно происходит борьба за существование. Следовательно, в борьбу за существование вступают особи, различающиеся по приспособленности, откуда в свою очередь следует неизбежность естественного отбора – особи, более приспособленные к конкретным условиям, имеют больше шансов оставить потомство. В итоге, из идеи о постоянном действии естественного отбора, из данных о том, что отбор позволяет выйти за пределы изменчивости исходного вида, а также из данных о длительном существовании Земли, с неизбежностью следует вывод о существовании эволюции (Рис. 1).

      fig1

      Дискретность видов Ч.Дарвин объяснял действием дизруптивного отбора: в ходе эволюции виды специализируются к разным условиям, а промежуточные формы элиминируютя, не выдерживая конкуренции со специализированными особями. По мнению Ч.Дарвина, виды не дискретны во времени (связаны отношением предок-потомок), но дискретны на каждом временном срезе. Эта его идея в настоящее время является общепризнанной.
      Заключительные главы "Происхождения видов" посвящены обсуждению данных палеонтологии, сравнительной анатомии, эмбриологии, биогеографии и проблемы эволюции инстинктивного поведения. Здесь Ч.Дарвин убедительно показывает, что эти данные не противоречат теории эволюции.

      Теория пангенезиса.

      Теория естественного отбора нуждалась в теории о наследственности, без которой она вряд ли могла существовать. Ч.Дарвин осознавал это. Его теория наследственности получила название "пангенезиса", и была изложена в труде "Изменение растений и животных под влиянием одомашнивания". Как и в "Происхождении видов. " Дарвин прибегает к классическому индуктивному методу логического анализа фактов. Вначале, Ч.Дарвин приводит многочисленные данные об изменчивости и наследовании различных признаков у домашних животных и культурных растений, а также у человека. Затем, проанализировав эти факты, Дарвин формулирует пять законов наследственности:

      1. Всякий признак имеет стремление передаваться.
      2. Существуют реверсии. Дарвин различал дальние реверсии (атавизмы, например, чрезвычайно развитый волосяной покров у человека) и ближние реверсии (случаи наследования признаков близких предков — дедов, прадедов и т. п.).
      3. Существует преимущественная передача признаков (явление доминантности в современном понимании).
      4. Существует связанная с полом передача признаков. Однако, Дарвин не различал признаков, сцепленных с полом, и вторично-половых признаков.
      5. Признаки наследуются в соответствующие периоды жизни.
      Дарвин подробно излагает данные о бесплодности гибридов, влиянии близкородственного скрещивания, о роли перекрестного оплодотворения, описывает правило, согласно которому при скрещивании разновидностей у гибридов первого поколения наблюдается однородность признаков, а при скрещивании этих гибридов возникает расщепление.
      Далее, Дарвин приходит к следующим логическим заключениям:
      1. Существуют элементарные носители признаков — геммулы.
      2. Эти наследственные зачатки автономны.
      3. Возможно, наследственные зачатки, определяющие строение отдельного органа, объединены в группы.
      4. При оплодотворении происходит объединение наследственных зачатков обоих родителей.
      5. Все клетки организма содержат полный набор наследственных зачатков (вывод, сделанный на основе фактов регенерации растений из небольших фрагментов).
      Перечисленные выше положения его теории наследственности практически не отличаются от представлений современной генетики. Однако, Дарвину были известны случаи "соматической индукции", которые в настоящее время обозначаются как фиксация адаптивных модификаций и комбинирование малых мутаций. Эти явления очень долгое время рассматривались многими авторами в качестве убедительных доказательств наследования благоприобретенных признаков. Свое объяснение они получили лишь в 20 веке в работах С.С.Четверикова, К.Х.Уоддингтона и И.И.Шмальгаузена. Не удивительно, что Ч.Дарвин делает несколько ошибочных выводов на основании анализа фактов "соматической индукции". Дарвин полагает, что:
      1. Наследственные зачатки в соматических клетках изменяются под воздействием внешних условий.
      2. Соматические клетки "делегируют" свои наследственные зачатки в половые клетки.
      Эти два последних положения и стали в последствии основой для резкой критики не только его теории пангенезиса, но и всего учения о механизмах эволюции. Задача, за решение которой взялся гениальный мыслитель оказалась очень сложной, а может быть и не разрешимой на современном ему уровне развития науки. Следует однако отметить, что все последующие теории наследственности брали за основу те или иные положения теории пангенезиса. В частности, А.Вейсман, прямо указывает, что он использовал теорию Дарвина, очистив ее от допущения соматической индукции.

      Значение научного вклада Ч.Дарвина.

      Значение теоретических работ Ч.Дарвина невозможно переоценить. Его работы совершили переворот в представлениях биологов. Во-первых, стало ясно, что естественная система живых организмов должна строиться на основе филогении – на основе родственных связей между организмами. Наличие целесообразности в живой природе теперь можно объяснить как неизбежный результат эволюции путем естественного отбора. Совершенно новый смысл получили данные таких старых наук, как анатомия и морфология, эмбриология, палеонтология, биогеография.

      Теория пангенезиса послужила отправной точкой для развития генетики. С "Происхождения видов. " начинается раздел экологии, изучающий взаимодействия организмов с другими живыми организмами – синэкология. Введение в науку вероятностного подхода к анализу явлений стало важнейшим методологическим вкладом Ч.Дарвина. Его работы послужили толчком к возникновению вариационной статистики. Выход теоретических работ Дарвина ознаменовал окончание становления общей методологии биологии.

      Развитие теории Ч.Дарвина. Российская эволюционная школа.

      Приложение 1. Эволюция экосистем.

      Приложение 2. Синтетическая теория эволюции.

      Синтетическая теория эволюции (СТЭ) - является одним из вариантов современной эволюционной теории. СТЭ возникла в результате синтеза положений генетики начала 20 века и работ Ч.Дарвина.

      Приложение 3. Эпигенетическая теория эволюции.

      Эписелекционная эволюция — это процессы возникновения, фиксации и (или) направленного преобразования в чреде поколений признаков фенотипа, являющихся косвенным и нефункциональным следствием естественного отбора, идущего по функционально и морфогенетически не скоррелированным с ними признакам (Северцов, Креславский, Черданцев, 1993).
      Сфера приложения эписелекционной теории ограничена процессами, происходящими без непосредственного действия естественного отбора, а также нефункциональными коррелятивными эффектами эволюционных преобразований, происходящих под действием естественного отбора.
      Основу для эписелекционной эволюции создает не генетическая наследственность, а в конечном итоге воспроизведение в ряду поколений эпигенетических процессов онтогенеза.
      Выделяют три типа эписелекционных процессов:
      1) обусловленная исключительно пластичностью фенотипа эволюция эпигеномных признаков, обладающих широкой нормой реакции;
      2) эволюция генетических систем, не оказывающих влияния или слабо влияющих на фенотип;
      3) эволюция признаков, связи между которыми сами по себе не являются (или не могут являться) объектом отбора.
      При эписелекционной эволюции происходит эволюционная самоорганизация, не только в том смысле, что возникают новые признаки, но и в том смысле, что отбор не принимает непосредственного участия в их формировании.


      Источники.

      Длусский Г.М. История и методология биологии. – М.: Анабасис, 2006. – 220 с.


      Развитие эволюционных идей

      Раздел ЕГЭ: 6.2. Развитие эволюционных идей. Значение эволюционной теории Ч. Дарвина. Взаимосвязь движущих сил эволюции. Формы естественного отбора, виды борьбы за существование. Синтетическая теория эволюции. Элементарные факторы эволюции. Исследования С.С. Четверикова. Роль эволюционной теории в формировании современной естественнонаучной картины мира

      ДОДАРВИНОВСКИЙ ПЕРИОД

      XIV-XVI вв. Эпоха Возрождения — интенсивное накопление фактического материала по изучению растений и животных; расширение познания о многообразии видов; применение сравнительного и экспериментального методов; изобретение микроскопа.

      Конец XVIII в. Развитие трансформизма — идеи об изменении и превращении форм организмов, происхождении одних видов от других (Ж. Бюффон, Э. Ж. Сент-Илер, К. Ф. Рулье и др.), зарождение первых эволюционных гипотез.


      1809 г. Ж. Б. Ламарк — попытка объяснить причины и движущие силы эволюционного процесса. Гипотеза о роли среды в эволюционном процессе, изменчивости как фундаментальном свойстве живых существ и о прогрессивном характере эволюции.

      УЧЕНИЕ Ч. ДАРВИНА

      Эволюционная теория Ч. Дарвина (1859 г.) — определены движущие силы эволюционного процесса, вскрыта его сущность и выстроена убедительная система доказательств эволюции. К движущим силам эволюции относятся:

      • Наследственность и изменчивость. Общие свойства всех живых существ.
      • Борьба за существование. Конкурирующие взаимодействия организмов и влияние факторов неживой природы. Итог — естественный отбор — выживание наиболее приспособленных организмов, как результат — накапливаются признаки, полезные для данного вида.
      • Внутривидовая (конкуренция между особями одного вида).
      • Межвидовая (взаимодействия особей разных видов).
      • Взаимодействия организмов с неживой природой.

      Развитие эволюционных идей

      Борьба за существование

      Читайте также: