Взгляды Ж.Б. Ламарка и Ч. Дарвина на изменчивость организма

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГОУ ВПО

Нижегородский государственный

педагогический университет

Контрольная работа

По Теории эволюции

Вариант 3

Нижний Новгород

2010 год

1. Дивергентная эволюция и принцип монофилии по Ч. Дарвину

Основным отправным моментом для утверждения общей идеи развития живого является сопоставление (связь) представлений о многообразии и единстве органического мира (именно на основе этих фактов впервые зародилась идея развития в воззрениях древнейших мыслителей). Таким образом, первым и наиболее общим основанием существования процесса развития в живой природе является фактическое доказательство многообразия и единства органического мира, то есть монофилии.

Утверждение о многообразии органических форм не требует специальных доказательств, поскольку уже в настоящее время описано огромное число видов и с каждым годом описывают все новые и новые формы. Более детального обоснования требует утверждение о единстве многообразия живых форм.

Монофилия (греч. монос - один и филон - род, племя) - это происхождение всего органического мира из единого корня. "Теорию общего происхождения" предложил Ч. Дарвин. В своем произведении он писал: "На основании принципа естественного отбора, сопровождаемого расхождением признаков, не представляется невероятным, что от какой-нибудь низкоорганизованной и промежуточной формы могли развиться как животные, так и растения; а если мы допустим это, мы должны допустить, что и все органические существа, когда-либо жившие на Земле, могут происходить от одной первобытной формы".

Если органический мир имеет монофилетическое происхождение, то следы общности этого генезиса должны в той или иной степени сохраниться в организации любой живой формы.

Наиболее известные доказательства правильности этого предположения заключены в особенности организации и функций растительных и животных клеток, то есть в цитологических фактах. Особенно демонстративны в этом смысле сходные закономерности митотического деления клеток, протекающего и в животных и в растительных клетках, по существу, по одной и той же схеме, в порядке одинаковых фаз кариокинеза, совершенно сходного поведения хромосом и т.п. Также процессы мейоза сходны повсюду. Наконец, строение половых клеток и процессы оплодотворения повсюду принципиально однозначны. Упомянутые факты могут быть объяснены только на основе представлений о единстве всей органической природы, то есть монофилетеческом ее происхождении.

Можно говорить не только о принципиальном сходстве в морфологической организации клеток, но и в целом ряде проявлений жизни в них. Процессы обмена веществ, возбудимости, размножения и т.п. могут быть сведены к определенным общим закономерностям, которые имеют место как в животном, так и в растительном организме.

Еще более универсальные факты, доказывающие единство происхождения всех живых организмов, выражаются, прежде всего, в наличии двух видов нуклеиновых кислот, содержащих генетическую информацию у всех без исключения органических форм, и белков, которые являются основой построения и всех жизненных отправлений любого живого существа.

Единство многообразия форм организмов можно доказать и в отношении отдельных естественных групп организмов. Одним из доводов в пользу этого может служить изумительное сходство эмбрионов позвоночных животных. Нельзя объяснять это сходство эмбрионов рыб, амфибий, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих аналогичными условиями их развития. Напротив, сходство между ними сохраняется вопреки глубоким различиям в условиях их развития. Подобные явления сходства эмбрионального развития могут получить только одно рациональное объяснение, а именно - прямое выражение родства в смысле единства происхождения.

С наступлением более поздних стадий развития эмбрионов сходство между ними затушевывается накоплением нарастающих различий. Сходство между взрослыми особями еще менее полно. Однако внимательное сравнительно-анатомическое исследование обнаруживает, что и взрослые формы одной и той же естественной группы сохраняют черты глубокого принципиального сходства. Например, позвоночным животным свойственен общий план строения составных частей скелета: осевого скелета (позвоночного столба), черепа, переднего и заднего пояса конечностей, соответствующих их передним и задним конечностям. Явление это распространяется на все системы органов, как наружных, так и внутренних, и может быть прослежено при сравнении представителей различных классов позвоночных.

Явление единства плана строения у многообразных видов одной естественной группы требует причинного объяснения. Учение Ч. Дарвина дает простой ответ: единство их происхождения.

Из единства всего живого с одной стороны, и реального многообразия форм с другой стороны, объективно вытекает неизбежность развития органического мира. Палеонтологические исследования указывают на закономерную смену форм животных и растений на протяжении геологических эпох, то есть на протяжении истории развития живого одни формы вымирают, а им на смену приходят другие. Кроме того, во многих случаях палеонтологический материал позволяет явственно констатировать, что эта смена форм осуществляется в порядке изменения предшествующей организации и преобразования ее в новую.

По теории Ч. Дарвина, закономерное повышение разнообразия форм организмов носит характер дивергентной эволюции. Поскольку наиболее острая конкуренция ожидается между наиболее сходно устроенными особями данного вида в силу сходства их жизненных потребностей, в более благоприятных условиях окажутся наиболее уклонившиеся от среднего состояния индивиды. Эти последние получают преимущественные шансы в выживании и оставлении потомства, которому передаются особенности родителей и тенденция изменяться дальше в том же направлении (длящаяся изменчивость). При преимущественном сохранении в каждом поколении самых крайних вариантов изменчивости, очевидно, что эволюция пойдет в направлении разделения вида на разновидности, которые со временем превратятся в новые (дочерние) виды. По Дарвину, предковая и промежуточная формы имеют худшие шансы для выживания по сравнению с наиболее уклонившимися дочерними формами, поскольку первые более сходны друг с другом, и конкуренция между ними должна быть наиболее ожесточенной. В итоге от общего предка в ходе эволюции должны происходить все более разнообразные и отличающиеся друг от друга потомки (рис. 2).

Идея дивергентной эволюции объясняет не только повышение разнообразия форм организмов, но и существование в природе групп сходных видов - родов, группировок сходных родов - семейств и таксонов более высоких категорий. Все эти группировки сходных форм представляют собой совокупности родственных видов, возникших от общего предка; роды, семейства, отряды, классы - разные этапы дивергентной эволюции. Сходство видов, принадлежащих к одному таксону ("единство типа"), является результатом родства, общие признаки унаследованы от общего предка. Так, все основные группы начинают свое существование с примитивных, относительно однообразны форм.

Превосходным примером в этом отношении служат рептилии. Возникнув в каменноугольном периоде от примитивных и неспециализированных котилозавров, пресмыкающиеся, начиная примерно с триаса, претерпевают приспособительную дифференцировку - эволюцию в дивергирующих направлениях. Возникает многообразие форм. Рептилии проникают в различные местообитания, захватывают сушу, воздушную среду, водные пространства. Они дифференцируются на растительноядных и хищников. Обе группы дают большое число высокоспециализированных форм. Наземные формы, как хищные, так и нехищные, дают ряд интересных типовых организаций, приспособленных к самым различным условиям существования.

Следовательно, однообразие группы постепенно уступало место приспособительному многообразию. Другими словами, процесс идет согласно дарвиновским принципам: группа (в данном случае - рептилии) возникает от одного корня монофилетически и развивается в различных приспособительных направлениях дивергентно.

Одним из наиболее ярких и наглядных доказательств дивергентного характера эволюционного процесса в природе являются островная фауна и географические подвиды. Островная фауна, как правило, характеризуется большим числом эндемиков. Причем часто оказывается, что на разных островах обитают различные формы, но сходные по ряду общих черт как между собой, так и с определенной материковой формой.

Так, на Ч. Дарвина особенно сильное впечатление оказало разнообразие яорм вьюрков на Галапагосском архипелаге, расположенном в 1000 км от берегов Южной Америки, которые достаточно резко отличаются по целому ряду признаков, в особенности по форме и размерам клюва, что свидетельствует о разном типе питания, но в то же время в основном сходны между собой.

Безусловно, подобные факты свидетельствуют о том, что родоначальная форма, расселяясь по островам, дает различные приспособительные формы, в данном случае по типу питания, то есть дивергирует.

Однако более глубокие свидетельства дивергенции можно найти и на широких пространствах материков. Любой вид, занимающий широкий ареал, как правило, дифференцируется на ряд связанных переходами местных рас и подвидов. Это явление - правило, отсутствие местных рас - исключение.

Наглядно изменение вида в пространстве на примере географических рас барсуков, различающихся по многим признакам, в частности по величине черепа, окраске меха, ширине темной полосы, идущей от глаза к уху. Процесс географической пространственной дифференцировки вида наблюдается и в других группах животных, например, у насекомых, моллюсков, а также у растений.

Таким образом, видно, что дивергенция - одна из основных черт эволюционного процесса, которую можно наблюдать как во времени, так и в пространстве.[ 1 ]

2. Сравнить взгляды Ж. Б. Ламарка и Ч. Дарвина на изменчивость организма

эволюция дивергентная дарвин ламарк изменчивость

Жан Батист Ламарк по праву считается основоположником эволюционной теории, которую он высказал в своей книге «Философия зоологии», опубликованной в начале XIX века.

В основе теории Ламарка лежит представление о градации - внутреннем "стремлении к совершенствованию", присущем всему живому; действием этого фактора эволюции определяется развитие живой природы, постепенное, но неуклонное повышение организации живых существ - от простейших до самых совершенных. Результат градации - одновременное существование в природе организмов разной степени сложности, как бы образующих иерархическую лестницу существ Лестница существ, распространённая среди натуралистов и философов 18 в. идея иерархического расположения тел природы, начиная от самых простых неорганических тел (минералы) и кончая наиболее сложными живыми существами. Идею об усложнении форм природы высказал Аристотель в 4 в. до н. э. Во 2-й половине 18 в. лестницу существ построил Ш. Бонне, поместив выше человека ангелов, архангелов и т. д. Теологические построения Бонне резко критиковали французские материалисты (Д. Дидро, Ж. Робине и др.), а также рус. философ-материалист А. Н. Радищев. Впервые историческое объяснение существования живых тел различной степени сложности дал Ж. Б. Ламарк; лестницу существ он рассматривал как результат эволюции организмов (см. Ламаркизм). Окончательно утвердил идею развития органического мира от простого к сложному Ч. Дарвин.. Градация легко прослеживается при сравнении представителей крупных систематических категорий организмов (например, классов) и на органах, имеющих первостепенное значение.

Главным фактором изменчивости видов он считал влияние внешней среды, которое нарушает правильность градации: «Нарастающее усложнение организации подвергается то здесь, то там на протяжении общего ряда животных отклонениям, вызываемым влиянием условий места обитания и усвоенных привычек".[4] Градация, так сказать, "в чистом виде" проявляется при неизменности, стабильности внешней среды; всякое изменение условий существования понуждает организмы приспосабливаться к новой обстановке, чтобы не погибнуть. Этим нарушается равномерное и неуклонное изменение организмов на пути прогресса, и различные эволюционные линии уклоняются в сторону, задерживаются на примитивных уровнях организации. Так Ламарк объяснял одновременное существование на Земле высокоорганизованных и простых групп, а также разнообразие форм животных и растений.

Ламарк на высшем уровне по сравнению с предшественниками разработал проблему неограниченной изменчивости (трансформизма) живых форм под влиянием условий существования: питания, климата, особенностей почвы, влаги, температуры и пр. Свою мысль он подкреплял такими примерами, как изменение формы листьев у растений, которые живут в водной и воздушной среде (стрелолист, лютик), у растений влажных и сухих, низменных и горных местностей.

Исходя из уровня организации живых существ Ламарк выделял две формы изменчивости:

- прямую, непосредственную изменчивость растений и низших животных под влиянием условий внешней среды;

- косвенную изменчивость высших животных, которые имеют развитую нервную систему, с участием которой воспринимается воздействие условий существования, вырабатываются привычки, средства самосохранения, защиты.

Свои мысли по поводу рассмотренных вопросов Ламарк оформляет в виде двух законов:

Первый закон. “У всякого животного, не достигшего предела своего развития, более частое и более длительное употребление какого-нибудь органа укрепляет мало-помалу этот орган, развивает и увеличивает его и придает ему силу, соразмерную длительности употребления, между тем как постоянное неупотребление того или иного органа постепенно ослабляет его, приводит к упадку, непрерывно уменьшает его способности и, наконец, вызывает его исчезновение”. [2]

Этот закон можно назвать законом изменчивости, в нем Ламарк акцентирует внимание на том, что степень развития того или иного органа зависит от его функции, интенсивности упражнения, что в большей мере способны изменяться молодые животные, которые еще развиваются. Ученый выступает против метафизического объяснения формы животных как неизменной, созданной для определенной среды. Вместе с тем Ламарк переоценивает значение функции и считает, что упражнение или неупражнение органа является важным фактором в изменении видов.

Второй закон можно назвать законом наследственности.

Положения этих двух законов Ламарк распространяет и на проблему происхождения пород домашних животных и сортов культурных растений. Не имея достаточного фактического материала, при низком еще уровне изученности этого вопроса Ламарк не сумел дойти до правильного понимания явлений изменчивости.

Теория Дарвина противоположна теории Ламарка не только по своим последовательно материалистическим выводам, но и по всему своему строю. Она представляет собой замечательный образец научного исследования, основываясь на огромном количестве достоверных научных фактов, анализ которых ведет Дарвина к стройной системе соразмерных выводов.

Дарвин собрал многочисленные доказательства изменяемости видов животных и растений. Ко времени Дарвина практикой селекционеров были созданы многочисленные породы различных домашних животных и сорта сельскохозяйственных растений. Поскольку работа селекционеров, ведущая к изменению породных и сортовых качеств организмов, была сознательной и целенаправленной и было очевидно, что, по крайней мере, многие из пород домашних животных созданы этой деятельностью в относительно недавнее время, Дарвин обратился к изучению изменчивости организмов в одомашненном состоянии.

Прежде всего, важен был сам факт изменений животных и растений под влиянием одомашнивания и селекции, что, собственно говоря, уже является доказательством изменяемости видов организмов. «В начале моих исследований, писал Ч. Дарвин в введении к книге «О происхождении видов», - мне представлялось вероятным, что тщательное изучение одомашненных животных и культурных растений представило бы лучшую возможность разобраться в этой неясной проблеме. И я не ошибся; как в этом, так и во всех других запутанных случаях я неизменно находил, что наши познания о вариации при доместикации, несмотря на их неполноту, всегда служат лучшим и самым верным ключом. Я могу позволить высказать свое убеждение в исключительной ценности подобных исследований, несмотря на то, что натуралисты обычно пренебрегали ими». [2]

По мнению Дарвина, стимулом для возникновения этих изменений является воздействие на организмы новых условий, которому они подвергаются в руках человека. При этом Дарвин подчеркнул, что природа организма в явлениях изменчивости важнее природы условий, поскольку одинаковые условия нередко приводят к разным изменениям у разных особей, а сходные изменения последних могут возникнуть при совершенно разных условиях. В связи с этим Дарвин выделил две основные формы изменчивости организмов под влиянием изменения условий среды: неопределенную и определенную.

Изменения могут быть признаны определенными, если все или почти все потомство особей, подвергшихся известным условиям, изменяется одинаковым образом (так возникает ряд неглубоких изменений: рост зависит от количества пиши, толщина кожи и волосистость - от климата и т. п.).

Под неопределенной изменчивостью Дарвин понимал те бесконечно разнообразные слабые различия, которые отличают друг от друга особей одного вида и которые не могли быть унаследованы ни от родителей, ни от более отдаленных предков. Дарвин заключает, что неопределенная изменчивость является гораздо более распространенным результатом изменения условий, чем определенная, и сыграла более важную роль в образовании пород домашних животных. В этом случае изменения внешних условий играют роль стимула, усиливающего неопределенную изменчивость, но никак не влияющего на ее специфику, т. е. на качество изменений.

Организм, изменившийся в каком-либо направлении, передает потомству тенденцию изменяться далее в том же направлении при наличии условий, вызвавших это изменение. В этом заключается так называемая длящаяся изменчивость, которая играет важную роль в эволюционных преобразованиях.

Наконец, Дарвин обратил внимание на существование у организмов определенных соотношений (корреляции) между различными структурами, при изменении одной из которых закономерно изменяется и другая - соотносительная, или коррелятивная, изменчивость. Примерами таких корреляций являются, по Дарвину, глухота белых котов, имеющих голубые глаза; ядовитость для белых овец и свиней некоторых растений, безвредных для черных особей тех же пород, и т.п.

Дарвин собрал многочисленные данные, свидетельствующие о том, что изменчивость самых различных видов организмов в природе очень велика, а ее формы принципиально сходны с формами изменчивости домашних животных и растений. Разнообразные и колеблющиеся различия между особями одного вида образуют как бы плавный переход к более устойчивым различиям между разновидностями этого вида; в свою очередь, последние столь же постепенно переходят в более четкие различия еще более крупных группировок - подвидов, а различия между подвидами - во вполне определенные межвидовые различия. Таким образом, индивидуальная изменчивость плавно переходит в групповые различия. Из этого Дарвин сделал вывод, что индивидуальные различия особей представляют собой основу для возникновения разновидностей. Разновидности при накоплении различий между ними превращаются в подвиды, а те, в свою очередь, - в отдельные виды. Следовательно, ясно выраженная разновидность может рассматриваться как первый шаг к обособлению нового вида (разновидность - "зачинающийся вид").

Дарвин считал, что между видом и разновидностью нет качественной разницы - это лишь разные этапы постепенного накопления различий между группами особей разного масштаба. Большей изменчивостью характеризуются более широко распространенные виды, обитающие в более разнообразных условиях. В природе так же, как и в одомашненном состоянии, основной формой изменчивости организмов является неопределенная, служащая универсальным материалом для процесса видообразования. Здесь необходимо подчеркнуть, что Дарвин впервые поставил в центре внимания эволюционной теории не отдельные организмы (как это было характерно для его предшественников-трансформистов, включая Ламарка), а биологические виды, т.е., говоря современным языком, популяции организмов.

Рассмотрев эволюционные взгляды Дарвина на изменчивость организмов, кратко перечислим основные его идеи:

1. Организмам как в прирученном, так и в диком состоянии свойственна наследственная изменчивость. Наиболее обычной и важной формой изменчивости является неопределенная. Стимулом для возникновения изменчивости организмов служат изменения внешней среды, но характер изменчивости определяется спецификой самого организма, а не направлением изменений внешних условий в противоположность взгляду Ламарка.

2. В центре внимания эволюционной теории должны находиться не отдельные организмы, а биологические виды и внутривидовые группировки (популяции).

Концепция Ж.Б. Ламарка считается на сегодняшний момент ненаучной.

Однако нельзя отрицать значение теории Ламарка, поскольку именно научная полемика с выводами и концепциями французского естествоиспытателя явилась толчком к появлению теории Ч. Дарвина.

Выводы английского ученого также были подвергнуты в дальнейшем критике и детальному пересмотру, что было вызвано в первую очередь тем, что были выявлены многие неизвестные во времена Дарвина факторы, механизмы и закономерности эволюционного процесса и сформировались новые представления, значительно отличающиеся от классической теории Дарвина.

Тем не менее, несомненно, что современная теория эволюции является развитием основных идей Дарвина, остающихся до сих пор актуальными и продуктивными.

Литература

1. А. А. Парамонов, Дарвинизм.-М., Просвещение, 1978

2. Ж.Б. Ламарк, Философия зоологии. - М.: Наука, 1911

3. Ч. Дарвин, О происхождении видов путем естественного отбора или сохранении благоприятных пород в борьбе за жизнь. - Сочинения, т.3 - М.: Изд-во АН СССР, 1939

4. Н.Н. Иорданский. Эволюция жизни. - М.: Академия, 2001

В работе использованы материалы сайтов:

1. http://macroevolution.narod.ru

2. http://charles-darwin.narod.ru

Размещено на Allbest.ru