Биология

Введение

 

Цель урока – рассмотреть основные этапы становления эволюционного учения, движущие силы эволюции, а также ее связь с многообразием живого.

 

 

Вопросы эволюции

 

 

С древнейших времен люди наблюдали большое разнообразие живых организмов. Философов, натуралистов, исследователей интересовали причины такого разнообразия. Возникали разного рода вопросы, например почему дельфин внешне похож на рыбу, а устроен совсем иначе, почему нет двух коров в точности похожих друг на друга, всегда люди и животные были такими, как сейчас? В то время религия давала ответы на большинство такого рода вопросов, но с развитием науки находились более реальные объяснения.

 

В XVI веке были открыты ископаемые организмы, к концу XVII века люди убедились, что это действительно остатки древних животных и растений (рис. 1).

Рис. 1. Останки древнего животного (Источник)

В работе 1559 года «Ноев ковчег. Его форма и вместимость», Иоганн Бутео, проведя исследования, пришел к выводу, что ковчег не мог, учитывая его размеры, вместить все виды животных, населявших на то время планету.

 

Становление эволюционного учения

 

 

В XVIII веке Жорж Бюффон (рис. 2), наблюдая за падением осадков, пришел к выводу, что за 6 тыс. лет осадочные породы не могли сформироваться.

 

Рис. 2. Жорж Бюффон 

Вычисленный Бюффоном возраст Земли составлял всего лишь 75 тыс. лет. При описании видов животных и растений было замечено, что, кроме полезных признаков, у них присутствуют бесполезные и вредные. Богословие тогда утверждало, что каждая черта организма несет пользу для него. Бюффон разрешил это противоречие, утверждая, что Всевышним был сделан общий план строения, а каждый конкретный организм мог быть индивидуальным.

Одним из выдающихся естествоиспытателей и философов XVIII века был Жан Батист Ламарк (рис. 3).

Рис. 3. Жан Батист Ламарк

Он признавал бога, но считал, что им были созданы материя и природа, а именно все живые и неживые объекты, возникли из материи под действием природы. Самые полные эволюционные идеи Ламарка находятся в его работе «Философия зоологии» 1809 года. В ней были выделены уровни организации живого, ступени эволюции, которые не лежали на прямой линии, а имели ответвления. Еще одной его мыслью было то, что движущей силой эволюции является упражнение или неупражнение различных органов. Хотя было ясно, от постоянного маханиями руками, человек летать не сможет. Некоторые наивные суждения Ламарка порождали критическое отношение к теории эволюции.

Оппонент Ламарка, Жорж Кювье (рис. 4), в свою очередь разделял животных на четыре ветви, каждая из ветвей характеризовалась общим планом строения, для всех ветвей прилагалось понятие типа (рис. 5).

Рис. 4. Жорж Кювье

Рис. 5. Типы животных по Кювье

По мнениюКювье, тип был не только самым крупным таксоном в царстве животных, но и не мог иметь переходных форм. Все представители типа характеризуются общим планом строения, как и в наше время. Количество типов в наше время превысило четыре, но выделяются новые типы за общность плана строения всех представителей. Кювье был сторонником линнеевской систематики, его система построена в виде дерева с ветвями, но дерево отображало не родство, а схожие черты организмов. Эта система была первой, учитывающей современные и ископаемые организмы.

 

Труды Чарльза Дарвина

 

 

Самым известным ученым эволюционистом является Чарльз Дарвин (рис. 6).

 

Рис. 6. Чарльз Дарвин

В своей работе «Происхождения видов» сформулировал теорию естественного отбора. Согласно теории, многообразие видов не создано богом, оно появилось в результате эволюции. Дарвин выделял три движущие силы наследственная изменчивость, борьба за существование, естественный отбор.

Наследственность – это способность живых организмов передавать потомкам видовые и индивидуальные признаки или свойства. У любого вида животных вырастают потомки, похожие на своих родителей (рис. 7).

Рис. 7. Медведица с медвежонком

Наследственными могут быть и некоторые индивидуальные признаки животных, например цвет шерсти (рис. 8) или агрессивность.

Рис. 8. Лиса 

Изменчивость – это способность организмов одного вида быть не похожими друг на друга. В природе нет двух абсолютно одинаковых животных, рожденные детеныши отличаются от каждого из своих родителей окраской, ростом, поведением и т. д. Индивидуальные свойства зависят от влияния среды обитания, количества и качества пищи, температуры, влажности и т. д. Выделены две основные формы изменчивости (рис. 9).

Рис. 9. Формы изменчивости

Определенная изменчивость – возникновение одинаковых изменений у родственных животных в одинаковых условиях среды обитания. Например, содержание кроликов в холодных условиях приводит к отрастанию густого меха, а нехватка корма приводит к задержке в росте животных любого вида. Определенная изменчивость – прямое физиологическое приспособление животных к условиям изменяющейся среды. Признаки определенной изменчивости потомкам не передаются.

Неопределенная изменчивость возникает случайно у одной особи вида и передается по наследству явно или скрыто. Хорошим примером может являться появление альбиносов птиц и млекопитающих (рис. 10).

Рис. 10. Павлин-альбинос

Родительская пара любого вида животных производит на свет большое количество потомков, до взрослого состояния доживают единицы, многих съедают хищники, или они гибнут от болезней. Оставшиеся конкурируют за пищу, лучшие места обитания, убежище от врагов. Участие каждого организма во внутренней видовой и межвидовой конкуренции – это борьба за существование. Потомки родителей с наиболее удачной наследственной информацией имеют больший шанс выжить и оставить потомство.
Естественным отбором называют процесс, сохраняющий наиболее приспособленные к условиям организмы и уничтожающий наименее приспособленные, из большого количества комбинаций остаются самые выгодные и эффективные в определенный момент, в определенных условиях среды. При этом условия постоянно меняются.

Наступил новый этап становления эволюционного учения после публикации работы «Происхождение видов путем естественного отбора», в которой Дарвин самой важной движущей силы выделил естественный отбор. Под действием отбора вид распадается на части, дочерние виды, которые затем медленно расходятся до родов, семейств и более крупных таксонов. Разнообразие форм и строения животных является действием естественного отбора, а полезные признаки накапливаются постоянно в длинном ряду поколений. Например, птицы имеют обтекаемое тело, облегченный скелет (рис. 11). 

Рис. 11. Стриж (Источник)

Водные животные: киты, дельфины, морские котики – имеют торпедообразную обтекаемую форму тела, это способствует быстрому передвижению в водной среде (рис. 12).

Рис. 12. Кит 

Когда группа представителей одного вида оказывается в новых условиях или условия изменятся, полезными могут оказаться другие признаки. Признаки закрепляются в ряду поколений естественным отбором, из одного предкового вида могут образоваться несколько дочерних. Процесс расхождения родственных друг другу организмов был назван Дарвином дивергенцией. Пример дивергенции – вьюрки Галапагосских островов, которые отличаются по форме и величине клюва, в зависимости от питания (рис. 13).

Рис. 13. Форма клюва вьюрков

Вьюрки с острым и небольшим клювом питаются личинками и насекомыми (рис. 14). 

Рис. 14. Виды вьюрков

Вьюрки с мощным массивным клювом питались плодами деревьев (рис. 15).

Рис. 15. Виды вьюрков (Источник, Источник)

Отмечены переходы в изменчивости признаков вьюрков, вследствие дивергенции постепенно происходило видообразование вьюрков, образованию нового вида предшествует образование промежуточных форм, разновидностей. Тем самым Дарвин отверг представление об упражнении и неупражнении органов, доказав всем реальность изменчивости видов в природе, уничтожив идею о строгом постоянстве вида.

Несмотря на обоснованность теории Дарвина, биологи сейчас ее не придерживаются. Дарвин не знал об механизмах наследственности. В его времена не было такой науки, как генетика, а его механизм наследования никак не объяснял закрепления полезных признаков путем естественного отбора. Теория Дарвина была опровергнута, но теория естественного отбора все еще важна благодаря скромному ученому Грегору Менделю (рис. 15).

Рис. 16. Грегор Мендель

 

Исследования Грегора Менделя. Современные теории эволюции

 

 

Заинтересовавшись изменчивостью признаков у растительных гибридов, монах Грегор Мендель проводил свои опыты над горохом в экспериментальном монастырском саду. В результате сформулировал закон, объясняющий механизм наследования. В 1865 году Мендель доложил о своей работе Брюнскому обществу естествоиспытателей, в конце 1866 года результаты его исследований были опубликованы. Появился труд «Опыты над растительными гибридами», существовавший в нескольких сотнях печатных экземпляров, но в то время не интересовавший никого. Мендель опередил свое время; в начале XX века его труды и законы были снова открыты, был обнаружен механизм наследственности, в котором нуждалась теория эволюции. Теория естественного отбора была переосмыслена, родилась синтетическая теория эволюции, разновидностей которой придерживается большая часть биологов. Теория эволюции сама эволюционирует из-за развития науки, единственным общим местом ответвлений этой теории является то, что эволюция существует.

 

 

Заключение

 

 

На уроке мы обсудили становление эволюционного учения, а также связь эволюции и разнообразие живого.

 

 

Список литературы

1. Трайтак Д.И., Суматохин С.В. Биология. Животные. 7 класс – 6-е изд., испр. и доп. – 
М.: 2012. – 272 с.

2. Вахрушев А.А., Бурский О.В., Раутиан А.С. Биология. 7 класс. От амёбы до человека. –
М.: 2013. – 320 с.

3. Никишов А.И., Шарова И.Х. Биология. Животные. 7 класс. – М.: 2012. – 255 с.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Интернет портал «Grandars.ru» (Источник)

2. Интернет портал «Теория эволюции как она есть» (Источник)

3. Интернет портал «Эволюция. Пути и механизмы» (Источник)

 

Домашнее задание

1. Что является главными движущими силами эволюции?

2.Что означает понятие «борьба за существование»? Приведите примеры.

2. Какие признаки могут наследоваться? Какие признаки сохраняет естественный отбор?

4. К чему в конечном итоге приводит естественный отбор?