Зміст
Еволюційне учення вільних падінь Л.С. Берга
Вступ
Сучасна біологія наскрізь пронизана історичним підходом, еволюціонізмом. Можна навіть сказати, що зрілість тієї або іншої біологічної дисципліни перевіряється тим, наскільки вона виявляється "вбудованій" в загальну будівлю сучасній біології, яке від фундаменту до даху виявляється еволюційним. Це не випадково.
Всі закони організації і розвитку життя, всі закономірності життєдіяльності можна зрозуміти лише спираючись на досягнення еволюційного учення як теоретичного стрижня всієї біології. Поза еволюційним підходом неможливо зрозуміти ні функціонування молекулярно-генетичних систем, ні розвиток живих організмів від народження до смерті, ні існування видів і їх популяцій, ні розвиток і перетворення біосфери в цілому.
Інколи висувається завдання побудови якоїсь теоретичної біології, яка змогла б охопити одночасно всі прояви життєдіяльності і стати в майбутньому фундаментом всієї біології. Спроби створення теоретичної біології робляться неодноразово, але жодна з них не завершилася помітним успіхом. Завжди виявлялося, що найбільш фундаментальні, аксіоматичні положення, які можна покласти в основу всієї будівлі теоретичної біології, в тій або іншій формі були просто положеннями еволюційної теорії. Не передрішає неможливість створення в майбутньому окремої від еволюційного учення будівлі теоретичної біології, можна висловити упевненість, що еволюційне учення завжди залишатиметься стрижнем біологічного знання.
Ч. Дарвін
У 1858 році Ч. Дарвін і незалежно від нього А.Р. Уоллес обгрунтували принцип природного відбору і уявлення про боротьбу за існування як механізмі цього відбору. Основна праця Ч. Дарвіна - "Походження видів", що в корені змінив уявлення про живу природу, з'явився в 1859г.
Маючи на увазі важливе життєве значення емоцій, Ч. Дарвін запропонував теорію, що пояснює походження і призначення тих органічних змін і рухів, які зазвичай супроводжують яскраво виражені емоції. Ця теорія отримала назву еволюційної. У ній великий дослідник природи звернув увагу на той факт, що задоволення і незадоволення, радість, страх, гнів, печаль приблизно однаковим чином виявляються як у людини, так і у людиноподібних мавп.
Ч. Дарвіна зацікавив життєвий сенс тих змін в організмі, які супроводжують відповідні емоції, Зіставивши факти, Дарвін прийшов до наступних виводів про природу і роль емоцій в житті. Теорія еволюції шляхом природного відбору заснована на наступних положеннях.
По-перше, для живого характерна наявність мінливості. Причому для еволюції величезне значення має спадкова мінливість. Унаслідок мінливості ознак і властивостей навіть в потомстві однієї пари батьків майже не зустрічається однакових особин. За сприятливих умов ці відмінності можуть не грати істотної ролі
При несприятливих - кожне найдрібніша відмінність може стати вирішальною і визначити, чи залишиться цей організм в живих і дасть потомство або ж він буде знищений. По-друге, для організмів характерне розмноження в геометричній прогресії. Потенційно вигляд в кожному поколінні виробляє значно більше особин, чим їх може вижити до дорослого перебування на займаній території.
Отже, значна частина тих, що народилися гине в "боротьбі за життя". В процесі життєдіяльності кожен організм вступає у багатообразні відносини з особинами усередині вигляду, інших видів і чинниками неживої природи. Всілякі взаємодії даного організму з об'єктами живої і неживої природи Дарвін метафорично називав боротьбою за існування. Він мав на увазі не лише життя однієї особини, але і успіх її в забезпеченні себе потомством.
Таким чином, результатом відбору буде виникнення пристосувань і на цій основі - видової різноманітності. Всілякі, змінні умови середовища сприяють еволюції видів у напрямі ускладнення організації (ссавці, комахи).
Г. Спенсер
Центральною ідеєю всієї його творчості була ідея еволюції. Під еволюцією він розумів перехід від невизначеної, незв'язної однорідності до певної, зв'язної різнорідності. Спенсер показав, що еволюція є невід'ємна межа всього світу, що оточує нас, і спостерігається не лише у всіх областях природи, але і в науці, мистецтві, релігії і філософії. Будову суспільства він порівнював з біологічним організмом: окремі частини є аналогом окремих частин організму, кожна з яких виконує свою функцію. Він виділив три системи органів (соціальних інститутів) - що підтримує (виробництво), розподільну (комунікація) і регулятивну (управлінська). Будь-яке суспільство, щоб вижити, повинне пристосовуватися до нових умов довкілля - так відбувається природний відбір. В ході такого пристосування відбувається усе більш сильна спеціалізація окремих частин суспільства. В результаті, як і організм, суспільство еволюціонує від простіших форм до складнішим.
Еволюційне учення Ж. Ламарка
В 1809 році вийшла в світ "Філософія зоології" французького вченого Жана Батисту П'єра Антуана де Моне Ламарка (1744-1829). У цій роботі була зроблена перша спроба створення теорії еволюції видів. Вона виявилася невдалою. Ламарк побудував свою теорію на наступних двох положеннях: У всіх живих істотах закладено внутрішнє прагнення до вдосконалення. Воно є рушійною силою еволюції. Дією цього чинника визначається розвиток живої природи поступове, але неухильне підвищення організації живих істот від простих до найдосконаліших. Його результатом є одночасне існування в природі організмів різної міри складності, як би створюючих ієрархічні сходи істот. Зовнішнє середовище безпосереднім чином впливає на зміну форми тих або органів живих істот.
"У кожної тварини, що не завершила ще свого розвитку, частіше і триваліше вживання якого-небудь органу укріплює цей орган, розвиває його, збільшує і додає йому силу, пропорційну тривалості вживання, тоді як постійна відсутність вживання якого-небудь органу поступово його ослабляє, приводить до занепаду і заставляє його зникнути".
Щоб довести, що фенотипічні зміни не передаються по спадку, А. Вейсман провів багатолітній експеримент, в якому впродовж багатьох послідовних поколінь укорочував мишам хвости. По теорії Ламарка вимушене невживання хвостів повинне було привести до їх укорочення в потомства, але цього не сталося. Вейсман на цій підставі постулював, що ознаки, що набувають тілом і що приводять до зміни фенотипа, не надають прямої дії на статеві клітки (гамети), з за допомогою яких ознаки передаються наступному поколінню.
В протилежність Ж. Ламарку Ж. Кюв'є, виходячи з особливостей будови нервової системи, сформулював в 1812 р. вчення про 4 "гілки" (типах) організації тварин: хребетні, членисті, м'якотілі і променисті. Між цими типами він не визнавав жодних зв'язків і переходів. В межах типа хребетних він розрізняв 4 класи: ссавці, птиці, земноводні, риби.
Описав велике число викопних форм і виявив приналежність багато з них до певних шарів земної кори. Ж. Кюв'є вперше запропонував по викопних останках визначати вік геологічних шарів, і навпаки. Грунтуючись на принципах "кореляції органів" і "функціональної кореляції", він розробив метод реконструкції викопних форм по небагатьох фрагментах скелета, що збереглися.
Відстоюючи релігійні уявлення про створення і незмінність видів і відсутність перехідних форм між видами, він, для пояснення зміни фаун і флор, спостережуваних в послідовних геологічних пластах, висунув теорію катастроф Концепція катастрофізму і неодноразових творчих актів узгоджувалася з біблейською концепцією творіння світу. Завдяки ідеям Же. Кюв'є, широко поширилися ідеї про прогрес на органічному світі і про епізодичні події, що порушують одноманітність в історії Землі. Це сприяло формуванню уявлень про поєднання еволюційного і стрибкоподібного розвитку.
Феодосий Добржанский
Добржанский, Феодосій Григорович (Dobzhansky, Theodosius) (1900-1975), американський генетик і еволюціоніст російського походження.
Народився 25 січня 1900 м. Немирові (нині Україна). 1921-го закінчив Київський університет, до 1924 працював там-таки на кафедрі зоології. У 1924-1927 був професором генетики у Ленінградському університеті.
В 1927 еміґрував до США. Працював в Колумбійському університеті у відомого генетика Т. Моргана, потім його ж Каліфорнійському технологічному інституті в Пасадені (1928-1940).
В 1940 повернулося на Колумбійський університет, в 1962-1971 був професором Рокфеллерського університету у Нью-Йорку.
Научні інтереси Добржанского концентрувалися навколо проблем мінливості і еволюції тварин, він один із батьків такої важливої напрями у біології, як популяційна генетика.
Свої перші в цій області він виконав під час експедиції в Середньої Азії в 1926-1927, де досліджував популяції сільськогосподарських тварин цього регіону. Пізніше, у ролі експериментального об'єкта з вивчення генетичних і еволюційних процесів Добржанський вибрав плодову мушку дрозофілу.
Ему встановили генетичні основи поліморфізму популяцій цього організму - на репродуктивно ізольовані (нездатні схрещуватися друг з одним) групи. Він показав також, що переваги різних рас дрозофіли виявляючись у різних умовах, визначених, наприклад, заввишки над рівнем моря, температурою довкілля, характером доступною їжі, часом року.
Разом з Дж.М. Смітом Добржанський визначав швидкість природного добору у природних і експериментальних популяціях. Його дослідження створили передумови для пояснення механізму формування нових рас і деяких видів і дозволили побудувати синтетичну теорію еволюції.
Широко відомі таких книжок вченого, як Генетика і походження видів (Genetics and the Origin of Species, 1941); Еволюція, генетика і достойна людина (Evolution, Genetics and Man, 1955); Біологічні основи людської свободи (The Biological Basis of Human Freedom, 1956). Добржанський входив до Лондонського королівського суспільства, Німецької академії натуралістів "Леопольдина", Шведської Академії Наук, Датського королівського суспільства. Нагороджений медаллю Елліота Американської Національної академії наук.
Еволюційне учення вільних падінь Л.С. Берга
Само поняття номогенез, і аргументи на користь того, що, всупереч Дарвіну, еволюція зовсім не випадковий, але закономірний процес детально обгрунтував Л.С. Берг в своїх класичних роботах 20-х років, з яких головна і найбільш відома, - "Номогенез, або еволюція на основі закономірностей". Берг формулює проблему так:
Чи є еволюція випадковим процесом, який обумовлений лише двома чинниками: хаотичними мутаціями і природним відбором, або ж еволюція - це процес в своїй основі закономірний, виявлення деякої тенденції, іманентного закону, який і направляє її хід?. Вся еволюція біосфери є, згідно Бергу розгортання, якогось закону, або може бути правильніше сказати, багатоваріантної програми, в якій містяться і багаточисельні способи її реалізації. Тому Берг і назвав свою концепцію номогенезом, протиставивши її дарвіновській концепції "тіхогенеза", тобто розвитку, заснованому на випадковості.
У своїх роботах Берг підсумовує величезний фактичний матеріал, накопичений вже до початку 20 століть, який і свідчить на користь гомогенетичної природи еволюції. Цей матеріал говорить про присутніх в системі форм живого багаточисельних "ритмах і римах", які неможливо назвати випадковими.
Як приклад приведемо факт так званого передування ознак (прискорення філогенезу). Відомо, що в ембріональній фазі спостерігаються ознаки тих стадій, через які імовірно пройшла еволюція даної групи. Свого часу Е. Геккель, гарячий прибічник і пропагандист дарвінізму, сформулював правило, що отримало назву біогенетичного закону: онтогенія повторює філогенію.
Чомусь вважається, що він служить прямим аргументом на користь дарвіновської концепції, хоча його можна розуміти лише як свідоцтво того, що еволюція взагалі має місце, в чому, звичайно ж, мало хто сумнівається.
Мендель
Теорія Менделя спадковості, тобто сукупність представленій про спадкові детермінантах і характер їх передачі від батьків до нащадків, по своєму сенсу прямо протилежна до доменделівських теорій, зокрема теорії пангенезису, запропонованій Дарвіном. Відповідно до цієї теорії ознаки батьків прямо, тобто від всіх частин організму, передаються потомству.
Тому характер ознаки нащадка повинен прямо залежати від властивостей батька. Це повністю суперечить виводам, зробленим Менделем: детермінанти спадковості, тобто гени, присутні в організмі відносно незалежно від нього самого. Характер ознак (фенотип) визначається їх випадковим поєднанням. Вони не модифікуються якими-небудь частинами організму і знаходяться в стосунках домінантності-рецесивності.
Таким чином, теорія Менделя спадковості протистоїть ідеї спадкоємства придбаних протягом індивідуального розвитку ознак. Досліди Менделя послужили основою для розвитку сучасної генетики - науки, що вивчає дві основні властивості організму - спадковість і мінливість.
Висновок
Еволюційна теорія - наукова теорія, що пояснює поступальний розвиток життя на Землі від простих форм (клітини, бактерії) до складних. У біології, еволюція - це зміна в популяції успадкованих характеристик або ознак, які передаються з роду в рід. Ці характеристики кодуються в генах, копіюються і передаються до наступних поколінь при розмноженні. Випадкові зміни в генах можуть спричиняти нові або змінені ознаки, призводячи до відмінностей між організмами. Процес еволюції відбувається, коли різні ознаки стають більш загальними або переважаючими в популяції. Це може відбуватися безладно через генетичний дрейф, або шляхом природного добору через боротьбу за існування та виживання найпридатніших.
При природному доборі, організми з ознаками, які допомагають їм вижити і відтворитися, як правило, мають більше нащадків. Таким чином, вони передадуть більше вигідних спадкових ознак наступним поколінням. Це призводить до того, що вигідні ознаки стають більш загальними в кожному поколінні, а невигідні зменшуються. Через деякий час, цей процес "мікроеволюції" може приводити до різноманітних адаптацій в залежності від замін в навколишньому середовищі. Коли відмінності всередині та між популяціями накопичуються, це приводить до утворення нових видів і вищих таксонів (макроеволюції). Всі відомі види так чи інакше походять від єдиного предка через процес поступової розбіжності.
Теорія еволюції шляхом природного добору була вперше запропонована в книзі Чарльза Дарвіна "Походження видів" 1859 р. У 1930-х, теорія природного добору Дарвіна разом з теорією наслідування Менделя склали сучасну синтетичну теорію еволюції. З її величезними властивостями пояснювання і передбачування, ця теорія стала центральним організовуючим принципом сучасної біології, забезпечуючи загальне пояснення різноманітності життя на Землі.
Використана література
Алиханян С.И., Акифьев А.П., Чернин Л.С. Общая генетика: Учеб. - М.: Высш. шк., 1985 г.
Гайсинович А.Е. Зарождение и развитие генетики. - М.: Высш. шк., 1988г.
Горелов А.А. Концепции современного естествознания. - М.: Владос, 2000 г.
Концепции современного естествознания / Под ред. В.Н. Лавриненко, В.П. Ратникова. - М.: ЮНИТИ, 2000 г.
Концепции современного естествознания / Самыгин С.И. и др. - Ростов н/Д.: Феникс, 1997 г.
Лемеза Н.А., Камлюк Л.В., Лисов Н.Д. Биология в экзаменационных вопросах и ответах. - М.: Рольф, Айрис-пресс, 1998 г.
Равич-Щербо И.В., Марютина Т.М., Григоренко Е.Л. Психогенетика: Учеб. / Под ред. И.В. Равич-Щербо. - М.: Аспект-Пресс, 2000 г.
Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания: Курс лекций. - М.: Проект, 2002 г.