Теория эволюции Дарвина

Констатируя факт эволюции, Дарвин определяет способ, с помощью которого можно объяснить ее причины. Виды эволюционируют в процессе приспособления к среде. Итак, если мы поймем причины приспособительной изменчивости видов, то одновременно обнаружим и причины эволюции органических форм. Такая постановка проблемы теории эволюции в Дарвина.

Пытаясь решить поставленные проблемы, Дарвин опирался на практику животноводства и растениеводства. Обратив внимание на аналогию между эволюцией культурных форм и эволюцией диких видов в природе, он обнаружил, что эти два процесса объединяют такие факторы, как наследственная изменчивость и отбор.

Изменчивость как фактор эволюции

Рассматривая эту проблему, Дарвин анализирует вопрос о причинах и формы изменчивости как главные признаки этого фактора эволюции.

Причины изменчивости. Одна из причин изменчивости - скрещивание, в основе которого .лежить половое воспроизведение. В большинстве случаев именно эта причина объясняет тот факт, что среди потомков одной пары родителей в животных или в растений, выросших из семян одного плода, невозможно обнаружить совершенно одинаковые особини1. Основной причиной изменчивости Дарвин считал влияние внешней среды. В то же время он подчеркивал, что непосредственно сам характер изменения, возникающая под действием среды, зависит не столько от внешних факторов, сколько от природы самого организму2.

Формы изменчивости. Дарвин различал следующие основные формы изменчивости: определенную и неопределенную.

Определенная изменчивость возникает под действием определенных факторов среды, которые вызывают вполне определенные изменения во всех особей данного вида животных или растений. Поскольку она имеет массовый характер, то ее можно назвать групповой. Например, "тибетские козы при перемещении с гор в долины теряют шерсть» (Ч. Дарвин).

Неопределенная изменчивость, как правило, носит индивидуальный, то есть единичный характер. Такие изменения возникают в результате индивидуального реагирования организмов на Влияние внешней среды, но не всегда можно выявить причину и определить результат ее действия, то есть она носит случайный и нецеленаправленный (неопределенный) характер. При этом в эволюции важные раз наследственные неопределенные изменения.

По учению Дарвина, именно неопределенная наследственная изменчивость, которая больше всего выражается в небольших изменениях, играет основную роль в эволюции органических форм в культуре человека и в дикой природе. Впрочем, Дарвин не отрицает, что иногда и большие (ярко выражены) изменения могут вызвать образование новых форм. Однако такие изменения редко закрепляются в эволюции, поскольку они нарушают коррелятивные связи всю организацию в целом.

Теория искусственного отбора

Дарвин подчеркивает, что культурные растения и домашние животные произошли от диких предков. Но одной изменчивостью нельзя объяснить все разнообразие различий между породами домашних животных и сортов культурных растений, так как все они имеют признаки приспособленности к различным интересов человека. Анализируя эти факты, он отмечает, что любое изменение далеко не всегда адаптивный характер. Отсюда понятно, что приспособление качественно отличается от простого изменения, и причина его возникновения связана с подбором, который осуществляет человек, то есть с искусственным отбором.

Дарвин различает две формы искусственного отбора: методический и бессознательный.

1) Методический отбор. Главная особенность методического отбора заключается в том, что человек совершает его целенаправленно, заранее определяя, какие признаки и в каком направлении должны быть изменены, а затем начинает методично накапливать необходимые изменения. Процесс методического отбора заключается в отборе родительских особей с нужными для человека признаками, их скрещивании, элиминации (устранении) непригодных форм и последующем отборе потомства из поколения в поколение.

2) Бессознательное отбор. Это самая ранняя форма селекционного процесса. Сущность бессознательного отбора состоит в том, что человек сохраняет наиболее ценные с ее точки зрения экземпляры растений и животных и уничтожает наименее ценные без всякого умысла (конкретной цели) вывести новый сорт или новую породу. Но конечный результат оказывается неожиданным: появляется новая органическая форма, отличная от исходной. Бессознательный отбор тоже вызывает изменения культурных растений и животных и увеличение разнообразия сортов и пород с той лишь разницей, что он действует значительно медленнее, чем методический. Но в конечном итоге он также вызывает формотворческий процесс, который в данном случае направляется ничьей волей. Открытие этого факта имело огромное значение для дальнейшего развития теории Дарвина. Ученый вплотную подошел к пониманию причин формообразующих процесса, который происходит в природе.

Искусственному отбору способствуют следующие условия: значительная степень изменчивости исходного материала, численность исходной партии, возможность устранения нежелательных скрещиваний, условия ухода и содержания, мастерство селекционера.

Творческая роль искусственного отбора заключается в том, что именно человек, подобно скульптору, создает нужные ему органические формы, аккумулируя нужны изменения из поколения в поколение. Творческая роль искусственного отбора проявляется также в приспособленности пород домашних животных и сортов культурных растений с потребностями и капризов человека. Попав в культуру, дикие виды претерпели изменения огромного масштаба, отличаясь от своих диких предков значительными изменениями именно тех признаков организации, в которых была заинтересована человек. Кроме того, многие растения и животных человек изменил такой степени, что они не могут существовать в дикой природе, что тоже свидетельствует о творческой роли искусственного отбора.

Теория естественного отбора

Как считает Дарвин, эволюция видов в естественной обстановке происходит под влиянием факторов, аналогичных тем, что определяют эволюцию культурных форм.

Материалом эволюции относительно диких форм также неопределенная наследственная изменчивость. Однако сам факт существования изменчивости объясняет причин эволюции. Ключ к их пониманию Дарвин видит в том, чтобы выяснить, под влиянием каких факторов виды, эволюционируя, в то же время становятся приспособленными к новым условиям существования. Взяв за основу аналогию с культурными формами, он считал, что приспособленность видов в природе является результатом отбора, но осуществляет отбор не человек, а непосредственно условия среды.

Размышляя над вопросом, каким образом отбор применим к природе, Дарвин пришел к пониманию значения борьбы за существование как фактора эволюции, который и является непосредственно двигателем отбора.

Борьба за существование как фактор эволюции. Дарвин и Уоллес впервые пришли к выводу, что в целом причиной эволюции является результат взаимодействия организмов с окружающей как абиотической (неорганическим), так и биотических средой. Сам же этот процесс взаимодействия и является основной сущностью борьбы за существование.

Понятие борьбы за существование как фактора эволюции включает следующие вопросы: источники (причины), определение понятия и формы борьбы за существование.

Источники (причины) борьбы за существование. В основе теории борьбы за существование лежит факт интенсивного размножения организмов: "все животные и растения склонны увеличивать свою численность в геометрической профессии ...". Так, например, луна-рыба может отложить 300 млн. Икринок за один раз. Даже слон - животное, которое медленно размножается и рождает за свою жизнь не более шести малышей, может дать начало поколению, которое за период 740-750 лет составит до 19 млн. Особей.

Таким образом, в природе у всех живых организмов существует тенденция к размножению в геометрической прогрессии (давление жизни). Однако последняя в природе почти никогда не реализуется. Фактически организмов всегда рождается больше, чем выживает. На пути к безграничному в потенции размножения возникают различные препятствия, которые приводят к огромной смертности в любом возрасте, но особенно на ранних стадиях развития. Существует много обстоятельств, которые сдерживают рост численности: ограниченность пищевых ресурсов, природно-климатические факторы, хищники, паразиты, возбудители эпидемий и эпизоотий (одновременных заболеваний более или менее значительного количества животных на какое-либо инфекционное заболевание), а также конкуренты, то есть организмы, выдвигающих идентичны требования к условиям среды (давление среды).

"Отслуживших препятствия, - пишет Дарвин, - сократите хотя 6 немного уничтожения, и численность вида почти моментально возрастет до каких угодно размеров". Так, в Новой Зеландии одичали и размножились свиньи, которые начали наносить огромный ущерб сельскому хозяйству. То же самое произошло в Австралии с кроликами.

Таким образом, главным источником борьбы за существование является взаимодействие двух противоречивых начал: давления жизни и давления окружающей среды.

Другой причиной борьбы за существование следует считать тот факт, что особи каждого вида животных или растений отличаются. На языке современной биологии, другим источником борьбы за существование являются генетические различия между особями в популяции. Именно из-за своих наследственно обусловленные особенности одни особи выдерживают борьбу за существование, а другие - нет.

Определение понятия. Давая определение понятия, Дарвин пишет: "... Я предупреждаю, что применяю этот термин в широком и метафорическом смысле, включая сюда зависимость одного существа от другого, а также включая (что еще важнее) не только жизнь одной особи, но и успех ее в оставлении после себя потомства ".

Отсюда понятно, что Ч. Дарвин широко трактует термин "борьба за существование", имея в виду различные формы зависимости между организмами, которые существуют в природе и время набирают форму сети сложных взаимосвязей, переплетается, как, например, связь между надою молока у крупного рогатого скота и количеством кошек в данной местности. Если кормом для крупного рогатого скота является красный клевер, опыляемой шмелями, то увеличение численности кошек в этой местности приведет в уменьшение численности полевых мышей, которые разрушают гнезда шмелей. В конце концов, увеличение численности шмелей способствовать лучшему урожая красного клевера, а, следовательно, возрастут надои молока у крупного рогатого скота.

Формы борьбы за существование. Дарвин выделил три основные формы борьбы за существование: зависимость от абиотических факторов среды, межвидовой и внутривидовой борьбе.

1) Зависимость организмов от абиотических факторов среды особенно остро проявляется в тех случаях, когда внешние условия среды ухудшаются: например, суточные и сезонные колебания температуры или влажности. Эта форма борьбы за существование предполагает, что фактором отбора который элиминирует (сокрушительным фактором), являются климатические или другие абиотические факторы.

2) Межвидовая борьба проявляется в двух формах: прямой и косвенной.

Прямая межвидовая борьба заключается в непосредственных сложных отношениях между видами в биоценозе (совокупности растений и животных, населяющих участок среды обитания с более или менее однородными условиями жизни). Определяющую роль в этих отношениях играют трофические (пищевые) связи, то есть взаимосвязи в пищевых цепях. В этом случае для растения, например, прямым фактором, элиминирует, есть животное, питается ею, для травоядного животного - плотоядное животное (хищник). Сюда следует отнести и паразитизм: паразит выступает по отношению к хозяину как прямой фактор, элиминирует (отборочный фактор).

Косвенная межвидовая борьба (межвидовая конкуренция) - биологическое соревнования (конкуренция) между видами в биогеоценозе (взаимообусловлены комплексе живых и неживых компонентов, связанных между собой обменом веществ и энергии) за свет, пищевые ресурсы, места проживания и другие условия жизнеобеспечения. В одних случаях конкуренция между двумя видами за зависимости от тех же жизненных средств может проявляться в открытой форме. Так, среди млекопитающих грызуны и копытные связанные единством источников питания; они конкурируют между собой за более успешное их использование. Конкурировать между собой на основе общности источников питания могут и более отдаленные друг от друга в систематическом отношении виды, как, например, насекомые и копытные, вследствие чего большее использование пригодной для еды растительности одной группой, например, перелетной саранчой, обрекает на голод и даже гибель ее соперника, то есть травоядных млекопитающих. Во многих других случаях межвидовое соревнования приобретает не столь выразительных форм, хотя и оказывается весьма заметно. Например, длительную борьбу за свет, пищу, пространство для роста ведут между собой все растения на лугу, поляне и т.д.

Но наиболее острой является конкуренция между близкими видами, поскольку особи, которые составляют, проявляют гораздо больше однотипных требований к условиям существования. Поэтому мы часто наблюдаем вытеснение одного вида другим, близким к нему, со схожими потребностями. Так, серая крыса вытесняет черного, европейские воробьи - американских вьюрков, рыжий таракан-прусак вытесняет черного таракана отовсюду, где только его встретит.

Внутривидовая борьба проявляется в внутривидовой конкуренции, что наиболее острый характер, так как для существования и размножения особей одного вида необходимы одинаковые условия. Среди животных, принадлежащих к одному виду и является пищей для определенного вида хищников, жертвой в первую очередь становятся те, у которых меньше выраженное защитная окраска, медленный бег и т.п. То же наблюдается и среди хищников. Более успешно захватывает добычу более ловкий, быстрый и т.д. Оказывается внутривидовая борьба также в половой конкуренции.

Победу в борьбе за существование обеспечивают те благоприятные изменения особей, которые способствуют их большей выносливости в экстремальных условиях среды, дают им больше шансов спастись от хищников, найти себе пищу, найти партнера для спаривания и т.д. В результате борьбы за существование одни особи выживают и оставляют потомство, в то время как другие устраняются от размножения и не выживают, не дав потомства. В этом и заключается сущность естественного отбора.

Естественный отбор - главный фактор эволюции. Он вытекает из неопределенной наследственной изменчивости и борьбы за существование.

Наследственные изменения у особей одной популяции происходят в разных направлениях и могут быть чрезвычайно разнообразными в одинаковых условиях среды (вредными, нейтральными и полезными). Из поколения в поколение особи с полезными в определенных условиях среды наследственными изменениями преимущественно выживают в борьбе за существование и оставляют после себя способно к размножению потомство. Напротив, особи, не имеющие таких изменений, оставляют все более малочисленное и слабое потомство или устраняются от размножения, что может привести к вымиранию данной группы особей. Это и составляет основное содержание естественного отбора.

Таким образом, в свете теории Ч. Дарвина под естественным отбором следует понимать процесс, который происходит в природе, когда выживают и оставляют потомство особи с полезными для их жизни и развития признакам, то есть признаками, соответствующие условиям среды, а особи, которые не имеют таких признаков, устраняются от размножения или погибают. Этот процесс является результатом взаимодействия организмов с условиями абиотической и биотического среды.

Выражение "естественный отбор" Дарвин употреблял, подчеркивая, что это естественный процесс, который происходит в природе, он не требует вмешательства каких-либо "потусторонних" сил.

Естественный отбор имеет определенные черты сходства с искусственным отбором, но в то же время существенно от него отличается. Общим является то, что оба процесса базируются на том же материале - наследственной неопределенной (индивидуальной) изменчивости. Как при воздействии природного, так и при воздействии искусственного отбора возникают новые органические формы: при искусственном отборе - породы домашних животных и сорта культурных растений, а при естественном отборе - новые виды. Естественному отбору тоже присуща творческая роль, которая заключается в его аккумулятивной (накопительной) действия. Действует он медленно и постепенно, сохраняя из поколения в поколение мелкие изменения в направлении выживания в данных условиях среды ("выживание приспособленных»).

При искусственном отборе фактором, отбирает, есть человек, а при естественном - условия внешней среды (абиотические и биотические факторы). Отсюда следует и спектр отбора, то есть признаки, на которые отбор может действовать. В этом действие искусственного отбора ограничена, потому что человек обращает внимание главным образом на внешние признаки животных и растений, тогда как для естественного отбора важна любая особенность организма. Естественный отбор влияет на весь организм, все его свойства и признаки, в том числе и те, которые не проявляются внешне, но дают ту или иную преимущество их владельцу.

Часто в результате действия искусственного отбора возникают признаки, которые интересуют человека, но не способствуют выживанию в природе. Естественный отбор действует в интересах вида в целом, так под его влиянием формируются признаки, благодаря которым особи в дикой природе выживают.

Условия, которые способствуют действию естественного отбора: значительные возможности индивидуальной наследственной изменчивости, неродственные скрещивания (во-первых, они усиливают изменчивость, которая является материалом для отбора, во-вторых, способствуют повышению жизнеспособности и стойкости экстремальных воздействий), обширность ареала и наличие пространственной изоляции (при этом полная изоляция ускоряет видообразования, но тормозит прогресс организации, который наиболее успешно осуществляется на крупных, но не полностью изолированных территориях).

Существует много доказательств действия естественного отбора как косвенных, так и прямых, экспериментальных. Среди них наиболее ярким примером может служить явление индустриального меланизму (темную окраску). Так, в индустриальных районах многих европейских стран, где кора, стволы деревьев и листья часто покрыты сажей и копотью, за последние 100 лет темнозабарвлени насекомые (преимущественно ночные бабочки) вытесняют светлоокрашенные. Этот процесс в популяциях под действием естественного отбора к лучшему защитная окраска тела, спасает бабочек от пожирания птицами. Из поколения в поколение темные особи успешно выживают и размножаются, а всех остальных устраняет естественный отбор (рис. 1).

Рис. 1 Типичная (света) и меланистична (темная) формы березовой пьяденици (Biston betularia). (По А. В. Яблоковым, А. Г. Юсуфов, 1989).

Значение теории эволюции Дарвина - Уоллеса

Эволюционная теория была революцией в биологии. Биология стала эволюционной благодаря внедрению исторического метода исследований. Впервые в мировой науке идея эволюции окончательно утвердилась именно благодаря теории Дарвина - Уоллеса. Последнее объясняется тем, что было открыто механизм эволюции живой природы - естественный отбор, вызванный борьбой за существование и основан на наследственных индивидуальных изменениях, носящих неопределенный (нецеленаправленный) характер.

Теория эволюции Дарвина - Уоллеса имеет большое мировоззренческое значение, поскольку способствует становлению материалистического взгляда на природу. Материализм теории заключается в том, что факторы эволюции, открытые Дарвином и Уоллесом, вполне материальные, их действие можно увидеть и доказать, что подтверждает дальнейшее развитие биологии. Причинное объяснение эволюции живой природы, которое дает эта теория, не оставляет места для нематериального, божественного начала, в чем проявляется ее атеистическое направления.

Теория Дарвина - Уоллеса является одним из крупнейших обобщений в естествознании, поскольку она вносит существенный вклад в естественнонаучные представления о картине мира.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >