Девятнадцатый век вошел в историю как время новых открытий и революционных идей. Одним из наиболее ярких событий столетия стала публикация книги «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение рас в борьбе за жизнь». Чарльз Дарвин стал основателем новой теории эволюции, которая стала точкой отсчета не только направления в биологии, но и в развитии смежных наук.

Предпосылки для появления теории

Чарльз Дарвин вырос в семье врача, окончил богословский факультет Кембриджа, но, вместо того, чтоб стать священником, занялся естественными науками. Особую роль сыграло и путешествие в роли натуралиста в Южную Америку на корабле «Бигль». Согласно дневнику Дарвина, больше всего его поразили три момента:

— Открытие гигантских ископаемых, панцирь которых выглядел точь-в-точь как у современных броненосцев;

— Близкие по роду животные сменяют друг друга по мере продвижения к Южной Америке;

— Виды животных на Галапагосских островах лишь немного отличаются друг от друга.

Все это подтолкнуло ученого к выводу, что подобные факты можно объяснить только постоянными изменениями каждого из видов для приспосабливания к окружающей среде. По его мнению, благоприятные изменения привычек и вида животных должны были сохраняться, а неблагоприятные с течением времени были бы уничтожены. Как итог подобного процесса и появляются новые виды, адаптированные к обстоятельствам лучше всего.

Основные положения

Все положения своей теории эволюции Дарвин строил, основываясь на принципах логики и результатах собственных экспериментов. Вот главные тезисы его труда:

— Благодаря совокупности случайностей некоторые животные получают такие черты, которые помогают лучшим образом приспособиться к окружающей природе;

— Чем больше животное приспособлено к окружающей среде, тем больше шансов выжить у него появляется;

— Способность самых развитых животных приспосабливаться к окружающим обстоятельствам и уничтожение слабых и неприспособленных Дарвин назвал принципом естественного отбора.

Публикация трудов

Теория происхождения видов Чарльза Дарвина была сформирована уже в 1838 году, но опубликована только спустя двадцать один год и при достаточно спорных обстоятельствах. Одновременно с Дарвином разработкой нового учения занимался и А.Уоллес, который пришел к таким же выводам касательно развития видов. На обоих натуралистов повлияли популярные на тот момент работы Т.Мальтуса и Ч.Лайеля, потому Чарльз отправил обе работы и путевые заметки для одновременного чтения на собрании ученых в Лондоне.

Книга Дарвина, которая была закончена раньше срока благодаря появлению внезапного конкурента в лице Уоллеса, поначалу была встречена с негодованием со стороны консервативных натуралистов и сторонников теологических теорий. Однако последующий успех трудов заключался в большом количестве научных фактов, собранных опытным путем, потому книга стала бестселлером — первый тираж в количестве 1250 штук раскупили в день выхода, а переводы на одиннадцать иностранных языков были опубликованы еще при жизни ученого.

Чарльз Роберт Дарвин (1809 — 1882) — английский натуралист и путешественник, одним из первых осознал и наглядно продемонстрировал, что все виды живых организмов эволюционируют во времени от общих предков. В своей теории, первое развёрнутое изложение которой было опубликовано в 1859 году в книге «Происхождение видов» (полное название: «Происхождение видов путём естественного отбора, или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь»), основной движущей силой эволюции Дарвин назвал естественный отбор и неопределённую изменчивость.

Существование эволюции было признано большинством учёных ещё при жизни Дарвина, в то время как его теория естественного отбора как основное объяснение эволюции стала общепризнанной только в 30-х годах XX-го столетия. Идеи и открытия Дарвина в переработанном виде формируют фундамент современной синтетической теории эволюции и составляют основу биологии, как обеспечивающие логическое объяснение биоразнообразия.

Сущность эволюционного учения заключается в следующих основных положениях:

1. Все виды живых существ, населяющих Землю, никогда не были кем-то созданы.

2. Возникнув естественным путем, органические формы медленно и постепеннопреобразовывались и совершенствовались в соответствии с окружающими условиями.

3. В основе преобразования видов в природе лежат такие свойства организмов, как наследственность и изменчивость, а также постоянно происходящий в природе естественный отбор. Естественный отбор осуществляется через сложное взаимодействие организмов друг с другом и с факторами неживой природы; эти взаимоотношения Дарвин назвал борьбой за существование.

4. Результатом эволюции является приспособленность организмов к условиям их обитания и многообразие видов в природе.

В 1831 году по окончании университета Дарвин в качестве натуралиста отправился в кругосветное путешествие на экспедиционном судне королевского флота. Путешествие продолжалось без малого пять лет.(рис.1). Большую часть времени он проводит на берегу, изучая геологию и собирая коллекции по естественной истории. Сравнив найденные останки растений и животных с современными, Ч. Дарвин сделал предположение об историческом, эволюционном родстве.

На Галапагосских островах он нашел нигде более не встречающиеся виды ящериц, черепах, птиц. Галапагоссы - острова вулканического происхождения, поэтому Ч. Дарвин предположил, что на них эти животные попали с материка и постепенно изменились. В Австралии его заинтересовали сумчатые и яйцекладущие, которые вымерли в других частях земного шара. Так постепенно у ученого крепло убеждение в изменяемости видов. После возвращения из путешествия Дарвин в течение 20 лет упорно работал над созданием эволюционного учения, собрал дополнительные факты о выведении новых пород животных и сортов растений в сельском хозяйстве.

Искусственный отбор он рассматривал как своеобразную модель отбора естественного. На материале, собранном во время путешествия и доказывающем справедливость его теории, а также на научных достижениях (геологии, химии, палеонтологии, сравнительной анатомии и др.) и прежде всего, в области селекции, Дарвин впервые начал рассматривать эволюционные преобразования не у отдельных организмов, а у вида.

Рис. 1 Путешествие на «Бигле» (1831-1836 гг.)

Прямое влияние на Дарвина в процессе создания концепции оказали Лайель и Мальтусс его геометрической прогрессией численности из демографического труда «Опыт о законе народонаселения» (1798).. В этой работе Мальтус выдвинул гипотезу о том, что человечество размножается во много раз быстрее по сравнению с увеличением запасов пищи. В то время как человеческая популяция увеличивается геометрически, пищевые запасы, по мнению автора, могут увеличиваться только арифметически. Работа Мальтуса натолкнула Дарвина на раздумье о возможных путях эволюции.

В пользу теории эволюции организмов говорит огромное количество фактов. Но Дарвин понимал, что недостаточно только показать существование эволюции. Собирая доказательства, он работал преимущественно эмпирически. Дарвин пошел дальше, развив гипотезу, раскрывающую механизм процесса эволюции. В самой формулировке гипотезы Дарвин как ученый проявил подлинно творческий подход.

1 . Первое предположение Дарвина заключалось в том, что количество животных каждого вида имеет тенденцию увеличиваться от поколения к поколению в геометрической прогрессиии.

2. Затем Дарвин предположил, что хотя количество организмов имеет тенденцию к увеличению, число особей определенного вида в действительности остается то же.

Эти два предположения привели Дарвина к выводу о том, что должна происходить борьба за существование среди всех видов живых существ. Почему? Если каждое следующее поколение производит больше потомков, чем предыдущее, и если по количеству особей вид остается неизменным, то, по-видимому, в природе идет борьба за пищу, воду, свет и другие факторы окружающей среды. Одни организмы выживают в этой борьбе, а другие гибнут.

Дарвин выделил три формы борьбы за существование : внутривидовая, межвидовая и борьба с неблагоприятными факторами окружающей среды. Наиболее острая внутривидовая борьба между особями одного вида в связи с одинаковыми потребностями в пище, условиями обитания, например борьба между лосями, питающимися корой деревьев и кустарников.

Межвидовая - между особями разных видов: между волками и оленями (хищник — жертва), между лосями и зайцами (конкуренция за пищу). Воздействие на организмы неблагоприятных условий, например засухи, сильных морозов, — также пример борьбы за существование. Выживание или гибель особей в борьбе за существование — результаты, последствия ее проявления.

Ч. Дарвин в отличие от Ж. Ламарка , обратил внимание на то, что хотя любое живое существо изменяется в течение жизни, но и рождаются особи одного вида неодинаковыми.

3. Следующее предположение Дарвина заключалось в том, что каждому виду свойственна изменчивость. Изменчивость — свойство всех организмов приобретать новые признаки. Другими словами, особи одного и того же вида отличаются друг от друга, даже в потомстве одной пары родителей нет одинаковых особей. Он отверг, как несостоятельное, представление о «упражнении» или «неупражнении» органов и обратился к фактам выведения новых пород животных и сортов растений людьми - к искусственному отбору.

Дарвин выделил определенную (групповую) и неопределенную (индивидуальную) изменчивость. Определенная изменчивость проявляется у всей группы живых организмов сходным образом - если все стадо коров хорошо кормить, то у них у всех увеличатся удои и жирность молока, но не более, чем максимально возможные для данной породы. По наследству групповая изменчивость передаваться не будет.

4. Наследственность — свойство всех организмов сохранять и передавать признаки от родителей потомству. Изменения, которые передаются по наследству от родителей, называют наследственной изменчивостью. Дарвин показал, что неопределенная (индивидуальная) изменчивость организмов передается по наследству и может стать началом новой породы или сорта, если это будет полезно человеку. Перенеся эти данные на дикие виды, Дарвин отмечал, что в природе могут сохраняться лишь те изменения, которые выгодны виду для успешной конкуренции. Жираф - при-обрел длинную шею совсем не пото-му, что он ее постоянно вытягивал, доставая ветви высоких деревьев, но просто оттого, что разновидности, одаренные очень длинной шеей, могли найти пищу выше тех ветвей, которые были уже объедены их собратьями с более короткой шеей, а вследтствие этого они могли выжить во время голода. .

В 1859 г. вышла книга Дарвина " Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь", в которой он объяснял механизм эволюционного процесса. Постоянно размышляя о движущих причинах эволюционного процесса, Ч. Дарвин пришел к важнейшему для всей теории представлению. Естественный отбор — главная движущая сила эволюции.

Процесс, в результате которого выживают и оставляют потомство особи с полезными в данных условиях наследственными изменениями т.е. выживание и успешное производство потомства наиболее приспособленными организмами. Опираясь на факты, Ч. Дарвин смог доказать, что естественный отбор - движущий фактор эволюционного процесса в природе, а искусственный отбор играет такую же важную роль при создании пород животных и сортов растений.

Дарвин также сформулировал принцип расхождения признаков, очень важный для понимания процесса образования новых видов. В результате естественного отбора возникают формы, отличающиеся от исходного вида и приспособленные к конкретным условиям среды. Со временем расхождение приводит к появлению больших отличий у исходно мало отличающихся форм. В результате у них формируются различия по многим признакам. С течением длительного времени накапливается столь большое количество различий, что возникают новые виды. Именно это обеспечивает разнообразие видов на нашей планете

Заслуга Ч. Дарвина в науке заключается не в том, что он доказал существование эволюции, а в том, что объяснил, как она может происходить, т.е. предложил естественный механизм, обеспечивающий эволюцию, совершенствование живых организмов, и доказал, что этот механизм существует и работает.

Свой взгляд на эволюцию и его научное обоснование английский ученый-естествоиспытатель Чарльз Дарвин изложил в труде под названием «Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение пород в борьбе за жизнь», вышедшем в 1859 году, спустя полвека после публикации эволюционной теории биолога Жана Батиста Ламарка. Что представляют собой идеи Дарвина?

Эволюционная теория Дарвина, дарвинизм - это целостное учение о развитии органического мира. Она охватывает больше количество вопросов и проблем, главные из которых: доказательство эволюции и выявление ее движущих сил , определение свойств и закономерностей эволюции .

Основной стимул, сильно ускоривший публикацию Дарвином труда об эволюции - работа его соотечественника Альфреда Рассела Уоллеса, который независимо пришел к очень близким идеям и выводам.

Уоллес признал приоритет Дарвина, так как последний исследовал вопросы эволюции более глубоко и привел большее количество доказательств.
Основная заслуга Дарвина - выбор правильной схемы для изучения факторов эволюции и успешное разрешение вопроса о движущих силах эволюции: борьбе за существование и естественном отборе.

Основные принципы теории Дарвина

Все виды имеют свой размах индивидуальной изменчивости по физиологическим, поведенческим, морфологическим и другим признакам. Изменчивость существует всегда, имея лишь разный количественный и качественный состав.

1. Размножение живых организмов происходит в геометрической прогрессии. В силу ограниченности ресурсов между видами и особями идет борьба за существование.

2. Выживают и дают потомство те виды, у которых появляются отклонения, адаптивные к создавшимся условиям среды.

3. Отклонения возникают случайно, их имеют немногие особи, однако потомки таких особей выживают и преимущественно размножаются - именно этот процесс ученый назвал естественным отбором .

4. Естественный отбор со временем приводит к дивергенции признаков и образованию новых видов.

5. Результаты эволюции: приспособленность организмов и появление новых видов в природе.

6. Итак, главные движущие силы эволюции - это естественный отбор, борьба за существованием и наследственная изменчивость.

Дарвин установил механизм эволюции и объяснение многообразия видов живых существ.

Ученый доказал, что данный механизм есть постепенный естественный отбор случайных, ненаправленных наследственных изменений.

Взаимосвязь движущих сил эволюции

В природе постоянно наблюдается наследственная изменчивость. Например, муравьи умеют отличать особей своего вида, живущих в другом муравейнике - они, конечно, близки и похожи, но под влиянием наследственных изменений уже немного другие. Организмы вступают в жизнь с новыми изменениями в признаках и начинают борьбу за существование. Ее результатом всегда является естественный отбор.
Существует 3 вида борьбы за существование.

Дарвин также определил, почему одни особи гибнут, а другие выживают. В силу постоянной изменчивости в каждом поколении появляется неоднородность и неравноценность особей, то есть их разнокачественность. В результате борьбы за существование выживают особи с наиболее конкурентоспособным набором признаков. Таким образом, избирательно уничтожаются наименее приспособленные особи - происходит естественный отбор.

Результаты эволюции по Чарльзу Дарвину

1. Появление защитной окраски.

2. Появление предупреждающей окраски.

3. Развитие способности к мимикрии.

4. Дивергенция (расхождение) признаков между уже существующими и новыми видами. Многообразие видов живых организмов.

Итак, основные выводы, следующие из эволюционной теории Дарвина.

1. Особи любого вида обладают наследственной изменчивостью.

2. Внутри вида количество потомства очень высоко, а количество необходимых ресурсов ограничено.

3. Это приводит к борьбе за существование и, как следствие, к естественному отбору - выживанию и размножению самых приспособленных особей и видов.

4. В результате естественного отбора появляются новые виды и механизмы приспособления, носящие относительный характер.

Более подробно ознакомиться с темой можно в процессе просмотра видео- и онлайн-лекций автора данных курсов по биологии.

Эволюционная теория Дарвина представляет собой целостное учение об историческом развитии органического мира. Она охватывает широкий круг проблем, важнейшими из которых являются доказательства эволюции, выявление движущих сил эволюции, определение путей и закономерностей эволюционного процесса и др.

Сущность эволюционного учения заключается в следующих основных положениях:

1. Все виды живых существ, населяющих Землю, никогда не были кем-то созданы.

2. Возникнув естественным путем, органические формы медленно и постепенно преобразовывались и совершенствовались в соответствии с окружающими условиями.

3. В основе преобразования видов в природе лежат такие свойства организмов, как изменчивость и наследственность, а также постоянно происходящий в природе естественный отбор. Естественный отбор осуществляется через сложное взаимодействие организмов друг с другом и с факторами неживой природы; эти взаимоотношения Дарвин назвал борьбой за существование.

4. Результатом эволюции является приспособленность организмов к условиям их обитания и многообразие видов в природе.

Теория Ч.Дарвина о происхождении видов путем естественного отбора основывалась на всех достижениях биологии того времени, в том числе на фактах ботанической географии и зоогеографии. Она привела к пересмотру всех представлений о фактоpax дифференциации флор и фаун, положив начало новому периоду в биогеографии.

Ч.Дарвин доказал, что понимание современного географического распределения видов становится возможным только на основе эволюционного учения, и показал, что организмы, так же как природные условия, подвержены медленным, но постоянным изменениям, и изменения видов идут не только параллельно с изменениями внешних условий среды, но и тесно связаны с ними. В основе биогеографических представлений Дарвина лежит мысль о том, что каждый вид возникает в какой-либо одной области и при благоприятных условиях начинает от нее расселяться, пока не встречает на своем пути препятствий к расселению. Поэтому существование каждого вида непрерывно во времени. Вид, однажды исчезнувший, не появляется на Земле вновь. Непрерывным должно быть и существование вида в пространстве. В тех случаях, когда эта непрерывность нарушена, причиной могут быть случайности распространения, вымирание вида на части территории первоначального возникновения, или распространение было при условиях, отличающихся от современных. Таким образом, понятно, например, существование одних и тех же видов растений и животных на материке Европы и на Британских островах, составлявших в геологическом прошлом единое целое.

38. Внутривидовые факторы среды.

Внутривидовыми факторами являются: численность, плодовитость (у растении семенная продуктивность), продолжительность жизни и плотность, этологический фактор, групповой эффект и конкуренция.

Численность вида или его экологически и географически обособленных групп характеризуется количеством особей на определенной территории. Она выражается абсолютным значением или балльной оценкой. Численность вида или его экологически и географически обособленных групп не может расти до бесконечности. В конечном итоге наступает насыщение им среды обитания и дальнейшее увеличение численности становится невозможным.

Плодовитость - это эволюционно сложившаяся способность животных приносить свойственный каждому виду приплод, компенсирующий естественную смертность. Она обычно характеризуется коэффициентом рождаемости или размножаемости.

Продолжительность жизни измеряется временем, которое протекает между рождением и смертью организма. Средняя продолжительность жизни вида соответствует средней продолжительности жизни каждой особи.

Плотность представляет собой количество особей вида, приходящихся на единицу площади. Она непосредственно связана с численностью вида или его отдельных групп на конкретной местности. Чем выше численность вида, его плодовитость (продуктивность), плотность, продолжительность жизни, тем быстрее идет насыщение видом среды обитания вплоть до того момента, когда увеличение численности уже невозможно.

Этологический фактор (от греч. ethos - нрав, характер) - это поведение животных, способное оказывать влияние на другие биотические факторы. Примером может служить питание кровью теплокровных животных только самки комара обыкновенного. Особенно четко этологический фактор прослеживается у видов с развитой психикой во время установления половых контактов, брачных церемоний и при воспитании потомства.

Групповой эффект выражается в объединении двух и более особей с целью приспособления к окружающей среде.. Большими семьями живут муравьи и термиты. Могут объединяться во временные группы - стаи для координации своих действий при перемене места обитания и в поисках пищи рыбы и птицы.

Внутривидовая конкуренция представляет собой взаимоотношения между организмами или группами организмов внутри вида, в процессе которых они вступают в борьбу за одни и те же источники существования и условия размножения (пища, вода, местообитание и др

Создание теории эволюции Чарлза Дарвина (1809-1882) было подготовлено достижениями естествознания того периода и высоким уровнем развития капитализма. Англия первой половины XIX в, была страной развитой промышленности, сельского хозяйства и крупнейшей колониальной" державой. Она вела оживленную торговлю со многими странами мира, в связи с чем возрастал спрос на сырье и стимулировалось развитие методов интенсивного растениеводства и животноводства. Достигла расцвета селекция - наука о выведении новых и улучшении существовавших сортов растений и пород животных. Главным методом селекции в то время был отбор и сохранение к разведению лучших сортов растений или пород животных.
Селекционеры Англии создали ценные сорта пшеницы и других зерновых, картофеля, плодовых, декоративных растений, ряд пород крупного и мелкого рогатого скота, свиней, собак, кроликов, голубей, домашней птицы. Однако их работа не имела теоретического обоснования. Для изучения неисследованных стран в поисках источников сырья, новых рынков сбыта товаров английское правительство организует специальные экспедиции, в которых принимают участие и ученые. В одной из них совершил кругосветное путешествие в качестве натуралиста молодой Ч. Дарвин.Он собрал богатый фактический материал, послуживший источником при разработке теории эволюции.
Важнейшими научными предпосылками теории Дарвина были также теория Ч. Лайеля о постепенных изменениях поверхности Земли под действием природных сил, успехи палеонтологии, сравнительной эмбриологии и систематики. Важное значение в утверждении принципа развития живой природы имела клеточная теория (1839), которая убедительно показала единство строения растений и животных. (Н.Е. Ковалев, Л.Д. Шевчук, О.И. Щуренко. Биология для подготовительных отделений медицинских институтов.)

Экспедиционный материал Ч. Дарвина ( В.Б. Захаров. Биология. Справочные материалы. М.,1997)

Наблюдения Дарвина позволили задуваться над причинами сходства и различий между видами. Главная его находка, обнаруженная в геологических отложениях Южной Америки, - это скелеты, вымерших гигантских неполнозубых, очень сходных с современными броненосцами и ленивцами. Еще большее впечатление произвело на Дарвина изучение видового состава животных на Галапагосских островах.
На этих вулканических островах недавнего происхождения Дарвин обнаружил близкие виды вьюрков, сходные с материковым видом, но приспособившиеся к разным источникам питания - твердым семенам" насекомым, нектару цветков растений. Дарвин сделал вывод: птицы попали на остров с материка и изменились вследствие приспособления к новым условиям обитания. Таким образом, Дарвин ставит вопрос о роли условий среды в видообразовании. Аналогичную картину Дарвин наблюдал и у берегов Африки Животные, обитающие на островах Зеленого мыса, несмотря на некоторое сходство о материковыми видами, все же отличаются от них существенными чертами. С позиции сотворения видов Дарвин не мог объяснить я особенности развития и описанного им грызуна туко-туко, живущего в норах под землей и рождающего зрячих детенышей, которые затем слепнут. Перечисленные и многие другие факты поколебали веру у Дарвина в сотворение видов. Вернувшись в Англию, он поставил перед собой задачу: разрешить вопрос о происхождении видов.

Чарльз Дарвин в своем основном труде "Происхождение видов путем естественного отбора" (1859), обобщив эмпирический материал современной ему биологии и селекционной практики, использовав результаты собственных наблюдений во время путешествий, кругосветного плавания на корабле "Бигль", раскрыл основные факторы эволюции органического мира. В книге "Изменение домашних животных и культурных растений" (т.1-2, 1868) он изложил дополнительный фактический материал к основному труду. В книге "Происхождение человека и половой отбор" (1871) выдвинул гипотезу происхождения человека от обезьяноподобного предка.

В основе теории Дарвина - свойство организмов повторять в ряду поколений сходные типы обмена веществ и индивидуального развития в целом - свойство наследственности.

Наследственность вместе с изменчивостью обеспечивает постоянство и многообразие форм жизни и лежит в основе эволюции живой природы.

Одно из основных понятий своей теории эволюции - понятие "борьба за существование" - Дарвин употреблял для обозначения отношений между организмами, а также отношений между организмами и абиотическими условиями, приводящих к гибели менее приспособленных и выживанию более приспособленных особей.

Понятие "борьба за существование" отражает те факты, что каждый вид производит больше особей, чем их доживает до взрослого состояния, и что каждая особь в течение своей жизнедеятельности вступает в множество отношений с биотическими и абиотическими факторами среды.

Дарвин выделил две основные формы изменчивости:

Определенную изменчивость - способность всех особей одного и того же вида в определенных условиях внешней среды одинаковым образом реагировать на эти условия (климат, почву);

Неопределенную изменчивость, характер которой не соответствует изменениям внешних условий.

В современной терминологии неопределенная изменчивость называется мутацией.

Мутация - неопределенная изменчивость в отличие от определенной носит наследственный характер. По Дарвину, незначительные изменения в первом поколении усиливаются в последующих. Дарвин подчеркивал, что решающую роль в эволюции играет именно неопределенная изменчивость. Она связана обычно с вредными и нейтральными мутациями, но возможны и такие мутации, которые оказываюся перспективными.

Неизбежным результатом борьбы за существование и наследственной изменчивости организмов, по Дарвину, является процесс выживания и воспроизведения организмов, наиболее приспособленных к условиям среды, и гибели в ходе эволюции неприспособленных - естественный отбор.

Механизм естественного отбора в природе действует аналогично селекционерам, т.е. складывает незначительные и неопределенные индивидуальные различия и формирует из них у организмов необходимые приспособления, а также межвидовые различия. Этот механизм выбраковывает ненужные формы и образовывает новые виды.

Тезис о естественном отборе наряду с принципами борьбы за существование, наследственности и изменчивости - основа дарвиновской теории эволюции.