4. Эволюционная теория Чарлза Дарвина

Вспомните

1. Какие виды изменчивости вам известны?

Изменчивость – разнообразие признаков и свойств у особей и групп особей любой степени родства. Изменчивость присуща всем живым организмам. Различают изменчивость: наследственную. и ненаследственную; индивидуальную и групповую. Наследственная изменчивость обусловлена возникновением мутаций, ненаследственная – воздействием факторов внешней среды. Явления наследственности и изменчивости лежат в основе эволюции.

2. Что такое искусственный отбор?

Искусственный отбор, выбор наиболее ценных в хозяйственном отношении животных и растений какой-либо породы или сорта и использование их для дальнейшего разведения. Термин ввёл в 1859 Ч. Дарвин, создавший теорию И. о. и показавший, что это основной фактор, обусловивший возникновение и дальнейшую эволюцию культурных растений и домашних животных. Ч. Дарвин доказал происхождение каждой группы сортов или пород и видов культурных растений и домашних животных от одного или немногих видов диких предков.

Стр. 29. Вопросы для повторения и задания

1. Какие наблюдения Ч. Дарвина поколебали его веру в неизменность видов?

Наблюдения, сделанные Дарвином очень точно и профессионально во время кругосветного путешествия, заставили его задуматься над причинами сходства и различия между видами. Дарвин обнаружил скелеты вымерших гигантских неполнозубых, очень сходные с современными броненосцами и ленивцами, обнаруженные в геологических отложениях Южной Америки. На 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. У берегов Африки на островах Зелёного Мыса он обнаружил грызуна туко-туко, живущего в норах под землей и рождающего зрячих детенышей, которые потом слепнут. Нелепо было бы предположить, что для каждого вновь возникающего вулканического острова творец создает свои особые виды животных. Разумней сделать другой вывод: птицы попали на острова с материка и изменились вследствие приспособления к новым условиям обитания. Моделью процессов, происходящих в природе, послужила для Дарвина практика сельского хозяйства в Англии. Он обратил внимание на то, что селекционеры могут очень быстро вывести новый сорт растений или породу домашних животных, отбирая среди большого числа особей те, у которых желаемый признак наиболее выражен, и оставляя их для размножения. Среди потомства снова проводится отбор и т. д. Такой отбор был назван искусственным. Искусственный отбор может быть бессознательным (когда для размножения оставляют особи, лучшие по многим признакам) и методическим (когда селекционером ставится определенная цель по улучшению какого-либо признака или свойства). Поскольку отклонения желаемого признака от средней нормы встречаются редко и обычно едва заметны, условием успешности методического отбора служит большое количество исходного материала. Это было возможно только в условиях крупнотоварного сельскохозяйственного производства, которое и существовало в то время в Англии. Вернувшись в Англию, Дарвин поставил перед собой задачу решить вопрос о происхождении видов.

2. Каковы причины возникновения групповой изменчивости?

Выделенная Ч. Дарвином групповая, или определенная, изменчивость возникает под влиянием факторов внешней среды и у всех особей популяции проявляется примерно одинаково. Вместе с тем эта изменчивость не передается по наследству. Например, удобряя растения, можно получить хороший урожай. Но чтобы получить такой же урожай на следующий год, необходимо вновь вносить удобрения. Данную изменчивость в настоящее время называют ненаследственной (фенотипической, модификационной).

3. Что такое искусственный отбор?

Основной движущей силой в возникновении сортов и пород является искусственный отбор. Под искусственным отбором понимается процесс создания новых пород животных и сортов культурных растений путем систематического сохранения и размножения особей в ряду поколений с определенными, ценными для человека признаками и свойствами. Дарвин выделял две формы искусственного отбора: сознательный, или методический.

4. Каковы причины борьбы за существование в живой природе? Приведите примеры трёх форм борьбы за существование, которые вы наблюдали в природе.

Наиболее общей причиной борьбы за существование является несоответствие между запросами (потребностями) организма и условиями окружающей среды. Обычно реальные условия значительно отличаются от идеальных. Это позволило Ч. Дарвину выделить три основных формы борьбы за существование. Борьба с неблагоприятными факторами внешней среды. Чаще всего причина этой борьбы – различные погодные явления, засухи, наводнения и многие другие природные катаклизмы. Как правило, при изменении условий обитания выживают и оставляют потомство особи, наиболее приспособленные к этим новым условиям. Межвидовая борьба. В ее основе лежит взаимодействие видов. Выделяют два основных ее варианта: «хищник – жертва» и конкуренция схожих видов. Например, ель с плотной кроной не дает развиваться в своей тени соснам. Внутривидовая борьба. Ее основной причиной является конкуренция особей внутри одного биологического вида. В этом случае борьба идет не только за пищу, но и за гнездовую (охотничью) территорию, а также за партнеров для размножения. Яркий пример – брачные турниры, когда самцы соревнуются за самку и лишь победитель может продолжить свой род, передав генетический материал потомству.

5. Следствием каких взаимоотношений является естественный отбор?

Естественный отбор – следствие борьбы за существование; обусловливает относительную целесообразность строения и функций организмов; творческая роль естественного отбора выражается в преобразовании популяций, приводящем к появлению новых видов. Понятие о естественном отборе как основном движущем факторе исторического развития живой природы введено Ч. Дарвином. Следствиями естественного отбора являются: развитие приспособлений видов к условиям их существования (обусловливающее "целесообразность" строения организмов), дивергенция (развитие от общего предка нескольких дочерних видов, все большее расхождение их признаков в эволюции) и прогрессивная эволюция (усложнение и усовершенствование организации). Частным случаем естественного отбора является половой отбор, который обеспечивает развитие признаков, связанных с функцией размножения. Естественный отбор происходит автоматически. Все живые организмы из поколения в поколение проходят суровую проверку по всем мельчайшим деталям их строения, функционирования всех их систем в разнообразных условиях. Только те, кто выдержал эту проверку, оказываются отобранными и дают начало следующему поколению. Эффективность естественного отбора зависит от его интенсивности и запаса наследственной изменчивости, накопленного в популяции. Интенсивность отбора определяется тем, какая доля особей доживает до половой зрелости и участвует в размножении. Чем меньше эта доля, тем больше интенсивность отбора. Интенсивность отбора варьирует в широких пределах в зависимости от вида и экологической ситуации. Однако она никогда не бывает нулевой. Даже в человеческих популяциях его интенсивность весьма значительна. В природных популяциях микроорганизмов, растений и животных интенсивность естественного отбора гораздо выше. Однако даже самый интенсивный отбор будет неэффективен, если изменчивость особей в популяции незначительна или она носит ненаследственный характер. Если все особи в популяции совершенно одинаковы, то даже в условиях жесткой борьбы за существование все они имеют равные шансы уцелеть или погибнуть. Жизнь и размножение каждой такой особи зависит от случая. Из поколения в поколение генетический состав этой популяции будет оставаться неизменным.

Изменения не будут накапливаться и в том случае, если изменчивость особей в популяции родителей обусловлена не генетической изменчивостью, а разнообразием средовых условий (чистые линии (гомозиготные по всем генам), растения и животные и в клонах бесполых организмов.

6. Какова роль естественного отбора в эволюции?

Охарактеризовав вначале искусственный отбор и его способность к созданию новых пород и сортов, Ч. Дарвин затем убедительно доказал наличие в природе аналогичного процесса. Он назвал его естественным отбором. Естественный отбор – это преимущественное выживание и размножение наиболее приспособленных особей каждого вида и гибель менее приспособленных организмов. Принцип естественного отбора, который впервые выдвинул Ч. Дарвин, имеет основополагающее значение в теории эволюции. Именно естественный отбор является тем фактором, который направляет эволюционный процесс и обеспечивает закрепление в популяции определенных изменений. Естественный отбор основывается на генетическом разнообразии и избыточной численности особей в популяции. Большинство видов размножаются очень интенсивно. Несоответствие между потенциальными возможностями видов к размножению в геометрической прогрессии и ограниченностью ресурсов является главной причиной борьбы за существование. Гибель организмов может происходить по разным причинам. Иногда она может носить случайный характер, например, в результате пересыхания водоема или пожара. Однако обычно с большей вероятностью выживают и оставляют потомство те особи, которые максимально приспособлены к данным условиям обитания и имеют определенные преимущества. Наименее приспособленные организмы имеют меньше шансов оставить потомков и чаще погибают. Таким образом, естественный отбор – это результат борьбы за существование.

Естественный отбор играет в природе творческую роль, потому что из всего многообразия ненаправленных наследственных изменений он отбирает и закрепляет только те, которые обеспечивают популяции или виду в целом оптимальные приспособления к данным условиям существования.

7. Рассмотрите рисунок 11. Какие формы борьбы за существование он иллюстрирует? Аргументируйте свой ответ.

Межвидовая борьба. Гиена никогда не нападает в одиночку.