Головна > Вікна > Великі проблеми еволюції. Проблеми та перспективи еволюційного вчення Які сучасні проблеми теорії еволюції

Великі проблеми еволюції. Проблеми та перспективи еволюційного вчення Які сучасні проблеми теорії еволюції

Ярославський державний педагогічний університет ім. К.Д. Ушинського

Контрольна робота

за концепцією сучасного природознавства.

Тема:

"Основні проблеми теорії еволюції".

Студентки:

заочного відділення

педагогічного факультету

ЯДПУ ім. Ушинського

Кругликове Кохання

Олександрівни.

Спеціальність:

«Педагогіка та методика

дошкільної освіти».

Викладач:Пізов

Олександр Віталійович.

ДО 2960, група 61 "Д"

1. ВСТУП…………………………………………………………………………………3

2. 1 частина. РАННІЕТАПИ РОЗВИТКУ ЕВОЛЮЦІЙНИХ ПРЕДСТАВ.............................................................................................................4

3. ТЕОРІЯ ЕВОЛЮЦІЇ Ж.Б. Ламарка……………………………………………………………………5

4. ТЕОРІЯ ЕВОЛЮЦІЇ Ч. ДАРВІНА……………………………………………………...........6

5. 2 частина . Основні проблеми теорії еволюції КРИТИКА СУЧАСНОЇ ТЕОРІЇ ЕВОЛЮЦІЇ КРЕАЦІОНІСТАМИ………………………….10

6. ЗАГАЛЬНІ ЗАУВАЖЕННЯ ПРО ТЕОРІЮ ЕВОЛЮЦІЇ……………………………………………...13

7. СУЧАСНІ ПРОБЛЕМИ ТЕОРІЇ ЕВОЛЮЦІЇ…………………………………………18

8. ВИСНОВОК………………………………………………………………………………23

9. ЛІТЕРАТУРА………………………………………………………………………………..24

Вступ.

Основний факт історичного буття у тому, що це живе і неживе приходить і потім зникає.

Сама галактична система існувала який завжди. Вона народилася близько десяти мільярдів років тому і в якийсь момент у майбутньому вона помре. За час існування нашого всесвіту вона поступово дала життя Сонцю, Землі та певному середовищу, здатному підтримувати те життя, яке ми знаємо. Вона дала народження людській расі порівняно недавно, найбільше - кілька мільйонів років тому. За той час, поки жили і померли мільярди людських істот, ми разом розвинули цивілізацію, здатну висадити людину на Місяці.

Сучасні вчені зазвичай покладаються різні теорії еволюції. Відповідно до сучасних уявлень життя є результатом еволюції матерії. Погляди на походження життя, його розвиток та сутність мають довгу історію, але обговорення цих питань донедавна було предметом філософських роздумів. Лише за останні десятиліття вирішення цих питань було поставлено на експериментальну основу і відповідь на багато з них отримана в лабораторії.

У сучасних дискусіях навколо проблем теорії еволюції вважається майже загальновизнаним, що теорія еволюції стикається з серйозними труднощами в поясненні явищ живої природи і не в змозі вирішувати проблеми, що виникають тут. До таких проблем можна віднести, зокрема, реальність видоутворення і макроеволюції, можливість прогресивного вдосконалення в еволюції, механізми формування та трансформації складних структур в еволюції, доцільність будови живих організмів. Стереотипні ставлення до цих розділах теорії еволюції широко використовуються сучасними креаціоністами з дискредитації науки. Тим часом обговорення наявних даних дозволяє стверджувати, що у вирішенні кожного зі згаданих питань теорія еволюції дає цілком задовільні пояснення фактам, що спостерігаються. Ці питання становлять проблему скоріше для креаціонізму, ніж для теорії еволюції.

У дискусіях навколо проблем теорії еволюції постійно спливають і обговорюються ті самі питання, як прийнято вважати, не вирішені сучасною теорією еволюції, таких, наприклад, проблем, як реальність видоутворення та макроеволюції, можливість прогресивного вдосконалення в еволюції, механізми формування та трансформації складних структур в еволюції, доцільність будови живих організмів. У всіх цих випадках теорія еволюції дає досить задовільні пояснення фактам, що спостерігаються. На мою думку, ці питання становлять проблему скоріше для креаціонізму, ніж для теорії еволюції. Відносна слабкість сучасного еволюціонізму не дивовижна. З багатьох причин теорія еволюції вже, ніж інші розділи природознавства, пов'язані з філософією і ідеологічними доктринами і давно служила ареною боротьби прибічників різних поглядів.

Внаслідок цього в еволюційній біології нерідко закріплюються ідеї та цілі системи ідей, які визнаються істинними без необхідного обґрунтування. Вони стають серйозним гальмом у розвитку еволюційних досліджень.

РАННІ ЕТАПИ РОЗВИТКУ ЕВОЛЮЦІЙНИХ ПРЕДСТАВ.

Уявлення про змінність навколишнього світу, і навіть живих істот, вперше склалися в ряду античних філософів, серед яких найбільшою популярністю і авторитетом користується Аристотель (384-322 до н.е.). Аристотель не підтримував явно ідею змінності навколишнього світу. Проте багато його узагальнення, що самі собою укладалися в загальну картину незмінності світу, зіграли надалі важливу роль у розвитку еволюційних уявлень. Такі думки Аристотеля про єдність плану будови вищих тварин (подібність будови відповідних органів у різних видів було названо Аристотелем «аналогією»), про поступове ускладнення («градації») будови у ряді організмів, про різноманіття форм причинності. Аристотель виділяв 4 ряду причин: матеріальну, формальну, що виробляє або рушійну, та цільову. Епоха Пізньої античності і, особливо наступна за нею епоха Середньовіччя, стали часом застою, що затягнувся майже на півтори тисячі років, у розвитку природно-історичних уявлень. Догматичні форми релігійного світогляду, що панували, не допускали ідеї змінюваності світу. Відповідні уявлення античних філософів були забуті.

Креаціонізм та трансформізм.

Поступово були накопичені численні дані, що говорили про дивовижне розмаїття форм організмів. Ці дані потребували систематизації. Важливий внесок у цій галузі було зроблено знаменитим шведським натуралістом К. Ліннеєм (1707-1778), якого справедливо називають творцем наукової систематики організмів. Слід зазначити, що Лінней послідовно дотримувався погляду незмінності видів, створених Творцем.

У XVII-XVIII ст. поряд з панував світоглядом, заснованим на релігійних догмах про незмінність створеного Творцем світу і отримав назву - креаціонізм, поступово почали знову формуватися уявлення про зміну світу і, зокрема, про можливість історичних змін видів організмів. Ці уявлення іменувалися «трансформізмом».

Найбільш яскравими представниками трансформізму були дослідники і філософи Р. Гук (1635-1703), Ж. Ламеттрі (1709-1751), Ж. Бюффон (1707-1788), Д Дідро (1713-1784), Еразм Дарвін (17) , І.В. Гете (1749-1832), Е. Жоффруа Сент-Ілер (1772-1844).

У трансформістів ще склалося цілісної концепції еволюції органічного світу; їхні погляди були багато в чому еклектичними та непослідовними, що поєднували матеріалістичні та ідеалістичні уявлення. Спільним всім трансформістів було визнання змінюваності видів організмів під впливом довкілля, яких організми пристосовуються завдяки закладеної у яких спочатку здатності доцільно реагувати зовнішні впливу, а набуті цим шляхом зміни успадковуються (так зване «успадкування набутих ознак»). При цьому зміни видів не стільки доводилися, скільки постулювалися трансформістами, що робило слабкими їхні позиції у дискусіях із прихильниками креаціонізму. Честь створення перших еволюційних теорій належить великим дослідникам природи XIX в. Ж. Б. Ламарку (1744-1829) та Ч. Дарвіну (1809-1882). Ці дві теорії багато в чому протилежні: і у своїй загальній конструкції, і в характері доказів, і в основних висновках про причини та механізми еволюції, і у своїй історичній долі. Дані класичні теорії ХІХ ст. продовжують зберігати актуальність, хоч і по-різному.

ТЕОРІЯ ЕВОЛЮЦІЇ Ж.Б. Ламарка.

Основи своєї концепції Жан Батіст Ламарк виклав у найвідомішій своїй праці «Філософія зоології» (1809). Назва цієї книги вдало підкреслює важливу особливість узагальнень Ламарка – їх умоглядний характер. Ця теорія є струнка будівля логічних побудов, що дають відповіді більшість основних питань еволюціоністики, але ці відповіді знаходилися не так шляхом аналізу наукових (тобто добре перевірених, достовірних) фактів, скільки виводилися логічно з кількох основних положень, прийнятих як постулати. Такий філософський підхід характерний для ранніх етапів розвитку науки, коли накопичені факти вже потребують логічного осмислення, але їх недостатньо для суворого наукового аналізу та узагальнень.

Мінливість організмів.

Серед цих проявів мінливості найбільш очевидними були пристосувальні зміни організмів, що зазнавали впливу нових умов (наприклад, розвиток з однакового насіння при їх вирощуванні в різних умовах рослин різного вигляду; посилення м'язів у людини та тварин при їх посиленій вправі та ослаблення цих м'язів за відсутності відповідної фізичної навантаження тощо). Загальним висновком Ламарка з цих спостережень було визнання історичної змінності, трансформації організмів у часі, тобто їхньої еволюції. Однак цей висновок вже не був оригінальним: історичні перетворення видів організмів під впливом змін довкілля визнавали, як було зазначено, всі трансформісти. Вчення про градацію. Різноманітність видів живих істот, за Ламарком, не є просто хаосом усіляких форм - у цій різноманітності можна побачити певний порядок, як би щаблі послідовного та неухильного підвищення рівня організації. З цього Ламарк зробив найважливіший висновок, що зміни організмів мають не випадковий, а закономірний, спрямований характер: розвиток органічного світу йде у напрямку поступового вдосконалення та ускладнення організації.

Рушійною силою градації Ламарк вважав «прагнення природи до прогресу», яке споконвічно властиво всім живим істотам, будучи вкладено них Творцем, тобто. Богом. З іншого боку, прогресивний розвиток живої природи, за Ламарком, є процесом саморозвитку - автогенез. У здійсненні цього процесу (градації) організми незалежні від зовнішнього світу, від навколишнього середовища.

Ідеалістичність концепцій Ламарка цілком очевидна. Вплив на організми зовнішніх умов. По Ламарку впливом геть організми зовнішніх умов порушує правильність градацій. Градація, як кажуть, «у чистому вигляді» проявляється за незмінності, стабільності довкілля; всяка зміна умов існування змушує організми пристосовуватися до нової обстановки, ніж загинути. Цим порушується рівномірна та неухильна зміна організмів на шляху прогресу, і різні еволюційні лінії ухиляються убік, затримуються на примітивних рівнях організації.

Так Ламарк пояснював одночасне існування на Землі високоорганізованих та простих груп, а також різноманітність форм тварин та рослин. Зміни тварин та рослин під впливом зовнішніх умов, за Ламарком, відбуваються по-різному. Рослини сприймають зміни умов, так би мовити, безпосередньо - через свій обмін речовин із зовнішнім середовищем (із засвоюваними мінеральними сполуками, водою, газами та світлом). Для тварин Ламарк розробив складніший механізм перетворень:

1. всяка значна зміна у зовнішніх умовах викликає зміна потреб тварин;

2. це спричиняє нові дії тварин і виникнення нових «звичок»;

3. в результаті тварини починають частіше вживати органи, якими раніше мало користувалися; ці органи значно розвиваються і збільшуються, і якщо потрібні нові органи, всі вони під впливом потреб виникають «зусиллями внутрішнього почуття».

З обґрунтуванням цього механізму еволюційних змін тварин під впливом зміни зовнішніх умов пов'язане формулювання Ламарком двох так званих законів:

1 закон

У будь-якій тварині, яка не досягла межі свого розвитку, більш часте і постійне вживання будь-якого органу призводить до посиленого розвитку останнього, тоді як постійне невживання органу послаблює його і врешті-решт викликає його зникнення.

2 закон

Все, що організми набувають під впливом переважаючого вживання або втрачають під впливом постійного невживання будь-яких органів, надалі зберігається в потомстві, якщо тільки набуті зміни є загальними обох батьківських особин.

Особливою заслугою Ламарка і те, що він уперше висунув еволюційний прогрес як одну з основних закономірностей еволюції організмів. Однак основні положення теорії Ламарка були не так виведені і доведені виходячи з наукових фактів, скільки постульовані, так що теорія в цілому є, по суті, умоглядною логічною схемою. Ламарк не доводив еволюцію організмів, а постулював її.

ТЕОРІЯ ЕВОЛЮЦІЇ Ч. ДАРВІНА.

Теорія Чарльза Дарвіна, відома під назвою теорії природного відбору, є однією з вершин наукової думки ХІХ ст. Однак її значення виходить далеко за межі свого віку та за рамки біології.

Теорія Дарвіна стала природно-історичною основою матеріалістичного світогляду. Теорія Дарвіна протилежна теорії Ламарка як за своїми послідовно матеріалістичними висновками, а й у всьому своєму строю. Вона є чудовим зразком наукового дослідження, ґрунтуючись на величезній кількості достовірних наукових фактів, аналіз яких веде Дарвіна до стрункої системи пропорційних висновків. Мінливість організмів в одомашненому стані, на думку Дарвіна, стимулом виникнення змін тварин і рослин є вплив на організми нових умов, якому вони піддаються в руках людини. При цьому Дарвін підкреслив, що природа організму в явищах мінливості важливіша за природу умов, оскільки однакові умови нерідко призводять до різних змін у різних особин, а подібні зміни останніх можуть виникнути за абсолютно різних умов. У зв'язку з цим Дарвін виділив дві основні форми мінливості організмів під впливом зміни умов середовища: невизначену та певну. Штучний відбір. Оскільки основною формою мінливості, за Дарвіном, є невизначена, очевидно, що визнання спадкової мінливості організмів було недостатньо пояснення процесу виведення нових порід тварин чи сортів сільськогосподарських рослин.

Необхідно було вказати ще силу, що на основі незначних відмінностей особин формує стійкі та важливі породні ознаки. Відповідь на це питання Дарвін знайшов у практиці селекціонерів, які роблять штучний відбір на плем'я тільки тих особин, які мають цікаві для людини ознаки. Внаслідок такого відбору від покоління до покоління ці ознаки стають дедалі яскравішими. Відбір є творчу силу, що перетворює приватні відмінності окремих особин на ознаки, характерні для даної породи або сорту. Якщо штучний відбір був основною силою, використовуючи яку людина змогла за відносно короткі терміни створити численні породи свійських тварин і сорти рослин, які суттєво відрізняються від своїх диких предків, логічно припустити, що подібні процеси можуть зумовлювати еволюційні перетворення також і в природі. Мінливість організмів у природі. Дарвін зібрав численні дані, що свідчать про те, що мінливість різних видів організмів у природі дуже велика, а її форми принципово подібні до форм мінливості свійських тварин і рослин. Різноманітні і коливання відмінності між особинами одного виду утворюють як би плавний перехід до більш стійких відмінностей між різновидами цього виду; у свою чергу, останні так само поступово переходять у більш чіткі відмінності ще більших угруповань - підвидів, а різницю між підвидами - у цілком певні міжвидові відмінності. Таким чином, індивідуальна мінливість плавно перетворюється на групові відмінності. З цього Дарвін дійшов висновку, що індивідуальні відмінності особин є основою виникнення різновидів.

Різновиди при накопиченні відмінностей між ними перетворюються на підвиди, а ті, у свою чергу, - на окремі види. Отже, ясно виражена різновид можна як перший крок до відокремлення нового виду. Підкреслимо, що Дарвін вперше поставив у центрі уваги еволюційної теорії не окремі організми (як це було притаманно його попередників-трансформістів, включаючи Ламарка), а біологічні види, тобто, кажучи сучасною мовою, популяції організмів. Тільки популяційний підхід дозволяє правильно оцінити масштаби та форми мінливості організмів та дійти розуміння механізму природного відбору. Боротьба за існування та природний відбір, зіставляючи всі зібрані відомості про мінливість організмів у дикому та прирученому стані та про роль штучного відбору для виведення порід та сортів одомашнених тварин та рослин. Дарвін підійшов до відкриття тієї творчої сили, яка рухає та спрямовує еволюційний процес у природі, - природного відбору. Він являє собою збереження корисних індивідуальних відмінностей або змін і знищення шкідливих змін, нейтральні за своєю цінністю (некорисні і нешкідливі), не піддаються дії відбору, а представляють непостійний елемент мінливості, що коливається. Зрозуміло, окремі особини, які мають якусь нову корисну ознаку, можуть загинути, не залишивши потомства, з суто випадкових причин. Однак вплив випадкових факторів зменшується, якщо корисна ознака з'являється у більшої кількості особин даного виду – тоді зростає ймовірність того, що принаймні для частини цих особин гідності нової корисної ознаки відіграють свою роль у досягненні успіху у боротьбі за існування. Звідси випливає, що природний відбір є чинником еволюційних змін задля окремих організмів, аналізованих ізольовано друг від друга, але лише їх сукупностей, т. е. популяцій.

Результати дії природного відбору, виникнення пристосувань (адаптації) організмів до умов їх існування, що надає будові живих істот риси «доцільності», є безпосереднім результатом природного відбору, оскільки сама його сутність - диференційоване виживання і переважне залишення потомства саме тими особинами, які в силу своїх індивідуальних особливостей краще за інших пристосовані до навколишніх умов. Нагромадження відбором від покоління до покоління тих ознак, що дають перевагу у боротьбі існування, і призводить поступово до формування конкретних пристосувань.

Другим (після виникнення адаптації) найважливішим наслідком боротьби за існування та природного відбору є, за Дарвіном, закономірне підвищення різноманітності форм організмів, що носить характер дивергентної еволюції. Оскільки найбільш гостра конкуренція очікується між найбільш подібно влаштованими особами цього виду з подібності їх життєвих потреб, у сприятливіших умовах виявляться найбільш ухилені від середнього стану індивіди. Ці останні отримують переважні шанси у виживанні та залишенні потомства, якому передаються особливості батьків і тенденція змінюватися далі в тому ж напрямку (триваюча мінливість). У результаті загального предка під час еволюції мають відбуватися дедалі різноманітніші і відмінні друг від друга нащадки.

Нарешті, третє найважливіше наслідок природного добору - поступове ускладнення та вдосконалення організації, тобто. еволюційний прогрес. Згідно з Ч. Дарвіном, цей напрямок еволюції є результатом пристосування організмів до життя в зовнішньому середовищі, що постійно ускладнюється. Ускладнення середовища відбувається, зокрема, завдяки дивергентній еволюції, що збільшує кількість видів. Удосконалення реакцій організмів на середовище, що ускладнюється, призводить до поступового прогресу організації. Приватним випадком природного відбору є статевий добір, який пов'язаний не з виживанням даної особини, а лише з її функцією відтворення. За Дарвіном, статевий відбір виникає при конкуренції між особами однієї статі у процесах розмноження.

Закінчуючи огляд теорії еволюції Дарвіна, відзначимо, що вона дала логічно послідовне і строго матеріалістичне пояснення найважливішим проблемам еволюції організмів і загальну структуру органічного світу, що склалася в результаті еволюційного процесу. Дарвін першим довів дійсність еволюційних змін організмів. Взаємини організму та довкілля у його теорії мають характер діалектичного взаємодії: Дарвін підкреслював роль змін середовища як стимулу мінливості організмів, але, з іншого боку, специфіка цих змін визначається самими організмами, і дивергентна еволюція організмів змінює середовище їх проживання. Вчення про природний відбір і боротьбу існування є, по суті, аналіз цих складних взаємовідносин організму та середовища, у яких організм не протиставляється середовищі як саморозвивається автономна одиниця, а й слід пасивно за змінами середовища (як трактуються взаємовідносини організму й середовища у теорії Ламарка).

Відповідно до теорії Дарвіна, еволюція є результатом взаємодії організму і зовнішнього середовища, що змінюється.

Сучасна еволюційна теорія склалася з урахуванням теорії Дарвіна. Визнаючи це, і оцінюючи конкретне місце ідей Дарвіна в сукупності сучасних еволюційних поглядів, нерідко впадають в одну з двох крайнощів. Або вважають, що нині концепція Дарвіна як така має вже лише історичний інтерес, або, навпаки, стверджують, що з часу Дарвіна основи теорії не зазнали істотних змін. Насправді, як і нерідко буває, істина перебуває між цими крайніми поглядами. Надалі, розглядаючи сучасну еволюційну теорію, ми спеціально обговорюватимемо її основні відмінності з поглядами Дарвіна.

Тут же необхідно згадати про деякі нечітки і окремі помилкові твердження Дарвіна. До них відносяться:

1. визнання можливості еволюційних змін на основі певної мінливості та вправи та невправи органів;

2. переоцінка ролі перенаселення для обгрунтування боротьби за існування;

3. перебільшена увага до внутрішньовидової боротьби у поясненні дивергенції;

4. недостатня розробленість концепції біологічного виду як форми організації живої матерії, що принципово відрізняється від підвидових та надвидових таксонів;

5. нерозуміння специфіки макроеволюційних перетворень організації та його співвідношень з видообразованием.

Однак усі ці не зовсім виразні чи навіть невірні уявлення з деяких питань аж ніяк не применшують історичної значущості геніальної праці Дарвіна та її ролі для сучасної біології. Зазначені неточності відповідають рівню розвитку науки під час створення теорії Дарвіна. Теорія еволюції на етапі: проблематика і критика. Після створення теорії еволюції Дарвіна минули роки, змінилася історична епоха, але дискусія щодо проблем еволюції не затихає.

ОСНОВНІ ПРОБЛЕМИ ТЕОРІЇ ЕВОЛЮЦІЇ.

КРИТИКА СУЧАСНОЇ ТЕОРІЇ ЕВОЛЮЦІЇ КРЕАЦІОНІСТАМИ.

Наразі активно пропагуються та широко обговорюються такі ідеї, які ще кілька років тому були б визнані абсурдними. У цьому безперечна заслуга «наукових» креаціоністів. Звичайно, виникає питання, чи не пов'язано все це з об'єктивною хибністю чи науковістю теорії еволюції? Чи не є вона безплідним глухим кутом у розвитку науки? Очевидно, що це негаразд. Переконують у цьому частково успіхи, досягнуті останні десятиліття багатьма біологами, які у галузі емпіричного вивчення еволюції, а частково вивчення тих критичних зауважень, які найчастіше висловлюються противниками еволюціонізму. Розглянемо найпоширеніші положення сучасної еволюції, які критикують її противниками. Часто стверджують, що ми можемо спостерігати мікроеволюційні зміни, але ніколи не бачимо видоутворення та макроеволюції. Справді, ці процеси зазвичай протікають настільки повільно, що не можуть бути об'єктом безпосереднього спостереження. Тим не менш, видоутворення може бути зафіксовано емпірично за прямими або непрямими даними.

Таких даних наведено досить багато у загальних зведеннях з видоутворення. Є й більш приватні роботи з окремих груп тварин чи рослин. Іноді видоутворення можна повторити експериментально. Наприклад, дослідженнями В. А. Рибіна було показано, що предком звичайної сливи, ймовірно, був природний гібрид аличі та терну. В результаті експериментального схрещування цих рослин з наступним подвоєнням хромосом було отримано гібриди - цілком життєздатні, дуже схожі на справжні сливи, що добре схрещуються як з ними, так і один з одним. Виявлено також деякі відмінності синтезованих слив від справжніх. Можна припустити, що з часу свого виникнення ці останні встигли дещо змінитись у ході подальшої еволюції. Штучно створеними видами є, мабуть, більшість наших домашніх тварин та сільськогосподарських рослин.

Іноді палеонтологічні дані дозволяють простежити, як шляхом поступових перетворень один вид перетворювався на інший. Наприклад, білий ведмідь, мабуть, стався в пізньому плейстоцені від бурого ведмедя. Весь процес документований палеонтологічними даними; відомі перехідні стадії процесу. Можна було б наводити інші приклади видоутворення.

Проте сучасні креаціоністи стверджують, що видоутворення завжди йде шляхом втрати чи перерозподілу тих чи інших вже існуючих спадкових факторів і лише в межах якогось первинного типу будови, так званої «бараміну». Виникнення нової спадкової інформації, отже, і нових фенотипічних структур, на думку креаціоністів, неможливі. Неможливе й виникнення нових «барамінів». Ці останні були створені безпосередньо творцем. Щодо цих концепцій слід зазначити таке. В еволюції справді частіше використовуються старі структури, аніж виникають нові. Дуже поширені редукційні процеси, тому не складе проблеми підібрати приклади, що не суперечать поглядам креаціоністів. Наприклад, злива походить від терну та аличі шляхом гібридизації з подальшою поліплоїдією, тобто без виникнення нової генетичної інформації. Деякі зміни цієї інформації, можливо, відбулися під час подальших перетворень. Однак принципово нові структури з'являються в еволюції досить часто. В еволюції білого ведмедя виникли нові ознаки комплексу всебічних морфологічних, фізіологічних і поведінкових адаптацій, пов'язаних з переходом до життя в екстремальних умовах Крайньої Півночі та до напівводного способу життя, які безперечно були відсутні у бурого ведмедя. Генетично ці два види залишилися дуже подібними (в умовах зоопарку вони можуть утворювати плодючі гібриди), але їх морфологічні та екологічні відмінності настільки великі, що деякі вчені навіть рекомендували виділити білого ведмедя в окремий рід. При цьому білий ведмідь стоїть на такому ж рівні організації, як і бурий ведмідь. У нього не менше, якщо не більше, складні спосіб життя та поведінка. Результатами редукції (у креаціоністському розумінні) були серед його ознак хіба що перехід від всеїдності до харчування чисто тваринною їжею, пов'язане з цим деяке спрощення зубної системи та ще депігментація вовни.

Креаціоністи та деякі еволюціоністи стверджують, що сучасна теорія еволюції неспроможна пояснити ранні стадії формування органів, і навіть виникнення структур високого рівня досконалості, наприклад людини. Насправді виникаючі проблеми пов'язані лише з недостатньою вивченістю будівлі та функціонування цих органів. Що стосується добре вивчених органів, ми, як правило, представляємо в загальних рисах, як вони могли сформуватися в процесі еволюції. Часто стверджують, що, наприклад, око вищих тварин настільки досконале, що ніяк не могло виникнути в результаті еволюційних процесів. Проілюструємо цю думку відомому прикладі. Виходитимемо з того, що зміни органів і структур, що спостерігаються, довільні і не спрямовані, проте випадково можуть виявитися більш менш корисними для своїх носіїв. У клітинах практично всіх організмів виробляється кілька пігментів. Пігментом можна назвати, власне, будь-яку непрозору речовину. Часто вони синтезуються поза всяким зв'язком з фоторецепцією. Але вони можуть бути використані і для орієнтації у просторі, якщо це корисно для виживання організму. Здатність реагувати світ широко поширена у природі і характерна як багатьох одноклітинних, так деяких клітин багатоклітинних організмів. Перший етап формування складних органів зору у багатоклітинних полягав у концентрації світлочутливих клітин з утворенням про очних плям. Зосередження рецепторів в одному місці сприяло сприйняттю світла меншої інтенсивності, тому мутанти, у яких світлочутливі клітини були зближені, отримували більше шансів вижити. Найпростіші світлочутливі плями розташовані на поверхні тіла (або під нею, якщо прозорі покриви). Однак у ході подальшої еволюції природний відбір сприяє зануренню пігментних плям під рівень покривів захисту від пошкоджень і сторонніх подразників. Пігментна пляма перетворюється на пігментну ямку (іноді пігментний жолоб або канал). Кінцевим етапом цього є замикання ямки в очний пляшечку, передня стінка якого стає прозорою, а задня - чутливою. Однак навіть прозора речовина заломлює світлові промені, і передня стінка неминуче починає діяти як лінза. Форма цієї лінзи може змінюватися внаслідок випадкових мутацій, але оптимальною для рецепції є її кривизна, яка призводить до фокусування променів на поверхні внутрішнього світлочутливого шару. В результаті на цій поверхні з'явиться зображення навколишнього світу. Це вже навіть не результат природного відбору, а наслідок законів фізики.

Таким чином, накопичення дрібних випадкових кількісних змін призводить за допомогою природного відбору до якісного стрибка - поява зору у власному значенні слова. У ході подальшої еволюції орган зору вдосконалювався далі. Часто утворюються, наприклад, спеціалізовані м'язи, що змінюють кривизну лінзи або її відстань до світлочутливого шару, або ці характеристики. Цим досягається можливість акомодації ока.

Інше важливе еволюційне досягнення – колірний зір. Нарешті, поява стереоскопічного зору в деяких птахів та ссавців дозволяє визначати відстань до предметів шляхом тріангуляції, а також до певної міри форму предметів. Всі ці процеси легко можна пояснити як результати вибіркового виживання носіїв дрібних випадкових змін. Ці процеси відбуватимуться навіть у тому випадку, якщо дуже незначна частина мутацій змінює структури у потрібному напрямку. Тільки повна відсутність таких мутацій унеможливила б ці процеси.

Однак нам невідомі механізми, що вибірково блокують мутагенез у певних напрямках. Отже, описаний сценарій логічно можливий і суперечить жодному з відомих законів природи. Один із головних аргументів, що висловлюються креаціоністами проти еволюціонізму, полягає в тому, що в процесі прогресивної еволюції виникає принципово нова інформація. Справа в тому, що інформацію може створювати, на їхню думку, лише розум, але не стохастичні процеси. Спадкова інформація живих організмів, вважають креаціоністи, була створена Богом у ході творіння, а пізніше може лише втрачатися.

Креаціоністи досить чітко проводять аналогію між творчою діяльністю Бога та людською творчістю, бачачи в людському розумі нехай недосконалу, але все-таки подобу розуму Бога. Проте наявні дані, скоріш, дозволяють стверджувати, що у основі творчої діяльності людського розуму лежать цілком природні процеси.

Обговоримо, як формується нова інформація, використовуючи просту модель, охарактеризовану С. Хокінгом. Пристрій для отримання та обробки інформації можна спрощено розглядати як систему, що складається з елементів, кожен з яких може бути в одному з кількох альтернативних станів. Наприклад, елементи пам'яті комп'ютера можуть бути в одному з двох станів, а елементи генетичного апарату - в одному з чотирьох. Будь-який з цих станів рівноймовірний, але в результаті взаємодії з системою, стан якої треба запам'ятати, елементи виявляються у цілком певних станах, що залежать від стану системи. Пристрій переходить зі стану безладдя до більш впорядкованого. Однак тут немає жодної суперечності з другим початком термодинаміки. Процес упорядкування йде з витратою енергії, яка в кінцевому підсумку перетворюється на теплову і збільшує ступінь безладдя у Всесвіті, чим складніше взаємодія з системою, що вивчається, тим більше елементів нашого пристрою буде зафіксовано, і тим більша інформація про систему буде визначена. Можна уявити і використання отриманої інформації. Для цього необхідні спеціальні машини, пов'язані з нашим пристроєм, які функціонують по-різному в залежності від того, які стани зафіксовані в елементах пристрою. Можливі й подальші ускладнення, але механізм, що лежить в основі процесу, залишається тим самим. За цим принципом працює комп'ютер і, зважаючи на все, людський мозок. Але аналогічний процес відбувається у популяціях живих організмів. Внаслідок мутацій організми в популяціях відрізняються генотипом. У процесі природного відбору деякі мутанти виживають, деякі гинуть. Таким чином, і в цьому випадку відбувається запам'ятовування вибору однієї з більш менш рівноцінних можливостей, цілком аналогічне тому, що відбувається при діяльності людського розуму.

Іншими словами, нова інформація може бути створена природним відбором. У верховному розумі немає потреби. Якщо вже зайшла мова про вищий розум, необхідно обговорити ще один аргумент на підтримку його існування, який часто висуває фідеїст. На думку, існуючі закони світобудови може бути виявлено з допомогою людського розуму, саме собою свідчить наявність розумного законодавця. Справді, можна погодитися з тим, що існує певна відповідність логіки нашого мислення логіці процесів, що відбуваються у природі. Ця відповідність не є абсолютною, тому процес пізнання завжди супроводжується помилками, а інформація, отримана в результаті пізнання, ніколи не буває вичерпною. Проте саме існування цієї відповідності робить у принципі можливим пізнання навколишнього світу. Ні, однак, жодної логічної необхідності в тому, щоб пояснювати цю відповідність тим, що розум істот, які пізнають світ, подібний до розуму творця, який створив цей світ. Набагато простіше та переконливіше його можна пояснити тим, що в еволюції людини адаптивну перевагу отримували носії таких розумових структур, які краще відповідали реальності нашого світу. Тож наша здатність пізнавати світ поступово вдосконалювалася. В основі лежав той самий процес природного відбору.

ЗАГАЛЬНІ ЗАУВАЖЕННЯ ПРО ТЕОРІЮ ЕВОЛЮЦІЇ.

У сучасному розумінні еволюція – це серія послідовних змін із історично значущим результатом. Не повинні обмовляти, що змінюється генотип, ознака, населення, вид. Безперервно, уривчасто, стрибкоподібно, спрямовано, оборотно - ці епітети більш менш умовні, як ми ще побачимо і з яким конкретним результатом (видоутворення, філогенез, загальний розвиток життя і т. п.). Але ми маємо визнати, що еволюція розпізнається апостеріорно: зміна, що відбувається на наших очах, може бути чи не бути еволюцією.

Вважають, що палеонтологічні факти підтверджують еволюцію. Однак найбільш непримиренними противниками еволюціонізму були в минулому саме палеонтологи - Ж. Кюв'є, Л. Агассіс, Р. Оуен та багато інших.

Палеонтологічний літопис як такий – це перелік розрізнених подій. Щоб скласти її зв'язну історію, потрібна керівна ідея. Факти, які ми маємо, полягають у тому, що організми надзвичайно різноманітні, пристосовані до того способу життя, який вони ведуть, їхній життєвий простір обмежений і вони змінюють один одного в геологічному літописі. Пояснення можуть бути різними. Теорія еволюції у тому, що органічний світ, яким ми його знаємо, - продукт еволюції (у зазначеному вище сенсі). Якщо ж припустити, що бачимо прояви якихось початкових властивостей живого, які мають історії (початкової доцільності, наприклад), така теорія буде еволюційної чи, у разі, що містить не еволюційні елементи. Вона протистоятиме загальної теорії еволюції, а не (як часто думають) приватної теорії природного відбору. Чимало непорозумінь виникає через невміння відрізнити загальноеволюційний підхід від приватних метаеволюційних проблем і ці останні один від одного. На питання, у чому різниця між теоріями Ж. Б. Ламарка та Ч. Дарвіна, більшість відповідає: Ламарк стверджував успадкування набутих ознак, Дарвін – природний відбір. Насправді ж і Ламарк і Дарвін вірили в успадкування набутих ознак (вираз вкрай невдалий, оскільки жодних ознак, крім придбаних, немає, але пізніше). У їх час це було звичне уявлення, висхідне до Аристотеля, який вірив навіть у успадкування шрамів (вірити можна було будь-що - теорії успадкування не існувало). Еволюційні проблеми групуються навколо трьох головних питань – «навіщо», «як» та «чому», які історично задавалися саме в такій послідовності.

Можливість розташувати різні живі істоти у вигляді сходів від просто влаштованих до більш складних, певна схожість (паралелізм) між цими сходами і послідовністю індивідуального розвитку, а також розподілом копалин від древніх верств до молодших, природа подільності на дискретні типи та види, зміна населення Землі після біблійного потопу або аналогічних катастроф, вплив способу життя на розвиток органів – ось основні проблеми, які спочатку мали еволюційну думку. Часто еволюціонізму відмовляють у статусі справжньої наукової теорії з таких міркувань:

1. Це переважно опис всіляких подій, а чи не теорія (колекціонування поштових марок, за зауваженням Резерфорда). Історія, звичайно, ґрунтується на фактах, але її можна переписати заново, і факти з'являться в іншому висвітленні. Еволюційна історія - не стільки опис, скільки реконструкція подій (хоча між тим і іншим немає чіткої межі; будь-який історичний опис, навіть підтверджений прямими показаннями свідків, не вільно від інтерпретації фактів), що несе теоретичне навантаження.

2. Еволюція життя відома поки що тільки на нашій планеті, в єдиному екземплярі. Поодиноке не підлягає теоретичному осмисленню. На це можна заперечити, що одиничне справді непридатне для виведення законів, але може стати об'єктом як телічного, і каузального аналізу. До того ж еволюція йде паралельно багатьма стволами і якісь явища повторюються багаторазово.

3. Еволюціонізм неможливо спростувати. Це звинувачення проти теорії Дарвіна висунув у напівжартівливій формі Л. Берталанфі. У міру того, як зростала популярність принципової спростовності як критерію науковості, ставало не до жартів. Однак кожен, хто знайомий з історією біології, не може не знати про численні безперервні спроби спростування як загальної, так і приватних теорій еволюції. Сам Дарвін зазначив, принаймні два положення, спростування яких тягло б за собою, за його словами, крах всієї його теорії: висновок про те, що різкі зміни органічного світу відповідають пробілам у геологічному літописі, і висновок про неможливість розвитку альтруїзму під дією природного відбору. Те й інше спростовно не тільки в принципі, але і, що вже гірше, на практиці (щоб уникнути непорозумінь нагадаємо, що можливість спростування теорії - позитивний момент при оцінці її науковості, успішне спростування - негативний момент при оцінці її істинності, хоча значення того і іншого, можливо, трохи перебільшено).

4. Теорія еволюції - не теорія тому розумінні, яке прийнято у фізиків. Проаналізуємо коротко дані важливі питання. Позиція вчених-фізиків у тому, що у галузі науки ставляться лише повторювані, відтворювані явища. Одиничне, унікальне – це область колекціонера рідкісностей, а не вченого. Життя поки що відома тільки на одній планеті, біосфера існує в єдиному екземплярі, кожен організм унікальний, еволюція відбувалася один раз і необоротна. Біологія має справу з неповторним і, отже, є рід діяльності, що стоїть ближче до колекціонування, ніж до аналітичної науки, якою є в першу чергу фізика. У певному ракурсі виникає враження, що навіть сам розвиток біології докорінно відрізняється від розвитку фізики. У біології відбувається спростування і відкидання теорій, що віджили (наприклад, теорії Ламарка), тоді як у фізиці нові теорії не спростовують старі, а лише вказують межі їх застосування.

Одне з можливих заперечень, як ми вже говорили, полягає в тому, що організмам, поряд з індивідуальним, властиво загальне повторене в кожному з них, що еволюція органічного світу в цілому складається з величезної кількості еволюційних ліній, яким у тій чи іншій мірі властиві паралелізм. , багаторазове повторення однотипних подій і т. д. Можна також протестувати проти гносеологічного редукціонізму, наполягаючи на не зведеності однієї галузі знань до іншої, на принциповій відмінності методологічних установок фізики та біології, що має справу з незмірно більш складними явищами, що вимагають особливого, більш індивідууму. , що не применшує науковості. На думку ряду вчених, однак, традиційні сумніви в науковості біологічних теорій, як і традиційні спроби розвіяти їх, не відображають істоти справи, яка полягає у протиріччі між історичним та позаісторичним підходами. Насправді принципової різниці між унікальністю біологічних явищ і повторюваністю фізичних, мабуть, не існує: будь-яка історична подія унікальна. Звичайно, біологу легше зрозуміти це завдяки яскравіше вираженій індивідуальності його об'єктів, хоча віруси одного штаму здаються цілком ідентичними і лише дуже тонкі дослідження можуть розкрити їхню індивідуальність. Фізик же перебуває в положенні людини, яка вперше потрапила в натовп інопланетян і вважає, що всі вони на одну особу.

Наявність історії є головним і, можливо, єдиним критерієм існування. Вчений, що досліджує явища, які не мають історії, не може бути впевненим у тому, що вони насправді існують. Суперечності між моделями пізнання та фізики та біології також, мабуть, пов'язані з різним відчуттям історизму. Відомий закон незворотності еволюції виведений бельгійським палеонтологом Л. Долло, парадоксальним чином, на підставі оборотної появи - втрати панцира у черепах, що переселяються з води на сушу та назад. Долло зауважив, що знову придбаний панцир відрізняється від втраченого, і, отже, повної оборотності немає. Людині настільки властиво помилятися, що вона зрештою починає сумніватися у своїх пізнавальних здібностях. Подібні ситуації є живильним середовищем для тверджень, що кінцева істина недоступна з тих чи інших причин. Те, що ми зараз вважаємо очевидним, теоретично навантажено і сформувалося внаслідок складної взаємодії спостереження та пояснення, причому останнє дедалі більше домінує, заміняючи безпосереднє бачення і навіть нав'язуючи бачення неіснуючих об'єктів (так багато поколінь «бачили» небесну твердь). Такі витрати теоретизації бачення і породили сумніви у реальності зовнішнього світу, які ведуть прямим шляхом до соліпсизму.

Найкращий засіб від соліпсизму - це теорія еволюції. Неіснуюче неспроможна еволюціонувати, тим паче немає сенсу щодо нього пристосовуватися. Далі, теорія еволюції підказує, що органи почуттів що неспроможні нас постійно обманювати, оскільки інакше вони сприяли б вимирання, а чи не виживання. Теоретично є всі підстави довіряти безпосередньому спостереженню. Еволюційний підхід допомагає також зрозуміти наші гносеологічні труднощі. Вони - продукт еволюції мислення і, мабуть, властиві перехідному етапу, на якому вже втрачено гостроту та безпомилковість безпосереднього бачення, відточеного мільйонами років боротьби за існування, а пояснювальна здатність ще недостатньо розвинена. Теорія еволюції підказує, що відносини між спостереженням та теорією не залишаються постійними, а згодом змінюються. І, нарешті, еволюціонізм пояснює, чому нам ніколи не дістатись кінцевої істини: вона не чекає нас десь наприкінці шляху, за сімома замками, а еволюціонує разом з нами, нашим мисленням і всім навколишнім. Неодарвінізм (синтетична теорія еволюції). Якщо кого можна назвати Ньютоном біології, то, зрозуміло, Р. Менделя. Він зробив усе, що потрібно перетворення біології на «справжню науку» на кшталт класичної фізики, саме:

1. ввів невидимі сутності-«зачатки», згодом гени;

2. без жодних пояснень встановив для них закони;

3. вдався до математики.

Гени, здавалося, допомогли відповісти на низку питань, які бентежили Дарвіна, зокрема, чому корисні зміни не «розчиняються» при схрещуванні з незміненими особами, і, таким чином, доповнити класичний дарвінізм, перетворивши його на неодарвінізм, або синтетичну теорію еволюції (СТЕ) . Основною заслугою СТЕ зазвичай вважають пояснення вихідної мінливості, усунення з еволюціонізму телеологічних (пангенез, «ламарківські фактори») та типологічних (макромутації, стрибкоподібне видоутворення) елементів, переведення еволюційних побудов на експериментальну основу. Каркас нової теорії утворили постулати про випадковий характер мутацій, постійну швидкість мутування та поступове виникнення великих змін шляхом підсумовування дрібних. Можливості перевірки цих постулатів під час побудови СТЕ були дуже обмеженими. Вважається, що постулат про випадковість мутування згодом отримав підтвердження на молекулярному рівні. Однак молекулярні мутації неадекватні тим їхнім фенотиповим проявам, які спостерігали ранні генетики, розуміння мутації змінилося. На молекулярному рівні є деякі підстави говорити про просторово-часову невизначеність одиничного мутаційного акта, але (за аналогією з квантовою механікою) невизначеність не може бути апріорно екстраполирована на рівень фенотипічних властивостей, що підлягають природному добору. Постулат про постійну швидкість мутування не витримав перевірки.

Наразі вже відносно добре вивчений вибуховий мутагенез, зокрема транспозиційні вибухи. Уявлення про макроеволюцію як підсумовування дрібних мутаційних кроків під впливом відбору неявно передбачає якийсь ортогенетичний чинник, оскільки ймовірність своєчасного випадкового появи послідовних «потрібних» мутацій мізерно мала. Тому довелося запровадити додатковий чинник - дрейф генів, який прискорює фіксацію нової мутації і за різкого скорочення чисельності популяції виробляє «генетичну революцію», за С. Райту та Еге. Майру.

Таким чином, переваги СТЕ перед класичним дарвінізмом не зовсім очевидні. Деякі протиріччя вихідної теорії Дарвіна, усунені СТЕ, ймовірно, відбивали внутрішню суперечливість безперервно-переривчастого процесу еволюції і неможливість зведення всього різноманіття рушійних сил до природного відбору.

Критика дарвінізму. Один із напрямів критики ґрунтується на протиставленні «боротьби» та «любові» як рушійних сил еволюції. Дійсно, Дарвін зазнавав певних труднощів у поясненні альтруїзму.

Зараз, проте, виконані дуже ґрунтовні роботи, що пов'язують виникнення альтруїстичної поведінки з відбором. Більше ефективна критика, що відводить відбору роль консервативної, а чи не творчої сили. Багато дослідників, які виділяли стабілізуючу і творчу форми відбору, мали на увазі, що відбір в одних випадках зберігає норму, що склалася, а в інших, при зміні умов, формує нову. Чи можна шляхом поступових зрушень норми отримати щось нове? Строго кажучи, відповіді на це питання немає, тому що ніхто не перевіряв (штучний відбір не береться до уваги, принцип його дії інший). Здається логічним припустити, за Дарвіном, що у поступове створення нового відбору потрібно дуже багато часу. Геологічний час обчислюється мільйонами років, але в критичні моменти Земної історії цих мільйонів у наявності не виявляється, тому Дарвін і вважав, що геологічний літопис недостовірний. Тут справді відкривається можливість перевірки теорії. Якщо показання літопису підтвердяться, то буде отримано істотний аргумент на користь стрибкоподібного виникнення нового і знову опиниться в центрі уваги теорія еволюції за рахунок різких відхилень в індивідуальному розвитку, відсунута синтетичною теорією на задній план. Зрештою, штучний відбір, досягнення якого так надихали Дарвіна, оперує різкими відхиленнями від норми, можна сказати потворами.

Чому ж природному це протипоказано? Але один із парадоксів еволюціонізму якраз і полягає в тому, що природний і штучний відбори дають протилежні результати: перший підвищує пристосованість, другий - знижує (виведені людиною сорти та породи, як правило, потребують його підтримки). Або вони взагалі не мають нічого спільного (і тоді не слід розглядати штучний відбір як модель природного), або ми чогось не розуміємо в механізмі природного відбору.

Критика синтетичної теорії еволюції. СТЕ більшою мірою, ніж класичний дарвінізм, побудована на зразок класичної фізики. Вона має свої аксіоми, позачасові закони, у тому числі математично виведені. СТЕ активно пропагує такий шлях побудови біологічної теорії, наводячи на думку про те, що прогрес у цій галузі вимагає більш повної аксіоматизації та математизації (крайні прихильники цих поглядів можуть навіть виступати в ролі критиків СТЕ, звинувачуючи її у провині недостатню формалізації). Ті ж переконання змушують бачити у потужному вторгненні фізико-хімічних методів революцію в біології, її перетворення на справді експериментальну науку, тобто. справжню науку. Проте заціпеніння науки, скутої аксіомами та законами, не можна вважати прогресом. А теорії еволюції такі установки, що «не еволюціонують», особливо протипоказані. Як і будь-яка парадигма, СТЕ справляє практичний вплив на науку, визначаючи, чим варто, а чим не слід займатися.

Сильна парадигма задає напрямок досліджень одному чи навіть кільком поколінням вчених. Потім цей напрямок вичерпується, і вчені звертають погляди до альтернативної теорії, яку досі підтримували лише окремі диваки. Однак залишимо досягнення і звернемося до того, що опинилося за бортом СТЕ. Це насамперед те, що називається макроеволюцією, - великі перетворення органів, виникнення нових категорій ознак, філогенез, походження видових і надвидових угруповань, їх вимирання - загалом заради чого створювалася теорія еволюції. Мало не применшуючи значення індустріального меланізму і відносин між однотонними і смугастими равликами, відзначимо, що вони все ж таки цікавлять нас головним чином як модель історично значніших явищ.

Але чи можуть вони бути такою моделлю? Позиція СТЕ щодо макроеволюції визначається загальною установкою на експериментування як єдиний шлях наукового дослідження. У сфері макроеволюційних процесів можливості експериментування дуже обмежені. Тому досліджувати їх можна лише за допомогою мікроеволюційних моделей, вважаючи, що відмінності переважно кількісні - в масштабах часу. І в минулому, і особливо останніми роками лунали голоси проти цієї редукціоністської позиції СТЕ.

На противагу їй було висунуто тезу про не зведення філогенезу до мікроеволюційних процесів, необхідність доповнення СТЕ теорією макроеволюції. У цьому передбачалося, що мікроеволюція задовільно пояснена СТЕ. Насправді ні мікропроцеси, ні макропроцеси ще не зрозумілі і говорити про їхню зведеність або не зведеність один до одного поки що передчасно. СТЕ, як і класична еволюційна теорія Дарвіна, розроблена головним чином процесів, які у стійких умовах. Зараз середові кризи цікавлять нас більше, ніж будь-що інше, і, крім того, з'явилося припущення (перевірка якого перетворилася на першочергове завдання), що найважливіші еволюційні події відбувалися в кризових умовах. І, зрештою, з поля зору СТЕ майже випав загальний біологічний прогрес, зведений до збільшення чисельності. Хронологічна послідовність від ціанофітів до людини, як би її не називати, є одним з небагатьох достовірних еволюційних феноменів. Для мільйонів людей саме ця послідовність втілює саму еволюцію. Отже, від еволюційної теорії насамперед потрібно її пояснення. СТЕ дати такого не може, оскільки у вирішенні еволюційних завдань, що визнаються цією теорією - пристосовності, виживання, зростанні чисельності та різноманітності - ціанофіти анітрохи не поступаються людині. Тому зовсім незрозумілою виявилася й еволюція людини. Вона або зовсім відривається від попередньої біологічної еволюції, або штучно вводиться у рамки шкільного СТЭ. З усіх цих обставин сучасний стан теорії еволюції бракує почуття задоволення.

ОГЛЯД СУЧАСНИХ ПРОБЛЕМ ТЕОРІЇ ЕВОЛЮЦІЇ.

Еволюція у багатьох випадках може бути представлена тепер мірою та числом. Зібрано велику інформацію про численні біологічні катастрофи (кризи), насамперед, протягом останнього мільярда років; про їхню кореляцію з абіотичними кризами, про можливі загальні причини цих явищ. Одночасно з цим накопичені величезні обсяги інформації про структурну організацію та молекулярно-генетичні механізми функціонування клітин - основи життя, факторів мінливості геномів та про закономірності молекулярної еволюції клітин та організмів. У той же час, незважаючи на великі дані про молекулярно-генетичні механізми, що зумовлюють реакції геномів, клітин та організмів на зміни зовнішнього середовища, нам мало що відомо про зв'язки цих механізмів з процесами біоеволюції, що відбувалися на Землі в моменти глобальних геологічних перебудов. Незважаючи на велику кількість інформації про закономірності еволюції органічного та неорганічного світів, отриманих науками про Землю та біологію, вона досі залишається розрізненою і потребує системного узагальнення.

До найбільших досягнень останніх десятиліть можна віднести розшифровку палеонтологами і геологами докембрійського літопису розвитку органічного світу Землі, що розширила геохронологічний діапазон наших знань про еволюцію життя від 550 млн. до майже 4 млрд. років. Класичні концепції еволюції органічного світу, засновані на досвіді вивчення його фанерозойської історії, коли в основних рисах вже склалася таксономічна та екосистемна ієрархія біологічних систем, починаючи з Ч. Дарвіна, розвивалися у рамках градуалістичного розуміння філогенетичного процесу, центральною ланкою якого є вид.

Вивчення докембрійських форм життя та умов його існування поставило до порядку денного нові проблеми. Завдяки досягненням молекулярної біології, включаючи молекулярну філогенію, з початку 80-х років ХХ століття стало зрозуміло, що шляхи біологічної еволюції життя в умовах початкової безкисневої (відновлювальної) атмосфери та поступового переходу її в окислювальну (збільшення концентрації кисню в середовищі існування) життям трьох царств (доменів організмів) без'ядерних прокаріотів:

1. справжніх еубактерій;

2. бархеобактерій, геном яких має деякі риси схожості з геномом еукаріотів;

3. еукаріотів, що мають оформлене ядро та карпатменталізовану цитоплазму з різними типами органел.

Найважливішою ланкою на шляху становлення біорізноманіття живої оболонки землі є відкриті в останнє десятиліття вендські безскелетні вендобіонти із загадковими особливостями метаболізму, безпосередні попередники основних типів сучасних безхребетних, основні філогенетичні стовбури (на рівні типів і сімейств), яких виникли близько 54 періоду.

Вивчення мікробіальних спільнот у сучасних екстремальних умовах та їх експериментальне моделювання дозволили виявити особливості взаємодії автотрофних та гетеротрофних форм прокаріотного життя як особливий тип адаптації у просторово нерозривній двоєдиній системі організм-екосистема. Розвиток методів мікробіальної палеонтології та виявлення за допомогою цих методів у метеоритах, ймовірно, привнесених на Землю з Марса, структур, що нагадують сліди бактеріальної життєдіяльності, дало новий імпульс проблемі «вічності життя». В останні роки в палеонтології та геології накопичилося багато даних про кореляцію глобальних геологічних та біотичних подій в історії біосфери. Особливий інтерес останнім часом викликав «феномен» вибухової біодиверсифікації органічного світу в ордовикському періоді (450 млн років тому), коли виникла величезна кількість нових екологічних спеціалізацій, внаслідок чого вперше сформувався глобальний замкнутий біогеохімічний цикл у морських екосистемах. Дані про взаємозв'язки основних трендів і періодичності глобальних процесів в еволюції зовнішніх і внутрішніх оболонок Землі і біосфери як цілісної системи поставили на порядок денний проблему керівника ланки в еволюції Землі та її біосфери. Відповідно до нових уявлень, що узгоджуються з теорією розвитку великих систем, еволюція біосфери визначається вищими ієрархічними рівнями глобальної екосистеми, а на нижчих рівнях (популяційному, видовому) забезпечується її «тонша» настройка. З цих позицій виникає проблема поєднання концепції видоутворення Ч. Дарвіна та біосферної концепції В.І. Вернадського. У зв'язку з відкриттям у 1970-х роках ХХ століття в сучасних океанах унікальних екосистем, сліди яких встановлені тепер і у відкладеннях стародавнього віку (не менше 400 млн. років), що існують за рахунок ендогенної енергії гідротерм, виникла ще одна проблема. Чи є сонячна енергія та киснева атмосфера необхідними умовами еволюції життя на планетах і який еволюційний потенціал екосистем такого типу? Отже, можна сформулювати такі сучасні проблеми теорії еволюції:

1. Чи виникло життя Землі під час природної еволюції неорганічного світу (теорія самозародження життя з неорганічної матерії)? Чи вона привнесена з Космосу (теорія панспермія) і, таким чином, значно старша за Землю і не пов'язана безпосередньо у своєму генезі з умовами первісної Землі на момент фіксації в геологічному літописі перших слідів життя? У теорії молекулярної еволюції накопичена значна сума знань, що вказують на можливість самовиникнення життя (у формі найпростіших систем, що самовідтворюються) з неорганічної матерії в умовах первісної Землі. У той самий час є факти, які свідчать користь теорії панспермії: а) найдавніші осадові породи з віком 3,8 млрд. років зберегли сліди масового розвитку примітивних форм життя, а ізотопний склад вуглецю мало відрізняється від цього у сучасному живому речовині; б) у метеоритах виявлено особливості, які можуть інтерпретуватися як сліди життєдіяльності примітивних форм життя, хоча є й заперечення проти цієї точки зору. При цьому слід зазначити, що питання щодо вічності життя у Всесвіті зрештою впирається у питання про вічність самого Всесвіту. Якщо життя Землю привнесена з Космосу (теорія панспермії), це знімає проблеми виникнення життя, лише переносить момент виникнення життя у глибини часу і простору. Зокрема, в рамках теорії «великого вибуху» час виникнення та поширення життя у Всесвіті не може перевищувати 10 млрд. років. Слід, однак, мати на увазі, що ця дата стосується лише нашого Всесвіту, а не всього Космосу.

2. У чому полягали основні тенденції еволюції примітивних одноклітинних форм життя Землі протягом перших 3,5 млрд. років (чи більше) розвитку? Чи було основною тенденцією ускладнення внутрішньої організації клітини з метою максимізувати споживання будь-яких ресурсів малодиференційованого навколишнього середовища первісної Землі, чи вже тоді частина організмів вступила на шлях пристосування до переважного використання якогось одного ресурсу (спеціалізація), що мало сприяти диференціації глобальної первісної біосфери на систему локальних біоценозів У зв'язку з цим виникає також питання про співвідношення екзогенних (сонце) та ендогенних (гідротерми) джерел енергії для розвитку життя на ранніх та пізніших етапах. В даний час вважається встановленим, що найпростіші без'ядерні бактеріальні організми дали початок еукаріот з розвиненим ядром, компартменталізованою цитоплазмою, органелами і статевою формою розмноження. Еукаріоти на рубежі близько 1,2-1,4 млрд років тому значно збільшили свою біорізноманіття, наслідком чого стало інтенсивне освоєння нових екологічних ніш і загальний розквіт як ядерних, так і без'ядерних форм життя. Цим пояснюється, зокрема, масове утворення найдавніших біогенних нафтових родовищ 1,2-1,4 млрд років тому, - можливо, найбільш великомасштабний процес перетворення біомаси Землі, що існувала тоді (в 10 разів перевищує сучасну біомасу) в відсталу матерію. Тут слід зазначити, що існуючі методики розрахунків маси живої речовини для минулих геологічних епох за кількістю фосилізованої органічної речовини не враховують балансові співвідношення автотрофного та гетеротрофного ярусів біосфери, що також слід віднести до однієї з важливих проблем вивчення глобальних закономірностей еволюції біосфери. Можливо, що перше помітне збільшення біомаси та біорізноманіття еукаріотів відбулося близько 2 млрд. років тому. Виникає питання зв'язку цієї глобальної еволюційного події з появою вільного кисню у атмосфері Землі.

3. Які чинники забезпечили прогресивне ускладнення геномів еукаріотів та особливості геномів сучасних прокаріотів? Чи існували на первісній Землі умови, котрі сприяли еволюційному ускладненню структурно-функціональної організації еукаріотичної клітини? Якщо так, то яка їхня природа, коли вони виникли і чи продовжують вони діяти до цього дня? Які механізми забезпечували узгодження самоскладання екосистем «знизу» (на популяційному та видовому рівнях) та «зверху» (тобто на рівні взаємодії глобальної екосистеми з глобальними ендогенними та екзогенними геологічними процесами)? Виникає також питання про еволюційний потенціал різних рівнів біологічної організації та умови його реалізації. У вигляді можна вважати очевидним зростання еволюційного потенціалу кожному новому рівні біологічної організації, тобто. можливостей морфо-функціональної диференціації життя на організмовому та екосистемному рівнях, проте незрозумілими залишаються тригерні механізми та лімітуючі фактори автогенетичного та зовнішнього (середовища життя) походження. Зокрема, залишається загадковою природа давно встановлених палеобіологією ароморфозів (кардинальних змін планів будови організмів) та сальтацій (спалахів біодиверсифікацій, що супроводжуються появою таксонів високого рангу). Ароморфози та сальтації добре збігаються з епохами глобальних біотичних перебудов та кардинальних геологічних змін середовища (балансу вільного кисню та вуглекислого газу в атмосфері та гідросфері, стану озонового екрану, консолідації та розпаду суперконтинентів, великомасштабних флуктуацій клімату). Виникнення нових ароморфозів (наприклад, поява безскелетних, потім скелетних морських, судинних рослин, наземних хребетних тощо) радикально змінювало функціональні та просторові характеристики біосфери, а також еволюційні тренди у конкретних таксономічних групах. Це добре узгоджується з теоретичним становищем кібернетики про напрямну роль еволюційному процесі вищих ланок ієрархічних систем. Чи відбувалася в історії Землі глобальна зміна еволюційних стратегій у рамках стабілізуючого відбору (постійність умов зовнішнього середовища), рушійного відбору (виражені односпрямовані зміни критичних параметрів зовнішнього середовища) і дестабілізуючого відбору (катастрофічні зміни параметрів зовнішнього середовища, що зачіпають молекул генетичного до біосферного)? Є уявлення у тому, що у ранніх етапах еволюції біосфери еволюційна стратегія визначалася пошуками оптимальних варіантів адаптацію фізико-хімічним умовам середовища (некогерентна еволюція). А в міру стабілізації абіотичного середовища еволюція набуває когерентного характеру і провідним фактором еволюційної стратегії в екологічно насичених екосистемах стає вироблення трофічних спеціалізацій під тиском конкуренції за харчові ресурси.

4. Яка природа тригерних механізмів, щоб забезпечити радикальне зміна режимів еволюції життєвих форм? Чи має вона іманентну сутність, обумовлену внутрішніми особливостями організації та еволюції біосистем, чи обумовлена зовнішніми причинами, наприклад геологічними перебудовами? Як співвідносяться ці фактори? За геологічними даними масовий розвиток високоорганізованих форм життя відбувся у венді близько 600 млн років тому, хоча, можливо, вони з'явилися раніше, про що свідчать палеонтологічні знахідки останніх років. Але це були безскелетні м'якотілі Metazoa. Вони не мали захисного скелета і за відсутності озонового шару, мабуть, мали обмежену екологічну нішу. На рубежі 540-550 млн. років стався таксономічний вибух (масова, практично одночасна поява) всіх основних типів і класів морських безхребетних, представлених переважно вже скелетними формами. Однак повний розвиток форм життя, що посіли всі основні біотопи на Землі, відбувся пізніше, коли істотно збільшилася кількість вільного кисню в атмосфері та гідросфері та почав стабілізуватися озоновий екран. Всі ці події, з одного боку, корелюються з найбільшими геологічними подіями, а з іншого, вибуховий характер цих подій потребує формування нових підходів до побудови сценаріїв еволюції на основі синтезу класичних дарвінівських уявлень та теорії розвитку великих систем, що добре узгоджується з вченням В.І. .Вернадського про біосферу як глобальну біогеохімічну систему Землі та сучасними еколого-геохімічними моделями екосистем різного типу. Усі найбільші біотичні кризи корелюються з найбільшими геологічними перебудовами, але готуються саморозвитком біологічних систем та накопиченням екологічного дисбалансу.

5. Якою мірою фотосинтез та кисневий обмін є обов'язковими та необхідними умовами розвитку життя на Землі? Перехід від переважаючого хемосинтезу до фотосинтезу на основі хлорофілу стався, ймовірно, близько 2 млрд років тому, що, можливо, і послужило «енергетичною» передумовою подальшого вибухового збільшення біорізноманіття на планеті. Але в останній третині ХХ століття було відкрито та вивчено феномен бурхливого розвитку життя біля сірководневих курців на дні океану у повній темряві на основі хемосинтезу. Локальний (точковий) розподіл «чорних курців» і приуроченість їх до певних геодинамічних обстановок літосфери (серединно-океанічним хребтам - зонам розтягування земної кори) - найважливіші лімітуючі фактори, що перешкоджають утворенню на цій основі просторового контину. Еволюційний потенціал ендогенного сектора біосфери лімітується не лише просторовими, а й тимчасовими обмеженнями – недовговічним (в масштабі геологічного часу) дискретним характером їх існування, яке переривається періодичним загасанням гідротерм, а у глобальному масштабі – літосферними перебудовами. Палеонтологічні дані показують, що у геологічному минулому склад продуцентів цих екосистем (бактеріальних співтовариств) практично змінювався, а гетеротрофне населення формувалося з допомогою емігрантів з «нормальних» біотопів (факультативні біоценози). Екосистема «чорних курців», мабуть, можна розглядати як хороша евристична модель на вирішення проблем: 1) ранніх етапів розвитку життя Землі за умов безкисневої атмосфери; 2) можливостей життя інших планетах; 3) еволюційного потенціалу екосистем, що існують за рахунок ендогенних та екзогенних джерел енергії. Перелік проблем походження та еволюції життя, які вперше виникли або отримали нове висвітлення у світлі новітніх даних біології, геології, палеонтології, океанології та інших розділів природознавства, можна продовжити. Однак і перераховані вище проблеми переконливо свідчать, що на сучасному етапі розвитку наших знань на перший план висувається проблема міждисциплінарного, системного синтезу цих знань у рамках нової парадигми, яку академік М.М.Моїсеєв назвав «універсальним еволюціонізмом».

6. Закономірний і спрямований характер макроеволюції дозволяє порушити питання можливості прогнозування еволюції. Вирішення цього питання пов'язане з аналізом співвідношень необхідних та випадкових явищ в еволюції організмів. Як відомо, у філософії категоріями необхідності та випадковості позначають різні типи зв'язку явищ. Необхідні зв'язки визначаються внутрішньою структурою взаємодіючих явищ, їхньою сутністю, корінними особливостями. Навпаки, випадкові зв'язки мають зовнішній характер стосовно даного явища, обумовлені побічними факторами, не пов'язаними з сутністю цього явища. При цьому випадкове, звичайно, не так, але його причини лежать поза причинно-наслідкового ряду, що визначає сутність цього явища. Випадковість та необхідність відносні: випадкове для одного причинно-наслідкового ряду є необхідним для іншого, і за зміни умов випадкові зв'язки можуть перетворитися на необхідні, і навпаки. Статистична закономірність є виявлення необхідних, т. е. внутрішніх, істотних зв'язків серед численних зовнішніх випадкових взаємодій.

7. Серед центральних проблем сучасної теорії еволюції слід назвати коеволюцію різних видів у природних спільнотах та еволюцію самих біологічних макросистем – біогеоценозів та біосфери в цілому. Продовжуються жваві дискусії про роль в еволюції нейтральних мутацій та дрейфу генів, про співвідношення адаптивних та неадаптивних еволюційних змін, про сутність та причини типогенезу та типостазу в макроеволюції, нерівномірності її темпів, морфофізіологічному прогресі тощо. Багато чого ще належить зробити навіть у найбільш розроблених галузях еволюціоністики - таких, як теорія відбору, вчення про біологічний вид та видоутворення.

Деякі біологи говорять про необхідність "нового синтезу", підкреслюючи застарілість класичних уявлень синтетичної теорії еволюції, що є, по суті, в основному теорією мікроеволюції, та необхідність подолання характерного для неї вузькоредукціоністського підходу.

ВИСНОВОК

Підбиваючи підсумки, передусім коротко викладу основні тези сучасної еволюційної теорії. Еволюція організмів є процес історичних перетворень всіх рівнів організації біологічних систем - від молекулярного до біосферного. Еволюція є неминучим наслідком, що з основних властивостей організмів - розмноження і редуплікації апарату спадковості. У мінливих зовнішніх умовах ці процеси неминуче супроводжуються виникненням мутацій, оскільки стійкість будь-якої системи має межі.

Результатом впливу природного відбору є пристосувальна волюція організмів. Можна сказати, що еволюція є форма існування організмів у зовнішньому середовищі, що змінюється. При цьому відбір є основним рушійним фактором еволюції, без участі якого неможлива реалізація будь-яких потенцій розвитку, зумовлених системними властивостями організмів. Відбір рухає еволюцію і надає еволюційним перетворенням характер пристосувань до змін довкілля, а організмові напрямні чинники визначають конкретні напрями і форми еволюційних перебудов. Еволюціоністика далеко ще не дозволила всього величезного кола проблем, що стоять перед нею, і продовжує стрімкий розвиток.

Крім традиційного узагальнення та переосмислення даних, отриманих у галузі інших біологічних наук, починають формуватися її власні методи. Серед них слід згадати постановку експериментів на природних популяціях різних видів для вивчення дії природного відбору, внутрішньо-і міжвидових відносин та їхньої еволюційної ролі. Аналогічні проблеми вирішуються і модельних лабораторних популяціях з допомогою методів популяційної генетики. Розвиваються методи математичного моделювання різноманітних еволюційних процесів. Ймовірно, в майбутньому важливу роль у вирішенні еволюційних проблем відіграватимуть методи генної інженерії та експериментального втручання в онтогенез.

Інтегруючим початком сучасної еволюційної теорії має стати системний підхід, плідність якого вже продемонстрували сучасні досягнення в розумінні механізмів макроеволюції. У зв'язку з цим деякі вчені пропонують іменувати еволюційну теорію «системної», що формується в результаті сучасного синтезу. Чи приживеться ця назва, покаже майбутнє.

Список літератури:

1. Грант У. «Еволюційний процес» Москва 1991г.

2. Кейлоу П. «Принципи еволюції» Москва 1986р.

3. Шамальгуазян І.І. «Шляхи та закономірності еволюційного процесу» Ленінград 1986р.

5. Красілов В.А. "Нерозв'язані проблеми еволюції" Владивосток 1986.

6. Реймерс Н.Ф. «Екологія. Теорії, закони, правила, принципи та гіпотези». Москва 1994р.

7. Кумура М. «молекулярна еволюція: теорія нейтральності» Москва 1986р.

Геологічні та біологічні науки в останні десятиліття накопичили величезну нову інформацію про еволюцію органічного та неорганічного світів Землі, а також про фізико-географічні, геологічні та біогеохімічні передумови можливого існування будь-яких форм життя в минулому чи сьогоденні на інших планетах сонячної групи. Еволюція у багатьох випадках може бути представлена тепер мірою та числом. Зібрано велику інформацію про численні біологічні катастрофи (кризи), насамперед, протягом останнього мільярда років; про їхню кореляцію з абіотичними кризами, про можливі загальні причини цих явищ.

Одночасно з цим накопичені величезні обсяги інформації про структурну організацію та молекулярно-генетичні механізми функціонування клітин – основи життя, факторів мінливості геномів та про закономірності молекулярної еволюції клітин та організмів. У той же час, незважаючи на великі дані про молекулярно-генетичні механізми, що зумовлюють реакції геномів, клітин та організмів на зміни довкілля, нам мало що відомо про зв'язки цих механізмів з процесами еволюції біоти, що відбувалися на Землі в моменти глобальних геологічних перебудов. Незважаючи на велику кількість інформації про закономірності еволюції органічного та неорганічного світів, отриманих науками про Землю та біологію, вона досі залишається розрізненою і потребує системного узагальнення.

Завдяки досягненням молекулярної біології (включаючи молекулярну філогенію), з початку 80-х років ХХ століття стало зрозуміло, що шляхи біологічної еволюції життя в умовах початкової безкисневої (відновної) атмосфери та поступового переходу її в окислювальну (збільшення концентрації кисню в середовищі існування) життям трьох царств (доменів організмів) без'ядерних прокаріотів: 1) справжніх еубактерій; 2) археобактерій, геном яких має деякі риси схожості з геномом еукаріотів; 3) еукаріотів, що мають оформлене ядро та карпатменталізовану цитоплазму з різними типами органел.

Найважливішою ланкою на шляху становлення біорізноманіття живої оболонки Землі є відкриті в останнє десятиліття вендські безскелетні Metazoa (вендобіонти) із загадковими особливостями метаболізму, безпосередні попередники основних типів сучасних безхребетних, основні філогенетичні стовбури (на рівні типів і родин5) початку кембрійського періоду.

В останні роки в палеонтології та геології накопичилося багато даних про кореляцію глобальних геологічних та біотичних подій в історії біосфери. Особливий інтерес останнім часом викликав «феномен» вибухової біодиверсифікації органічного світу в ордовикському періоді (450 млн років тому), коли виникла величезна кількість нових екологічних спеціалізацій, внаслідок чого вперше сформувався глобальний замкнутий біогеохімічний цикл у морських екосистемах. Ця «екологічна революція» добре корелюється з появою озонового екрану в атмосфері, який кардинально змінив просторові параметри зони життя на Землі.

Дані про взаємозв'язки основних трендів і періодичності глобальних процесів в еволюції зовнішніх і внутрішніх оболонок Землі і біосфери як цілісної системи поставили на порядок денний проблему керівника ланки в коеволюції Землі та її біосфери. Відповідно до нових уявлень, що узгоджуються з теорією розвитку великих систем, еволюція біосфери визначається вищими ієрархічними рівнями глобальної екосистеми, а на нижчих рівнях (популяційному, видовому) забезпечується її «тонша» настройка («парадокс ієрархії систем»). З цих позицій виникає проблема поєднання концепції видоутворення Ч. Дарвіна та біосферної концепції В.І. Вернадського.

У зв'язку з відкриттям у 1970-ті роки ХХ століття в сучасних океанах унікальних екосистем («чорних курців»), сліди яких встановлені тепер і у відкладеннях стародавнього віку (не менше 400 млн. років), що існують за рахунок ендогенної енергії гідротерм, виникла ще одна проблема: чи є сонячна енергія та киснева атмосфера необхідними умовами еволюції життя на планетах і який еволюційний потенціал екосистем такого типу?

Отже, можна сформулювати такі сучасні проблеми теорії еволюції:

У теорії молекулярної еволюції накопичена значна сума знань, що вказують на можливість самовиникнення життя (у формі найпростіших систем, що самовідтворюються) з неорганічної матерії в умовах первісної Землі.

У той же час є факти, які свідчать на користь теорії панспермії: а) найдавніші осадові породи з віком 3,8 млрд років зберегли сліди масового розвитку примітивних форм життя, а ізотопний склад вуглецю С12/С13 практично не відрізняється від такого в сучасному живому речовині; б) у метеоритах виявлено особливості, які можуть інтерпретуватися як сліди життєдіяльності примітивних форм життя, хоча є й заперечення проти цієї точки зору.

При цьому слід зазначити, що питання щодо вічності життя у Всесвіті зрештою впирається у питання про вічність самого Всесвіту. Якщо життя Землю привнесена з Космосу (теорія панспермії), це знімає проблеми виникнення життя, лише переносить момент виникнення життя у глибини часу і простору. Зокрема, в рамках теорії «великого вибуху» час виникнення та поширення життя у Всесвіті не може перевищувати 10 млрд. років. Слід, однак, мати на увазі, що ця дата стосується лише нашого Всесвіту, а не всього Космосу.

В даний час вважається встановленим, що найпростіші без'ядерні бактеріальні організми дали початок еукаріот з розвиненим ядром, компартменталізованою цитоплазмою, органелами і статевою формою розмноження. Еукаріоти на рубежі близько 1,2-1,4 млрд років тому значно збільшили свою біорізноманіття, наслідком чого стало інтенсивне освоєння нових екологічних ніш і загальний розквіт як ядерних, так і без'ядерних форм життя. Цим пояснюється, зокрема, масове утворення найдавніших біогенних нафт 1,2-1,4 млрд років тому, - можливо, найбільш великомасштабний процес перетворення біомаси Землі, що існувала тоді (в 10 разів перевищує сучасну біомасу) в відсталу матерію. Тут слід зазначити, що існуючі методики розрахунків маси живої речовини для минулих геологічних епох за кількістю фосилізованої органічної речовини не враховують балансові співвідношення автотрофного та гетеротрофного ярусів біосфери, що також слід віднести до однієї з важливих проблем вивчення глобальних закономірностей еволюції біосфери. Можливо, що перше помітне збільшення біомаси та біорізноманіття еукаріотів відбулося близько 2 млрд. років тому. Виникає питання зв'язку цієї глобальної еволюційного події з появою вільного кисню у атмосфері Землі.

3. Які чинники забезпечили прогресивне ускладнення геномів еукаріотів та особливості геномів сучасних прокаріотів?

Чи існували на первісній Землі умови, котрі сприяли еволюційному ускладненню структурно-функціональної організації еукаріотичної клітини? Якщо так, то яка їхня природа, коли вони виникли і чи продовжують вони діяти до цього дня?

Які механізми забезпечували узгодження самоскладання екосистем «знизу» (на популяційному та видовому рівнях) та «зверху» (тобто на рівні взаємодії глобальної екосистеми з глобальними ендогенними та екзогенними геологічними процесами)?

Виникає також питання про еволюційний потенціал різних рівнів біологічної організації (на молекулярному, генному, клітинному, багатоклітинному, організмовому, популяційному) та умовах його реалізації. У загальному вигляді можна вважати очевидним зростання еволюційного потенціалу на кожному новому рівні біологічної організації (тобто можливостей морфо-функціональної диференціації життя на організмовому та екосистемному рівнях), проте незрозумілими залишаються тригерні механізми та лімітуючі фактори автогенетичного (імарджентного) та зовнішнього (середовища життя) ) походження. Зокрема, залишається загадковою природа давно встановлених палеобіологією ароморфозів (кардинальних змін планів будови організмів) та сальтацій (спалахів біодиверсифікацій, що супроводжуються появою таксонів високого рангу). Ароморфози та сальтації добре збігаються з епохами глобальних біотичних перебудов та кардинальних геологічних змін середовища (балансу вільного кисню та вуглекислого газу в атмосфері та гідросфері, стану озонового екрану, консолідації та розпаду суперконтинентів, великомасштабних флуктуацій клімату). Виникнення нових ароморфозів (наприклад, поява безскелетних, потім скелетних морських Metazoa, судинних рослин, наземних хребетних тощо) радикально змінювало функціональні та просторові характеристики біосфери, а також еволюційні тренди у конкретних таксономічних групах. Це добре узгоджується з теоретичним становищем кібернетики про напрямну роль еволюційному процесі вищих ланок ієрархічних систем.

Чи відбувалася в історії Землі глобальна зміна еволюційних стратегій у рамках стабілізуючого відбору (постійність умов зовнішнього середовища), рушійного відбору (виражені односпрямовані зміни критичних параметрів зовнішнього середовища) і дестабілізуючого відбору (катастрофічні зміни параметрів зовнішнього середовища, що зачіпають молекул генетичного до біосферного)? Є уявлення у тому, що у ранніх етапах еволюції біосфери еволюційна стратегія визначалася пошуками оптимальних варіантів адаптацію фізико-хімічним умовам середовища (некогерентна еволюція). А в міру стабілізації абіотичного середовища еволюція набуває когерентного характеру і провідним фактором еволюційної стратегії в екологічно насичених екосистемах стає вироблення трофічних спеціалізацій під тиском конкуренції за харчові ресурси.

Наскільки частими були такі зміни і яку роль грали в них глобальні геологічні перебудови? Наскільки це пов'язано з появою еукаріотів у геологічному літописі, а також загальним розквітом як ядерних, так і без'ядерних форм життя на рубежі 1,2-1,4 млрд. років тому?

Яким є співвідношення поступового та вибухоподібного режимів еволюції на видовому та екосистемному рівнях і як вони змінювалися на різних етапах історії біосфери?

Чи можливе достовірне відновлення картини еволюції життя Землі з урахуванням принципової неповноти геологічного літопису та складності реальних еволюційних процесів?

Які обмеження накладають особливості структурно-функціональної організації екосистем на еволюцію превалюючих у них форм життя?

За геологічними даними масовий розвиток високоорганізованих форм ізні Metazoa (з м'язовими тканинами, харчовим трактом тощо) відбувся у венді близько 600 млн років тому, хоча, можливо, вони з'явилися раніше, про що свідчать палеонтологічні знахідки останніх років. Але це були безскелетні м'якотілі Metazoa. Вони не мали захисного скелета і за відсутності озонового шару, мабуть, мали обмежену екологічну нішу. На рубежі 540-550 млн. років стався таксономічний вибух (масова, практично одночасна поява) всіх основних типів і класів морських безхребетних, представлених переважно вже скелетними формами. Однак повний розвиток форм життя, що посіли всі основні біотопи на Землі, відбувся пізніше, коли істотно збільшилася кількість вільного кисню в атмосфері та гідросфері та почав стабілізуватися озоновий екран.

Всі ці події, з одного боку, корелюються з найбільшими геологічними подіями, а з іншого, вибуховий характер цих подій потребує формування нових підходів до побудови сценаріїв еволюції на основі синтезу класичних дарвінівських уявлень та теорії розвитку великих систем, що добре узгоджується з вченням В.І. .Вернадського про біосферу як глобальну біогеохімічну систему Землі та сучасними еколого-геохімічними моделями екосистем різного типу. Усі найбільші біотичні кризи корелюються з найбільшими геологічними перебудовами, але готуються саморозвитком біологічних систем та накопиченням екологічного дисбалансу.

Локальний (точковий) розподіл «чорних курців» і приуроченість їх до певних геодинамічних обстановок літосфери (серединно-океанічним хребтам – зонам розтягування земної кори) – найважливіші лімітуючі фактори, що перешкоджають утворенню на цій основі просторового контину. Еволюційний потенціал ендогенного сектора біосфери лімітується не лише просторовими, а й тимчасовими обмеженнями – недовговічним (у масштабі геологічного часу) дискретним характером їхнього існування, яке переривається періодичним загасанням гідротерм, а у глобальному масштабі літосферними перебудовами. Палеонтологічні дані показують, що у геологічному минулому склад продуцентів цих екосистем (бактеріальних співтовариств) практично змінювався, а гетеротрофне населення формувалося з допомогою емігрантів з «нормальних» біотопів (факультативні біоценози). Екосистема «чорних курців», мабуть, можна розглядати як хороша евристична модель на вирішення проблем: 1) ранніх етапів розвитку життя Землі за умов безкисневої атмосфери; 2) можливостей життя інших планетах; 3) еволюційного потенціалу екосистем, що існують за рахунок ендогенних та екзогенних джерел енергії.

Перелік проблем походження та еволюції життя, які вперше виникли або отримали нове висвітлення у світлі новітніх даних біології, геології, палеонтології, океанології та інших розділів природознавства, можна продовжити. Однак і перераховані вище проблеми переконливо свідчать, що на сучасному етапі розвитку наших знань на перший план висувається проблема міждисциплінарного, системного синтезу цих знань у рамках нової парадигми, яку академік М.М.Моїсеєв назвав «універсальним еволюціонізмом».

6. Закономірний і спрямований характер макроеволюції дозволяє порушити питання можливості прогнозування еволюції. Вирішення цього питання пов'язане з аналізом співвідношень необхідних та випадкових явищ в еволюції організмів. Як відомо, у філософії категоріями необхідностіі випадковостіпозначають різні типи зв'язку явищ. Необхідні зв'язки визначаються внутрішньою структурою взаємодіючих явищ, їхньою сутністю, корінними особливостями. Навпаки, випадкові зв'язки мають зовнішній характер стосовно даного явища, обумовлені побічними факторами, не пов'язаними з сутністю цього явища. При цьому випадкове, звичайно, не так, але його причини лежать поза причинно-наслідкового ряду, що визначає сутність цього явища. Випадковість та необхідність відносні: випадкове для одного причинно-наслідкового ряду є необхідним для іншого, і за зміни умов випадкові зв'язки можуть перетворитися на необхідні, і навпаки. Статистична закономірність є виявлення необхідних, т. е. внутрішніх, істотних зв'язків серед численних зовнішніх випадкових взаємодій.

8. Насущним завданням еволюціоністики є переосмислення та інтеграція новітніх даних та висновків, отриманих останніми роками в галузі молекулярної біології, онтогенетики та макроеволюції. Деякі біологи говорять про необхідність "нового синтезу", підкреслюючи застарілість класичних уявлень синтетичної теорії еволюції, що є, по суті, в основному теорією мікроеволюції, та необхідність подолання характерного для неї вузькоредукціоністського підходу.

Лекція №11

Тема. Основні етапи хімічної та біологічної еволюцій.

1. Виникнення життя (біогенез). Сучасні гіпотези походження життя.

2. Становлення клітинної організації, розвиток метаболізму та репродукції протобіонтів. Проблема виникнення генетичного коду.

Прояви життя Землі надзвичайно різноманітні. Життя Землі представлена ядерними і доядерними, одно- і багатоклітинними істотами; багатоклітинні у свою чергу представлені грибами, рослинами та тваринами. Будь-яке з цих царств поєднує різноманітні типи, класи, загони, сімейства, пологи, види, популяції та індивідууми.

У всьому, начебто, нескінченному різноманітті живого можна назвати кілька різних рівнів організації живого: молекулярний, клітинний, тканинний, органний, онтогенетичний, популяційний, видовий, біогеоценотичний, біосферний. Перелічені рівні виділено за зручністю вивчення. Якщо ж спробувати виділити основні рівні, що відображають не стільки рівні вивчення, скільки рівні організації життя на Землі, то основними критеріями такого виділення мають бути визнані

наявність специфічних елементарних, дискретних структур та елементарних явищ. При цьому підході виявляється необхідним і достатнім виділяти молекулярно-генетичний, онтогенетичний, популяційно-видовий та біогеоцено-тичний рівні (Н.В. Тимофєєв-Ресовський та ін).

Молекулярно-генетичний рівень. При вивченні цього рівня досягнуто, мабуть, найбільшої ясності у визначенні основних понять, а також у виявленні елементарних структур та явищ. Розвиток хромосомної теорії спадковості, аналіз мутаційного процесу, вивчення будови хромосом, фагів та вірусів розкрили основні риси організації елементарних генетичних структур та пов'язаних з ними явищ. Відомо, що основні структури на цьому рівні (коди спадкової інформації, що передається від покоління до покоління), являють собою ДНК, диференційовану по довжині на елементи коду - триплети азотистих основ, що утворюють гени.

Гени цьому рівні організації життя представляють елементарні одиниці. Основними елементарними явищами, пов'язаними з генами, можна вважати їх локальні структурні зміни (мутації) і передачу інформації, що зберігається в них, внутрішньоклітинним керуючим системам.

Конваріантна редуплікація відбувається за матричним принципом шляхом розриву водневих зв'язків подвійної спіралі ДНК за участю ферменту ДНК-полімерази (рис. 4.2). Потім кожна з ниток будує відповідну нитку, після чого нові нитки комплементарно з'єднуються між собою. Пі-римідинові та пуринові основи комплементарних ниток скріплюються водневими зв'язками між собою ДНК-полімеразою. Цей процес здійснюється дуже швидко. Так, на 34 самоскладання ДНК кишкової палички (Escherichia coli), що складається приблизно з 40 тис. пар нуклеотидів, потрібно всього 100 с. Генетична інформація переноситься з ядра молекулами іРНК у цитоплазму до рибосом і там бере участь у синтезі білка. Білок, що містить тисячі амінокислот, у живій клітині синтезується за 5-6 хв, а у бактерій швидше.

факторів.

На онтогенетичному рівні одиницею життя служить особина з її виникнення до смерті. Фактично, онтогенез - це процес розгортання, реалізації спадкової інформації, закодованої в керуючих структурах зародкової клітини. На онтогенетичному рівні відбувається як реалізація спадкової інформації, а й апробація її у вигляді перевірки узгодженості у реалізації спадкових ознак роботи керуючих систем у часі та просторі не більше особи. Через оцінку індивіда у процесі природного відбору відбувається перевірка життєздатності даного генотипу.

Онтогенез виникла після доповнення конваріантної редуплікації новими етапами розвитку. У результаті еволюції виникає і поступово ускладнюється шлях від генотипу до фенотипу, від гена до ознаки. Як буде показано далі, виникнення онтогенетичних диференціювання лежить в основі виникнення всіх еволюційних новоутворень у розвитку будь-якої групи організмів. У низці експериментальних ембріологічних робіт встановлено суттєві приватні закономірності онтогенезу (див. гл. 14). Але все ще не створено загальної теорії онтогенезу. Ми досі не знаємо, чому в онтогенезі певні процеси відбуваються в належний час і в належному місці. Поки що можна припускати, що елементарними структурами на онтогенетичному рівні організації життя служать клітини, а елементарними явищами - якісь процеси, пов'язані з диференціюванням. У загальній формі ясно також, що онтогенез відбувається внаслідок роботи саморегулюючої ієрархічної системи, що визначає узгоджену реалізацію спадкових властивостей та роботу систем у межах особини. Особи у природі абсолютно ізольовані друг від друга, а об'єднані вищим рангом біологічної організації на популяційно-видовому рівні.

Популяційно-видовий рівень. Об'єднання особин у популяції, а популяцій у види за ступенем генетичної та екологічної єдності призводить до появи нових властивостей та особливостей у живій природі, відмінних від властивостей молекулярно-генетичного та онтогенетичного рівнів.

Література

Правдін Ф.М. Дарвінізм. М., 1973. С. 269-278

Костянтинов А.В. Основи еволюційної теорії М., 1979. С.106

Яблоков А.В., Юсуфов А.Г. Еволюційне вчення М., 1998. С.41-50

Мало хто уникнув знайомства з теорією еволюції Чарлза Дарвіна. Його книга - "Походження видів шляхом природного відбору" - вперше з'явилася наприкінці листопада 1859 року та швидко витримала три видання.
Висуваючи як фактор нашого походження скоріше випадок, ніж божественний задум, теорія Дарвіна вступала у відкриту конфронтацію з буквальним розумінням біблійної розповіді про творіння. А через одну-єдину вказівку на еволюційний зв'язок між людиною і приматами її стали широко висміювати як "мавпячу теорію". Під час суперечки з біологом-еволюціоністом соратником Дарвіна Томасом Гекслі єпископ Оксфордський Вільберфорс запитав із вишуканим сарказмом: "А ви вважаєте, що походять від мавпи по лінії дідуся чи бабусі?"
І то вірно, звичайно, що теорія Дарвіна мала ворожі для релігії цілі, адже вона мала на увазі, що життя є випадковим процесом, який не має жодної іншої мети, крім виживання.
Теорія Дарвіна лежить на двох фундаментальних моментах:
У природі відбуваються невеликі зміни випадкового характеру у структурі чи функції. Ті, хто одержує перевагу, шляхом природного відбору зберігаються; ті, хто ні, відкидаються.
Цей процес еволюційних змін поступовий, довготривалий і безперервний: він відбувається зараз так само, як відбувався в минулому. Накопичення цих невеликих змін протягом довгих проміжків часу призводить до створення нових видів.
Теорія ця була, безумовно, приваблива: у ній була логіка, простота, а головне - вона здавалася самоочевидною. Вже через десятиліття Дарвін здобув широку та потужну наукову підтримку, яка триває й донині.

Походження видів. Дарвін стверджував, що розвиток будь-якого виду зі свого предка є тривалим та поступовим процесом зміни, що проходить через незліченну кількість проміжних форм. Він усвідомлював, що якщо його теорія вірна, то мали існувати тисячі цих проміжних форм. Більше того, він усвідомлював, що від існування цих форм якраз і залежала міцність його теорії. Так, Дарвін писав, що " між всіма видами, що живуть і вимерли, мало бути немислима кількість проміжних і перехідних зв'язків. Але без сумніву, якщо ця теорія вірна, такі існували на нашій Землі ". Однак чому ж тоді, запитував він, висловлюючи свої власні сумніви, "ми не знаходимо їх без рахунка у відкладах земної кори?". Він болісно усвідомлював нестачу подібних копалин у геологічних пластах, але обманював себе та своїх читачів: " Відповідь переважно у цьому, що [копалини] дані менш повні, як прийнято думати " .
Тим не менш, цей факт не давав йому спокою, і він навіть присвятив йому цілий розділ у своїй книзі, розмірковуючи в ній на тему "неповноти геологічних даних". Незважаючи на його вагому аргументацію, він явно, як і раніше, відчував деяку незручність з приводу цієї ситуації, якщо вважав за необхідне висловити в пресі свою впевненість у тому, що в "майбутні століття... будуть виявлені численні копалини зв'язку".
Перебуваючи у захваті від теорії та у впевненості, що, охопивши більше геологічних пластів, що містять залишки копалин, вони успішно усунуть цю "неповноту", геологи та палеонтологи (вчені, які вивчають копалини) доклали титанічних зусиль, щоб заповнити прогалини в копалинах. Як не дивно, якщо врахувати ті величезні ресурси, які задіялися для вирішення завдання протягом багатьох років, але ці зусилля не дали результату. Професор Гулд розповів, що "надзвичайна рідкість перехідних форм у викопній історії продовжує оберігатися як професійний секрет палеонтології". У 1978 році колега Гулда, професор Найлс Елдрідж, зізнався в інтерв'ю, що "нікому не вдавалося знайти якихось "проміжних" істот: серед викопних свідчень не виявляється жодних "відсутніх зв'язків", і багато вчених тепер все більше схиляються до переконання, що ці перехідні форми будь-коли існували " . Професор Стівен Стенлі пише: "Насправді в викопній історії немає жодного переконливо підтвердженого випадку переходу одного виду в інший. Крім того, види існували разюче тривалі періоди часу". Нікому, наприклад, не вдавалося знайти копалини жирафа з шиєю середнього розміру. Якщо викопна історія відмовляється демонструвати очікувані зв'язки, що вона демонструє? І що вона доводить?

Викопна історія. Викопна історія в тому вигляді, як вона нам відома, починається в період, який називається геологами кембрійським, який, за їх підрахунками, був приблизно 590 мільйонів років тому. Декілька крихітних скам'янілих останків було виявлено в породах більш раннього часу: кілька бактерій і кілька дуже незвичайних істот, не схожих ні на що з того, що було знайдено до або після - едіакарська фауна, вік якої налічує близько 565 мільйонів років. Але всі вони, мабуть, вимерли невдовзі після цього. Складається враження, що у книзі життя було написано кілька тренувальних вправ, перекреслених потім жирною лінією: з цього моменту почалася реальна еволюція - чи, по крайнього заходу, почалося щось.
І це щось мало драматичний характер: щодо тваринного царства, то все з'явилося одночасно. Настільки раптовою і загадковою була поява різноманітності форм життя в той час, що вчені, як ми бачили, говорять про кембрійський вибух, який, за їхніми даними, стався близько 530 мільйонів років тому.
Найдивовижнішим відкриттям стало те, що тоді зародилися тварини всіх відомих форм - викопні чи нині. У цей період життя обрало свої основні форми і більше їх не змінювало.
Більше того, хоча вважають, що повністю період кембрію тривав близько 85 мільйонів років, але фактична поява всіх цих нових форм, ймовірно, відбулася приблизно за 10 мільйонів років або менше.
Іншими словами, історія життя на Землі виявляє близько 2 відсотків творчості та 98 відсотків подальшого розвитку.
Вчені перебувають у здивуванні. Звертаючи нашу увагу на той факт, що "всі еволюційні зміни з часу кембрію були лише варіаціями на ті самі базові теми", професор Джеффрі Левінтоп з Нью-Йоркського університету запитує: "Чому ж давні форми такі стійкі?" Він не має відповіді.
Що вельми випливає з геологічних даних, так це те, що така стабільність є нормою. Викопні форми тварин або рослин з'являються, існують та розвиваються мільйони років, а потім зникають – проте будова їх мало змінюється. Якщо й спостерігаються якісь зміни, то вони мають поступовий характер і обмежуються переважно розмірами: збільшується вся тварина чи рослина – чи окремі її ознаки. Не спостерігається того, щоб одна форма змінювалася на іншу, навіть відносно близьку: миша ніколи не еволюціонувала в щура; горобець ніколи не ставав дроздом.
До того ж подібні зміни мають, суду з усього, вельми вибірковий характер. Величезна кількість і по сьогодні живуть Землі істот, не зазнали ніяких значних змін у своїй будові протягом тривалого свого існування. Це йде врозріз з усіма очікуваннями Дарвіна.
Устриці та двостулкові молюски зараз мають вони з'явилися вперше близько 400 мільйонів років тому. Целакант і риби, що дихають, мешкають на Землі без будь-яких істотних змін вже близько 300 мільйонів років. Акули зберігають свій нинішній вигляд уже 150 мільйонів років. Осетр, каймана черепаха, алігатори та тапіри - всі ці види демонструють завидну стабільність форми вже понад 100 мільйонів років. Сучасні опосуми відрізняються від тих, що мешкали 65 мільйонів років тому, тільки в незначних рисах. Перша черепаха мала той самий панцир, що й сьогодні; перші змії майже нічим не відрізняються від сучасних змій; кажани теж мало змінилися, як і і жаби і саламандры.
Що ж у такому разі еволюція зупинилася? Чи діє якийсь інший механізм чи чинник?
Приклад, який часто використовується для демонстрації еволюції, - кінь. Передбачається, що вона почалася з маленького чотирипалого гіракотерію, який жив 55 мільйонів років тому і розвинувся в сучасну Equus, яка живе вже близько 3 мільйонів років. коні. Вони майстерно демонструють, як пальці поступово звелися до одного, як помітно збільшився розмір тварини та як із зміною раціону змінилися зуби.
Однак тепер експерти, як правило, визнають, що ця лінія повільного, але вірного перетворення тварини розміром із собаку на сьогоднішнього великого коня є "переважно апокрифічним". Проблема в тому - і це звичайна проблема реконструкції еволюції за викопними даними, - що є безліч прогалин між різними видами викопного коня, які включені до цього ряду. Починаючи з першого виду, гіракотерія, чий власний предок залишається загадкою, невідомо жодного зв'язку з передбачуваним "другим" конем і так далі. Те, що ми маємо, не є лінією розвитку, це не є навіть генеалогічним древом, що призводить до сучасної Equus, але є величезним кущем, у якого очевидні лише кінчики численних гілок, а всяке питання щодо існування його ствола залишається відкритим. У будь-який окремо взятий період часу існувало кілька видів коня - одні з чотирма пальцями, інші з меншим їх числом, одні з великими зубами, інші з маленькими. Коні також спочатку збільшились у розмірах, потім зменшилися, а потім знову збільшилися. І як постійне джерело роздратування - відсутність видів, що об'єднуються. Нарешті, ми також повинні визнати, що передбачуваний кінь-предок не так сильно відрізняється від сучасного коня. Крім кількох другорядних змін щодо ступнів і зубів і збільшення розміру, мало істотно змінилося. Це дуже незначна відмінність, яка подається як доказ еволюції, навіть якщо вона і відповідає дійсності, навряд чи вражає на тлі тих 52 мільйонів років, які пішли на це. Говорячи прямо, розглядати цю псевдопослідовність як доказ еволюції - це більшою мірою акт віри, ніж науковий факт.

Раптове походження видів. Викопну історію характеризують два моменти. Перше, як ми вже бачили, стабільність рослинних чи тваринних форм, коли вони вже з'явилися. Друге - раптовість, з якою ці форми виникають і, власне кажучи, надалі зникають.
Нові форми виникають у викопній історії, не маючи очевидних предків; так само несподівано вони зникають, не залишаючи якихось очевидних нащадків. Можна сміливо сказати, що майже копалини свідчення є історію величезної ланцюжка творів, об'єднаних лише вибором форми, а чи не еволюційними зв'язками. Професор Гулд так підсумовує ситуацію: "У будь-якому окремому районі вид не виникає поступово шляхом планомірної трансформації його предків; він з'являється раптом і одразу і "повністю сформованим".
Ми можемо спостерігати цей процес майже повсюдно. Коли, скажімо, близько 450 мільйонів років тому з'явилися перші копалини наземні рослини, то вони виникли без ознак попереднього розвитку. І проте навіть у ту ранню епоху є всі основні різновиди. Відповідно до теорії еволюції цього може бути - якщо ми не припустимо, що жодна з очікуваних сполучних форм не фосилізувалася, т. е. не перетворилася на скам'янілість. Що є досить малоймовірним.
Те саме з квітучими рослинами: хоча період, що передував їх появі, відрізняється великою різноманітністю копалин, не було знайдено жодних форм, які могли б бути їхніми предками. Їхнє походження також залишається незрозумілим.
Та сама аномалія виявляється і в тваринному царстві. Риби з хребтом та мозком вперше з'явилися близько 450 мільйонів років тому. Їхні прямі предки невідомі. І додатковим ударом по еволюційній теорії виявляється те, що у цих перших безщелепних риб, що мали панцир, був частково кістковий скелет. Зазвичай викладена картина еволюції хрящового скелета (як акул і скатів) в кістковий скелет є, відверто кажучи, невірною. Насправді ці риби, що не мають кісткового скелета, з'являються в викопній історії на 75 мільйонів років пізніше.
Крім того, істотним етапом у передбачуваній еволюції риб було розвиток щелеп. Однак перша щелепна риба в викопній історії з'явилася раптово, при цьому неможливо вказати на будь-яку ранню безщелепну рибу як на джерело її майбутньої еволюції. Ще одна дивина: міноги – безщелепні риби – чудово існують і досі. Якщо щелепи давали таку еволюційну перевагу, то чому тоді не вимерли ці риби? Не менш загадковим є і розвиток амфібій - водних тварин, здатних при цьому дихати повітрям і жити на суші. Як пояснює у своїй книзі "За межею природного відбору" д-р Роберт Вессон:
"Етапи, на яких риби дали життя земноводним, невідомі... найперші сухопутні тварини з'являються з чотирма добре розвиненими кінцівками, плечовим та тазовим поясом, ребрами та чітко вираженою головою... Через кілька мільйонів років, понад 320 мільйонів років тому, у копалини історії несподівано з'являється дюжина загонів земноводних, причому жоден, мабуть, не є предком якогось іншого ".
Ссавці демонструють ту ж раптовість і стрімкість розвитку. Найбільш ранні ссавці були маленькими тваринами, що вели потайливий спосіб життя в еру динозаврів - 100 або більше мільйонів років тому. Потім, після загадкового і все ще не поясненого вимирання останніх (близько 65 мільйонів років тому), у викопній історії в один і той же час – близько 55 мільйонів років тому – з'являється дюжина із зайвим груп ссавців. Серед копалин цього періоду знаходять скам'янілі зразки ведмедів, левів і кажанів, що мають сучасний вигляд. І що ще більше ускладнює картину – вони з'являються не в одному якомусь районі, а одночасно в Азії, Південній Америці та Південній Африці. На додачу, до всього цього, немає впевненості, що дрібні ссавці епохи динозаврів і справді були предками пізніших ссавців.
Вся викопна історія рясніє пробілами та загадками. Невідомо, наприклад, жодних копалин між першими хребетними і примітивними істотами раннього періоду - хордовими, - яких вважають предками хребетних. Існуючі сьогодні земноводні разюче відрізняються від перших відомих амфібій: між цими древніми і пізнішими формами в викопній історії сяє прогалина в 100 мільйонів років. Як видається, дарвінівська теорія еволюції буквально на очах розсипається на порох. Ймовірно, якось можна врятувати дарвінівську ідею "природного відбору", але лише у суттєво видозміненій формі. Зрозуміло, що немає свідчень розвитку будь-яких нових форм рослин чи тварин. Лише коли жива форма з'явилася, тоді тільки можливо грає свою роль природний відбір. Але він працює тільки на тому, що вже існує.
Не лише вчені, а й студенти коледжів та університетів проводять селекційні експерименти на плодовій мушці – дрозофілі. Їм пояснюють, що демонструють наочний доказ еволюції. Вони створюють мутації виду, дають їй очі різного забарвлення, ніжку, що росте з голови, або, можливо, подвійний торакс. Можливо, їм навіть вдається виростити мушку із чотирма крилами замість звичайних двох. Однак ці зміни - лише модифікація вже існуючих видових ознак мушки: чотири крила, наприклад, не більше ніж подвоєння початкових двох. Ніколи не вдавалося створити якийсь новий внутрішній орган, як не вдавалося перетворити плодову мушку на щось, що нагадує бджолу чи метелика. Неможливо навіть перетворити її на інший вид мухи. Як завжди, вона залишається представником роду Drosophila. "Природний відбір, можливо, і пояснює походження адаптаційних змін, але не може пояснити походження видів". І навіть це обмежене застосування стикається з проблемами.
Як, наприклад, природний відбір здатний пояснити той факт, що люди – єдиний вид живих істот – мають різні групи крові? Як він здатний пояснити те, що один із найраніших відомих науці викопних видів - трилобіт кембрійського періоду - має око з таким складним пристроєм і настільки ефективний, що не був перевершений ніяким пізнішим представником його філюму? І як могли еволюціонувати пір'я? Д-р Барбара Сталь, автор академічної праці з еволюції, зізнається: "Як вони виникли, ймовірно, з луски рептилій, - аналізу не піддається".
Вже на початку Дарвін розумів, що зіткнувся з глибокими проблемами. Розвиток складних органів, наприклад, до краю підривало його теорію. Бо доти, доки такий орган не почав функціонувати, за якою потребою мав заохочувати його розвиток до природного відбору? Як запитує професор Гулд: "Яка користь від недосконалих зародкових стадій, що дають перевагу структур? Яка користь від півщелепи чи півкрила?" Чи, можливо, від півочі? Те саме питання виникло десь і у свідомості Дарвіна. У 1860 році він зізнався колезі: "Око до цього дня приводить мене в холодне тремтіння". І не дивно.

Неправильна еволюція. Про проблеми з викопними даними було відомо від початку. Протягом століття або трохи довше вчені просто сподівалися на те, що проблеми мають тимчасовий характер, що будуть зроблені відкриття, які заповнять прогалини. Або, можливо, буде знайдено доказ того, що причина цих прогалин не в проблемах з еволюцією, а в нерегулярності геологічного процесу. Зрештою, однак, терпіння стало вичерпуватися. Згода в науковому світі була порушена в 1972 році, коли Стівен Джей Гулд і Найлс Елдрідж представили на конференції з еволюції спільну доповідь, що мала революційний характер. Їхня доповідь прямо спростовувала дарвінівську теорію.
Вони висловили твердження, що, хоча викопні дані, безумовно, аж ніяк не задовільні, раптові появи нових видів, що спостерігаються, не є свідченням неповноти викопних Даних, - навпаки, вони відображають реальність. Походження видів могло бути не поступовим еволюційним процесом, а процесом, в якому тривалі періоди стабільності зрідка перемежовувалися раптовими масштабними змінами живих форм. За допомогою цього аргументу Гулд і Елдрідж могли пояснити відсутність "ланок, що бракують": вони стверджували, що їх просто не було. Як би добре ця ідея не пояснювала, можливо, викопну історію, вона, як і раніше, базується на уявленні про те, що розвиток життя носить безладний, випадковий характер. Однак може бути продемонстровано, що еволюція, хоч би яким чином вона відбувалася, навряд чи була випадковим процесом.
Програми розвитку для рослинних та тваринних форм містяться в генетичному коді. Цей код дуже складний, а кількість варіацій, які могли б бути задіяні, величезна. Чи міг цей код еволюціонувати випадково? Просте знайомство із цифрами показує, що цього не могло бути. Якби, наприклад, мавпа сиділа за машинкою, щосекунди стукаючи навмання по клавішах, то скільки б знадобилося часу, щоб у мавпи - випадково - вийшло осмислене слово з дванадцяти букв? Для цього їй знадобилося б майже 17 мільйонів років.
Скільки б часу знадобилося все тій же мавпі, щоб у неї - випадково - вийшла осмислена пропозиція зі 100 букв - ланцюжок знаків, куди менш складний, ніж генетичний код? Імовірність цього настільки низька, що шанси проти неї перевищують загальну кількість атомів у всьому Всесвіті. Фактично слід говорити про неможливість того, щоб випадковим чином могла вийти осмислена послідовність зі 100 символів. Залишається зробити висновок, що так само неможливо і те, щоб випадково міг вийти складний генетичний код життя, як того вимагає теорія еволюції.
Астроном Фред Хойл, з властивою йому влучністю писав, що ймовірність випадкового створення вищих форм життя подібна до ймовірності того, щоб "торнадо, що проноситься по смітнику, міг зібрати "Боїнг-747".
А в такому випадку, якщо генетичний код не створений випадковим процесом, тоді він, мабуть, створений невипадковим процесом. До чого могла б привести нас ця думка?

Спрямована еволюція. У 1991 році книга Вессона "За межею природного відбору" стала новим та потужним викликом, кинутим офіційній науці. Він відкинув прихильність до дарвінівської еволюції як "поточку стародавньої мрії про Всесвіт, уподібнений величезному годинниковому механізму". Вессон вказує, що не можна розглядати будь-яку тварину окремо. Він пропонує нам поглянути більш широко: "Організми еволюціонують як частину спільності, тобто як екосистема... яка неминуче еволюціонує спільно. Швидше треба говорити не про походження видів, а про розвиток екосистем..."

"Коли погляди, що розвиваються мною в цій книзі і м-ром Уоллесом, або аналогічні погляди на походження видів стануть загальноприйнятими, це супроводжуватиметься, як ми невиразно передбачимо, глибоким переворотом в галузі природної історії."

Ч. Дарвін

У період активного втручання людини у біосферу еволюційне вчення стало однією з найважливіших біологічних дисциплін. Теорія еволюції покликана визначити оптимальну стратегію взаємовідносини людини і оточуючої живої природи, що дозволяє ставити питання про створення принципів керованої еволюції (Н.І.Вавілов).

Багато проблем еволюційного вчення ще чекають на своє вирішення, навколо інших відбуваються в наші дні спекотні дискусії. Деякі проблеми, що найбільш часто привертали увагу дослідників в останні роки, коротко висвітлюються в розділі 20.

В останній, 21, главі виділяються чотири основні підходи до оцінки значення еволюційного вчення зі світоглядної, теоретичної та практичної точок зору.

РОЗДІЛ 20

Сучасні дискусії в еволюційному навчанні

Нескінченний поступальний розвиток науки визначає постановку нових проблем перед будь-якою, найдосконалішою і, здавалося б, закінченою науковою теорією. Дарвінізм - не виняток із цього правила. Як і будь-який справді живий науковий напрямок, еволюційне вчення постійно звертається до не вирішених раніше чи знову виникаючих проблем. І в процесі їх вирішення або поглиблює і деталізує вже сформовані точки зору, або з'ясовує обмеження сфери дії тих закономірностей, які раніше здавалися загальними, або розкриває нові закономірності, включаючи раніше відкриті як окремі випадки. Нарешті, у процесі дослідження якихось проблем іноді виявляється, що ці проблеми були сформульовані неправильно.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

Проблеми еволюції

Ведення

еволюція ламарк дарвін

Еволюція є поступовим зміною складних систем у часі. Біологічна еволюція - це спадкова зміна властивостей та ознак живих організмів у ряді поколінь. У ході біологічної еволюції досягається і постійно підтримується узгодження між властивостями живих організмів та умовами середовища, в якому вони живуть. Оскільки умови постійно змінюються, в тому числі і в результаті життєвої активності самих організмів, а виживають і розмножуються ті особи, які найкраще пристосовані до життя в змінених умовах середовища, то властивості і ознаки живих істот постійно змінюються. Умови життя Землі нескінченно різноманітні, тому пристосування організмів до життя цих різних умовах породило під час еволюції фантастичне розмаїття життєвих форм.

Теорія еволюції займає головне становище в сучасному природознавстві та біології, об'єднуючи всі її області та будучи їх загальною

теоретичною основою. Показником наукової зрілості конкретних біологічних наук є: 1) внесок у теорію еволюції; 2) ступінь використання висновків останньої у їхній науковій практиці (для постановки завдань, аналізу отриманих даних та побудови приватних теорій). Також теорія еволюції має найважливіше загальне світоглядне значення: певне ставлення до проблем еволюції органічного світу характеризує різні загальні філософські концепції (як матеріалістичні, і ідеалістичні).

Основоположниками еволюційної біології як окремої самостійної науки вважаються Жан Батист Ламарк і Чарльз Дарвін, які першими звернулися до питань теорії еволюції.

1 . Пропроблеми еволюції живих організмів

Проблеми еволюції живих організмів полягають у самих теоріях еволюції, тобто у помилках міркування.

Відповідно до теорії Ламарка рослини і нижчі тварини прямо піддаються впливу середовища проживання і перетворюються. На вищих тварин середовище діє опосередковано: зміна зовнішніх умов – зміна можливостей – зміна звички – активне функціонування одних органів та їх розвиток – втрата активності інших органів та їх відмирання.

Але міркування Ламарка містили помилку, яка полягала у простому факті: набуті ознаки не успадковуються. Наприкінці ХІХ ст. німецький біолог Август Вейсман поставив відомий експеримент – протягом 22 поколінь відрізав хвости піддослідним мишам. І все одно новонароджені мишенята мали хвости нітрохи не коротші, ніж їхні предки.

Загалом теорія Ламарка випередила свій час і була відкинута науковою спільнотою. Але згодом у нього з'явилося багато послідовників. Неоламаркісти різних напрямків складали ударний кулак супротивників розробок Чарлза Дарвіна111111

Також можна виділити такі проблеми:

1) Як виникло життя землі. Спосібом природної еволюції неорганічного світу або її привнесено з Космосу - теорія Панспермія.

2. У чому полягали основні тенденції еволюції примітивних одноклітинних форм життя Землі. Чи було основною тенденцією ускладнення внутрішньої організації клітини з метою максимізувати споживання будь-яких ресурсів малодиференційованого довкілля первісної Землі, чи тоді частина організмів вступила на шлях пристосування до переважного використання будь-якого одного ресурсу (спеціалізація).

3. Чи існували на первісній Землі умови, котрі сприяли еволюційному ускладненню структурно-функціональної організації еукаріотичної клітини. Яка їхня природа, коли вони виникли і чи продовжують діяти донині.

Чи відбувалася в історії Землі глобальна зміна еволюційних стратегій у рамках стабілізуючого відбору (постійність умов зовнішнього середовища), рушійного відбору (виражені односпрямовані зміни критичних параметрів зовнішнього середовища) і дестабілізуючого відбору (катастрофічні зміни параметрів зовнішнього середовища, що зачіпають молекул генетичного до біосферного). Є уявлення у тому, що у ранніх етапах еволюції біосфери еволюційна стратегія визначалася пошуками оптимальних варіантів адаптацію фізико-хімічним умовам середовища (некогерентна еволюція). А в міру стабілізації абіотичного середовища еволюція набуває когерентного характеру і провідним фактором еволюційної стратегії в екологічно насичених екосистемах стає вироблення трофічних спеціалізацій під тиском конкуренції за харчові ресурси.

4. Яка природа тригерних механізмів, щоб забезпечити радикальне зміна режимів еволюції життєвих форм. Яка іманентна сутність, обумовлену внутрішніми особливостями організації та еволюції біосистем, чи зумовлена зовнішніми причинами.

За геологічними даними масовий розвиток високоорганізованих форм життя Metazoa (з м'язовими тканинами, харчовим трактом тощо) відбувся у венді близько 600 млн років тому, хоча, можливо, вони з'явилися раніше, про що свідчать палеонтологічні знахідки останніх років. Але це були безскелетні м'якотілі Metazoa. Вони не мали захисного скелета і за відсутності озонового шару, мабуть, мали обмежену екологічну нішу. На рубежі 540-550 млн. років стався таксономічний вибух (масова, практично одночасна поява) всіх основних типів і класів морських безхребетних, представлених переважно вже скелетними формами. Повний розвиток форм життя, що посіли всі основні біотопи на Землі, відбувся пізніше, коли істотно збільшилася кількість вільного кисню в атмосфері та гідросфері та почав стабілізуватися озоновий екран.

5. Якою мірою фотосинтез та кисневий обмін є обов'язковими та необхідними умовами розвитку життя на Землі. Перехід від переважаючого хемосинтезу до фотосинтезу на основі хлорофілу стався, ймовірно, близько 2 млрд років тому, що, можливо, і послужило «енергетичною» передумовою подальшого вибухового збільшення біорізноманіття на планеті. Але в останній третині ХХ століття було відкрито та вивчено феномен бурхливого розвитку життя біля сірководневих курців на дні океану у повній темряві на основі хемосинтезу.

2 . ЕвОлюційна теорія життя на землі

Історія еволюційної теорії надзвичайно цікава сама по собі, оскільки в ній сконцентрувалася боротьба ідей у всіх галузях біології.

Еволюційна біологія, як і будь-яка інша наука, пройшла довгий і звивистий шлях розвитку. Виникали та перевірялися різні гіпотези. Більшість гіпотез не витримувало перевірки фактами, і лише небагато їх ставали теоріями, неминуче змінюючись у своїй.

Проблема виникнення життя почала цікавити людину за часів античності. Розробкою ідей про походження живих істот займалися такі вчені як Анаксагор, Емпедокл, Геракліт, Аристотель.

Серед них Геракліт Ефеський (кінець VI – початок V ст. до н.е.) відомий як творець концепції вічного руху та змінності всього існуючого. За уявленнями Емпедокла (бл. 490 - бл. 430 до н.е.), організми сформувалися з первісного хаосу в процесі випадкового поєднання окремих структур, причому невдалі варіанти гинули, а гармонійні поєднання зберігалися (своєрідні наївні уявлення про відбір як спрямовуючу силу розвитку ). Автор атомістичної концепції будови світу Демокріт (бл. 460 - бл. 370 до н.е.) вважав, що організми можуть пристосовуватися до змін довкілля. Нарешті, Тіт Лукрецій Кар (бл. 95-55 до н.е.) у своїй знаменитій поемі «Про природу речей» висловив думки про зміну світу та самозародження життя.

З філософів античності найбільшою популярністю і авторитетом серед натуралістів у наступні епохи (зокрема, у період Середньовіччя) користувався Аристотель (384-322 е.) Аристотель не підтримував, у разі, у досить ясної формі, ідею змінності навколишнього світу. Проте багато його узагальнення, що самі собою укладалися в загальну картину незмінності світу, зіграли надалі важливу роль у розвитку еволюційних уявлень. Такі думки Аристотеля про єдність плану будови вищих тварин (подібність будови відповідних органів у різних видів було названо Аристотелем «аналогією»), про поступове ускладнення («градації») будови в ряді організмів, про різноманіття форм причинності (Аристотель виділяв 4 ряди причин: матеріальну , формальну, що виробляє, або рушійну, та цільову).

Епоха Пізньої античності і особливо наступна за нею епоха Середньовіччя стали часом застою, що затягнувся майже на півтори тисячі років, у розвитку природно - історичних уявлень. Догматичні форми релігійного світогляду, що панували, не допускали ідеї змінюваності світу.

З розвитком науки стали накопичуватися дані, що суперечать цій ідеям античності. Були знайдені викопні залишки стародавніх тварин і рослин, подібних до сучасних, але в той же час від них відрізняються від багатьох особливостей будови. Це могло свідчити, що сучасні види - це змінені нащадки давно вимерлих видів. Виявилася дивовижна подібність у будові та особливостях індивідуального розвитку різних видів тварин. Ця схожість вказувала на те, що різні види в минулому мали спільних предків.

Одним із значних кроків на шляху до виникнення еволюційної біології стали роботи Карла Ліннея. Відомий шведський ботанік і натураліст Карл-Ліней проаналізував існуючі класифікації рослин і тварин, сам ретельно вивчав їх видовий склад і в результаті розробив свою систему, основи якої були викладені у творах «Система природи», «Роди рослин», «Види рослин». Класичний працю «Система природи» (1735) лише за життя автора перевидавався 12 разів, він був відомий і дуже вплинув в розвитку науки XVIII в. В якості основи класифікації Лінней набув вигляду, який він розглядав як реальну та елементарну одиницю живої природи. Він описав близько 10 тис. видів рослин (у тому числі 1500 видів, відкритих їм самим) та 4200 видів тварин. Близькі види вчений об'єднав у пологи, подібні пологи - в загони, а загони - в класи.

Розроблена великим шведським ученим Карлом Ліннеєм система живої природи була побудована за принципом подібності, але мала ієрархічну структуру і наводила на думку про спорідненість між близькими видами живих організмів. Аналізуючи ці факти, вчені дійшли висновку про змінність видів. Такі погляди висловлювали у XVIII ст. та на початку XIX ст. Ж. Бюффон, Ст. Карл Максимович Бер, досліджуючи ембріональний розвиток риб, земноводних, плазунів і ссавців, встановив, що зародки вищих тварин нагадують не дорослі форми нижчих, а подібні лише з їхніми зародками; у процесі ембріонального розвитку послідовно з'являються ознаки типу, класу, загону, сімейства, роду та виду (закони Бера). Однак жоден із цих учених не запропонував задовільного пояснення, чому і як змінювалися види.

Таким чином, теорія еволюції займає особливе місце у вивченні історії життя. Вона стала тією об'єднуючою теорією, яка є фундаментом для всієї біології.

3. Теорія еволюції Ламарка

Першу спробу побудувати цілісну концепцію розвитку органічного світу було зроблено французьким натуралістом Ж.Б. Ламарком. У своїй праці «Філософія зоології» Ламарк узагальнив усі біологічні знання на початку ХІХ ст. Ним було розроблено основи природної систематики тварин та вперше обґрунтовано цілісну теорію еволюції органічного світу, поступального історичного розвитку рослин та тварин.

В основу еволюційної теорії Ламарком було покладено уявлення про розвиток, поступовий і повільний, від простого до складного, з урахуванням ролі довкілля у перетворенні організмів. Ламарк вважав, що перші організми, що самозародилися, дали початок всьому різноманіттю існуючих нині органічних форм. На той час у науці вже досить міцно утвердилося уявлення про «сходи живих істот» як послідовний ряд незалежних, незмінних, створених Творцем форм. Він бачив у градації цих форм віддзеркалення історії життя, реального процесу розвитку одних форм з інших. Розвиток від найпростіших до найдосконаліших організмів – головний зміст історії органічного світу. Людина - теж частина цієї історії, він розвинувся з мавп.

Головною причиною еволюції Ламарк вважав притаманне живій природі споконвічне прагнення до ускладнення та самовдосконалення своєї організації. Воно проявляється у вродженій здатності кожного індивіда до ускладнення організму. Другим чинником еволюції він називав вплив довкілля: доки вона змінюється, види постійні, щойно вона стає інший, види також починають змінюватися. При цьому Ламарк на вищому рівні, порівняно з попередниками, розробив проблему необмеженої мінливості живих форм під впливом умов існування: харчування, клімату, особливостей ґрунту, вологи, температури тощо.

З рівня організації живих істот, Ламарк виділяв дві форми мінливості:

1) пряму - безпосередню мінливість рослин та нижчих тварин під впливом умов зовнішнього середовища;

2) непряму - мінливість вищих тварин, які мають розвинену нервову систему, що сприймає вплив умов існування та виробляє звички, засоби самозбереження та захисту.

Показавши походження мінливості, Ламарк проаналізував другий чинник еволюції – спадковість. Він наголошував, що індивідуальні зміни, якщо вони повторюються у ряді поколінь, при розмноженні передаються у спадок нащадкам і стають ознаками виду. При цьому якщо одні органи тварин розвиваються, то інші, не залучені в процес змін, атрофуються. Так, наприклад, у результаті вправ у жирафа з'явилася довга шия, адже предки жирафа, харчуючись листям дерев, тяглися за ними і в кожному поколінні шиї та ноги росли. Тим самим Ламарк висловив припущення, що зміни, які рослини та тварини набувають протягом життя, спадково закріплюються та передаються у спадок нащадкам. У цьому потомство продовжує розвиватися у тому напрямі, і один вид перетворюється на інший.

Ламарк вважав, що історичне розвиток організмів має випадковий, а закономірний характері і відбувається у напрямі поступового і неухильного вдосконалення, підвищення рівня організації. Крім того, він докладно проаналізував передумови еволюції та сформулював головні напрямки еволюційного процесу та причини еволюції. Він також розробив проблему мінливості видів під впливом природних причин, показав значення часу та умов довкілля в еволюції, яку розглядав як прояв загального закону розвитку природи. Заслугою Ламарка є і те, що він першим запропонував генеалогічну класифікацію тварин, побудовану на принципах спорідненості організмів, а не лише їхньої подібності.

Сутність теорії Ламарка полягає в тому, що тварини та рослини не завжди були такими, якими ми їх тепер бачимо. Він довів, що вони розвивалися з природних законів природи, слідуючи еволюції всього органічного світу. Для ламаркізму характерні дві основні методологічні ознаки:

1) телеологізм як властиве організмам прагнення вдосконалення;

2) організмоцентризм - визнання організму як елементарної одиниці еволюції, що прямо пристосовується до зміни зовнішніх умов і передає ці зміни у спадок.

З погляду сучасної науки ці положення принципово неправильні, вони спростовуються фактами та законами генетики. До того ж докази причин змінюваності видів, наведені Ламарком, були досить переконливими. Тому теорія Ламарка не отримала визнання сучасників. Але вона була і спростована, її лише забули на деякий час, щоб знову повернутися до її ідей у другій половині ХІХ ст., поклавши їх в основу всіх антидарвіністських концепцій.

4. Теорія еволюції Дарвіна

Ідея поступової та безперервної зміни всіх видів рослин і тварин висловлювалася багатьма вченими задовго до Дарвіна. Тому саме поняття еволюції - процесу тривалих, поступових, повільних змін, які зрештою призводять до корінних, якісних змін - виникнення нових організмів, структур, форм і видів, проникло в науку ще наприкінці XVIII ст. Однак саме Дарвін створив зовсім нове вчення про живу природу, узагальнивши окремі еволюційні ідеї на одну струнку теорію еволюції. Спираючись на величезний фактичний матеріал та практику селекційної роботи з виведення нових сортів рослин та порід тварин, він сформулював основні положення своєї теорії, які виклав у книзі «Походження видів шляхом природного відбору» в 1859 під назвою теорії природного відбору. Ця теорія є однією з вершин наукової думки ХІХ ст. Однак її значення виходить далеко за межі свого століття і за межі біології: теорія Дарвіна стала природно-історичною основою матеріалістичного світогляду.

Теорія Дарвіна протилежна теорії Ламарка як за своїми послідовно матеріалістичними висновками, а й у всьому своєму строю. Вона є чудовим зразком наукового дослідження, ґрунтуючись на величезній кількості достовірних наукових фактів, аналіз яких веде Дарвіна до стрункої системи пропорційних висновків.

Дарвін дійшов висновку, що у природі будь-який вид тварин і рослин прагне розмноження в геометричній прогресії. У той самий час число дорослих особин кожного виду залишається відносно незмінним. Так, самка тріски кидає сім мільйонів ікринок, з яких виживає лише 2%. Отже, в природі відбувається боротьба за існування, в результаті якої накопичуються ознаки, корисні для організму та виду в цілому, а також утворюються нові види та різновиди. Інші організми гинуть у несприятливих умовах середовища. Таким чином, боротьба за існування - це сукупність різноманітних, складних взаємин, що існують між організмами та умовами середовища.

У боротьбі існування виживають і залишають потомство лише ті особини, які мають комплекс ознак і властивостей, що дозволяє їм успішно конкурувати коїться з іншими особами. Отже, у природі відбувається процес вибіркового знищення одних особин і переважного розмноження інших, тобто. природний відбір, чи виживання найбільш пристосованих.

При зміні умов довкілля корисними виживання можуть виявитися якісь інші, ніж раніше, ознаки. В результаті змінюється напрямок відбору, перебудовується структура виду, завдяки розмноженню широко поширюються нові ознаки – з'являється новий вид. Корисні ознаки зберігаються і передаються наступним поколінням, оскільки у живої природі діє чинник спадковості, який би стійкість видів.

Однак у природі не можна виявити два однакових, абсолютно тотожні організми. Все різноманіття живої природи є результатом мінливості, тобто. перетворень організмів під впливом довкілля.

Отже, концепція Дарвіна побудована на визнанні об'єктивно існуючих процесів як чинники та причини розвитку живого. Основними рушійними чинниками еволюції є мінливість, спадковість та природний відбір.

Першим ланкою еволюції виступає мінливість.

Під нею розуміється різноманітність ознак та властивостей у особин та груп особин будь-якого ступеня спорідненості. Притаманна всім живим організмам. Явлення спадковості та мінливості лежать в основі еволюції

Мінливість є невід'ємною властивістю живого. Внаслідок мінливості ознак і властивостей навіть у нащадках однієї пари батьків майже ніколи не зустрічається однакових особин. Що ретельніше і глибше вивчається природа, то більше вписувалося формується переконання у загальному універсальному характері мінливості. У природі не можна виявити два абсолютно однакових, тотожні організми. За сприятливих умов ці відмінності можуть не помітно впливати на розвиток організмів, але при несприятливих кожна дрібна відмінність може стати вирішальною в тому, чи залишиться цей організм живим і дасть потомство або ж загине.

Дарвін розрізняв два види мінливості: 1) спадкову (невизначену) та 2) неспадкову (певну).

Під певною (груповою) мінливістю розуміється подібна зміна всіх особин потомства в одному напрямку внаслідок впливу певних умов (зміна зростання в залежності від кількості та якості їжі, зміна товщини шкіри та густоти вовняного покриву при зміні клімату тощо).

Під невизначеною (індивідуальною) мінливістю розуміється поява різноманітних незначних відмінностей у особин одного й того виду, якими одна особина відрізняється від інших. Надалі "невизначені" зміни стали називати мутаціями, а "певні" - модифікаціями.

Наступним чинником еволюції є спадковість - властивість організмів забезпечувати наступність ознак та властивостей між поколіннями, а також визначати характер розвитку організму у специфічних умовах довкілля. Ця властивість не є абсолютною: діти ніколи не бувають точними копіями батьків, але з насіння пшениці завжди виростає тільки пшениця і т.п. У процесі розмноження покоління до покоління передаються не ознаки, а код спадкової інформації, що визначає лише можливість розвитку майбутніх ознак у певному діапазоні. Успадковується не ознака, а норма реакції особи, що розвивається на дію зовнішнього середовища.

Дарвін докладно проаналізував значення спадковості в еволюційному процесі і показав, що самі собою мінливість і спадковість ще не пояснюють виникнення нових порід тварин, сортів рослин, їх пристосованості, оскільки мінливість різних ознак організмів здійснюється в найрізноманітніших напрямках. Кожен організм – це результат взаємодії між генетичною програмою його розвитку та умовами її реалізації.

Розглядаючи питання мінливості та спадковості, Дарвін звернув увагу на складні взаємини між організмом та навколишнього середовища, на різні форми залежності рослин та тварин від умов життя, на їх пристосування до несприятливих умов. Такі різноманітні форми залежності організмів від умов довкілля та інших живих істот він назвав боротьбою існування. Боротьба існування, по Дарвіну, - це сукупність взаємовідносин організмів цього виду друг з одним, коїться з іншими видами живих організмів і неживими чинниками довкілля.

Боротьба існування означає всі форми прояви активності цього виду організмів, створені задля підтримку життя свого потомства. Дарвін виділив три основні форми боротьби за існування: 1) міжвидову, 2) внутрішньовидову та 3) боротьбу з несприятливими умовами зовнішнього середовища.

Приклади міжвидової боротьби у природі зустрічаються часто й усім добре відомі. Найбільш яскраво вона проявляється у боротьбі хижаків та травоїдних тварин. Травоїдні тварини зможуть вижити і залишити потомство тільки в тому випадку, якщо зможуть уникнути хижаків і будуть забезпечені їжею. Але рослинністю харчуються також різні види ссавців, а крім того – комахи та молюски. І тут виникає ситуація: що дісталося одному, не дісталося іншому. Тому у міжвидовій боротьбі успіх одного виду означає неуспіх іншого.

Внутрішньовидова боротьба означає конкуренцію між особинами одного виду, у яких потреба в їжі, території та інших умовах існування однакова. Дарвін вважав внутрішньовидову боротьбу найбільш напруженою. Тому у процесі еволюції у популяцій виробилися різні пристосування, які знижують гостроту конкуренції: розмітка кордонів, загрозливі пози тощо.

Боротьба з несприятливими умовами середовища виявляється у прагненні живих організмів вижити за різких змін погодних умов. У цьому випадку виживають лише найбільш пристосовані до умов особини, що змінилися. Вони утворюють нову популяцію, що загалом сприяє виживанню виду. У боротьбі існування виживають і залишають потомство індивіди і особини, які мають таким комплексом ознак і властивостей, які дозволяють успішно протистояти несприятливим умовам середовища.

Однак основна заслуга Дарвіна у створенні теорії еволюції полягає в тому, що він розробив вчення про природний відбір як провідний і спрямовуючий фактор еволюції. Природний відбір, за Дарвіном, - це сукупність змін, що відбуваються в природі, що забезпечують виживання найбільш пристосованих особин і переважне залишення ними потомства, а також вибіркове знищення організмів, що виявилися непристосованими до існуючих або умов навколишнього середовища.

У процесі відбору організми адаптуються, тобто. вони розвиваються необхідні пристосування до умов існування. Через війну конкуренції різних видів, мають подібні життєві потреби, гірше пристосовані види вимирають. Удосконалення механізму пристосування організмів призводить до того, що поступово ускладнюється рівень їхньої організації і таким чином здійснюється еволюційний процес. При цьому Дарвін звертав увагу на такі характерні особливості природного відбору, як поступовість та повільність процесу змін та здатність підсумовувати ці зміни у великі, вирішальні причини, що призводять до формування нових видів.

Виходячи з того, що природний відбір діє серед різноманітних та нерівноцінних особин, він розглядається як сукупна взаємодія спадкової мінливості, переважного виживання та розмноження індивідів та груп особин, краще пристосованих, ніж інші до цих умов існування. Тому вчення про природний відбір як рушійний і спрямовуючий фактор історичного розвитку органічного світу є головним у теорії еволюції Дарвіна.

Природний відбір є неминучим результатом боротьби за існування та спадкову мінливість організмів. За Дарвіном, природний відбір є найважливішу творчу силу, яка спрямовує еволюційний процес і закономірно зумовлює виникнення пристосувань організмів, прогресивну еволюцію та збільшення різноманітності видів.

Виникнення пристроїв (адаптації) організмів до умов їх існування, що надає будові живих істот риси «доцільності», є безпосереднім результатом природного відбору, оскільки сама сутність його - диференційоване виживання та переважне залишення потомства саме тими особинами, які в силу своїх індивідуальних особливостей краще за інших пристосовані до навколишніх умов. Нагромадження відбором від покоління до покоління тих ознак, що дають перевагу у боротьбі існування, і призводить поступово до формування конкретних пристосувань.

Приватним випадком природного відбору є статевий добір, який пов'язаний не з виживанням даної особини, а лише з її функцією відтворення. За Дарвіном, статевий відбір виникає при конкуренції між особами однієї статі у процесах розмноження. Важливість відтворювальної функції є самоочевидною; тому в деяких випадках навіть саме збереження даного організму може відступити на другий план стосовно залишення їм потомства. Для збереження життя даної особини важлива лише остільки, оскільки вона бере участь (прямо чи опосередковано) у процесі відтворення поколінь. Статевий добір якраз і діє на ознаки, пов'язані з різними аспектами цієї найважливішої функції (взаємне виявлення особин протилежної статі, статева стимуляція партнера, конкуренція між особами однієї статі при виборі статевого партнера тощо)

5 . Зтимчасові еволюційні вчення

Еволюційне вчення широка міждисциплінарна область біології, що включає кілька великих і по-різному розвинених в даний час розділів. Першим таким розділом є історія виникнення та розвитку еволюційних ідей. Концепцій та гіпотез. Цей розділ має важливе загальноосвітнє та методологічне значення, оскільки без історії не можна зрозуміти і сучасність.

Інший розділ еволюційного вчення – приватна філогенетика. Його зміст полягає у відтворенні шляхів історичного розвитку кожної групи живих організмів. Спільно ці шляхи розвитку груп становлять філогенетичне дерево життя. Незважаючи на величезне досягнення в цій галузі, багато важливих деталей залишаються ще не ясними, починаючи від проблем походження життя до вкрай приватного, з погляду філогенії всього живого, але важливого для розвитку матерії в цілому виникнення мислячої істоти - homo sapiens.

Основу сучасної теорії еволюції складають проблеми мікро- та макроеволюція. Це дві сторони єдиного та безперервного процесу еволюції, які поділяються, проте, цілком природно за межею видоутворення і вже зазначеною вище відмінністю у методичних підходах до їх вивчення. Теоретичні розробки у цих галузях становлять фундамент сучасної еволюційної теорії.

Сучасна теорія еволюції є синтетичною наукою, що базується на всіх науках біологічного комплексу. Сучасна теорія еволюції заснована на вченні Дарвіна про походження життя, виникнення різноманітності живої природи, адаптації та доцільності у живих організмів, про виникнення людини, виникнення порід та сортів. Сучасний дарвінізм часто називають неодарвінізмом, синтетичною теорією еволюції. Правильніше називати науку, що вивчає процес еволюції органічного світу, еволюційною теорією.

Починаючи з 60-х років 20 століття стає дедалі зрозуміліше. Що теорія еволюції органічного світу залишається незавершеною без знання великого розділу, що стосується закономірностей еволюції біогеоценозів. Однак не за фактичним матеріалом. Ні за теоретичними розробками цей напрямок поки що не може бути названий серед досліджених розділів сучасного еволюційного вчення. Це є важливим завданням того, хто бідує.

У сучасній еволюціоністиці сформувалися три основні напрямки досліджень еволюційного процесу:

1) молекулярно-біологічне (аналіз молекулярної еволюції, тобто процесів еволюційних перетворень біологічних макромолекул, насамперед нуклеїнових кислот та білків, методами молекулярної біології);

2) генетико-екологічне (дослідження мікроеволюції, тобто перетворень генофондів популяцій, та процесів видоутворення, а також еволюції біологічних макросистем – біоценозів та біосфери в цілому – методами популяційної генетики, екології, систематики, фенетики);

3) еволюційно-морфологічне (вивчення макроеволюції – еволюційних перебудов цілісних організмів та їх онтогенезів методами палеонтології, порівняльної анатомії та ембріології).

Сучасне еволюційне вчення ґрунтується на фундаменті досягнень генетики, що розкрила матеріальну природу спадковості. Еволюціонує одиницею з таких позицій не особина і вид, а населення, тобто. сукупність особин одного виду, які довго населяють певну територію і вільно схрещуються між собою. В основі спадкових змін у популяції лежить мутаційна мінливість як наслідок раптових мутацій – спадкових змін генетичного апарату. Мутації можуть виникати у будь-якій клітині, на будь-якій стадії розвитку як у звичайних умовах існування (спонтанні мутації), так і під впливом будь-яких фізичних чи хімічних факторів (індуковані мутації). Отже, з сучасних позицій рушійними факторами еволюції є мутагенез (тобто процес утворень мутацій) та природний відбір. Останній дає можливість вижити організмам, мутаційні зміни яких забезпечують найбільшу пристосованість до конкретних умов довкілля. У з'ясуванні ролі мутацій в еволюційному процесі велику роль відіграли радянські вчені С.С. Четверікова, Н.І. Вавілова, І.І. Шмальгаузена.

Одне з чільних місць у сучасному еволюційному вченні займає генетичний аналіз популяцій людини. Своєрідністю їхньої генетики і те, що природний відбір втратив роль провідного чинника в еволюції людини. Проте значення генетики людини виключно велике, оскільки вона займає ключове місце під час аналізу поширення спадкових хвороб, в оцінці ефекту радіації та інших фізичних, і навіть хімічних впливів на генетичний апарат.

Подальший розвиток еволюційного вчення пов'язане, насамперед, з успіхами популяційної генетики, що вивчає перетворення генетичних систем у процесі історичного розвитку організмів. Нові досягнення молекулярної біології дозволяють по-новому подивитись механізм еволюції. Відкриття молекулярних механізмів, що лежать в основі мутагенезу, вивчення проблеми розгортання генетичної інформації в процесі онтогенезу, закономірностей філогенезу підготували ґрунт для нового якісного стрибка у розвитку еволюційного вчення та всієї біології в цілому. Таким чином, еволюційне вчення є основною зброєю біологів-матеріалістів, які постійно збагачуються новими фактичними та теоретичними даними, що розвиваються в міру поглиблення знань у живій природі.

Висновок

Сучасна еволюційна теорія склалася з урахуванням теорії Ч. Дарвіна. Концепція Ж.Б. Ламарка вважається нині ненауковою. Ламаркізм у будь-якій його формі не дає пояснення ні прогресивної еволюції, ні виникненню адаптації (пристосувань) організмів, оскільки «прагнення до прогресу», «еволюція на основі закономірностей», «початкова здатність організмів до доцільної реакції», «асиміляція умов довкілля» та інші подібні концепції замінюють науковий аналіз постулюванням деяких метафізичних якостей, нібито властивих живої матерії. Проте не можна заперечувати значення теорії Ламарка, оскільки саме наукова полеміка з висновками і концепціями французького дослідника природи стала поштовхом до появи теорії Ч. Дарвіна.

Висновки англійського вченого також були піддані в подальшому критиці та детальному перегляду, що було викликано насамперед тим, що було виявлено багато невідомих за часів Дарвіна факторів, механізмів та закономірностей еволюційного процесу та сформувалися нові уявлення, що значно відрізняються від класичної теорії Дарвіна.

Тим не менш, безсумнівно, що сучасна теорія еволюції є розвитком основних ідей Дарвіна, що залишаються досі актуальними та продуктивними.

Список літератури

1. Н.М. Йорданський підручник з теорії еволюції. "Еволюція життя". М.: Академія, 2001. – 425 с.

2. Гуляєв С.А., Жуковський В.М., Комов С.В. «Основи природознавства», Єкатеринбург, 1997

3. Дубніщева Т.Я. «Концепції сучасного природознавства», Новосибірськ, «Изд-во ЮКЕА», 1997

4. Петровський Б.В. "Популярна медична енциклопедія", М., "Радянська енциклопедія", 1997 р.

5. Хакен Р. «Синергетика», М.: Світ, 1980

6. Бердніков В.А. Еволюція та прогрес. Новосибірськ, "Наука", 1991.

7. Ратнер В.А. та ін. Проблеми теорії молекулярної еволюції. - Новосибірськ: Наука, 1985.

8. Рефф Р., Кофмен Т. Ембріони, гени та еволюція. - М: Мир, 1986.

9. А.П. Садохіна. - 2-ге вид., перераб. та дод. - М: ЮНІТІ-ДАНА, 2006.

10. Дарвін Ч. Про походження видів шляхом природного відбору чи збереження сприятливих порід у боротьбі життя. - Твори, т. 3 - М: Вид-во АН СРСР, 1939.

11. Карпенко С.Х. Концепції сучасного природознавства: Підручник для вишів. – М.: Академічний проспект, 2000. – 639 с.

Розміщено на Allbest.ru

...

Подібні документи

Таємниця появи життя Землі. Еволюція зародження життя Землі і сутність концепцій еволюційної хімії. Аналіз біохімічної еволюції теорії академіка Опаріна. Етапи процесу, що призвело до життя на Землі. Проблеми теорії еволюції.

реферат, доданий 23.03.2012

Витоки еволюційного вчення: М.В. Ломоносов, Н.А. Сіверців. Еволюційні дослідження Ч. Дарвіна. Основні положення, передумови та рушійні сили еволюції за Ч. Дарвіном. Основні результати еволюції за Дарвіном. К.Ф. Кермо та його генетичні закони.

реферат, доданий 16.01.2008

Передумови створення еволюційної теорії Ч.Дарвіна. Еволюційні дослідження Ч.Дарвіна. Основні положення еволюційного вчення Ч. Дарвіна. Передумови та рушійні сили еволюції за Ч. Дарвіном. Основні результати еволюції (за Ч. Дарвіном).

реферат, доданий 29.03.2003

Причини і рушійні сили еволюції по Ч.Дарвіну. Поняття про мінливість та її форми. Визначення загальної теорії еволюції та обставини її появи. Основні положення еволюційного вчення Ч. Дарвіна. Основні результати еволюції за Ч. Дарвіном.

контрольна робота , доданий 14.02.2009

Характеристика загальних уявлень про еволюцію та основні властивості живого, які важливі для розуміння закономірностей еволюції органічного світу на Землі. Узагальнення гіпотез та теорій походження життя та етапи еволюції біологічних форм та видів.

курсова робота , доданий 27.01.2010

Порівняння основних визначень поняття "життя". Аналіз проблеми походження та еволюції життя на Землі. Загальна характеристика сучасних теорій виникнення життя, і навіть процесу еволюції її форм. Сутність основних законів біологічної еволюції.

курсова робота , доданий 04.10.2010

Головна особливість організації живих матерій. Процес еволюції живих та неживих систем. Закони, що лежать в основі виникнення всіх форм життя за Дарвіном. Молекулярно-генетичний рівень живих організмів. Прогресія розмноження, природний відбір.

реферат, доданий 24.04.2015

реферат, доданий 19.11.2010

Перша класифікація живих організмів, запропонована Карлом Ліннеєм. Три етапи великих біологічних об'єднань. Концепція еволюції органічного світу Жан-Батиста Ламарка. Основні причини виникнення теорії Дарвіна. Концепція природного відбору.

реферат, доданий 06.09.2013

Проблема походження та еволюції життя на Землі. Моделювання як метод природничих досліджень. Відкриття принципу уніформізму Ч. Лайєлем. Вчення Чарльза Дарвіна про фактори еволюції шляхом природного відбору, сучасні уявлення про неї.

Статті потемі:

Як і скільки пекти яловичину

Запікання м'яса в духовці популярне серед господарок. Якщо всі правила дотримані, готову страву подають гарячою та холодною, роблять нарізки для бутербродів. Яловичина в духовці стане блюдом дня, якщо приділити увагу підготовці м'яса для запікання. Якщо не врахувати

Чому сверблять яєчка і що робити, щоб позбутися дискомфорту

Багато чоловіків цікавляться, чому в них починають свербіти яйця і як усунути цю причину. Одні вважають, що це через некомфортну білизну, інші думають, що справа в нерегулярній гігієні. Так чи інакше, цю проблему слід вирішувати.

Чому сверблять яйця

Фарш для котлет з яловичини та свинини: рецепт з фото

Донедавна я готував котлети лише з домашнього фаршу. Але буквально днями спробував приготувати їх зі шматка яловичої вирізки, чесно скажу, вони мені дуже сподобалися і припали до смаку всій моїй родині. Для того щоб котлетки отримав

Схеми виведення космічних апаратів Орбіти штучних супутників Землі

1 2 3 Ptuf 53 · 10-09-2014 Союз звичайно добре. але вартість виведення 1 кг вантажу все ж таки позамежна. Раніше ми обговорювали способи доставки на орбіту людей, а мені хотілося б обговорити альтернативні ракетам способи доставки вантажів.

2024-04-21 02:23:23	Популярне
2024-04-14 02:26:43	Популярне
2024-04-13 02:40:32	Ю.Андрєєв - Живий журнал! Андрєєв Ю.А. Юрій Андрєєв: біографія
2024-04-12 02:26:50	Майстер-клас для педагогів на тему «Створення електронних тестів» методична розробка технології на тему
2024-04-10 02:23:37	Майстер-клас для педагогів на тему «Створення електронних тестів» методична розробка технології на тему
2024-04-08 02:21:43	Користь та шкода білка для організму
2024-04-05 02:30:06	Сонник Міллер: відмінні риси та характерні особливості Дивитися сонник тлумачення снів міллера
2024-04-05 02:30:06	Сонник Міллер: відмінні риси та характерні особливості Дивитися сонник тлумачення снів міллера
2024-04-01 02:23:38	Органи квіткових рослин Органи рослин та їх функції презентація
2024-03-31 02:28:43	Органи квіткових рослин Органи рослин та їх функції презентація

Будова молекули льоду та водяної пари малюнок

2024-03-29 02:26:33	Нове
2024-03-29 02:26:33	Іван крило кращі байки для дітей Байки різні цікаві і зрозуміло читати
2024-03-28 06:32:57	Житіє святої вероніки у православ'ї
2024-03-28 06:32:57	Житіє святої вероніки у православ'ї
2024-03-26 02:24:23	Цікава розповідь про себе (All about myself)
2024-03-24 02:29:32	Їж мед, їж імбир – будь здоровий, як богатир!
2024-05-31 02:21:07	Їж мед, їж імбир – будь здоровий, як богатир!
2024-05-23 02:16:29	Як і скільки пекти яловичину
2024-05-10 02:22:08	Чому сверблять яєчка і що робити, щоб позбутися дискомфорту
2024-05-02 02:14:23	Фарш для котлет з яловичини та свинини: рецепт з фото
2024-04-21 02:23:23	Популярне
2024-04-14 02:26:43	Популярне