Эволюционная теория Дарвина. Зарождение эмпирического научного знания

1. Введение.

Человек всегда стремился познать окружающий его  мир и определить то место, которое  он в нём занимает. Как возникли современные животные и растения? Что привело к их поразительному разнообразию? Каковы причины исчезновения фауны и флоры, далёких от нас  времён? Каковы дальнейшие пути развития жизни на Земле? Вот лишь несколько  вопросов из того огромного количества загадок, решение которых всегда волновало человечество. Одна их них  – самое начало жизни. Вопрос о  происхождении жизни во все времена, на протяжении всей истории человечества имел не только познавательный интерес, но огромное значение для формирования мировоззрения людей.

      Впервые термин «эволюция» (от лат. еvolutio – развёртывание) был использован в одной из эмбриологических работ швейцарским натуралистом Шарлем Боннэ в 1762 г. В настоящее время под эволюцией понимают происходящий во времени необратимый процесс изменения какой – либо системы, благодаря чему возникает что – то новое, разнородное, стоящее не более высокой степени развития.

      Теория  эволюции призвана объяснить прошлое, настоящее и будущее, что и  делает Дарвин в максимально простой  форме. 

1.2 ЭВОЛЮЦИОННАЯ ТЕОРИЯ ДАРВИНА.

     Ч. Дарвин создал совершенно новое учение о живой природе, которое изумительно ясно показало, почему мир растений и животных таков, каким мы его видим.

     Первое  июля 1858 г. считается поворотным моментом в истории биологии, значение которого в то время едва ли могло быть в полной мере оценено. В этот день перед членами Линнеевского общества в Лондоне была прочитана лекция Ч. Дарвина и А.Р. Уоллеса. Позднее она была опубликована в третьем томе трудов этого общества.

     Ч.Дарвин и А. Р. Уоллес высказали мысль, что  существующие виды не были созданы независимо друг от друга и не являются неизменными, но каждый вид( Вид-это совокупность особей, сходных по строению, имеющих общее происхождение, свободно скрещивающихся между собой.) , постепенно изменяясь, со временем может дать начало новому виду. То, что виды не постоянны, а изменяются или эволюционируют, не было новой точкой зрения. Однако новой и важной была гипотеза, что естественный отбор — необходимый процесс, управляющий этими изменениями и контролирующий их.

     Ч. Дарвин разработал учение об эволюции, которое впоследствии превратилось в теорию. Гениальный ум Дарвина  сумел обобщить огромный фактический  материал в свете эволюционной идеи, связать его стройной системой рассуждении. В 1859 г. Ч.Дарвином был опубликован труд «Происхождение видов», а утверждавшаяся в нем идея развития превратилась впоследствии в руководящий метод научного познания. Концепция Дарвина была построена на признании объективно существующих процессов в качестве факторов и причин развития живого. Он объяснил объективно существующую целесообразность в строении и функционировании организмов, их взаимную приспособленность друг к другу.

     В основе дарвиновской триады лежат изменчивость, наследственность и естественный отбор. 

     1.2.1 ИЗМЕНЧИВОСТЬ 

     Первым  звеном дарвиновской триады является изменчивость, т.е. разнообразие признаков и свойств у особей и групп особей любой степени родства. Двух одинаковых особей в природе не найдешь, даже в потомстве одной пары родителей особи всегда будут отличаться. Этот важный вывод, сделанный Дарвином на основании анализа наблюдений в природе и практике животноводства и растениеводства, был подтвержден впоследствии разнообразными фактическими материалами.

     Изменчивость  — это свойство органической природы. Во времена Дарвина изменчивость, которую наблюдали, делили на две  категории:

     - наследственная;

     - ненаследственная.

     В настоящее время такое разделение правильно лишь в самых общих  чертах. Генетика показала, что ненаследственных признаков быть не может: все признаки и свойства организма в той или иной степени наследственны.

     Ч. Дарвин обращает внимание на большое  разнообразие сортов растений и пород животных, предками которых является один вид или ограниченное число диких видов. Различия между отдельными сортами или породами одного вида бывают более значительными, чем между некоторыми дикими видами, родами или даже семействами. Показав широкий размах изменчивости домашних форм, Дарвин приводит неопровержимые доказательства изменения видов под влиянием условий существования.

     Ч. Дарвин выделяет несколько основных форм изменчивости:

     - групповая изменчивость;

     - неопределенная индивидуальная  изменчивость.

Под групповой изменчивостью  Ч. Дарвин понимал сходное изменение всех особей популяции в одном направлении вследствие влияния определенных условий.

     Неопределенная  индивидуальная изменчивость — это  проявление разнообразных незначительных отличий у особей одного и того же вида, сорта, породы, которыми, существуя  в сходных условиях, одна особь  отличается от других. Всем живым организмам присуща индивидуальная наследственная изменчивость. Вследствие этого наблюдается естественное неравенство организмов. Другими словами — особи не тождественны друг другу.

     Наследственная  изменчивость — основа эволюционного процесса.

     Изменчивость  — это любые проявления неопределенности, стохастичности (случайности). Они составляют естественное содержание всех процессов микромира, но имеют место и на макроуровне. Изменчивость лежит в основе функционирования всех механизмов нашего мира на любом уровне его организации. Мир так устроен, что случайность и неопределенность — его объективные характеристики. Изменчивость же создает то поле возможностей, из которых возникает многообразие организационных форм. Но она также служит и причиной разрушения. Такова диалектика самоорганизации (синэргетики). Одни и те же факторы изменчивости стимулируют и созидание и разрушение. 

                                               1.2.2 НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ.

     Следующим этапом после изменчивости является наследственность — свойство родителей передавать свои признаки потомкам, следующему поколению. Это свойство не абсолютно: дети никогда не бывают точными копиями родителей, но кошка приносит на свет всегда только котят, а из семян пшеницы вырастает только пшеница. В процессе размножения от поколения к поколению передаются не признаки, а код наследственной информации, определяющий лишь возможность развития будущих признаков в определенном диапазоне. Наследуется не признак, а норма реакции развивающейся особи на действие внешней среды.

     Уже в XIX в. ученые начали понимать, что передачу признаков по наследству осуществляют какие-то частицы, имеющиеся в клетках, которые потом получили название генов. Установлено, что возможность возникновения всех наследственных признаков организма — от простейших клеток до человека — «записана», закодирована в виде последовательности нуклеотидов ДНК, передающейся от клетки к клетке из поколения в поколение с момента возникновения жизни на Земле. Клетки, лишенные ядер, например, эритроциты — красные кровяные тельца млекопитающих, не способны к делению и размножению. Они возникают только из клеток-предшественников, имеющих ядра. Именно наследственность, наличие генетической программы в виде ДНК обеспечивает смену поколений, не прерывающуюся уже не менее 3,8 миллиарда лет. Генетические программы в этом процессе изменялись, усложнялись, но никогда не возникали из ничего. Наследственность и ее противоположность изменчивость — два необходимых условия жизни.

     Таким образом, наследственность — это  свойство организмов обеспечивать преемственность признаков и свойств между поколениями, а также определять характер развития организма в специфических условиях внешней среды. Ведь развитие признаков, определяемых наследственно, зависит и от внешней среды. 

     1.2.3 ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР

     Естественный  отбор — единственный направленный эволюционный фактор, необходимый процесс, который управляет изменениями  и контролирует их.

     В основе дарвиновской теории лежит факт весьма интенсивного размножения организмов. Если бы для размножения не было преград, то увеличение численности  любого вида живых существ шло  бы в геометрической прогрессии. Это  означает, что и медленно размножающиеся организмы очень быстро заняли бы поверхность земного шара. Но этому размножению противостоят многочисленные препятствия, приводящие к огромной смертности, в особенности среди личинок и молоди. Эта смертность, как правило, возрастает с увеличением численности, но это не означает, что размножение приводит к настоящему перенаселению, характеризуемому недостатком жизненных средств. Во многих случаях смертность определяется врагами и паразитами, размножающимися параллельно увеличению численности тех организмов, которые служат им пищей.

     Таким образом, не только при наличии перенаселения, но и без него размножению любого вида организмов противостоят всевозможные препятствия. Таковыми являются:

     - неблагоприятные влияния физических  факторов;

     - истребление врагами и паразитами;

     - болезни и голод.

     Организм  встречает в этих факторах сопротивление  не только увеличению своей численности, но и своему существованию. Только путем преодоления этого сопротивления данный вид может сохранить для себя и своего потомства место в фауне и флоре данной территории.

     Эту форму активности организма в  обеспечении своей жизни и жизни своего потомства Ч. Дарвин назвал борьбой за существование. Здесь идет речь об активности организмов, направленной на поддержание своей жизни и на оставление потомства. Она выражается в конкуренции и пассивных формах соревнования. Дарвиновское понимание «борьбы за существование» охватывает разнообразные формы взаимодействия между организмом и окружающей его средой, следовательно, в понимание борьбы входят различные формы сотрудничества. Борьба за существование означает все формы проявления активности данного вида организмов, направленные на поддержание жизни своего потомства.

     Дарвин  выделил три основные формы борьбы за существование:

     - межвидовая;

     - внутривидовая;

     - борьба с неблагоприятными условиями  среды.

     Примеры межвидовой борьбы многочисленны. С  экологической точки зрения, она представлена хищниками, паразитами и конкуренцией. Внутривидовая борьба означает конкуренцию между особями одного вида, у которых потребность в пище, территории и других условиях существования одинаковая. Ч. Дарвин считал внутривидовую борьбу самой напряженной. Поэтому в процессе эволюции у популяций выработались различные приспособления, снижающие остроту конкуренции:

     - разметка границ;

     - угрожающие позы и т.п.

Борьба с неблагоприятными условиями среды оказывает огромное влияние на выживаемость организмов.

     В природе происходят процессы избирательного уничтожения одних особей и избирательного выживания других — явление, названное Ч. Дарвином естественным отбором.

     Естественный  отбор — это сохранение благоприятных  индивидуальных различий и изменений  и уничтожение вредных. Учение о  естественном отборе, сформулированное Ч. Дарвином, стало основой теории эволюции. В настоящее время учение о естественном отборе пополнено новыми фактами, и развито множество новых подходов. Понятие «естественный отбор» относится к фундаментальным понятиям не только эволюционного учения, но и всей биологии. С точки зрения биологии, выживает сильнейший, наиболее приспособленный, т.е. тот, кто выжил. Внутривидовой отбор отбирает те признаки, те особенности, которые, возникнув в результате действия случайных факторов, затем передаются в будущее за счет действия механизма наследственности. Внутривидовая борьба порождает отбор в живом мире — это фильтр, принцип отбора. Принципами отбора являются все законы сохранения, законы физики и химии в частности. К числу принципов отбора относится и второй закон термодинамики, не выводимый из законов сохранения. В экономике принципами отбора являются условия баланса и т.д.

     Различают три главные формы отбора:

     - движущий;

     - стабилизирующий;

     - деструктивный.

     При движущем, или центробежном, отборе большую вероятность оставить потомство  имеют особи, изменившиеся по каким-нибудь признакам по сравнению со средней для данного вида нормой. Отбирается один тип отклонения от нормы. Так появляются на свет более устойчивые к антибиотикам бактерии, более быстрые зайцы, засухо- и морозоустойчивые растения. Это путь возникновения новых видов, лучше приспособившихся к условиям внешней среды, чем виды-родители.