"Биология (базовый уровень)", Пасечник В.В., Каменский А.А., Рубцов А.М. и др. /Под ред. Пасечника В.В.
Эволюция — историческое развитие живой природы, при котором меняются организмы и возникают новые виды. Представления о причинах этих изменений складывались постепенно: от идеи изменяемости видов учёные перешли к объяснениям механизмов эволюции. Ламарк связывал изменения с влиянием среды и наследованием приобретённых признаков, а Дарвин — с естественным отбором наследственных различий. Позднее генетика раскрыла механизмы наследственности и дополнила дарвиновское учение. Так возникла синтетическая теория эволюции, рассматривающая изменения популяций на протяжении поколений.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Эволюция — историческое развитие живой природы, приводящее к изменениям организмов и возникновению новых видов. Это не просто перемены в жизни отдельного организма, а преобразование живых групп на протяжении поколений. Понятие помогает описывать единство и разнообразие жизни.
Трансформизм — представление об изменяемости видов, возникшее до формирования научной теории эволюции. Его сторонники признавали, что живые формы не всегда остаются неизменными, но не располагали общим проверенным объяснением этих изменений. Поэтому трансформизм важен как шаг к постановке эволюционной проблемы.
Ламаркизм — взгляды Ж.-Б. Ламарка, согласно которым организмы стремятся к усложнению, среда меняет их потребности и привычки, а приобретённые признаки могут наследоваться. Эта концепция стала одной из первых попыток объяснить причины эволюции. Её изучение помогает увидеть, почему признания изменяемости видов недостаточно без верного механизма наследования.
Дарвинизм — эволюционное учение Ч. Дарвина, основанное на наследственной изменчивости, борьбе за существование и естественном отборе. Особь не приобретает нужный признак по требованию среды: отбор сохраняет варианты, которые помогают оставить потомство. Это объяснение позволяет понять происхождение приспособленности без заранее заданной цели.
Долгое время виды представляли неизменными, поскольку многие наблюдения показывали устойчивость организмов в привычной среде и не охватывали длительные исторические периоды. Однако исследования природы, сравнение ископаемых остатков с современными организмами и наблюдения за разнообразием живых форм накапливали несоответствия этой картине. Стало необходимо объяснить, почему организмы похожи, различаются и меняются. Так идея изменяемости видов постепенно привела к поиску причин и закономерностей эволюции.
Ламарк объяснял приспособленность прямым влиянием условий жизни: изменившаяся среда, по его представлению, меняет потребности и поведение организмов, а упражнение или неупражнение органов ведёт к изменению самих органов. Затем приобретённые за жизнь особенности якобы передаются потомкам. Дарвин считал, что особи изначально различаются, и часть различий наследуется; среда не создаёт заранее нужную особенность, а влияет на успех особей с уже имеющимися вариантами. Поэтому объяснения Ламарка и Дарвина различаются прежде всего источником изменений и механизмом их накопления.
В популяции обычно есть наследственные различия, а ресурсы — пища, территория, укрытия — ограничены. Из-за этого не все особи оставляют одинаковое число потомков: возникают борьба за существование и неодинаковое выживание и размножение. Если наследственный вариант повышает успех в данных условиях, его носители в среднем чаще передают его следующему поколению. За несколько поколений доля такого варианта может увеличиться, и популяция станет лучше приспособлена к этой среде.
Дарвин объяснил роль отбора, но в его время механизмы наследственности и происхождение наследственных различий были изучены недостаточно. Развитие генетики позволило понять, как признаки передаются потомству и как возникают новые варианты наследственного материала. Объединение генетики с дарвиновскими идеями привело к синтетической теории эволюции. Она описывает эволюцию как изменение наследственных вариантов в популяциях и связывает это изменение с действием факторов эволюции.
В ранних представлениях эволюцию часто объясняли изменениями отдельных организмов или общим стремлением к усложнению. Современный подход различает изменения особи в течение жизни и эволюционные изменения, которые становятся заметны в популяции в ряду поколений. Элементарным материалом для отбора служат наследственные различия, а популяция выступает уровнем, на котором меняются частоты этих вариантов. Поэтому при объяснении эволюции нужно учитывать и особенности отдельных особей, и судьбу их наследственных признаков в общей группе.
Сравнивайте направления по четырём вопросам: кто их представлял, что считалось причиной изменений, как понималась наследственность и откуда бралась приспособленность. Трансформизм обозначает признание изменяемости видов, а не готовую теорию механизма. В синтетической теории идеи отбора рассматриваются вместе с данными генетики и популяционной биологии.
| Направление | Представители | Причины и механизм изменений | Роль наследственности | Объяснение приспособленности |
|---|---|---|---|---|
| Трансформизм | Ряд мыслителей до создания научной теории эволюции | Признание изменяемости видов без единого научного механизма | Не было целостного объяснения наследования изменений | Вопрос о причинах приспособленности не получил общего объяснения |
| Ламаркизм | Ж.-Б. Ламарк | Влияние среды, изменение потребностей, упражнение и неупражнение органов; стремление к усложнению | Предполагалось наследование признаков, приобретённых в течение жизни | Приспособленность связывалась с изменениями организма под воздействием условий |
| Дарвинизм | Ч. Дарвин | Наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор | Наследуются различия, полезные для потомства варианты накапливаются отбором | Приспособленность возникает благодаря преимущественному выживанию и размножению носителей подходящих наследственных признаков |
| Синтетическая теория эволюции | Представители эволюционной биологии и генетики | Изменение генофонда популяций под действием эволюционных факторов, в том числе отбора | Генетика объясняет передачу и возникновение наследственных вариантов | Отбор меняет частоты наследственных вариантов, повышающих успех размножения в данных условиях |
Задача 1. Ученик утверждает, что Ламарк и Дарвин одинаково объясняли происхождение приспособлений. Нужно сравнить, откуда, по их мнению, берутся изменения и как они передаются следующим поколениям. Сначала выделим механизм, а затем сопоставим его с ролью наследственности.
У Ламарка условия среды меняют потребности и поведение организма, а затем, согласно его взглядам, и признаки. Приобретённые особенности должны наследоваться потомками.
У Дарвина особи уже различаются наследственными признаками. В конкретных условиях носители одних вариантов чаще выживают и оставляют потомство.
Сопоставляем объяснения: в первом случае признак возникает под прямым влиянием условий и передаётся потомству, во втором — отбор меняет соотношение существующих наследственных вариантов.
Ответ: объяснения различаются. Ламарк предполагал наследование приобретённых признаков, а Дарвин объяснял приспособленность отбором наследственных различий.
Задача 2. В популяции насекомых есть наследственные различия по окраске, а птицы чаще замечают насекомых на светлом фоне. Нужно предсказать возможное изменение вариантов окраски за несколько поколений. Для этого проследим связь между окраской, выживанием и передачей признаков потомству.
Различия окраски наследуются, поэтому выжившие насекомые могут передать свой вариант потомкам. Это наследственная изменчивость, на которую может действовать отбор.
На светлом фоне птицы чаще замечают насекомых, которые сильнее выделяются. Такие особи в среднем чаще становятся добычей и реже оставляют потомство; это связано с борьбой за существование.
Если менее заметная окраска повышает выживание и размножение, её носители передают этот вариант чаще. За несколько поколений его доля в популяции может возрасти.
Ответ: при указанных условиях частота менее заметного варианта окраски может увеличиться. Это вероятное следствие отбора, а не изменение окраски каждой особи по необходимости.
Задача 3. Объясните, почему современной теории эволюции недостаточно одной идеи естественного отбора и какие знания о наследственности её дополнили. Чтобы ответить, нужно разделить два вопроса: почему одни варианты распространяются успешнее других и откуда сами варианты берутся и передаются. Затем свяжем ответы с популяциями.
Естественный отбор объясняет неодинаковый успех особей с разными признаками, но для полной картины необходимо знать, какие различия наследуются. Без этого нельзя проследить, как они сохраняются и переходят к потомкам.
Генетика раскрыла механизмы наследования и происхождения наследственных вариантов. Она позволила описывать не только внешние признаки, но и наследственную основу изменений.
Синтетическая теория объединила эти знания с дарвинизмом. Эволюцию стали рассматривать как изменение генофонда популяции в ряду поколений.
Ответ: генетика дополнила естественный отбор объяснением наследственности и источников наследственных различий. Синтетическая теория использует оба подхода, чтобы объяснять изменения популяций.
Ошибка 1. Считать, что организмы меняются, потому что им необходимо приспособиться. Так думают, когда путают целенаправленное появление признака с отбором уже существующих наследственных различий. Проверьте себя: признак должен возникнуть у особи именно потому, что ей понадобился, или его вариант мог существовать заранее?
Ошибка 2. Приписывать Дарвину идею наследования признаков, приобретённых особью в течение жизни. Это смешение дарвинизма с ламаркизмом: Дарвин опирался на наследственную изменчивость и естественный отбор. Проверьте себя, спросив, отбираются ли приобретённые за жизнь особенности или наследственные различия.
Ошибка 3. Представлять естественный отбор как сознательный выбор организмов природой. Такое описание удобно как образ, но создаёт впечатление, будто у природы есть намерение; на деле различается успех выживания и размножения. Проверка проста: назовите конкретные условия и объясните, почему одни особи оставляют больше потомков, не приписывая природе волю.
Ошибка 4. Считать, что эволюционирует отдельная особь. Организм может расти и менять состояние в течение жизни, но это не то же самое, что эволюция наследственных вариантов. Проверьте масштаб: если речь идёт об изменении частот признаков между поколениями, рассматривайте популяцию, а не отдельный организм.
Для понимания развития эволюционных идей нужны знания о разнообразии и изменчивости организмов, наследственности и естественном отборе: без них трудно объяснить, на что действует отбор и какие изменения могут передаваться потомству. Далее эти представления помогают разбирать популяции и факторы эволюции, а также объяснять видообразование и доказательства эволюции. Так история научных взглядов становится основой для изучения механизмов и результатов эволюционного процесса.
Трансформизм утверждал изменяемость видов, но не давал целостного научного механизма эволюции.
Ламарк связывал изменения организмов с влиянием среды и наследованием приобретённых признаков.
Дарвин объяснял приспособленность действием естественного отбора.
Естественный отбор действует на наследственные различия особей.
Эволюционные изменения рассматривают на уровне популяций и поколений.
Синтетическая теория объединила идеи дарвинизма с данными генетики.
Чем трансформизм отличается от эволюционной теории?
Трансформизм утверждает, что виды изменяются, но сам по себе не объясняет научно, как именно происходят изменения и появляются новые виды. Эволюционная теория предлагает механизмы этих процессов, например естественный отбор наследственных различий.
В чём главное различие взглядов Ламарка и Дарвина?
Ламарк считал, что среда вызывает изменения у организмов, а приобретённые признаки передаются потомству. Дарвин объяснял приспособленность отбором наследственных различий, уже существующих среди особей.
Что именно отбирает естественный отбор?
Отбор действует на особей с разными наследственными признаками: в данных условиях одни выживают и размножаются успешнее других. В результате меняется частота наследственных вариантов в популяции.
Почему отдельная особь не считается единицей эволюции?
В течение жизни особь может развиваться или менять признаки, но её наследственный состав не меняется так, чтобы это было эволюцией. Эволюционные изменения заметны в популяции, когда частоты наследственных вариантов меняются от поколения к поколению.
Как генетика изменила и дополнила дарвинизм?
Генетика объяснила, как признаки передаются потомству и откуда возникают наследственные различия. Объединение этих знаний с идеей естественного отбора привело к синтетической теории эволюции, описывающей изменения генофонда популяций.
§ 11. Развитие эволюционных идей
