§ 59. Доказательства эволюции животного мира. Учение Ч. Дарвина об эволюции

Определения и обозначения

Эволюция — историческое развитие живой природы, приводящее к изменению организмов и возникновению новых видов. Это не изменение отдельного животного за его жизнь, а постепенное преобразование популяций в ряду поколений. Понятие помогает объяснить многообразие современных животных и их общее происхождение.

Естественный отбор — сохранение организмов с полезными наследственными признаками и преимущественное их участие в размножении. Среда не выбирает сознательно, а создаёт условия, при которых одни особи выживают и оставляют больше потомков, чем другие. Так отбор направляет изменение популяций.

Искусственный отбор — выбор человеком организмов с нужными признаками для получения пород и сортов. Размножая выбранных животных, человек накапливает наследственные особенности, например крупный размер или высокую продуктивность. Этот процесс показывает, что наследственные различия могут постепенно изменять живые организмы.

Доказательства эволюции — научные данные, подтверждающие историческое родство организмов и постепенное развитие живой природы. К ним относят ископаемые остатки, особенности строения и развития животных, их распространение и молекулярное сходство. Совокупность разных данных делает вывод об эволюции особенно убедительным.

Как это устроено

Современные животные разнообразны, потому что их предки жили в разных условиях и изменялись на протяжении огромного времени. У родственных групп сохраняются общие черты, но различия накапливаются под действием среды и отбора. Поэтому многообразие можно рассматривать как результат разветвления общего исторического происхождения, а не как набор совершенно независимых форм.

Дарвин наблюдал, что особи одного вида не полностью одинаковы: они отличаются окраской, размерами, поведением и другими признаками. Часть различий наследуется, то есть передаётся потомкам, а часть возникает только в течение жизни. Сопоставив изменчивость с наследственностью и размножением организмов, Дарвин понял, что полезные особенности могут сохраняться и постепенно распространяться в популяции.

Организмы производят больше потомков, чем может выжить при ограниченном количестве пищи, воды, убежищ и пространства. Поэтому возникает борьба за существование: конкуренция между особями одного вида, взаимодействие с другими видами и противостояние неблагоприятным условиям. Животные с наследственными признаками, повышающими шанс выживания и размножения, оставляют больше потомков, и естественный отбор постепенно увеличивает долю таких признаков.

Искусственный отбор помогает понять этот процесс на понятном примере. Человек выбирает животных с желательными наследственными особенностями и допускает их к размножению, поэтому за поколениями признаки усиливаются. В природе похожее накопление происходит без сознательного выбора: условия среды лучше сохраняют одни варианты, а другие встречаются реже.

Эволюцию подтверждают разные науки, потому что каждая изучает отдельную сторону исторических изменений. Ископаемые остатки показывают последовательность форм, сравнительная анатомия — общий план строения, эмбриология — сходство раннего развития, а биогеография — связь фауны с историей материков и островов. Сравнение белков и нуклеиновых кислот добавляет молекулярные доказательства: чем больше сходство, тем ближе родство организмов.

Основные доказательства эволюции животного мира

При работе с таблицей сначала определите, какой объект или явление изучается. Затем свяжите его с выводом в третьем столбце, не ограничиваясь запоминанием примера. Один и тот же вывод об эволюции особенно надёжен, если его подтверждают несколько групп доказательств.

Разбор задач

Задача 1

Условие: Назовите основные положения учения Ч. Дарвина об эволюции и объясните роль наследственной изменчивости. Нужно связать отдельные факты в одну причинную цепочку.

1. Отметьте, что особи вида изменчивы и отличаются друг от друга.
2. Определите, какие различия наследуются: только они могут передаваться потомкам и накапливаться.
3. Учтите избыточное размножение и ограниченность ресурсов, из-за которых возникает борьба за существование.
4. Сделайте вывод: полезные наследственные варианты чаще сохраняются и размножаются, поэтому естественный отбор изменяет популяцию.

Ответ: Дарвин связал наследственную изменчивость, борьбу за существование и естественный отбор. Наследственная изменчивость поставляет материал, а отбор сохраняет полезные признаки, что со временем может привести к возникновению новых видов.

Задача 2

Условие: Определите группы доказательств эволюции для ископаемых остатков, рудиментов, сходства зародышей и особенностей распространения животных.

1. Ископаемые остатки отнесите к палеонтологическим доказательствам: они сохраняют сведения о прошлом.
2. Рудименты отнесите к сравнительно-анатомическим доказательствам: это органы, утратившие прежнее значение.
3. Сходство зародышей определите как эмбриологическое доказательство.
4. Распространение животных по материкам и островам свяжите с биогеографическими доказательствами.
5. Для каждого примера назовите смысл: он подтверждает изменения, родство, единство происхождения или связь фауны с историей территории.

Ответ: Остатки — палеонтологические, рудименты — сравнительно-анатомические, сходство зародышей — эмбриологические, распространение животных — биогеографические доказательства.

Задача 3

Условие: Объясните появление у животного приспособительного признака на основе наследственной изменчивости и естественного отбора. Нельзя считать, что среда заранее создаёт нужный признак.

1. Предположите, что в популяции случайно возникли разные наследственные варианты признака.
2. Сравните их в конкретной среде: один вариант может лучше защищать животное, помогать добывать пищу или избегать врагов.
3. Свяжите преимущество с размножением: носители полезного варианта чаще выживают и оставляют потомков.
4. Через ряд поколений доля этого варианта возрастает, и признак становится распространённым.

Ответ: Приспособление формируется не целенаправленным созданием признака, а сохранением уже возникших наследственных различий. Естественный отбор закрепляет вариант, который повышает выживание и успешное размножение.

Типичные ошибки

Ошибка 1. Считать, что отдельный организм эволюционирует за время жизни. Так путают рост или обучение с изменением популяции; проверка проста: спросите, передаётся ли изменение потомкам и наблюдается ли оно в ряду поколений.

Ошибка 2. Представлять естественный отбор как сознательный выбор природы. Ошибка возникает из-за слова «отбор», но у природы нет цели и намерения: сравнивайте фактические различия в выживании и размножении особей.

Ошибка 3. Путать приобретённый признак с наследственным изменением. Шрам или развитая тренировкой мышца обычно не становятся особенностью потомков; проверяйте, способен ли признак передаваться наследственно.

Ошибка 4. Считать, что сходство органов всегда означает одинаковую функцию. Гомологичные органы могут работать по-разному, поэтому сначала выясняйте их происхождение и план строения, а уже затем сравнивайте функции.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания о виде, популяции, размножении, наследственности и изменчивости. Эти понятия помогают увидеть, почему отбор действует не на отдельную особь, а на различия между организмами.

Тема связана с систематикой, приспособленностью, многообразием живых существ и происхождением человека. Положения Дарвина получают объяснение в генетике: наследственные изменения создают материал, на который действует естественный отбор.

Что запомнить

• Эволюция — историческое развитие живой природы.
• Материалом для естественного отбора служит наследственная изменчивость.
• Ограниченность ресурсов приводит к борьбе за существование.
• Естественный отбор сохраняет полезные наследственные признаки.
• Искусственный отбор осуществляется человеком, а естественный — условиями среды.
• Ископаемые остатки, строение организмов, развитие зародышей и их распространение доказывают эволюцию.
• Современные виды связаны общим происхождением и историческим родством.