1.2. Предпосылки возникновения теории Ч. Дарвина

Определения и обозначения

Искусственный отбор — выбор человеком организмов с нужными признаками для размножения. Если такие признаки наследуются, они могут чаще встречаться у потомков, и постепенно формируются породы животных или сорта растений. Этот термин нужен, чтобы описать знакомую селекционерам практику и сравнить её с естественными изменениями организмов. В отличие от человека, природная среда не выбирает особей намеренно.

Геологический актуализм — представление о том, что процессы, которые наблюдаются на Земле сейчас, действовали и в прошлом. Например, разрушение гор, накопление осадков и движение воды меняют поверхность постепенно, но на протяжении огромных промежутков времени дают заметный результат. Такой подход помог объяснять изменения земной коры и судить о длительности геологической истории. Для Дарвина это было важно: медленная эволюция живых организмов могла происходить, если Земля достаточно древняя.

Борьба за существование — конкуренция организмов друг с другом и с условиями среды за ограниченные ресурсы, необходимые для жизни и размножения. Это не только прямые столкновения животных: сюда относятся нехватка пищи, убежищ и пространства, а также неблагоприятные условия. Идея связана с рассуждениями Мальтуса: население способно расти быстрее, чем запасы средств существования. Понятие помогает объяснить, почему различия между организмами могут влиять на то, кто оставит потомство.

Как это устроено

В Англии XIX века развивались промышленность и сельское хозяйство, а вместе с ними росла потребность в продуктивных животных и растениях. Чтобы получать молоко, мясо, шерсть или урожай в большем количестве, люди выбирали для размножения особей с полезными признаками. Накопленный селекционерами опыт показывал, что организмы изменчивы, а некоторые особенности передаются потомству и закрепляются. Это давало Дарвину наглядный пример того, как отбор способен менять живые организмы.

Кругосветное путешествие позволило Дарвину наблюдать организмы в разных природных условиях и сравнивать их между собой. Он видел, что живые существа разнообразны, но при этом их особенности часто соответствуют среде обитания. Географическое распределение видов также ставило вопрос: почему похожие организмы встречаются в одних местах, а в других живут иные формы? Эти наблюдения стали материалом для размышлений о причинах различий, приспособленности и возможных изменениях видов.

Лайель объяснял изменения земной поверхности действием медленных процессов, которые продолжаются долго и в наше время. Если небольшие перемены накапливаются тысячелетиями, они способны преобразовать ландшафт и горные породы. Из такого взгляда следовало, что история Земли гораздо продолжительнее человеческой истории. Дарвин смог допустить, что и изменения организмов происходят постепенно: для их накопления была необходима длительная эпоха.

Биологические исследования XIX века помогали сравнивать живые организмы по нескольким признакам. Систематика упорядочивала виды и показывала, какие группы имеют общие особенности; сравнительная анатомия сопоставляла строение органов, а эмбриология — развитие зародышей. Сходство строения и развития разных организмов было трудно считать случайным набором совпадений. Оно давало основания искать родство видов и общие закономерности их происхождения и развития.

Мальтус рассуждал о том, что население растёт быстрее запасов пищи и других средств существования. Дарвин перенёс эту мысль на мир организмов: многие из них производят больше потомков, чем может выжить при ограниченных ресурсах. Поэтому возникает конкуренция между особями и их взаимодействие с условиями среды. Если наследственные различия влияют на выживание и размножение, одни варианты оставляют больше потомков, чем другие.

Предпосылки возникновения теории Ч. Дарвина

Таблица показывает, какие источники идей и фактов подготовили формирование теории. Читая её, проследи переход от предпосылки к тому, какое наблюдение или рассуждение она дала Дарвину. Обрати внимание, что практический опыт и научные знания дополняли друг друга, а не заменяли.

Разбор задач

1. Объясните, почему опыт селекционеров можно считать одной из предпосылок теории Дарвина.

Нужно показать не просто, что селекция существовала, а какой вывод из её практики мог сделать Дарвин. Для этого свяжем действия человека с наследственными различиями и изменениями в последующих поколениях. Не следует утверждать, что селекционер создаёт любой признак по своему желанию: он выбирает уже имеющиеся варианты.

1. Селекционер замечает, что особи одного вида отличаются по признакам, например продуктивности или размеру плодов.
2. Он оставляет для размножения производителей с нужными особенностями. Если особенности наследуются, часть потомства тоже будет ими обладать.
3. При повторном выборе таких особей признаки становятся распространённее в породе или сорте. Значит, опыт селекционеров демонстрировал изменение организмов через отбор наследственных различий.

Ответ: практика селекции была предпосылкой теории Дарвина, потому что показывала: выбор особей с наследственными признаками меняет состав потомства и постепенно преобразует породы и сорта.

2. Установите связь между идеями Лайеля и представлением Дарвина об изменении живой природы.

Здесь важно соединить две идеи: геологические процессы могут действовать очень медленно, а история Земли длительна. Затем нужно объяснить, почему это важно не только для геологии, но и для эволюции организмов. Не приписывай Лайелю готовую теорию происхождения видов: его взгляды помогли представить масштаб времени.

1. Лайель считал, что земная поверхность меняется под действием процессов, которые наблюдаются и в настоящее время.
2. Небольшие изменения накапливаются, если проходят очень долгие промежутки времени; следовательно, история Земли должна быть продолжительной.
3. При таком масштабе времени постепенные изменения живых организмов также могли накапливаться из поколения в поколение.

Ответ: идеи Лайеля помогли Дарвину понять, что для медленных преобразований живой природы существовало достаточно времени, хотя сами по себе они не объясняли механизм эволюции.

3. Сопоставьте идеи Мальтуса, наблюдения Дарвина в путешествии и практику селекции: как они вместе подготовили объяснение происхождения приспособлений?

В задаче сопоставляются разные источники: рассуждение об ограниченных ресурсах, наблюдения за организмами и пример отбора, осуществляемого человеком. Чтобы получить объяснение, нужно показать, как эти элементы связаны через различия между особями и результат их размножения. При этом искусственный и естественный отбор нельзя считать одним и тем же процессом.

1. Мальтус обратил внимание на то, что ресурсы ограничены, а число претендентов на них может расти. Это позволяет предположить, что выжить и размножиться удаётся не всем.
2. В путешествии Дарвин наблюдал разнообразие организмов, их приспособленность и связь особенностей с условиями обитания. Значит, особи отличаются, а некоторые различия могут иметь значение в конкретной среде.
3. Селекция показывала, что отбор наследственных различий меняет потомство. В природе выбор не делает человек: условия среды влияют на то, какие организмы чаще выживают и оставляют потомство.

Ответ: идеи Мальтуса помогли увидеть конкуренцию, наблюдения Дарвина — разнообразие и приспособленность, а селекция — возможность изменения через отбор. Вместе эти предпосылки подготовили объяснение, согласно которому наследственные различия влияют на неодинаковое выживание и размножение организмов.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что Дарвин создал теорию только на основе собственных наблюдений. Такое впечатление возникает потому, что его кругосветное путешествие часто приводят как яркий пример, но оно было лишь одним источником сведений. Идеи Дарвина опирались также на практику селекции и достижения геологии и биологии. Проверка: назови хотя бы по одному выводу, который давали разные области знания.

Ошибка — приравнивать искусственный отбор к естественному. Их сходство в том, что результат связан с отбором наследственных различий, поэтому различие легко упустить. При искусственном отборе особей выбирает человек, а в природе успех зависит от условий среды и размножения организмов. Проверка: спроси себя, кто или что определяет, какие особи оставят больше потомков.

Ошибка — понимать борьбу за существование только как прямую схватку животных. Такое прочтение привычно из-за слова «борьба», однако оно слишком узкое. Конкуренция может идти за пищу, воду, убежище и пространство, а иногда проявляться в зависимости от условий среды. Проверка: учти не только столкновения между особями, но и ограниченность ресурсов и неблагоприятные условия.

Ошибка — приписывать Мальтусу готовую теорию естественного отбора. Его рассуждения касались быстрого роста населения и ограниченности средств существования, а не эволюции видов. Дарвин использовал эту идею как один из источников размышлений о конкуренции в природе, но связал её с различиями организмов и их размножением. Проверка: разделяй исходную мысль Мальтуса и выводы, которые сделал Дарвин.

Связь с другими темами

Перед изучением предпосылок полезно вспомнить наследственную изменчивость: без различий, передающихся потомству, отбор не мог бы менять состав поколений. Также пригодятся знания о размножении организмов, систематике и основных методах селекции. Далее эта тема подводит к движущим силам и основным положениям эволюционной теории Дарвина. Представления о геологической истории Земли и разнообразии организмов помогут при изучении эволюции и доказательств родства живых существ.

Что запомнить

• Теория Дарвина возникла благодаря сочетанию общественных, научных и практических предпосылок.
• Селекция показала, что отбор наследственных различий способен менять организмы.
• Наблюдения Дарвина во время путешествия дали материал о разнообразии и распределении организмов.
• Идеи Лайеля подчёркивали длительность геологической истории Земли.
• Развитие биологии выявило сходство строения и развития разных организмов.
• Рассуждения Мальтуса о росте населения и ограниченных ресурсах помогли осмыслить конкуренцию в природе.