27. Эволюционная теория Жана Батиста Ламарка

Определения и обозначения

Эволюция — историческое развитие живой природы, приводящее к изменению организмов и появлению новых форм. Речь идёт не о переменах одного организма в течение жизни, а о преобразованиях популяций и видов на протяжении поколений. Это понятие нужно, чтобы описывать происхождение разнообразия живых существ.

Градация — представление Ламарка о последовательном усложнении и совершенствовании организации организмов. Он считал, что живые существа движутся от более простого устройства к более сложному. Термин помогает понять, почему Ламарк видел в усложнении главное направление эволюции.

Упражнение и неупражнение органов — зависимость развития органа от его использования. Активно работающий орган, по Ламарку, увеличивается и совершенствуется, а редко используемый ослабевает. Так объясняли появление одних приспособлений и исчезновение других.

Наследование приобретённых признаков — положение о передаче потомкам изменений, возникших у организма в течение жизни. Например, усиление органа после длительного использования якобы могло закрепиться в потомстве. Это положение связывало индивидуальные изменения с эволюцией вида, но современная генетика не подтверждает его как общее правило.

Как это устроено

Ламарк считал главным направлением эволюции стремление организмов к усложнению и совершенствованию. Он представлял живую природу как ряд ступеней, на которых постепенно повышается уровень организации. Такое объяснение казалось логичным, потому что сложные организмы имеют больше органов и функций. Однако в современной биологии эволюция не считается движением к заранее заданному идеалу: простые организмы также успешно существуют.

Условия среды могут измениться: например, пища становится доступной на другой высоте или меняется образ жизни. Из-за этого у организма появляются новые потребности, и он начинает чаще использовать одни органы, а другие — реже. Ламарк считал, что именно такая непосредственная связь среды с поведением запускает изменения. Поэтому приспособленность он объяснял не случайным появлением вариантов, а направленной реакцией организма на условия жизни.

Согласно первому закону Ламарка, частое и длительное упражнение органа усиливает его развитие. Орган, который постоянно выполняет работу, якобы становится крупнее, сильнее или лучше приспособленным к этой работе. Неупражнение действует противоположно: ненужная структура постепенно ослабевает и может исчезнуть. Под упражнением Ламарк понимал не разовую тренировку, а использование органа на протяжении жизни и в ряду поколений.

Изменения, по Ламарку, возникают у отдельных организмов как ответ на новые потребности. Если животное постоянно тянется к пище, его орган постепенно меняется в нужную сторону. Затем, согласно второму закону, приобретённый признак передаётся потомкам, и через много поколений становится общим для вида. Современная генетика показывает, что изменение тела само по себе обычно не изменяет наследственный материал половых клеток, поэтому такой механизм не является универсальным.

Историческое значение теории состоит в том, что Ламарк рассматривал виды как изменяющиеся, а не неизменные формы. Он предложил объяснять разнообразие организмов естественными причинами и связал строение органов с образом жизни. Это стало важным шагом к научному пониманию эволюции. Ошибка в объяснении наследственности не отменяет значения самой попытки создать общую теорию.

Основные положения эволюционной теории Ламарка

В таблице удобно сначала прочитать положение, затем восстановить причинную цепочку в объяснении и примере. Последний столбец показывает, какие идеи сохранили значение, а какие были пересмотрены современной биологией. Не следует принимать историческую оценку теории за подтверждение всех её положений.

Разбор задач

Почему у жирафа появилась длинная шея?

Условие. Объясните происхождение длинной шеи жирафа по теории Ламарка. Нужно использовать понятия потребности, упражнения органа и наследования приобретённых признаков. Не следует подменять это объяснение естественным отбором.

1. Изменение условий среды приводит к нехватке низкой растительности, поэтому животным приходится доставать листья с высоких ветвей.
2. Постоянная потребность тянуться вверх означает длительное упражнение шеи, из-за которого она постепенно увеличивается.
3. Ламарк предполагал, что приобретённая увеличенная длина шеи передаётся потомкам и накапливается в ряду поколений.

Ответ. По Ламарку, длинная шея возникла из-за постоянного вытягивания животных к пище. Упражнение усиливало развитие органа, а приобретённый результат наследовали потомки. Современная биология объясняет этот пример иначе — наследственной изменчивостью и естественным отбором.

Как объяснить редуцированные органы у нелетающих птиц?

Условие. Объясните ослабление крыльев у птиц, которые не используют их для полёта. Примените принцип неупражнения органов. Отделите историческое объяснение Ламарка от современной оценки.

1. Наземный образ жизни уменьшает потребность птицы летать, поэтому крылья используются редко.
2. По первому закону Ламарка неупражнение постепенно ослабляет орган и уменьшает его развитие.
3. В течение многих поколений результат должен был закрепиться у вида через наследование приобретённого признака.

Ответ. Ламарк связал уменьшение крыльев с отсутствием их использования. В его теории неупражнение ведёт к ослаблению органа, а затем изменение наследуется. Сегодня редукцию объясняют наследственной изменчивостью и отбором, а не простым неиспользованием.

Как сравнить объяснения окраски насекомых?

Условие. Сравните теорию Ламарка и современную теорию эволюции на примере окраски насекомых. Нужно показать, откуда берётся признак и почему он становится распространённым. Сравнение должно выявить различие между целенаправленным изменением и отбором.

1. По Ламарку, новая среда создаёт потребность в защитной окраске, и организм постепенно приобретает её под прямым воздействием условий.
2. Современная биология предполагает, что в популяции случайно возникают разные наследственные варианты окраски.
3. Хищники чаще замечают плохо замаскированных насекомых, поэтому лучше защищённые особи оставляют больше потомков.

Ответ. Ламарк объяснил бы окраску непосредственным приспособлением организма к потребности. Современная теория связывает её с наследственной изменчивостью и естественным отбором. Поэтому признак не возникает потому, что организм заранее «решил» приобрести его.

Типичные ошибки

Приписывать Ламарку естественный отбор. Так ошибаются, потому что обе теории объясняют приспособленность и говорят об изменении видов. У Ламарка главный механизм — прямое влияние среды, упражнение органов и наследование приобретённых признаков; если в объяснении есть конкуренция и разный успех размножения, это уже идея отбора.

Считать любое приобретённое изменение наследуемым. Ошибка возникает из-за смешения изменений тела с изменениями наследственного материала. Проверяйте себя вопросом: возник ли признак в половых клетках или только в организме при жизни? Современная генетика не подтверждает общее наследование результатов тренировок, повреждений и других приобретённых свойств.

Путать упражнение органа с физической тренировкой. В школьном примере речь идёт не о разовом занятии и не о силе отдельного человека, а о длительном использовании органа в условиях жизни и о предполагаемом накоплении изменений в поколениях. Если вы описываете только мышцы одного организма, это ещё не объяснение эволюции. Нужно добавить механизм передачи признака потомкам — именно его Ламарк считал возможным.

Считать теорию Ламарка полностью современной. Её ценность состоит в признании изменяемости видов и попытке найти естественные причины эволюции, но механизм наследственности был неверным. Проверка проста: отделяйте исторически важную идею эволюции от отвергнутого положения о наследовании приобретённых признаков. Не заменяйте теорию Ламарка современной теорией естественного отбора.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны понятия наследственности, изменчивости и приспособленности, а также общее представление о клеточной теории. Они помогают различать изменения отдельного организма и наследственные изменения популяции. Без этого трудно оценить, почему объяснение Ламарка оказалось неполным.

Тема подготавливает изучение эволюционной теории Чарльза Дарвина и роли естественного отбора. Сравнение Ламарка и Дарвина показывает различие между прямым воздействием среды и отбором наследственных вариантов. Такое сопоставление помогает понять развитие научных идей.

Положения Ламарка пригодятся при изучении исторических теорий эволюции и происхождения адаптаций. На их примере можно увидеть, как научная гипотеза сохраняет отдельные сильные стороны, но пересматривается после появления новых данных. Особенно важна связь с генетикой, объясняющей механизмы наследования.

Что запомнить

• Ламарк одним из первых создал целостную теорию эволюции организмов.
• Он считал главным направлением эволюции постепенное усложнение организации.
• Изменения организмов Ламарк связывал с воздействием условий среды и появлением новых потребностей.
• Упражнение органа, по Ламарку, усиливает его развитие.
• Неупражнение органа приводит к его ослаблению и исчезновению.
• Ламарк считал приобретённые признаки наследуемыми.
• Современная биология объясняет эволюцию главным образом наследственной изменчивостью и естественным отбором.