62. Учение Ч. Дарвина об историческом развитии организмов

Определения и обозначения

Наследственная изменчивость — различия между организмами, которые могут передаваться потомству. Например, представители одного вида могут отличаться окраской или размером. Такие различия нужны эволюции как исходный материал: если признак наследуется и помогает в определённых условиях, он может чаще встречаться в следующих поколениях.

Борьба за существование — совокупность отношений организмов между собой и с условиями среды, влияющих на их выживание и размножение. Это не только прямое столкновение животных: конкуренция за пищу или свет тоже относится к борьбе. Понятие помогает объяснить, почему при ограниченных ресурсах не все организмы оставляют потомство.

Естественный отбор — преимущественное выживание и размножение организмов с наследственными особенностями, полезными в данных условиях. Среда не создаёт нужный признак по требованию, а влияет на успех уже различающихся особей. Благодаря отбору полезные наследственные особенности могут накапливаться в популяции.

Искусственный отбор — сохранение и размножение человеком особей с признаками, которые он считает нужными. Человек выбирает, например, животных с желательными качествами и получает от них потомство. Это понятие позволяет сравнить направленный человеком выбор с естественным отбором, зависящим от условий среды.

Как это устроено

Даже внутри одного вида особи не совершенно одинаковы: они отличаются отдельными признаками. Некоторые различия наследуются, то есть могут появиться у потомков. Если наследственных различий нет, отбору нечего «выбирать» среди разных вариантов признака. Поэтому изменчивость создаёт материал для постепенных изменений популяции, а не обязательно меняет каждую особь за её жизнь.

Организмы способны производить много потомков, но пища, вода, пространство и укрытия ограничены. Из-за этого не все особи получают возможность выжить и размножиться. Внутривидовая борьба происходит между особями одного вида, которым часто нужны одинаковые ресурсы; межвидовая — между организмами разных видов. Борьба с неблагоприятными условиями связана, например, с холодом или засухой, а не обязательно с другим организмом.

В борьбе за существование шансы особей различаются. Если наследственная особенность помогает добывать пищу, избегать хищника или переносить условия среды, её обладатель может чаще доживать до размножения и оставлять потомство. Когда особенность наследуется, часть потомков тоже получает её. Так естественный отбор меняет соотношение вариантов признака в популяции, хотя не гарантирует выживание каждой особи с ним.

Если полезные в данной среде наследственные изменения накапливаются на протяжении многих поколений, популяция постепенно приобретает приспособленность. Она не возникает сразу и не означает, что организм заранее изменился ради будущей пользы. В иных условиях тот же признак может не давать преимущества. Длительное расхождение популяций и накопление различий могут способствовать образованию новых видов.

При искусственном отборе человек решает, каких особей оставить для размножения, и выбирает признаки, важные для своих целей. При естественном отборе нет сознательного выбирающего: преимущество определяют условия среды и способность оставить потомство. Искусственный отбор может приводить к выведению пород и сортов с нужными человеку качествами. Дарвин использовал знакомый людям выбор животных и растений как пример того, что отбор способен накапливать изменения поколение за поколением.

Сравнение естественного и искусственного отбора

Сначала определите, кто или что сохраняет признак: среда или человек. Затем сравните, какие особи получают преимущество и к какому результату это приводит. Пример в последней строке показывает, как отличить два вида отбора на практике.

Разбор задач

Задача 1. У особей одного вида есть наследственные различия в окраске. В данной среде хищники чаще замечают светлых особей. Нужно объяснить, какие изменения могут происходить в популяции через несколько поколений.

1. Сначала выделяем наследственное различие: окраска у особей неодинакова, и этот признак может передаваться потомству.
2. Затем учитываем условие среды: светлых особей хищники замечают чаще, поэтому их вероятность выжить и размножиться может быть ниже.
3. Менее заметные особи при прочих равных могут чаще оставлять потомство. Если окраска наследуется, их признак может чаще встречаться у потомков.

Ответ. За несколько поколений доля менее заметных особей может увеличиться. Это пример естественного отбора, а не намеренного изменения окраски самими организмами.

Задача 2. Растения конкурируют за свет. Определим форму борьбы за существование и объясним, как она может повлиять на выживание растений.

1. Проверяем, между кем идёт конкуренция: если речь о растениях одного вида, это внутривидовая борьба; если разных видов — межвидовая.
2. Свет является ресурсом, доступ к которому ограничен: листья и стебли одних растений могут затенять другие.
3. Растения, получающие меньше света, могут хуже расти и иметь меньше шансов выжить и размножиться. Итог зависит и от других условий, а не только от света.

Ответ. Конкуренция за свет — форма борьбы за существование. Её относят к внутривидовой или межвидовой по тому, принадлежат ли соперничающие растения одному виду.

Задача 3. Селекционер оставляет для размножения животных с наиболее выраженным нужным ему признаком. Сравним это с естественным отбором и укажем различие результатов.

1. Выясняем, кто выбирает особей: в задаче это человек, который определяет желательный признак.
2. Селекционер оставляет выбранных животных для размножения, поэтому признак может чаще передаваться потомству, если он наследуется.
3. При естественном отборе человек не выбирает особей: преимущество зависит от условий среды и успешности размножения.

Ответ. Действия селекционера — искусственный отбор, направленный на получение животных с нужным человеку признаком. Естественный отбор способствует приспособлению к условиям среды, а искусственный — получению форм с выбранными человеком качествами.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что организмы изменяются потому, что им это необходимо. Так думают, когда путают пользу признака с причиной его появления. Отбор действует на уже существующие наследственные различия, а не создаёт нужную особенность по заказу. Проверьте себя: сначала назовите различия между особями, а затем объясните, какие из них помогают в данных условиях.

Ошибка: считать любое приобретённое изменение наследственным. Это происходит, если не различать изменения организма в течение жизни и признаки, передающиеся потомкам. Не всякое изменение, например связанное с условиями жизни отдельной особи, наследуется. Чтобы проверить ответ, спросите: есть ли основание считать, что этот признак передаётся потомству?

Ошибка: понимать борьбу за существование только как прямую схватку. Такой вывод возникает из-за буквального значения слова «борьба». На деле к ней относятся конкуренция за ресурсы и влияние неблагоприятных условий среды. Проверьте себя: если отношения влияют на выживание или размножение, они могут быть частью борьбы, даже без столкновения.

Ошибка: считать естественный отбор сознательным выбором. Иногда его принимают за действия селекционера, потому что оба процесса связаны с тем, что одни признаки сохраняются чаще других. Но в природе преимущество определяется условиями среды и успешностью размножения, а не решением человека. Проверка проста: если никто специально не выбирает особей, речь не об искусственном отборе.

Связь с другими темами

Для понимания учения Дарвина нужно знать, что организмы размножаются, передают потомству наследственные признаки и отличаются друг от друга. Эти сведения помогают увидеть, откуда берутся различия между особями и как они могут сохраняться в поколениях. Тема также связана со средой обитания и отношениями организмов: конкуренция, хищничество и другие условия влияют на выживание. Понятия изменчивости и отбора понадобятся при изучении эволюции, происхождения видов и разнообразия организмов.

Что запомнить

• Материалом для естественного отбора служит наследственная изменчивость.
• Борьба за существование возникает из-за ограниченности ресурсов и влияния условий среды.
• Естественный отбор сохраняет наследственные особенности, полезные в конкретных условиях.
• Естественный отбор влияет на популяции через различия в выживании и размножении особей.
• Приспособленность складывается постепенно и соответствует определённым условиям среды.
• При искусственном отборе признаки выбирает человек.