Тема вопросы теории эволюции История формирования эволюционных идей в биологии
 Скачать 40.09 Kb.
|
|
Тема «вопросы теории эволюции» 1. История формирования эволюционных идей в биологии Начало рассмотрению вопросов эволюции органического мира было положено еще в античной философии и продолжалось более двух тысяч лет, пока не возникли первые самостоятельные биологические дисциплины в науке Нового времени. Первая попытка построить целостную концепцию развития органического мира была предпринята французским естествоиспытателем Ж. Б. Ламарком. В своем труде «Философия зоологии» Ламарк обобщил все биологические знания начала XIX в. Им были разработаны основы естественной систематики животных и впервые обоснована целостная теория эволюции органического мира, поступательного исторического развития растений и животных. Главной причиной эволюции Ламарк считал присущее живой природе изначальное (заложенное Творцом) стремление к усложнению и самосовершенствованиюсвоей организации. Оно проявляется во врожденной способности каждого индивида к усложнению организма. Вторым фактором эволюции он называл влияние внешней среды. Одной из попыток обобщений стала теория катастроф французского зоолога Ж.Л. Кювье. Методологической основной теории катастроф стали большие успехи в таких областях биологической науки, как сравнительная анатомия и палеонтология. Кювье систематически проводил сравнение строения и функций одного и того же органа или целой системы органов у самых разных видов животных. Исследуя строение органов позвоночных животных, он установил, что все органы любого живого организма представляют собой части единой целостной системы.Это означает, что каждая часть тела отражает принципы строения всего организма. Идея постепенного и непрерывного изменения всех видов растений и животных высказывалась многими учёными задолго до Дарвина. Поэтому само понятие эволюции — процесса длительных, постепенных, медленных изменений, в конечном итоге приводящих к коренным, качественным изменениям — возникновению новых организмов, структур, форм и видов, проникло в науку ещё в конце XVIII в. Дарвин последовательно решил проблему детерминации органической эволюции в целом, объяснил целесообразность строения живых организмов как результат естественного отбора, а не как результат их стремления к самосовершенствованию. Также он показал, что целесообразность строения носит всегда относительный характер, так как любое приспособление оказывается полезным только в конкретных условиях существования. Этим он нанес серьезный удар по идеям телеологизма в естествознании. 2. Причины и основные препятствия развития эволюционного учения в биологии В научном обществе многими учёными не воспринмалось учение об эволюции по нескольким причинам: - отрицание эволюции с точки зрения религии (множество представителей духовенства выступали против данного учения) - противоречие между взглядами учёных в их направлениях, например, мутационная теория и теория сохранения генетического материала без изменений Если в середине XVIII века казалось непреодолимым противоречие между трансформизмом (непрерывным изменением) и дискретностью таксономических единиц систематики, то в XIX веке думалось, что градуалистические древа, построенные на основе родства, вошли в противоречие с дискретностью наследственного материала. Эволюция путём визуально различимых крупных мутаций не могла быть принята градуализмом дарвинистов. Основные диалектические противоречия эволюционному учению: 1. Противоречие между градуализмом и сальтационизмом в представлениях о течении эволюционного процесса. Как известно, сам Дарвин был убежденным градуалистом, хотя так и не смог объяснить отсутствие промежуточных форм эволюционирующих организмов в палеонтологической летописи. 2. Противоречие в понимании механизмов микро- и макроэволюции 3. Противоречие одновременного существования высших и низших организмов. Почему низшие остановились в своем развитии и не эволюционировали дальше? 4. Противоречие в понимании хода эволюционного процесса: - эволюция идет «сверху вниз», от крупных таксонов к все более мелким (как деление стволовой клетки), живые организмы все более дробятся и разнообразятся; - эволюция идет «снизу вверх», от мелких таксонов, которые постепенно объединяются в более крупные таксоны 3. Значение трудов К. Линнея в биологии и ошибочность его взглядов Шведский врач и натуралист, определил место человека в отряде Приматов ввёл основные единицы систематики. Линней считал, что виды растений и животных не изменяются; они сохранили свои особенности "с момента сотворения". По Линнею, каждый современный вид является потомством первоначального созданной богом родительской пары. За единицу классификации он принял вид – совокупность особей, сходных по строению. ► выделил 3 царства: Растения, Животные и Минералы ► установил единообразную терминологию ► закрепил использование бинарной номенклатуры ► установил принцип соподчинённости: соседние категории связаны не только сходством, но и родством Ошибочность теории: Видов столько, сколько создал Творец Считал, что природа неизменна, виды лишь существуют и не изменяются. 4. Значение трудов Ж. Б. Ламарка Создатель первой эволюционной теории, признал постепенное усложнение организмов и опровергал теорию Линнея. Установил принцип градации: упражнение органов ведёт к их увеличению, неупражнение – к дегенерации. Эволюционную теорию изложил в двухтомном труде «Философия зоологии». Четыре принципа биологической эволюции: ► Первые организмы возникли из неживой материи ► Организмы обладают внутренним стремлением к саморазвитию к более сложные и совершенные формы ► организмы способны адаптироваться к изменениям внешней среды ► признаки, приобретённые в ответ на изменения среды, наследуются потомками Для Ламарка было характерно двойственное мировоззрение (дуализм) Учёный определил 2 основных направления эволюционного процесса: - постоянное усложнение уровня организации живых существ - увеличение разнообразия под дейсвием внешней среды Ламарк полагал, что первые организмы дали начало всему многообразию всему многообразию ныне существующих форм. Причиной эволюции считал присущее живой природе заложенное Творцом стремление к усложнению и совершенствованию путём «упражнения» органов. Ламарк был первым биологом, который попытался создать целостную теорию эволюции живого мира. Не оценённая современниками, его теория стала предметом горячих споров, которые не прекратились и в наше время. 5. Научные и социально-экономические предпосылки появления эволюционной теории Ч. Дарвина Общественно-экономические предпосылки возникновения эволюционной теории Дарвина связаны с бурным развитием капитализма в Англии, который привёл к росту городов и развитию сельского хозяйства. Возникла необходимость улучшения существующих сортов растений и пород животных, что привело к развитию селекции. Естественнонаучными предпосылками возникновения эволюционного учения Дарвина являются: ►развитие астрономии и геологии ►успехи систематики растений и животных ►развитие биогеографии и палеонтологии ►развитие сравнительной анатомии и эмбриологии ►создание клеточной теории ►эволюционное учение Ламарка Накапливались факты, несовместимые с представлениями о неизменности природы. за время экспедиции Дарвин побывал в Африке, Южной Америке и Австралии. Он собрал богатейший материал, работа над которым и привела к созданию теории естественного отбора. 6. Учение об искусственном и естественном отборе Естественный отбор - происходит без участия человека и основан на том, что разные особи из-за своих индивидуальных генетических особенностей имеют разную жизнестойкость. Искусственный отбор - человек производит сознательно, для выведения новых пород животных или сортов растений.
7. Естественный отбор – основной направляющий фактор эволюции. Формы естественного отбора Естественный отбор - это процесс, приводящий к выживанию и преимущественному разможению более приспособленных к данным условиям среды особей, обладающих полезными наследственными признаками. Это процесс выживания наиболее стойких и приспособленных особей. Отбор особей идёт по фенотипам, но при этом отбираются генотипы. Происходит выживание и и оставление более сильного потомства и гибель менее приспособленных. Борьба за существование – это внутри- и межвидовые отношения, а так же взаимодействие организмов с факторами среды. Формы естественного отбора: ► движущий ► дизруптивный ► стабилизирующий
8. Половой отбор Это естественный отбор, касающийся признаков особей одного пола. Частый случай внутривидового отбора, а не самостоятельныйй фактор эволюции. Представляет собой конкуренцию самцов за возможность размножения. Возникает выборочное спаривание и производство потомства. Этот механизм может быть причиной эволюции некоторых характерных черт и приводить к их усилению. В пределах вида один из полов (чаще всего женский) играет роль ограниченного ресурса для другого. Примеры: ► пение, токование ► драки самцов ► различия в поведении ► яркая окраска, пышное оперение 9. творческая роль естественного отбора в эволюции Обстоятельства, благоприятствующие ЕО: ► высокая частота проявления неопределённых наследственных изменений ► многочисленность особей в виде ► неродственное скрещивание, увеличивающее размах изменчивости (комбинация генов) ► широкое распространение вида в среде обитания Естественный отбор способен целенаправленно из поколения в поколение отбирать особей, приспособленных в большей степени к условиям среды обитания. Один и тот же наследственный материал в зависимости от условий и напрвления отбора (виды ЕО) может привести к совершенно различным адаптациям. Также ЕО может воздействовать на темпы и направления эволюции, действуя на определённые фенотипически выявленные признаки. 10. Среда как эволюционное понятие Среда обитания – среда, окружающая особей, обусловленная совокупностью факторов, способная оказывать воздействие на эволюционный процесс. Это окружающее пространство, обусловленное в данный момент совокупностью различных факторов: абиотических, биотических и тд. В ходе борьбы за существование выживают особи, наиболее соответствующие условиям своей среды, то есть действует «отбор при помощи закона природы». Среда каждого организма слагается из множества элементов неорганической и органической природы и элементов, привносимых человеком и его производственной деятельностью. 11. Борьба за существование и её формы Это совокупность многообразных и сложных взаимоотношений, существующих между организмами и условиями среды. В целом Дарвин различает следующие формы борьбы за существование: внутривидовая борьба, или конкуренция между особями одного и того же вида, межвидовая борьба, которая может выражаться в очень разных отношениях (отношения «хищник— жертва», «паразит —хозяин», конкурентные отношения между двумя видами хищников, между разными видами растений в лесу и т. д.)
12. процесс видообразования по Ч. Дарвину Виды изменяются во времени, приобретая новые признаки и свойства, и дифференцируются так, что из одного вида образуются два или больше новых. Процесс образования новых видов, согласно учению Дарвина, имеет дивергентный характер: от первоначальной формы берут начало несколько последующих форм. Эта дивергенция обусловлена наследственной изменчивостью, борьбой за существование и естественным отбором. Образование видов также происходит за счёт обострения конкуренции между родственными форами за сходные условия существования (источник питания, ресурсы окружающей среды) Возникновение новых видов Чарльз Дарвин представлял как длительный процесс накопления полезных изменений, увеличивающихся из поколения в поколение. 13. Синтез дарвинизма и генетики Генетика изучает один из факторов эволюции - наследственную изменчивость, поэтому противопоставление генетики дарвинизму было искусственным. Открытие мутаций свидетельствовало о наличии материала для естественного отбора, а выявление материальных единиц наследственности - генов - доказывало возможность закрепления результатов действия отбора, сохранение и накопление полезных в данной среде мелких наследственных изменений. Начало синтеза генетики и эволюционного учения было положено работой С. Четверикова. В своей работе он показал, что в результате постоянного мутационного процесса в популяциях создаётся генетическое разнообразие. Основные принципы СТЭ: ► изучение молекулярного уровня организма ►предмет биологии – биоценоз, экосистема, биосфера ► основная единица биологической эволюции – популяция Основная концепция СТЭ: отбор отбирает мутации в геноме. 14. Вид как исторически сложившаяся категория. Критерии вида. Вид — это исторически сложившаяся совокупность популяций, особи которых обладают наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических особенностей, могут свободно скрещиваться и давать плодовитое потомство, приспособлены к определенным условиям жизни и занимают определённую область — ареал.
15. Понятие о генофонде Генофонд – это совокупность генов всех особей группы организмов одного вида. Он всегда непостоянен, может меняться от поколения к поколению порой ввиду воздействия внешних факторов. В природе такие изменения идут путём естественного отбора. Генофонд можно изменить и искусственно – путём искусственного отбора деятельностью человека, для выведения необходимых определённых пород/сортов/штаммов. Он слагается из всего разнообразия генов и аллелей, имеющихся в популяции и размножающихся половым путём. Новые сочетания образуют уникальные фенотипы, которые подвергаются давлению факторов среды, производящих непрерывных отбор более стойких генотипов особей. Статичный генофонд говорит об отсутствии генетического разнообразия среди особей данного вида и отсутствие эволюционного изменения Генофонды отдельных популяций составляют генофонд вида в целом. Основоположник учения о генофонде – А. С. Серебровский. Генофонд биосферы – совокупность всех ныне живущих видов на Земле. 16. понятие о популяции, её характеристики Популяция - совокупность организмов одного вида, длительное время обитающих на одной территории и частично или полностью изолированных от особей других таких же групп. Это самая мелкая из групп особей, способная к эволюционному развитию, поэтому её называют элементарной единицей эволюции. Основные характеристики: ► популяционный ареал ► численность особей в популяции ►динамика популяций («популяционные волны») ►половой состав (численное соотношение) ►возрастной состав ►специфические: рождаемость, смертность ► структура популяции (пространственная, возрастная, гендерная) 17. Действие элементарных эволюционных факторов в природнях популяциях Элементарное эволюционное явление заключается в изменении генетического состава популяции. События и процессы, способствующие преодолению генетической инертности популяций и приводящие к изменению их генофондов, называют элементарными эволюционными факторами. Важнейшими из них являются мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, естественный отбор. Мутационный процесс – в популяции происходят элементарные эволюционные явления, направленные на длительное изменение генофонда популяции Популяционные волны – случайно и редко изменяют концентрацию мутаций и генотипов Изоляция – препятствует обмену генетической информацией между популяциями (или разделение одной популяции) Естественный отбор – способствует сохранению особей с генотипами, соответствующими среде обитания Миграция - приводит к: расселению особей на новые территории, уменьшению или увеличению численности популяции, распаду родительской популяции на несколько более мелких дочерних популяций. 18. Диалектико-материалистическое решение вопроса о биологической целесообразности Вопрос о наследовании или ненаследовании приобретенных признаков связан с альтернативой в объяснении причин эволюционного процесса – признания эволюции на основе ламаркистского принципа прямого приспособления или на основе дарвиновского принципа естественного отбора. Основные положения диалектико-материалистического подхода: ► материя первична, а сознание вторично ► окружающий нас реальный мир материалистичен ► в процессе развития количественные изменения приводят к качественным изменениям, развитие идёт от простого к сложному 19. Адаптивный и сбалансированный полиморфизм Полиморфизм - способность некоторых организмов существовать в состояниях с различной внутренней структурой или в разных внешних формах во время своего жизненного цикла Он имеет приспособительное значение, обеспечивает «экологическую пластичность» популяции за счёт выщепления и комбинации различных генотипов. Адаптивный - отбор особей с различными генотипами, генетически оказывающихся лучше адаптированными к меняющимся условиям среды. Сбалансированный – возникает, если ни один из генотипов не получает преимущества. Естественный отбор благоприятствует генетическому разнообразию в популяции. 20. Адаптивный характер эволюционного процесса Главное направление эволюции живых организмов - адаптация и нахождение оптимальных способов реализации жизненно важных функций.
21. Микроэволюция и макроэволюция Микроэволюция – изменения на уровне вида, изменение популяций, ведущее к образованию новых видов Макроэволюция – эволюция, ведущая к образованию новых надвидовых групп: родов, семейств, классов
22. Эволюция групп организмов Адаптивная зона – совокупность условий среды, определяющих тип приспособлений групп организмов Правила эволюции: ► правило необратимости эволюции (возврат к прежнему эволюционному состоянию невозможен) ► правило прогрессирующей специализации (группа, вступившая на путь специализации, будет идти к всё более узким условиям существования) ►правило чередования (чередование арогенеза и аллогенеза) ► правило происхождения новых видов от неспециализированных предков 23. Формы, типы и правила эволюции групп организмов
Правила в п 23. 24. Основные принципы развития органического мира Развитие в органическом мире происходит от низших форм к высшим, то есть в основе эволюции лежит принцип «от простого к сложному» Основные положения теории: ► существование видов ► наличие движущих сил эволюции ► изменчивость организмов ► приспособления организмов ► возникновение новых видов 25. Учение академика А. Н. Северцова о биологическом прогрессе и регрессе
26. Основные пути достижения биологического прогресса
|