Движущие силы эволюции по Чарльзу Дарвину

Содержание

1. 1. Эволюционная идея до Дарвина3
2. 2. Наследственная изменчивость как основа эволюции5
3. 3. Борьба за существование и её формы7
4. 4. Естественный отбор и адаптации видов9
5. Список литературы11

1. Эволюционная идея до Дарвина

В середине XIX века господствовавшая картина мира не оставляла места для развития жизни. Согласно креационизму, все виды были сотворены актом божественной воли и с тех пор пребывали в неизменном виде. Эта позиция опиралась на библейский текст и казалась незыблемой. Виды рассматривались как изолированные сущности, а их удивительная приспособленность трактовалась как доказательство мудрости творца. Логика была проста: если мир создан совершенным, то и изменения в нём излишни.

Впрочем, уже в XVIII веке появились мыслители, усомнившиеся в этой статичной картине. Жорж-Луи Бюффон в своей многотомной «Естественной истории» обратил внимание на сходство скелетов разных позвоночных и допустил, что они могли иметь общего предка. Он даже предполагал, что климат способен видоизменять животных, но не решился пойти дальше осторожных гипотез, опасаясь конфликта с церковью. Более последовательную концепцию предложил Жан-Батист Ламарк в 1809 году в работе «Философия зоологии». Он утверждал, что виды изменяются под влиянием среды, а органы развиваются или атрофируются в зависимости от упражнения. Классический пример, жираф, тянущийся к листьям и передающий потомкам вытянутую шею, казался наглядным. Однако механизм, предложенный Ламарком, был умозрительным. Он не объяснял, почему изменения закрепляются и передаются по наследству, и не подкреплялся убедительными фактами. Идеи остались на уровне философских построений.

Перелом наступил благодаря накоплению данных в смежных науках. Геология показала, что земная кора формировалась постепенно, на протяжении огромных промежутков времени. Палеонтология обнаружила окаменелости вымерших организмов, не похожих на современные. Эти находки плохо согласовывались с идеей неизменности. Чарльз Дарвин, получивший образование в Кембридже, был хорошо знаком с этими дискуссиями. Он не

был первым, кто задумался об изменяемости видов, но он обладал тем, чего не хватало предшественникам: огромным эмпирическим материалом и умением строить строгие причинно-следственные связи.

Решающим толчком стало кругосветное путешествие на корабле «Бигль» (1831-1836). За пять лет плавания Дарвин собрал коллекции ископаемых и живых организмов на трёх континентах. Особое впечатление на него произвели Галапагосские острова. Там он обнаружил вьюрков, которые на соседних островах архипелага различались формой клюва. Эти птицы были явно родственны материковым видам, но адаптировались к разной пище: одни питались семенами, другие насекомыми, третьи кактусами. Дарвин также заметил, что гигантские черепахи с разных островов отличаются формой панциря, а местные ящерицы игуаны не встречаются больше нигде в мире. Возник закономерный вопрос: почему творец создал бы столь похожих, но всё же разных птиц на крошечных островах, расположенных в сотнях километров от материка? Гораздо логичнее предположить, что виды изменялись, приспосабливаясь к местным условиям.

Вернувшись в Англию, Дарвин начал систематизировать наблюдения. Он опирался на достижения геолога Чарльза Лайеля, доказавшего, что медленные природные процессы способны преобразовывать поверхность Земли. Если геологические изменения происходят постепенно, то почему биологические должны быть мгновенными? Дарвин предположил, что виды тоже меняются медленно и непрерывно. Так, соединив данные палеонтологии, географии и систематики, он сформулировал материалистическое объяснение эволюции. В отличие от Ламарка, он не просто констатировал факт изменяемости, а искал естественные причины этого процесса. Результатом многолетней работы стал труд «Происхождение видов» (1859), где он изложил свою теорию, опираясь на факты, а не на умозрения.

2. Наследственная изменчивость как основа эволюции

Наследственная изменчивость относится к фундаментальным свойствам живого. Без неё эволюционный процесс был бы просто невозможен. Под этим термином понимают способность организмов передавать потомкам изменения, возникающие в генотипе. Такие изменения затрагивают сам наследственный аппарат клетки. Поэтому они устойчиво воспроизводятся в ряду поколений и не исчезают после гибели конкретной особи.

Дарвин ничего не знал о генах и молекулярной природе наследственности. Тем не менее он точно подметил два качественно разных типа изменчивости. Первый тип он назвал определённой, или групповой, изменчивостью. Она проявляется у всех особей вида или популяции одинаково, под влиянием конкретного фактора среды. Например, если на пастбище не хватает травы, скот мельчает. Однако это изменение не затрагивает наследственную основу и потомству не передаётся. Как писал сам Дарвин в «Происхождении видов», такая изменчивость для эволюции бесполезна: устойчивого разнообразия она не создаёт.

Гораздо важнее второй тип. Это неопределённая, или индивидуальная, изменчивость. Она возникает непредсказуемо, у отдельных особей, и носит ненаправленный характер. У двух собак одного помёта могут вырасти разные по длине уши; у одного растения может оказаться иное количество семян в коробочке, чем у соседнего. Именно эти мелкие, случайные отличия передаются по наследству. Если перевести это на современный язык, неопределённая изменчивость обеспечивается мутациями и рекомбинациями генов.

Мутации представляют собой стойкие изменения генетического материала. Они возникают спонтанно или под действием внешних факторов и могут затрагивать как отдельный нуклеотид, так и целые хромосомы. Рекомбинации действуют иначе: при половом размножении они перетасовывают уже имеющиеся гены. В результате у потомков возникает

бесчисленное множество новых сочетаний. Оба механизма поставляют сырьё для эволюции, однако сами по себе они не имеют направления. Возникающий признак может оказаться полезен организму, может быть безразличен для него, а может быть и откровенно вреден.

Дальнейшая судьба нового варианта решается позже, в борьбе за существование. Но без наследственной изменчивости эта борьба была бы бессмысленной. Если бы все особи в поколении были генетически идентичны, отбору было бы не из чего выбирать. Популяция оставалась бы статичной, а любые изменения среды вели бы её к вымиранию. Наследственная изменчивость создаёт тот самый спектр генотипов, из которого впоследствии формируются адаптации. Поэтому её справедливо считают исходным материалом эволюционного процесса.

3. Борьба за существование и её формы

Если наследственная изменчивость поставляет материал для эволюции, то борьба за существование определяет, кто из носителей этого материала окажется в выигрыше. К этой идее Дарвин пришёл под влиянием трудов Томаса Мальтуса, утверждавшего, что рост населения опережает рост средств существования. Перенося этот принцип на мир живой природы, Дарвин увидел в нём универсальный механизм, обостряющий отношения организмов и со средой, и друг с другом.

Борьба за существование не сводится к драке хищника с жертвой или конкуренции за пищу. Понятие это шире: оно охватывает любые отношения особи с факторами окружающей среды, которые снижают её шансы на выживание и размножение. В «Происхождении видов» Дарвин прямо указывал, что употребляет термин «в широком и метафорическом смысле», включая сюда зависимость организма от другого, а также успех в оставлении потомства. Причина такой борьбы проста: организмы производят потомства больше, чем может прокормиться на доступной территории. Потенциальные возможности размножения колоссальны. Например, одна особь тли за лето способна дать несколько поколений, суммарная численность которых исчислялась бы миллионами, если бы не гибель от врагов, нехватки пищи и погодных условий.

Перенаселение неизбежно порождает ограниченность ресурсов, будь то пища, убежища или места для размножения. В этих условиях выживают лишь немногие. Дарвин выделил три формы борьбы, хотя в природе они переплетены и действуют одновременно. Внутривидовая борьба происходит между особями одного вида. Она наиболее жестока, потому что у этих особей потребности совпадают почти полностью. Два оленя в одном лесу конкурируют за одни и те же ветки, две птицы одного вида, за один дупляной участок. Эту форму Дарвин считал самой напряжённой, ведь здесь соперник не просто сосед, а точная копия по

образу жизни.

Межвидовая борьба менее остра, хотя и не менее драматична. Организмы разных видов конкурируют за ресурсы лишь частично. Хищник и жертва находятся в отношениях «преследователь и убегающий», но при этом жертва питается травой, а хищник мясом, и их рационы не пересекаются. Более жёсткая конкуренция возникает между близкими видами со сходными потребностями, например между двумя видами землероек, населяющих один лес.

Отдельно стоит борьба с неблагоприятными условиями неживой природы. Засуха, мороз, наводнение, засоление почвы действуют на организмы безотносительно к их видовой принадлежности. Соперника здесь нет, но есть жёсткий фильтр, который переживают лишь особи с определёнными физиологическими особенностями. Как отмечал сам Дарвин, в борьбе за существование «все, что организм может сделать для своего сохранения, является борьбой с условиями жизни».

Итог этой борьбы всегда один: избирательная гибель части особей. Одни погибают, не оставив потомства, другие выживают и передают свои признаки дальше. Это изъятие части особей из репродуктивного процесса создаёт те самые предпосылки, на которых впоследствии будет строиться действие естественного отбора. Важно понимать, что борьба за существование сама по себе ничего не создаёт, она лишь отсекает неприспособленное. Как писал Дарвин в книге 1859 года, «борьба за существование неизбежно следует из высокой геометрической прогрессии размножения», и именно она является тем давлением, которое заставляет живые организмы приспосабливаться или исчезать.

4. Естественный отбор и адаптации видов

Из хаотичного разнообразия индивидуальных уклонений естественный отбор выстраивает стройную картину приспособленности. Его суть проста и одновременно глубока: особи, лучше других приспособленные к условиям своего существования, выживают и оставляют больше потомства. Менее удачливые конкуренты либо гибнут, либо оставляют меньше наследников, и их признаки постепенно исчезают из генофонда. Дарвин называл этот процесс сохранением благоприятных индивидуальных различий и уничтожением вредных, проводя прямую аналогию с действиями селекционера.

Нужно отдавать себе отчёт в том, что отбор напрямую не «видит» гены. Он работает с фенотипом, то есть с совокупностью внешних и внутренних признаков особи: скоростью её бега, окраской шерсти, формой клюва. Именно эти проявления делают организм более или менее успешным в конкретной среде. Однако наследственная основа этих признаков, генотип, передаётся следующему поколению. Так отбор, действуя на поверхностные проявления, неустанно изменяет частоты аллелей в популяции. Полезная мутация, давшая своему носителю преимущество, закрепляется и распространяется, тогда как вредная отсеивается вместе со своим обладателем.

Результатом этого длительного процесса становятся адаптации. Под ними понимают любые особенности строения, физиологии или поведения, которые повышают шансы организма на выживание и размножение. Классический пример: заяц-беляк, меняющий бурую летнюю шубку на белую зимой. Эта маскировка делает его менее заметным для хищников на снегу. Или кактус с его мясистым стеблем, запасающим воду, и колючками, защищающими от поедания. Каждая такая черта, какой бы совершенной она ни казалась, возникла не по чьему-то замыслу, а как результат множества поколений отбора в определённом направлении.

При этом было бы ошибкой считать адаптации абсолютным совершенством. Их относительный характер проявляется при малейшем изменении условий. Белая шерсть зайца, спасительная зимой, делает его крайне уязвимым во время оттепели, когда снег уже сошёл, а зверёк ещё не перелинял. Пышный хвост павлина, привлекающий самок, одновременно затрудняет полёт и делает птицу лёгкой добычей. То, что полезно в одних обстоятельствах, становится бесполезным или даже вредным в других. Эволюция не создаёт совершенные механизмы, она создаёт механизмы, работающие здесь и сейчас, и эта работа не гарантирована навсегда.

Именно поэтому многообразие жизни, поражающее нас сегодня, есть результат совместного действия всех движущих сил. Наследственная изменчивость поставляет сырьё, борьба за существование создаёт давление среды, а естественный отбор направляет этот поток в русло адаптаций. В каждом уголке планеты, от горячих источников до ледяных пустынь, условия диктуют свои требования. Отбор в каждом случае действует по-своему, отбирая из имеющегося разнообразия то, что подходит именно для этой экологической ниши. Так из общего предка возникают виды, непохожие друг на друга, но идеально соответствующие своим местам обитания. Это и есть великий синтез, объясняющий и стройность живых организмов, и их бесконечное разнообразие.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Эволюционная теория Чарльза Дарвина — https://prepod.nspu.ru/mod/page/view.php?id=25656

2. Основные положения теории Дарвина — https://foxford.ru/wiki/biologiya/osnovnye-polozheniya-teorii-darvina

3. Движущие силы эволюции: наследственная изменчивость и ... — https://lc.rt.ru/classbook/biologiya-11-klass/videouroki-razvitie-evolutsionnogo-ucheniya-darvinizm-508/3023

4. Движущие силы эволюции: наследственность, изменчивость ... — https://lc.rt.ru/classbook/biologiya-9-klass/videouroki-proishozhdenie-zhizni-i-razvitie-organicheskogo-mira-465/2705

5. Основные положения эволюционной теории ч. Дарвина — https://studfile.net/preview/8840879/page:3/

6. Основные факторы эволюции по Дарвину — https://studfile.net/preview/9504284/page:4/

7. Теория Ч. Дарвина: движущие силы эволюции — https://fb.ru/article/42982/teoriya-ch-darvina-dvijuschie-silyi-evolyutsii

8. Дарвинизм — https://www.booksite.ru/fulltext/1/001/008/019/440.htm