Структура клетки,теория дарвина

Сходные мысли задолго до Лайеля высказывали  М.В. Ломоносов в своем труде  «О слоях земных» и Ламарк. Но Лайель подкрепил свои взгляды многочисленными  и строгими доказательствами. Теория Лайеля оказала большое влияние  на формирование мировоззрения Ч. Дарвина.

Достижения  в области цитологии и эмбриологии. В биологии был сделан ряд крупных  открытий, которые оказались несовместимыми с представлениями о неизменяемости природы, об отсутствии родства между  ними. Клеточная теория Т. Шванна показала, что в основе строения всех живых  организмов лежит единообразный  структурный элемент- клетка.

Русский академик К. Бэр показал, что развитие всех организмов начинается с яйцеклетки и что на ранних стадиях развития обнаруживается поразительное сходство в строении зародышей животных, относящихся  к разным классам.

Итак, в самых разных областях естествознания собранные учеными материалы  противоречили представлениям о  божественном происхождении и неизменяемости природы. Правильно объяснить все эти факты, обобщить их, создать теорию эволюции сумел великий английский ученый Чарльз Дарвин.

Чарльз  Роберт Дарвин родился 12 февраля 1809 г. в семье врача. В университете он обучался сначала на медицинском, потом на богословском факультете и собирался стать священником. В то же время он проявлял большую склонность к естественным наукам, увлекался геологией, ботаникой и зоологией. После окончания университета Дарвину предлагают место натуралиста на корабле «Бигль», отправляющемся в кругосветное путешествие для картографических съемок. Дарвин принимает приглашение, и пять лет, проведенных им в экспедиции, стали поворотным пунктом в его собственной научной судьбе и в истории биологии.

Во  время путешествия наблюдения, сделанные  очень точно и профессионально, заставили Дарвина задуматься над  причинами сходства и различий между  видами. Главная его находка, обнаруженная в геологических отложениях Южной  Америки,- это скелеты вымерших гигантских неполнозубых, очень сходных с  современными броненосцами и ленивцами. Еще большее представление произвело  на Дарвина изучение видового состава  животных на Галапагосских островах.

На  этих вулканических островах недавнего  происхождения Дарвин обнаружил  близкие виды вьюрков, сходные с  материковым видом, но приспособившиеся к разным источникам питания - твердым  семенам, насекомым, нектару цветков  растений. Нелепо было бы предполагать, что для каждого вновь возникающего вулканического острова Творец создает  свои особые виды животных. Разумней сделать  другой вывод: птицы попали на остров с материка и изменились вследствие приспособления к новым условиям обитания. Таким образом, Дарвин ставит вопрос о роли условий среды в  видообразовании. Аналогичную картину  Дарвин наблюдал и у берегов Африки.

Перечисленные и многие другие факты поколебали веру у Дарвина в сотворении видов. Вернувшись в Англию, он поставил пред собой задачу: разрешить вопрос о  происхождении видов.

Основной  труд Ч. Дарвина - «Происхождение видов  путем естественного отбора, или  сохранение избранных пород в  борьбе за жизнь», в корне изменивший представления о живой природе, появился в 1859 г. Этому событию предшествовала более чем двадцатилетняя работа по изучению и осмысливанию богатого фактического материала, собранного как самим Ч. Дарвином, так и другими учеными.

Дарвин  вернулся в Англию из кругосветного  путешествия убежденным сторонником  изменяемости видов под влиянием условий обитания. Данные геологии, палеонтологии, эмбриологии и других наук также указывали на изменяемость органического мира. Однако большинство  ученых не признавали эволюции: никто  не наблюдал превращения одних видов  в другие. Поэтому Дарвин сосредоточил свои усилия на раскрытии механизма  эволюционного процесса. С этой целью  он обратился к практике сельского  хозяйства Англии. Английские фермеры  и любители вывели к этому времени 150 пород голубей, много пород  собак, крупного рогатого скота, кур  и т.д. Интенсивно велась работа по селекции новых пород животных и сортов культурных растений. Сторонники постоянства  видов утверждали, что каждый сорт, каждая порода имеют особого дикого предка. Дарвин доказал, что это не так. Все породы кур происходят от дикой банкивской курицы, курицы домашние утки - от дикой кряковой утки, породы кроликов – от дикого европейского кролика. Предками крупного рогатого скота  были два вида диких туров, а собаки – волк и для некоторых пород, возможно, шакал. При этом породы животных и сорта растений могут очень  резко различаться.

Сорта растений и породы животных служат для удовлетворения потребностей человека – материальных или эстетических. Одно это убедительно доказывает, что они созданы человеком. Каким же образом человек получил многочисленные сорта растений и породы животных, на какие закономерности опирается он в своей работе? Ответ на этот вопрос Дарвин нашел, изучая методы английских фермеров. В основе их методов лежал один принцип: разводя животных или растения, искали среди особей экземпляры, несущие нужный признак в наиболее ярком выражении, и оставляли для размножения только такие организмы. Если, например, поставлена задача повысить урожайность пшеницы, селекционер из огромной массы растений выбирает несколько лучших экземпляров с наибольшим числом колосков. В следующем году высеваются зерна только этих растений и среди них снова отыскиваются организмы, имеющие наибольшее количество колосков. Так продолжается несколько лет, и в результате появляется новый сорт многоколосковой пшеницы.

В основе всей работы по выведению нового сорта растений (или породы животных) лежит и изменчивость признаков  у организмов, и отбор человеком  таких изменений, которые наиболее уклоняются в желательную для  него сторону. В ряду поколений такие  изменения накапливаются и становятся устойчивым признаком породы или  сорта. Для отбора имеет значение только индивидуальная, неопределенная (мутационная) изменчивость.

Поскольку мутации – явление достаточно редкое, искусственный отбор может  быть успешным только в том случае, если он проводится среди большого числа особей. Известны также случаи, когда к возникновению новой  породы приводит единичная крупная  мутация.

Следовательно, под искусственным отбором понимается процесс создания новых пород  животных и сортов культурных растений путем систематического сохранения и размножения особей с определенными, ценными для человека признаками и свойствами в ряду поколений.

Дарвин  выделил две формы искусственного отбора – сознательный, или методический, и бессознательный.

Методический  отбор. Сознательный отбор заключается  в том, что селекционер ставит пред собой определенную задачу и  ведет отбор по одному- двум признакам. Такой прием позволяет достигнуть больших успехов. Дарвин приводит пример быстрого выведения новых пород. Возможности искусственного отбора в изменении и преобразовании строении строения и свойств чрезвычайно  велики.

Бессознательный отбор. Бессознательным такой отбор  называется в том смысле, что человеком  не ставились цели вывести какую- то определенную породу или сорт.

Искусственный отбор, т. е. сохранение особей с полезными  для размножения признаками и  устранение всех остальных, проводит человек, ставящий перед собой определенные задачи. Признаки, накапливаемые при  искусственном отборе, полезны для  человека, но необязательно выгодны  для животных. Дарвин высказал предположение, что в природе сходным путем  накапливаются признаки, полезные только для организмов и вида в целом, в результате чего образуются виды и разновидности. В этом случае требовалось  установить наличие неопределенной индивидуальной изменчивости у диких  животных и растений. Кроме того, необходимо было доказать существование  в природе какого- то направляющего  фактора, действующего аналогично воле человека в процессе искусственного отбора.

Всеобщая  индивидуальная изменчивость и избыточная численность потомства. Дарвин показал, что у представителей диких видов  животных и растений индивидуальная изменчивость представлена очень широко. Индивидуальные отклонения могут быть полезными, нейтральными или вредными для организма. Все ли особи оставляют  потомство? Если нет, то какие факторы  сохраняют особей с полезными  признаками и устраняют всех остальных?

Дарвин  обратился к анализу размножения  организмов. Все организмы оставляют  значительное, иногда очень многочисленное потомство. Даже медленно размножающиеся животные потенциально способны оставить огромное число потомков. На основе этого Дарвин приходит к выводу о  том, что в природе любой вид  животных и растений стремится к  размножению в геометрической прогрессии. В то же время число взрослых особей каждого вида остается относительно постоянным.

Каждая  пара организмов дает гораздо больше потомков, чем их доживает до взрослого  состояния. Большая часть появившихся  на свет организмов, следовательно, гибнет, не достигнув половой зрелости. Причины  гибели разнообразны: недостаток корма  из-за конкуренции с представителями  своего же вида, нападение врагов, действие неблагоприятных физических факторов среды- засухи, сильных морозов, высокой  температуры и пр. Отсюда следует  второй вывод, сделанный Дарвином: в  природе происходит непрерывная  борьба за существование. Этот термин должен пониматься в широком смысле, как любая зависимость организмов от всего комплекса условий окружающей его живой природы. Иначе говоря, борьба за существование- это совокупность многообразных и сложных взаимоотношений, существующих между организмами  и условиями среды.

Дарвин  выделил три основные формы борьбы за существование:

1. межвидовую,
2. внутривидовую,
3. борьбу с неблагоприятными условиями среды.

Межвидовая  борьба. Примеры межвидовой борьбы многочисленны. И волки, и лисы охотятся на зайцев. Между волками и зайцами, а также между лисами и зайцами  идет напряженная борьба за существование.

Отсутствие  добычи обрекает хищников на голод  и гибель. В то же время между  хищниками- волками и лисами- тоже существует конкуренция за пищу. Это  не значит, что они непосредственно  вступают в борьбу друг с другом, но успех одного означает неуспех  другого.

Внутривидовая борьба. В приведенных примерах межвидовых взаимоотношений напряженность  борьбы между видами ослабляется  тем, что, как правило, организмы  имеют не один, а несколько источников питания. Например, лиса питается не только зайцами, но и мышами и птицами. У  особей же одного вида потребности  в пище, территории и других условиях существования одинаковы. Поэтому  конкуренция между ними наиболее острая. Дарвин считал внутривидовую  борьбу самой напряженной.

Борьба  с неблагоприятными условиями внешней  среды. Факторы неживой природы  оказывают огромное влияние на выживаемость организмов. Много растений гибнет во время холодных малоснежных зим. В сильные морозы смертность увеличивается  и среди животных, обитающих в  почве. Зимой при недостатке растворенного  в воде кислорода погибает рыба.

В борьбе за существование выживают и  оставляют потомство индивидуумы, обладающие таким комплексом признаков  и свойств, который позволяет  наиболее успешно конкурировать  с другими.

Образование новых видов. Возникновение новых  видов Дарвин представлял себе как  длительный процесс накопления полезных индивидуальных изменений, увеличивающихся  из поколения в поколение. Почему это происходит? Жизненные ресурсы  всегда ограничены. Поэтому самая  ожесточенная борьба происходит между  наиболее сходными особями. Поэтому  несхожие особи имеют преимущество в оставлении потомства. С каждым поколением различия становятся все  более выраженными, а промежуточные  формы, сходные между собой, вымирают. Так из одного вида образуется два  или несколько. Явления расхождения  признаков, ведущее к видообразованию, Дарвин назвал дивергенцией.

Причиной  дивергенции могут стать и  неодинаковые условия внешней среды  в разных районах территории, занимаемой видом. Возникает процесс расхождения  признаков. Через определенное число  поколений такие группы становятся разновидностями, а затем - видами.

Важно отметить, что для выживания имеет  значение не один какой- либо признак, а комплекс признаков. Один и тот  же признак в зависимости от окружающих условий может способствовать выживанию  или, напротив, привлекать внимание врагов.

Мутации и половой процесс создают  генетическую неоднородность внутри вида. Их действие ненаправленное. Эволюция же - процесс направленный, связанный  с выработкой приспособлений по мере прогрессивного усложнения строения и  функций животных и растений. Существует лишь один направленный эволюционный фактор – естественный отбор.

Под действие отбора могут попасть либо отдельные особи, либо целые группы. В любом случае отбор сохраняет  наиболее приспособленные к данной среде организмы. Нередко отбор  сохраняет признаки и свойства, невыгодные для отдельной особи, но полезные для группы особей или вида в целом.

Заключение

Изучение  методов селекции позволило Дарвину  сформулировать принцип искусственного отбора, с помощью которого можно  объяснить не только причину совершенствования  форм, но и их многообразие.

Дарвин  показал, что у представителей диких  видов животных и растений индивидуальная изменчивость представлена очень широко.

Он  пришел к выводу о том, что в  природе любой вид животных и  растений стремится к размножению  в геометрической прогрессии. В то же время число взрослых особей каждого  вида остается относительно постоянным. Следовательно, в природе происходит постоянная борьба за существование.