Читать книгу Биология. Общие закономерности. 9 класс - Н. И. Сонин - Страница 4

Как возникли сложные организмы? Под действием каких сил сформировались их приспособительные признаки? Откуда такое разнообразие органического мира и как оно сохраняется? Какое место в природе занимает человек и кто его предки?

На эти вопросы отвечает теория эволюции. Под эволюцией живого мира понимают процесс исторического развития живой природы с момента возникновения жизни на Земле до современности.

Еще в древности были собраны некоторые сведения о живой природе. Изучением животных занимался древнегреческий ученый Аристотель (IV в. до н. э.), описавший более 500 видов и расположивший их в определенном порядке: от просто устроенных ко все более сложным. Ученый и его ученики изучали также строение растений. На протяжении Средневековья труды Аристотеля были основой представлений о живой природе. Интерес к биологии возрос в эпоху Великих географических открытий (XV в.). Интенсивная торговля и открытие новых земель расширяли сведения о животных и растениях. Из Индии и Америки в Европу завезли новые растения – корицу, картофель, кукурузу, табак. Ботаники и зоологи описывали множество новых, не виданных ранее растений и животных, указывая, какими полезными или вредными свойствами те обладают.

1. Становление систематики

Вспомните!

• Таксон • Система • Иерархия

Потребность в упорядочении быстро накапливающихся знаний привела к необходимости систематизировать их. Создаются практические системы классификации, в которых растения и животные объединяют в группы в зависимости от их пользы или вреда для человека. Например, выделяли лекарственные растения, садовые или огородные культуры, сорняки – чрезвычайно разнообразные растения, появившиеся в однородной культуре возделываемых человеком растений. Понятия «домашний скот» или «ядовитые животные» служили для обозначения самых разных по своему строению и происхождению животных. Вследствие удобства практическая классификация видов применяется до сих пор.

Однако ученых классификация живых организмов по признаку полезности удовлетворить не могла. Они искали такие свойства, которые позволили бы объединять растения и животных в группы по сходству в строении и жизнедеятельности. Первоначально в основу систематики брали один или небольшое число произвольно выбранных признаков. Понятно, что при этом в одну и ту же группу попадали совершенно неродственные организмы.

На протяжении XVI–XVIII вв. продолжалась работа по описанию животных и растений, по их систематизации. Большой вклад в создание системы природы внес выдающийся шведский естествоиспытатель Карл Линней (1707–1778). Этот ученый описал более 8000 видов растений, установил единообразную терминологию и порядок описания видов. Он объединил сходные виды в роды, сходные роды – в отряды, а отряды – в классы.

Таким образом, в основу своей классификации он положил принцип иерархичности (т. е. соподчиненности) таксонов (от греч. таксис – расположение в порядке) – систематических единиц того или иного ранга. В системе Линнея самым крупным таксоном был класс, самым мелким – вид (разновидность). Это был чрезвычайно важный шаг на пути к установлению естественной системы. Линней закрепил использование в науке бинарной (т. е. двойной) номенклатуры для обозначения видов. С тех пор каждый вид называется двумя словами: первое слово означает род и является общим для всех входящих в него видов, второе слово – собственно видовое название. С развитием науки в систему были введены некоторые дополнительные категории: семейство, подкласс и др., а высшими таксонами стали тип и царство. Но принцип построения системы остался неизменным. Например, систематическое положение домашней собаки можно описать следующим образом. Собака домашняя входит в род Волк семейства Волчьи отряда Хищные класса Млекопитающие подтипа Позвоночные типа Хордовые. Наряду с домашней собакой род Волк включает волков, шакалов, койота, динго.

Линней создал самую совершенную для того времени систему органического мира, включив в нее всех известных тогда животных и все известные растения. Во многих случаях он правильно объединил виды растительных организмов по сходству строения и организации органов размножения. Однако произвольность в выборе признаков для классификации привела Линнея к ряду ошибок.

Линней сознавал искусственность своей системы и указывал на необходимость разработки естественной системы природы. Он писал: «Искусственная система служит только до тех пор, пока не найдена естественная». Однако что означало для ученого XVIII в. понятие «естественная система»? Как теперь известно, естественная система отражает происхождение животных и растений и основана на их родстве и сходстве по совокупности существенных черт строения. Во времена господства религиозных представлений ученые полагали, что виды организмов созданы независимо друг от друга Творцом и остаются неизменными. «Видов столько, – говорил Линней, – сколько различных форм создал в начале мира Всемогущий». Поэтому поиски естественной системы природы означали для биологов попытки проникновения в план творения, которым руководствовался Бог, создавая все живое на Земле. Совершенство строения видов, взаимное соответствие строения и функций внутренних органов, приспособленность к условиям существования объяснялись мудростью Творца. Правильное толкование происхождения органической целесообразности дал только великий английский ученый Ч. Дарвин.

Вопросы для повторения и задания

1. Что такое систематика?

2. По какому принципу построена классификация организмов К. Линнея?

3. Что такое естественная система природы?

4. Какие царства, типы, классы, семейства, роды и виды живых организмов вы знаете?

Подумайте

Почему с развитием науки в систематике были введены новые дополнительные таксоны?

Работа с компьютером

Обратитесь к диску. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.

2. Эволюционная теория Жана Батиста Ламарка

Вспомните!

• Климатические условия местности • Факторы внешней среды • Геологическая история материков

Постепенно накапливались факты, которые противоречили представлениям о неизменности живой природы. Создание микроскопа в XVII в. и его применение в биологических исследованиях сильно расширили кругозор ученых. Оформилась как наука эмбриология, возникла палеонтология.

Ученым, создавшим первую эволюционную теорию, был выдающийся французский естествоиспытатель Ж. Б. Ламарк, внесший своими трудами большой вклад в биологию; сам термин «биология» принадлежит ему. Теория эволюции Ламарка, в отличие от многих предшествующих теорий, опиралась на факты. Мысль о непостоянстве видов возникла у него в результате глубокого изучения строения растений и животных. Занимаясь систематикой животных, Ламарк обратил внимание на сходство существенных черт строения у животных разных видов. На основе сходства Ламарк выделил 10 классов беспозвоночных вместо двух классов у Линнея (Насекомые и Черви). Среди них такие группы, как Ракообразные, Паукообразные, Насекомые, сохранились до наших дней, другие группы – Моллюски, Кольчатые – возведены в ранг типа (рис. 2). Несовершенство систематики Ламарка объясняется уровнем науки того времени, но в ней есть главное – стремление избежать искусственности группировок. Можно сказать, что Ламарк заложил основы естественной системы классификации. Он же впервые поставил вопрос о причинах сходства и различий у животных: «Мог ли я рассматривать… ряд животных от самых совершенных из них до несовершеннейших, – писал Ламарк, – и не попытаться установить, от чего может зависеть этот столь замечательный факт?» Ламарк приходит к эволюционной идее. Величайшая заслуга этого ученого заключается в том, что эволюционная идея у него тщательно разработана, подкреплена множеством фактов и поэтому стала теорией. В основу ее положены представления о постепенном развитии от простого к сложному и о роли внешней среды в преобразовании организмов.

В своем основном труде «Философия зоологии», опубликованном в 1809 г., Ламарк приводит многочисленные доказательства изменяемости видов. К числу таких доказательств Ламарк относит изменения животных под влиянием одомашнивания и растений под влиянием окультуривания, при переселении организмов в другие места обитания с иными условиями существования. Важную роль в возникновении новых видов Ламарк отводит постепенным изменениям гидрогеологического режима и климатических условий на поверхности Земли. Таким образом, в анализ биологических явлений Ламарк включает два новых фактора: фактор времени и условия внешней среды. Это был большой шаг вперед по сравнению с механистическими представлениями сторонников неизменности видов. Однако каковы же механизмы изменчивости организмов и образования новых видов? Ламарк считал, что их два: во-первых, стремление организмов к совершенствованию, а во-вторых, прямое влияние внешней среды и наследование признаков, приобретенных в течение жизни организма.

Рис. 2. Принцип градации в зоологической системе Ж. Б. Ламарка. Стрелка указывает направление эволюции

Взгляды Ламарка на механизм эволюции оказались ошибочными. Пути приспособления живых организмов к окружающей среде и видообразования спустя 50 лет открыл Ч. Дарвин. Заслуга Ламарка заключается в том, что он создал первую теорию эволюции органического мира, ввел принцип историзма как условие понимания биологических явлений и выдвинул в качестве главной причины изменяемости видов условия внешней среды.

Теория Ламарка не получила признания современников. Наука не была еще готова к принятию идеи эволюционных преобразований; сроки, о которых говорил Ламарк, – миллионы лет – казались невообразимыми. Доказательства причин изменяемости видов не были достаточно убедительными. Отводя решающую роль в эволюции прямому влиянию внешней среды, упражнению и неупражнению органов и наследованию приобретенных признаков, Ламарк не мог объяснить возникновения приспособлений, обусловленных «мертвыми» структурами. Например, окраска скорлупы птичьих яиц носит явно приспособительный характер, но объяснить этот факт с позиций теории Ламарка невозможно.

Спорам приверженцев неизменности видов и стихийных эволюционистов положила конец глубоко продуманная и фундаментально обоснованная теория видообразования, созданная Ч. Дарвином.

Вопросы для повторения и задания

1. Чем можно объяснить господство представлений о неизменности видов b XVIII b.?

2. Какой вклад в биологию внес Ж. Б. Ламарк? Изложите основные положения эволюционной теории Ламарка.

3. Охарактеризуйте верные и ошибочные положения теории эволюции Ж. Б. Ламарка.

4. Могут ли наследоваться признаки, приобретенные в течение жизни организма?

Подумайте

Почему теория эволюции Ж. Б. Ламарка не получила признания современников?

Работа с компьютером

Обратитесь к диску. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.