Контрольная работа - Концепция эволюции в биологии

Подождите немного. Документ загружается.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

СЕРВИСА И ЭКОНОМИКИ

Кафедра

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине

«КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТВОСТВОЗНАНИЯ»

на тему:

«Концепция эволюции в биологии».

Выполнил:

Студент

з/о Юридического факультета

1-го курса специальности 351200

(«Налоги и Налогообложение»)

группы 080107

Проверил(а):

Санкт-Петербург – 2008

Содержание

Введение.....................................................................................................................3

1. Предшественники эволюционного учения...........................................................4

2. Чарлз Дарвин - основоположник теории эволюции............................................5

3. Основные факторы и движущие силы эволюции................................................7

4. Синтетическая теория Эволюции.......................................................................11

5. Философские проблемы эволюционной теории...............................................13

Заключение...............................................................................................................16

Список использованной литературы......................................................................17

Введение

Эволюция в широком смысле этого слова обозначает постепенное изменение

сложных систем во времени. Понятие эволюции употребляется в разных смыслах,

но большей частью отождествляется с развитием.

Биологическая эволюция – это наследственное изменение свойств и

признаков живых организмов в ряду поколений. В ходе биологической эволюции

достигается и постоянно поддерживается согласование между свойствами живых

организмов и условиями среды, в которой они живут. Поскольку условия

постоянно меняются, в том числе и в результате жизненной активности самих

организмов, а выживают и размножаются только те особи, которые наилучшим

образом приспособлены к жизни в измененных условиях среды, то свойства и

признаки живых существ постоянно меняются. Условия жизни на Земле

бесконечно разнообразны, поэтому приспособление организмов к жизни в этих

разных условиях породило в ходе эволюции фантастическое разнообразие

жизненных форм.

Понимание механизмов эволюции чрезвычайно важно для разработки методов

сохранения фауны и флоры. Без анализа механизмов эволюции популяций

исчезающих видов невозможна разработка эффективных методов их сохранения

в природе. Изучение и сравнение геномов различных видов позволяет выделять

гены, которые могут оказаться полезными для повышения продуктивности

культивируемых растений и домашних животных. Тот же подход используется для

выделения и картирования генов, вызывающих наследственные болезни

человека. Методы и принципы эволюционной биологии позволяют установить

механизмы появления и распространения инфекционных болезней,

анализировать эволюцию устойчивости патогенных бактерий и вирусов к

лекарственным средствам.

В этой работе я постараюсь раскрыть основные идеи как классической

эволюционной теории Дарвина, так и неклассических теорий, в которые были

обобщены результаты новых открытий в области наследственности,

изменчивости и естественного отбора.

1. Предшественники эволюционного учения

Идеи о постепенном и непрерывном изменении всех видов растений и

животных высказывались задолго до Ч. Дарвина многими учеными. Наиболее

интересными представляются взгляды Ж.Б. Ламарка, который считал, что

изменения живых организмов происходит под направляющим воздействием

условий окружающей среды. Именно под воздействием этой среды организмы

приобретают благоприятные для жизни свойства, которые затем передаются по

наследству. Сторонники Ламарка в качестве иллюстрации приводят пример, каким

образом у жирафов появилась длинная шея и ноги. Предок жирафов, питавшийся

листьями с деревьев, полагали они, имел недлинные ноги и короткую шею и

поэтому постоянно вынужден был вытягивать ее, чтобы достать листья с

верхушек деревьев. Даже незначительные удлинения шеи и ног, передаваясь по

наследству, постепенно, в ряде поколений могли привести, в конце концов, к

коренному изменению их анатомического строения. Стало быть, эволюция

организмов, с точки зрения ламаркизма, происходит в результате упражнения или

не упражнения тех или иных его органов и частей. Те органы, которые

систематически упражняются в ходе приспособления к среде, совершенствуются

и развиваются. Конечно, в результате систематических упражнений можно

добиться заметных успехов, например, в укреплении мускулатуры, но эти

способности, как известно, не передаются по наследству. Между тем, согласно

взглядам ламаркистов, изменения, приобретенные родителями в процессе

приспособления к среде, должны непосредственно передаваться потомкам и,

следовательно, наследоваться ими.

Таким своеобразным путем, под влиянием окружающей среды, медленно и

постепенно происходило формирование новых организмов и их видов с иными

свойствами и функциями, которые давали им возможность приспособиться к

изменившимся условиям существования в среде. Это был самый уязвимый и

слабый пункт в концепции эволюции Ламарка. Кроме того, он верил, что

способность к самосовершенствованию и развитию заложена в самой природе

живого существа — взгляд, который с теми или иными вариациями встречается в

последующих неодарвинистских концепциях эволюции.

Эти представления диаметрально противоположны взглядам другого

известного французского биолога, Ж. Кювье (1769—1832), который предпринял

специальные палеонтологические исследования, чтобы обнаружить

промежуточные формы организмов, которые могли свидетельствовать в пользу их

эволюционных изменений в природе. Не найдя таких промежуточных форм,

Кювье пытался объяснить возникновение новых организмов периодически

возникающими катаклизмами, или катастрофами, на земной поверхности, в

результате которых происходило уничтожение старых и потом появление новых

организмов. Ни о какой эволюции живых организмов в таком случае не могло быть

речи.

Возвращаясь к Ламарку, следует отметить, что существенный недостаток его

воззрений состоит в том, что, по его мнению, все приобретенные живыми

организмами благоприятные признаки и свойства передаются родителями

потомкам и, следовательно, оказываются наследственными, а значит,

определяют ход всей дальнейшей эволюции. С точки зрения ламаркистов,

изменения, связанные с упражнением и совершенствованием органов и функций

тела, прямо и непосредственно определяют ход эволюции в природе, т.е. она

оказывается строго определенной условиями окружающей среды. Никаких

случайных изменений ламаркизм, по сути дела, не признает. Таким образом,

эволюция в природе, согласно Ламарку, строго детерминирована и совершается

по жесткой схеме: окружающая среда  изменения в организме  передача их по

наследству новый вид.

Хотя дарвиновская концепция эволюции также признает существование такой

групповой изменчивости, которую организмы приобретают под действием

определенного фактора внешней среды, но она считает, что только случайные

индивидуальные изменения, оказавшиеся полезными, будут использованы

природой в процессе естественного отбора. Организмы с полезными признаками

выживают в борьбе за существование и оставляют потомство. Именно таким

путем они могут передавать новые, полезные признаки по наследству и тем

самым влиять на процесс дальнейшей эволюции.

2. Чарлз Дарвин - основоположник теории эволюции

Опираясь на огромный фактический материал и практику селекционной работы

по выведению новых сортов растений и пород животных, Ч. Дарвин

сформулировал основные принципы своей эволюционной теории.

Первый принцип постулирует, что изменчивость является неотъемлемым

свойством живого.

В природе нельзя обнаружить два совершенно одинаковых, тождественных

организма. Чем тщательнее и глубже мы изучаем природу, тем больше

убеждаемся во всеобщем, универсальном характере принципа изменчивости. При

поверхностном взгляде может, например, показаться, что все деревья в сосновом

бору одинаковые, но более внимательное изучение может выявить некоторые

различия между ними. Одна сосна дает более крупные семена, другая — в

состоянии лучше переносить засуху, третья — обладает повышенным

содержанием хлорофилла в иголках и т.д. При обычных условиях эти различия не

оказывают заметного влияния на развитие деревьев. Но в крайне

неблагоприятных условиях каждое такое мельчайшее отличие способно стать

именно тем решающим изменением, которое определит, останется ли этот

организм в живых или будет уничтожен.

Дарвин различает два типа изменчивости. К первому типу, который

называется индивидуальной или неопределенной изменчивостью, он относит ту,

которая передается по наследству. Второй тип он характеризует как

определенную или групповую изменчивость, поскольку ей подвержены те группы

организмов, которые оказываются под воздействием определенного фактора

внешней среды. В дальнейшем неопределенные изменения обычно стали

называть мутациями, а определенные— модификациями.

Второй принцип теории Дарвина заключается в раскрытии внутреннего

противоречия в развитии живой природы. Оно состоит в том, что, с одной

стороны, все виды организмов имеют тенденцию к размножению в

геометрической прогрессии, а с другой — выживают и достигают зрелости лишь в

арифметической прогрессии, т.е. небольшая часть потомства. Достаточно

отметить, что многие растения дают десятки и сотни тысяч семян, а рыбы

выметывают от нескольких сот до нескольких миллионов икринок. В этих условиях

как раз и развертывается борьба за выживание, которую чаще всего называют

борьбой за существование. Однако, как подчеркивает Дарвин, термин «борьба за

существование» представляет собой метафорическое выражение, с помощью

которого характеризуются различные отношения между организмами. Она

охватывает как сотрудничество внутри одного вида в борьбе против другого, так и

конкуренцию между ними (в добывании пищи, занятии лучшего места обитания, за

лидерство в группе и т.п.). Соответственно этому различают межвидовую и

внутривидовую борьбу, причем наиболее ожесточенная борьба возникает между

сходными организмами, поскольку именно они имеют одинаковые потребности.

Третий принцип обычно называют принципом естественного отбора,

который играет фундаментальную роль в теории эволюции не только Дарвина, но

и большинства теорий, появившихся позднее. С его помощью удалось

удовлетворительно объяснить, почему из громадного потомства живых

организмов выживает и достигает зрелости лишь небольшое число особей.

Дарвин выдвинул гипотезу общего характера, согласно которой в природе

существует особый механизм отбора, который приводит к избирательному

уничтожению организмов, оказавшихся неприспособленными к существующим

или изменившимся условиям окружающей среды. Эти результаты, указывает он,

представляют собой следствия одного общего закона, обусловливающего

прогресс всех органических существ, именно — размножения, изменения,

выживания наиболее сильных и гибели наиболее слабых.

Разрабатывая свое учение об эволюции и естественном отборе, Дарвин

обращает внимание на такие его характерные особенности как постепенность и

медленность процесса изменений и способность суммировать эти изменения в

крупные, решающие, которые в конечном итоге приводят к формированию новых

видов. Иногда в нашей отечественной литературе, особенно философской,

высказывалось мнение, что теория Дарвина не подчеркивает решающей роли

коренных, качественных изменений в развитии органического мира, и даже

обвиняли ее в «плоском эволюционизме». На самом же деле Дарвину важно

было, в противовес сторонникам идеи катастрофизма в духе Кювье, обратить

внимание на постепенный характер изменений в биологии.

В связи с этим он писал: «Выражаясь метафорически, можно скачать, что

естественный отбор ежедневно и ежечасно расследует по всему свету

мельчайшие изменения, отбрасывая дурные, сохраняя и слагая хорошие, работая

неслышно и невидимо, где бы и когда бы ни представился к тому случай, над

усовершенствованием каждого органического существа в связи с условиями его

жизни, органическими и неорганическими».

Самым слабым местом в учении Дарвина были представления о

наследственности, которые подверглись серьезной критике его противниками.

Действительно, если эволюция связана со случайным появлением полезных

изменений и наследственной передачей приобретенных признаков потомству, то

в течение ряда поколений случайно возникшие полезные изменения, как уже

отмечалось, должны постепенно ослабнуть, а затем и вовсе исчезнуть.

Сам Дарвин вынужден был признать ну критику весьма убедительной,

поскольку при тогдашних представлениях о наследственности ее невозможно

было опровергнуть. Вот почему в последние годы жизни он стал все больше

подчеркивать воздействие па процесс эволюции направленных групповых

изменений, происходящих под влиянием определенных факторов внешней среды.

Нетрудно понять, что такое изменение взглядов означает, по сути дела,

признание правильности позиции Ж.Б. Ламарка, согласно которому эволюция

происходит под управляющим воздействием внешней среды, которая заставляет

организмы изменяться в определенном направлении. Но тогда исчезает

необходимость устранения неприспособленных особей, а тем самым и основного

принципа дарвиновской теории эволюции — естественного отбора. Между тем

реальные факты свидетельствовали, что такой отбор происходит повсеместно,

хотя действие принципа отбора в передаче наследственных признаков было

обосновано недостаточно убедительно. В дальнейшем были выявлены и

некоторые другие недостатки теории Дарвина, касающиеся основных причин и

факторов органической эволюции. Стало очевидным, что эта теория нуждалась в

дальнейшей разработке и обосновании с учетом последующих достижений всех

биологических дисциплин.

3. Основные факторы и движущие силы эволюции

Дарвин и его последователи к основным факторам эволюции относили

изменчивость, наследственность и естественный отбор, связанный с борьбой

за существование. В настоящее время к ним добавляют множество других

дополнительных факторов, которые, не являясь основными, тем не менее

оказывают влияние на эволюционный процесс. Сами основные факторы теперь

также понимаются по-новому. К ведущим факторам эволюции теперь относят

мутационные процессы, популяционные волны численности особей и их

изоляцию.

Прежде чем перейти к их характеристике, хотелось бы отметить, что

трудности, с которыми встретился Дарвин при объяснении наследственной

передачи полезных признаков потомству, легко преодолеваются уже с помощью

тех эмпирических законов наследственности, которые установил еще

австрийский ученый Г. Мендель (1822—1884). Действительно, один из его законов

утверждает, что отдельные наследственные признаки родителей при

скрещивании не сливаются, а передаются потомству в первоначальном виде.

Поэтому никакого «растворения» наследственного вещества, о котором говорили

критики Дарвина, на самом деле не происходит. Дальнейшее развитие эти идеи

получили в современной теории генетики при интерпретации процессов

изменения и наследственности.

Важнейшим из них является мутационный процесс, что следует из признания

того неоспоримого теперь факта, что основную массу эволюционного материала

составляют различные формы мутаций, т.е. изменения наследственных свойств

организмов, возникающие естественным путем или вызванные искусственными

средствами.

Мутации являются теми наследственными изменениями, которые либо

отдельно, либо совместно определяют изменения свойств, признаков,

особенностей или норм реакции организмов. В своей совокупности они

представляют то, что Дарвин называл индивидуальной или неопределенной

изменчивостью. Факторы, которые вызывают мутации, называют мутагенами. К

ним относятся космические, рентгеновские, радиоактивные лучи и вредные

химические вещества, а также вирусы. Они вызывают изменения и перестройку

генетического материала.

Поскольку мутации возникают случайно, постольку их результат действительно

является неопределенным. Однако случайное изменение становится

необходимым, когда оно оказывается полезным для организма, помогает ему

выжить в борьбе за существование. Закрепляясь и повторяясь в ряде поколений,

такие случайные изменения вызывают перестройку в структуре живых организмов

и их популяций и таким образом приводят к возникновению новых видов. Хотя

мутации — главные поставщики эволюционного материала, но они относятся к

изменениям случайным, подчиняющимся вероятностным, или статистическим,

законам. Поэтому они не могут служить направляющей силой эволюционного

процесса. Тем не менее некоторые ученые рассматривают мутационный процесс

в качестве определяющей силы эволюции, но забывают, что в Таком случае

приходится признать изначальную полезность и пригодность всех возникающих

случайных изменений, что противоречит наблюдениям и живой природе и

практике селекции. В действительности, кроме отбора — естественного или

искусственного, — не существует никакого другого средства регулирования

наследственной изменчивости. Только случайные изменения, оказавшиеся

полезными в определенных условиях окружающей среды, отбираются в

естественной природе или искусственно человеком для дальнейшей эволюции.

Вторым основным фактором эволюции служат популяционные волны, которые

часто называют «волнами жизни». Они определяют количественные флуктуации,

или отклонения, от среднего значения численности организмов в популяции, а

также области ее расположения (ареала).

Установлено, что малочисленные и многочисленные популяции не являются

благоприятными для эволюции и возникновения новых форм живых организмов. В

больших популяциях новым наследственным изменениям гораздо труднее

проявиться, а в малочисленных такие изменения подвержены воздействию

случайных процессов. Поэтому наиболее подходящими для эволюции и

возникновения новых видов оказываются популяции средних размеров, в которых

постоянно происходит изменение численности особей.

В качестве третьего основного фактора эволюции признается обособленность

группы организмов. На эту особенность эволюции указывал еще Дарвин, который

считал, что для образования нового вида определенная группа организмов

старого вида должна обособиться, но он не мог объяснить необходимость этого

требования с точки зрения наследственности. В настоящее время установлено,

что обособление и изоляция определенной группы организмов необходимы для

того, чтобы она не могла скрещиваться с другими видами и тем самым

передавать им и получать от них генетическую информацию. Изоляция различных

групп организмов в природе, а также в практике селекции осуществляется самыми

разными способами, но цель их одна — исключить обмен генетической

информацией с другими видами. Для изоляции может служить географическая

граница (непреодолимая водная среда, болота, высокие горы и т.п.),

экологические условия (предпочтения в выборе экологической ниши или места

обитания, разные периоды спаривания и т.д.), особенности поведения разных

групп и видов организмов и многое другое.

К указанным основным факторам эволюции часто добавляют частоту смены

поколений в популяциях, темпы и характер мутационных процессов и некоторые

другие. Следует подчеркнуть, что все перечисленные основные и не основные

факторы выступают не изолированно, а во взаимосвязи и взаимодействии.

Самое же главное заключается в том, что хотя все факторы эволюции и являются

необходимыми ее предпосылками, но сами по себе ни в отдельности, ни в

совокупности не могут объяснить механизм эволюционного процесса и его

основную движущую силу. Такая сила заключается в действии естественного

отбора, который является результатом взаимодействия популяций и окружающей

их среды. Популяции составляют элементарные объекты для отбора, а среда

ограничивает возможности такого отбора, поскольку потенциально возможность

размножения является чрезвычайно высокой, характеризуемой геометрической

прогрессией, а пищевые, территориальные, географические, климатические и

экологические возможности среды весьма ограниченны. Именно борьба таких

противоположных тенденций, как стремление к сохранению жизни и

размножению, с одной стороны, и воздействие внешней среды, направленной на

ограничение размножения, — с другой, составляют внутренне противоречивое

содержание процесса эволюции.

Внутренние противоречия на разных уровнях организации живых систем

составляют источник их развития и определяют характер «борьбы за

существование». На уровне популяций эти противоречия выступают в форме

объединения и борьбы особей внутри популяции, на уровне вида — в форме

единства популяций, составляющих вид, и в то же время конкуренции между

ними, которая может привести к формированию сначала разновидностей, а потом

и нового вида. Результатом этого сложного процесса является устранение от

размножения отдельных организмов, популяций, видов и других уровней

организации живых систем.

Нередко естественный отбор характеризуют как процесс выживания

наиболее приспособленных организмов. Впервые такую формулировку употребил

известный английский философ Г. Спенсер (1820—1903), от которого ее

заимствовал сам Ч. Дарвин. Впоследствии она получила широкое

распространение среди биологов. Если вдуматься, то такую характеристику

нельзя считать корректной, поскольку выражение «приспособленность» допускает

различные степени, или градации, словесно определяемые с помощью терминов

«большая» или «меньшая приспособленность». Действительно, как можно

оценить, какой вид является более приспособленным к условиям существования,

например слон или тигр? Кроме того, даже при меньшей степени приспособления

допускается возможность размножения. В отличие от этого элиминация, или

устранение от размножения, имеет однозначный смысл и точно определяет

результат естественного отбора. Ведь о результатах естественного отбора можно

судить только ретроспективно, т.е. задним числом. Вот почему известный

английский биолог Дж. Хаксли (1887— 1975) рекомендует употреблять термин

«уничтожение неприспособленных» вместо термина «выживание

приспособленных». Однако естественный отбор имеет не только негативный, но и

творческий характер. В самом деле, путем такого отбора не только устраняются

старые виды и формы жизни, но создаются новые, более совершенные формы.

Современная теория эволюции раскрывает также конкретные типы

механизмов естественного отбора:

•стабилизирующий отбор устраняет все заметные отклонения от некоторой

средней нормы, вследствие чего не происходит возникновения новых видов, такой

отбор играет незначительную роль в эволюции, поскольку сохраняет уже

устоявшиеся формы живых организмов, в том числе и такие древние, как,

например, кистеперые рыбы;

• ведущая (движущая) форма отбора подхватывает мельчайшие изменения,

способствующие прогрессивным преобразованиям живых систем и

возникновению новых, более совершенных видов;