Реферат: Эволюционные идеи в работах М.В. Ломоносова, Ч. Дарвина, К.Ф. Рулье, Н.А. Северцова

При коррелятивной, или соотносительной изменчивости изменение в каком-либо одном органе является причиной изменений в других органах. Например, у собак с плохо развитым шерстным покровом обычно недоразвиты зубы, голуби с оперенными ногами имеют перепонки между пальцами, у голубей с длинным клювом обычно длинные ноги, белые кошки с голубыми глазами обычно глухи и т.д. Из факторов коррелятивной изменчивости Дарвин делает важный вывод: человек, отбирая какую-либо особенность строения, почти «наверное будет неумышленно изменять и другие части организма на основании таинственных законов корреляции».

Определив форму изменчивости, Дарвин приходит к выводу, что для эволюционного процесса важны лишь наследуемые изменения, так как только они могут накапливаться из поколения в поколение. Согласно Дарвину, основные факторы эволюции культурных форм – это наследственная изменчивость и отбор, производимый человеком (такой отбор Дарвин назвал искусственным).

Каковы же движущие силы эволюции видов в природе? Объяснение исторической изменяемости видов Дарвин считал возможным только через раскрытие причин приспособляемости к определенным условиям. Дарвин пришел к выводу, что приспособленность естественных видов, так же как и культурных форм, – результат отбора, но он производился не человеком, а условиями среды.

К факторам, ограничивающим численность видов (это значит, вызывающим борьбу за существование), Дарвин относит количество пищи, наличие хищников, различные заболевания и неблагоприятные климатические условия. Эти факторы могут влиять на численность видов непосредственно и косвенно, через цель сложных взаимоотношений. Очень большую роль в ограничении численности видов играют взаимные противоречия между организмами. Например, проросшие семена погибают чаще всею оттого, что проросли на почве, уже густо заросшей другими растениями. Эти противоречия принимают особенно острый характер в тех случаях, когда вопрос идет о взаимоотношениях между организмами, обладающими сходными потребностями и близкой организацией. Поэтому борьба за существование между видами одного рода жестче, чем между видами разных родов. Еще напряженнее противоречия между особями одного и того же вида (внутривидовая борьба).

В возникновения борьбы за существование, кроме перенаселения, Дарвин видел и другие причины. Самой общей ее причиной следует считать тот факт, что любой организм только относительно приспособлен к окружающей его среде, которая так или иначе не вполне соответствует его требованиям. Объясняется это тем, что физико-химические и тем более биотические условия среды всегда колеблются или изменяются в каком-либо определенном направлении. Это колебания температуры, количества влаги, солнечного света, состава и концентрации соленого раствора в водоеме, колебания количества пищи, численности и активности врагов, скорости размножения паразитов и т. д.

Естественным результатом противоречий между организмами и внешней средой является истребление части особей видов. Если часть особей каждого вида погибает в борьбе за существование, то остальные оказываются способными преодолеть неблагоприятные условия.

Выживание наиболее приспособленных особей Дарвин называл естественным отбором. Под ним не следует понимать какой-то выбор, так как здесь мы имеем лишь естественное следствие гибели менее приспособленных. Естественный отбор реализуется через действие естественных факторов среды (температура, влажность, свет, паразиты, конкуренты, враги, трудности добывания пищи и т.п.). Естественный отбор действует через сохранение и накопление мелких наследственных изменений.

Отбор происходит непрерывно на протяжения бесконечного ряда сшедующих друг за другом поколений и сохраняет главным образом те формы, которые в большей мере соответствуют данным условиям. Естественный отбор и элиминация части особой вида неразрывно связаны между собой и являются необходимым условием эволюции видов в природе.

Схема действия естественного отбора в системе вида, по Дарвину, сводится к следующему:

1. Изменчивость свойственна любой группе животных и растений, и организмы отличаются друг от друга во многих различных отношениях.

2. Число организмов каждого вида, рождающихся на свет, больше того числа, которое может найти пропитание и выжить. Тем не менее, поскольку численность каждого вида в естественных условиях постоянна, следует предполагать, что большая часть потомства гибнет. Если бы все потомки какого-либо вида выживали и размножались, то весьма скоро они вытеснили бы все другие виды на земном шаре.

3. Поскольку рождается больше особей, чем может выжить, происходит борьба за существование, конкуренция за пищу и место обитания. Это может быть активная борьба не на жизнь, а на смерть или менее явная; но не менее действенная конкуренция, как, например, при переживании растениями засухи или холода.

4. Среди множества изменений, наблюдающихся у живых существ, одни облегчают выживание в борьбе за существование, другие же приводят к тому, что их обладатели гибнут. Концепция «выживания наиболее приспособленных» представляет собой ядро теории естественного отбора.

5. Выживающие особи дают начало следующему поколению, и таким образом «удачные» изменения передаются последующим поколениям. В результате каждое следующее поколение оказывается все более приспособленным к среде обитания; по мере изменения среды возникают дальнейшие приспособления. Если естественный отбор действует на протяжении многих лет, то последние отпрыски могут оказаться настолько несхожими со своими предками, что их можно будет выделить в самостоятельный вид.

Может также случиться, что некоторые члены данной группы особей приобретут одни изменения и окажутся приспособленными к окружающей среде одним способом, тогда как другие ее члены, обладающие другим комплексом изменений, окажутся приспособлены иначе; таим путем от одного предкового вида при условии изоляции подобных групп может возникнуть два и более видов.

 

2.4. Основные результаты эволюции (по Ч. Дарвину)

Главным результатом эволюции является совершенствование приспособленности организмов к условиям обитания, что влечет за собой совершенствование их организации. В результате действия естественного отбора сохраняются особи с полезными для их процветания признаками. Дарвин приводит множество доказательств повышения приспособленности организмов, обусловленной естественным отбором. Это, например, широкое распространение среди животных покровной окраски (под цвет местности, в которой обитают животные, или под цвет отдельных предметов. Многие животные, имеющие специальные защитные приспособления от поедания их другими животными, имеют, кроме того, предупреждающую окраску (например, ядовитые или несъедобные животные). У некоторых животных распространена угрожающая окраска в виде ярких отпугивающих пятен. Многие животные, не имеющие специальных средств защиты, по форме тела и окраске подражают защищенным (мимикрия). У многих из животных имеются иглы, колючки, хитиновый покров, панцирь, раковина, чешуя и т. п. Все эти приспособления могли появиться лишь в результате естественного отбора, обеспечивая существование вида в определенных условиях. Среди растений широко распространены самые разнообразные приспособления к перекрестному опылению, распространению плодов и семян. У животных большую роль в качестве приспособлений играют различного рода инстинкты (инстинкт заботы о потомстве, инстинкты, связанные с добыванием пищи, и т. д.).

Вместе с тем Дарвин отмечает, что приспособленность организмов к среде обитания (их целесообразность), наряду с совершенством, носит относительный характер. При резком изменении условий полезные признаки могут оказаться бесполезными или даже вредными. Например, у водных растений, поглощающих воду и растворенные в ней вещества, всей поверхностью тела, слабо развита корневая система, но хорошо развиты поверхность побега и воздухоносная ткань – аэренхима, образованная системой межклетников, пронизывающих все тело растения. Это увеличивает поверхность соприкосновения с окружающей средой, обеспечивая лучший газообмен, и позволяет растениям полнее использовать свет и поглощать углекислый газ. Но при пересыхании водоема такие растения очень быстро погибнут. Все их приспособительные признаки, обеспечивающие их процветание в водной среде, оказываются бесполезными вне ее.

Другой важный результат эволюции нарастание многообразия видов естественных групп, т. е. систематическая дифференцировка видов. Общее нарастание многообразия органических форм весьма усложняет те взаимоотношения, которые возникают между организмами в природе. Поэтому в ходе исторического развития наибольшее преимущество получают, как правило, наиболее высокоорганизованные формы. Тем самым осуществляется поступательное развитие органического мира на Земле от низших к высшим. Вместе с тем, констатируя факт прогрессивной эволюции, Дарвин не отрицает морфофизиологического регресса (т. е. эволюции форм, приспособления которых к условиям среды идут через упрощение организации), а также такого направления эволюции, которое не приводит ни к усложнению, ни к упрощению организации живых форм. Сочетание различных направлений эволюции приводит к одновременному существованию форм, различающихся по уровню организации

3. К.Ф. Рулье

Заслуги Карла Францевича Рулье перед отечественной наукой до сих пор не получили достаточного освещения и должной оценки. Между тем, Рулье много и плодотворно работал в трех областях есте­ствознания зоологии, палеонтологии и геологии, каждую из которых он обогатил новым значительным содержанием.

В 1841 году, вернувшись из заграничной  командировки, Рулье был не просто неудовлетворенным и ра­зочарованным. Он приехал с ясной и твёрдой позитивной программой, выработанной для себя и своих учеников в ответ на разброд и бессистемность в науке и её преподавании за рубежом. Вдумываясь в содер­жание такой статьи как «Сомнения в зоологии, как науке», невольно обра­щаешь внимание на одну черту молодого ученого. Эта черта, так рано проявившаяся и сохранённая им до конца жизни — склонность к ши­роким обобщениям, к разработке общих проблем биологии.

Модное в то время увлечение систематикой, которое захватило по­давляющее большинство зоологов, почти не затронуло Рулье. Образ жизни животных, их взаимоотношения со средой и другими организмами, влияние внеш­них условий на строение и поведение животных, — вот сфера интере­сов Рулье. Отсюда естественно вытекал и его глубокий интерес к изме­нениям животных под влиянием среды, к вопросам изменчивости на­следственности. Материальность природы, ее реальное существование не вызывают у Рулье сомнений. Все явления природы имеют свою историю. Каждое из них когда-то возникло естественным путем, затем оно развивается, видоизменяется, и дает начало другому явлению. Все предметы природы теснейшим, неразрывным образом связаны друг с другом, изменение, развитие одного необходимо влечет за собой изменение, развитие другого.

Краеугольным камнем науки о жизни растений и животных Рулье полагает выдвинутый и разработанный им «закон действенности жиз­ненных начал» («закон общения», «закон двойственности причин» и т. д.). Этому универсальному закону, который Рулье склонен распростра­нить и на неживую природу, подчиняются все организмы. «Всякое яв­ление в животном теле может быть вызвано причиною двоякого рода — или условиями устройства и жизни самого животного, или условиями внешними, посреди которых оно живет. Более причин быть не может...». «Ни одно органическое существо не живет само по себе: каждое вызывается к жизни и живет только постольку, поскольку находит­ся во взаимодействии с относительно внешним для него миром. Это за­кон общения или двойственности жизненных начал, показывающий, что каждое живое существо получает возможность к жизни частию из себя, частию из внешности».

Курс общей зоологии, который Рулье читал студентам естественного и математического отделений, охватывал очень широкий круг вопросов. Это была своеобразная энциклопедия биологических знаний под общим заголовком «Систематика», в которую входили такие разделы, как «Зоогнозия», «Зооэтика» и «Зообиология».

Изложение зоогнозии Рулье начинает с формулировки своего «первого основного генетического закона». Это «закон общения», имеющий всеобщее значение. Расшифро­вывая первый закон, Рулье выделяет ряд частных положений, вытекаю­щих из него. 1. В процессе развития животного от яйца («среда без­различия») наблюдается постепенное усложнение, диференцировка, спе­циализация органов. «Это закон выделения или обособления орудий...» 2. Каждый орган в своем развитии проходит ряд этапов, поэтому «...все животные, имея существенно одинаковые орудия, должны проходить относительно развития последних одинаковые, последовательные ряды, и тем длиннейшие, тем многочисленнейшие, чем сами стоят на высшей точке организации...». Каждое данное состояние развивающегося органа у высших животных может и должно быть пределом его развития у низко организованных. Но, как бы предваряя значительно более позднюю критику «Основного биогенетического закона» Мюллера — Геккеля, Рулье тут же замечает, что в эмбриональном развитии человека дело об­стоит далеко не так просто. В тот момент, когда какой-либо орган у че­ловеческого зародыша стоит на стадии рыбы или гада, все прочие ор­ганы могут быть на совершенно иных стадиях. Наконец, отмечаются еще два частных закона – орган может недоразвиться («закон задер­жки и остановки развития») и орган не может переразвиться («закон невозможных переразвитий »).

 «Второй основной генетический закон» — закон сближения однородных элементов. Здесь рассматриваются такие вопросы, как симметрия, образование полостей, центростремительная закладка ор­ганов.

В «Третьем основном генетическом законе» подробно разбирается на эмбриологическом, анатомическом и физиоло­гическом материале «закон уравновешивания органов». Это – старое положение о соотношении и корреляции органов.

Очень интересны «приложения». В одном из них Рулье демонстрирует как, опираясь на закон уравновешивания   органов,    можно   воссоздать по одному зубу и одному позвонку облик такого ископаемого животного как ихтиозавр. Другое приложение посвящено удивительно и изящной характеристике строения класса птиц в связи с образом жизни и - особенностями среды. Если исключить некоторые, очень небольшие детали,   неверные или устаревшие, эта характеристика по полноте, стройности и сжатости может и сейчас служить образ­цом прекрасного монографического описания.

Рулье также рассматривает буквально все проблемы эволюции. Посмотрим теперь, как он изображает фактический ход эволюции:

Первые животные все без исключения жили в воде, на что ясно ука­зывают особенности их строения. Очень серьезное доказательство зарож­дения и первоначального развития жизни в водной среде Рулье видит в том, что «...главным законом населения нашей планеты растениями и животными есть та же последовательность в постепенном изменении форм и перехождении из одной среды в другую, которому следуют живот­ные и ныне в отдельном своем развитии». Подобно тому, говорит Рулье, как многие насекомые и лягушки проходят первые стадии разви­тия в воде, так и первые животные первоначально жили в воде, сменив­шись потом земноводными и сухопутными. «Здесь два ясные параллель­ные ряда — один доисторических животных, другой — представленный развитием нынешних животных. Это — генетический ряд. К ним должно прибавить еще и третий, представляемый вполне развитыми нынешними животными, как существами, окончившими превращение, и которые ясно морские, и притом формы относительно низшей, нежели нынешние».

После окончания космической, безжизненной эпохи Земли, когда тем­пература на ее поверхности стала ниже 60° Реомюра, началась эпоха «доисторической жизни», которую можно разделить на три периода.

В первом из них появились древнейшие животные «...исключительно морские, и притом формы относительно низшей, нежели нынешние». На последнее обстоятельство указывает и широкое распространение сре­ди них сидячего образа жизни. Эти животные отличались малым разно­образием, «...как ныне в полярных странах».

Животные первого периода были относительно однообразны, что вызывалось однообразием внешних условий. «Сходные же условия вызывали и сходные органические существа». К концу периода наб­людалось изменение и диференцировка физических условий, что создавало предпосылку для увеличения разнообразия животных. В это время, на­пример, рыбы, наряду с признаками своего класса, обнаруживают приз­наки класса более высоко организованного—класса «гад». «Некогда исто­рическое появление органических существ на земле шло тем же путем постепенно нарастающего разнообразия, который мы замечаем ныне в развитии растения или животного: чем ближе к первоначальному времени появления существ, чем ближе к первому началу бытия отдельного суще­ства нашего времени — там менее разнообразия, тем все возможные су­щества сходнее между собой, и очевидно потому, что все они, и расте­ния и животные, образуются из одной, первоначально безразличной фор­мы — клеточки. Развитие есть постепенное выделение разнообразий и противоположностей. Во внешних явлениях постепенное развитие пред­мета и нарастающее разнообразие его тождественны».

Начался второй период в истории жизни на Земле. Однообразие внешних условий сменилось многочисленными местными различиями. Появилось больше суши, возникло разнообразие климатов. «Вместе с тем являлись новые отделы растений и животных, постепенно более и более разнообразящихся как по географическому положению, так и по тече­нию времен года».

Во втором периоде впервые обнаруживаются остатки однодольных растений. «В животных же не явилось ни одной новой основной формы, продолжали только существовать предшествовавшие, изменяясь конечно, в видах и часто в родах, и явился новый класс позвоночных — гады, предуготовленный первым периодом. Гады же, в свою очередь, распались на новые формы, служившие предвестниками последовавших за ними различных порядков нынешних гад (голокожих, или лягушек, ящериц, змей и черепах), птиц и зверей».

В течение всего второго периода наблюдалось «выделение» новых ви­дов и новых групп из класса гадов. Эволюция этого класса прослежена Рулье по тем временам удивительно подробно. Конечно, есть у него здесь и ошибки, вроде безоговорочного признания «крылоящериц» (Pterodactyli) предками птиц. Но в целом нарисованная картина очень точна.

Заключая описание второго периода, Рулье дает ему общую характе-ристику: «Каждый геологический период обнимает время переворотов и преобразования форм, но это особенно справедливо отно­сительно второго, который перенес морскую организацию животных на сушу: это преимущественно период переходных форм, напоминающий нам феодальное время истории человека, когда одни формы отживали и преду­готовляли новые, и когда потому явления имели чудное сочетание отжив­шего и начинающего жить».

Третий период, или «третичный» ознаменовался большим со­бытием — в это время «...показывались впервые звери, дотоле неизвест­ные и ныне уже не существующие...», которые «... постепенно пере­ходили в формы, ныне живущие». Наряду с возникновением новых родов, многие роды исчезли совершенно. Вообще «третичное» время ха­рактерно в истории животных рядом особенностей. Вымерли, исчезли с лица Земли виды, имевшие очень узкое распространение. Виды ныне су­ществующие принадлежат к родам, ранее широко распространенным. Сов­ременные роды были распространены далее к северу, чем в наше время. «Под конец третичной эпохи, когда климаты распались...», наступил лед­никовый период, который привел к массовому вымиранию целого ряда животных.

Рулье прекрасно понимал, что представление об эволюции животного царства было бы не полным без указания места, занимаемого в ней че­ловеком. В 1850 году с кафедры императорского Московского университета говорить на такую тему было, конечно, более, чем рисковано. Тем не ме­нее, Рулье нашел в себе мужество упомянуть и об этом. В своих лекциях он неоднократно замечает: «...если бы тогда жил человек...», подчер­кивая тем самым возникновение его в более поздние времена. После опи­сания «третичного» периода и упоминания о наступившем оледенении, Рулье прямо указывает, что человек появился, когда условия жизни ста­ли тождественными, или, во всяком случае, близкими современным. Бо­лее детального рассмотрения вопроса трудно было бы от Рулье требовать, тем более, что даже за такие глухие намеки он подвергся серьезным го­нениям со стороны официальных чиновников науки.

Такова общая картина развития животного царства, нарисованная Рулье на примере позвоночных.

4. Н.А. Северцов

В 1846 году Северцов окончил университет и начал работать над диссертацией. Десять лет продолжалась эта работа, и результаты ее составили труд (около 500 страниц) под названием «Периодические явления в жизни зверей, птиц и гад Воронежской губернии» (1855 год). Работа Северцова получила высокую оценку у современников. Академия Наук присудила автору Демидовскую премию, причем в отзыве о работе указала, что это сочинение «как бы открывает собой новую колею, по которой можно дойти до важных открытий». Это было первое капитальное исследование, посвященное вопросам экологии, на русском языке.

5 ноября 1855 года Северцов успешно защитил диссертацию, однако университетским преподавателем он не стал. Молодой ученый решил
отказаться от педагогической деятельности в высшей школе и всецело посвятил себя научным исследованиям. Он предпринял ряд путешествий в Среднюю Азию, которые продолжались 20 лет и оказались весьма плодотворными для науки.

Первое путешествие Северцова началось летом 1857 года и было
посвящено изучению Арало-каспийской низменности.

В 1860-1862 годы Северцов совершил несколько поездок в Уральскую
область, обследуя течение реки Урал и некоторых ее притоков и северные берега Каспийского моря. В 1864 году он предпринял новую экспедицию – на этот раз в Тянь-Шань.

Уже в следующем году Северцов уехал в Туркестанскую научную экспедицию, которая продолжалась с перерывами три года (1866-1868 гг.). Северцову было поручено изучение физической географии и геологии нового края, а также его флоры и фауны. Эта большая экспедиция дала богатейшие
научные результаты – была изучена верхняя часть речной системы Сырдарьи, а ученый был первым европейцем, побывавшим в центральном Тянь-Шане и у озера Иссык-Куль. Вернувшись в конце 1868 г.
в Петербург, Северцов приступил к научной обработке собранных им во время путешествий богатейших материалов, на что ему понадобился
ряд лет усиленной работы.

Свои наблюдения и открытия Северцов описал в нескольких больших сочинениях. Важнейшим из них является зоогеографический труд под заглавием «Вертикальное и горизонтальное распределение туркестанских животных» (1873 год). Это сочинение украшено мастерскими рисунками Северцова с изображением туркестанских животных, сделанными с
натуры и в красках. В том же году вышло второе сочинение Северцова под названием «Путешествия по Туркестанскому краю и исследования
горной страны Тянь-Шаня».

Закончив обработку своих материалов, в 1874 году путешественник отправился в экспедицию на восточный берег Аральского моря в район Амударьи.В 1877 и 1878 гг. он дважды ездил на Памир, наконец в 1879 году побывал в Семиреченской области и в Западной Сибири. Все эти поездки дали новый громадный материал для его научных работ. В одну из своих заграничных поездок в 1875 году Северцов побывал у Дарвина, который знал о его работах и отнесся к русскому ученому с большим вниманием и интересом.

Сильный ум, выдающаяся способность подмечать природные явления, уменье не только наблюдать, но и обобщать факты все эти качества первоклассного ученого помогли Северцову прийти к эволюционному взгляду на природу.

Северцов является одним из самых крупных самобытных русских эволюционистов додарвиновского времени. Его эволюционное мировоззрение проявилось уже в первых работах, написанных в середине 50-х гг. XIX века. Северцов сделал эти выводы не на основании изучения литературных источников, а в результате личных продолжительных
наблюдений природы во время своих экскурсий и экспедиций.

Северцов пришел к убеждению, что виды животных изменчивы и текучи; они живут и развиваются подобно организмам и способны выделять новые виды, отличные от прежних.

Главным фактором видообразования, по мнению Северцова, является
влияние на животных внешней среды – климата, рельефа местности, пищи,
состава воздуха и т.д.

Процесс эволюции Северцов понимал широко и допускал филогенетические связи не только в пределах рода или семейства, но и между большими отделами животного мира. Эти связи укладываются, по его мнению, в древовидную схему.

Северцов принял учение Дарвина и сделался его горячим поборником.
Однако он не следовал ему буквально, а дополнял указаниями на непосредственное влияние внешней природы на организмы

Список литературы:

1.М.В.Ломоносов “Избранные философские сочинения”   1940г.

2.К.Манолов “Великие химики”

3.Данилова В.С., Кожевников Н.Н. Основные концепции естествознания. М.: Аспект Пресс, 2000. – 256 с.

4.Концепции современного естествознания / Под ред. В.Н. Лавриненко, В.П. Ратникова. – М.: ЮНИТИ, 2000. – 203 с.

5.Петров В.С., К.Ф. Рулье, Московское общество испытателей природы, М.,  

    1949.

6.Богданов А.П., К.Ф. Рулье, том 2, М., 1889.

7.Яблоков А.В., Выдающийся отечественный эволюционист Северцов Н.А., М. 1966.