Кто был крупнейшим биологом в древней греции. Додарвиновский период развития эволюционного учения

ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ АНТИЧНОСТИ И СРЕДНЕВЕКОВЬЯ

Естествознание Древней Греции

История естествознания берет свое начало в глубокой древности, когда человек в процессе общественно-трудовой деятельности по изысканию средств существования расширял свои представления об окружающем мире. Это были отрывочные сведения о полезных растениях, о животных как объекте охоты или представляющих опасность. Эти сведения расширялись в связи с приручением, а затем одомашниванием животных и развитием земледелия.

В Ионийский период Платон говорил о сущности, неизменном во времени, и это, применимое к концептуальной области других наук, таких как физика или химия, может быть очень объяснительным и оперативным, это была настоящая катастрофа, когда она применяется к биологии. Платон оказал очень негативное влияние на различные биологические поля. Потребовалось более двух тысяч лет для биологии, благодаря Дарвину в значительной степени, чтобы избежать парализующего эффекта эссенциализма. Платоновская мысль о существах, защищенных сущностями, не действовала во время оценки изменчивости естественных существ и много раз представляла собой идеологический тормоз, когда стало необходимо судить о характере той же изменчивости.

Первые систематизированные знания об окружающем мире формировались в Древней Греции и Древнем Риме. Уже в те далекие времена складывалось представление о материальности мира и его развитии. Античные мыслители VI-V вв. до н. э. считали основой всего сущего воду (Фалес), апейрон - беспредельную материю (Анаксимандр), воздух (Анаксимен), нус - легчайшее из всех вещей (Анаксагор), огонь (Гераклит), атом (Левкипп, Демокрит). Эта первостихия, как они полагали, материальна, вещественна, вечна, из нее все возникает и все состоит.

Появление современных биологических теорий было возможно только в значительной степени после того, как наука была освобождена от платоновских идей. Аристотель - совсем другой мыслитель. До Дарвина никто, как Аристотель, не вносил столько вклада в наше понимание мира. Его биологическое знание было огромным и происходило из разных источников. Можно сказать, что каждая глава классической биологии имеет свое начало в творчестве Аристотеля. Он был первым, кто различал различные отрасли в биологии и посвятил их отдельному монографическому лечению.

Эмпедокл (490-430 до н. э.) все разнообразие природы сводил к четырем вечным, неуничтожимым "корням вещей" - огню, воздуху, воде и земле, которые, соединяясь в различных сочетаниях и соотношениях, дают начало телам природы. Утверждая, что живое образовалось из неживого под действием естественных причин, Эмпедокл не мог согласиться, что путем самозарождения возникли сразу сложные существа. Он считал, что сначала образовались части сложного, которые затем случайно соединялись "кто с кем повстречался". Это приводило к появлению как гармоничных, так и уродливых форм. Последние были нежизнеспособными и вымирали. Организмы с удачными сочетаниями продолжали свой род размножением. Как видим, уже Эмпедокл высказал мысль об этапности развития сложного и выживаемости и размножении более приспособленных существ.

Он первым обнаружил великую объяснительную ценность сравнения и точно признан основателем сравнительного метода. Он первым изложил в деталях естественную историю большого количества видов животных. Он посвятил всю работу биологии размножения. Его интересовало органическое разнообразие, а также значение различий между животным и растительным царствами. Даже не предлагая формальной системы, он классифицировал животных по определенным критериям, и его классификация беспозвоночных превосходила то, что через две тысячи лет Линней сделал бы.

Аристотель - "всеобъемлющая голова" среди греческих философов, по определению Ф. Энгельса, заслуженно считается основателем античного естествознания [показать] .

Аристотель (384-322 до н. э.) - древнегреческий философ, ученый-энциклопедист, учился у Платона в Афинах, был воспитателем Александра Македонского. В 355 основал Ликей, или перипатетическую школу, с натуралистическим уклоном. Автор многих работ по физике и литературе, политике и логике, философии и биологии, в том числе "История животных", "О частях животных", "О возникновении животных". Основатель зоологии, разработал первую классификацию животных, которой зоологи пользовались почти до XVIII в., проводил первые наблюдения и описал зародышевое развитие цыпленка, пчел, высказал мысль об общности строения животных и о коррелятивной связи органов, заложил основы морфологии, эмбриологии и др.

В физиологии у него не было такой большой уверенности, потому что она была вдохновлена предыдущими доктринами. Он был эмпириком, и его размышлениям всегда предшествовали соответствующие наблюдения. В одной из своих работ он говорит, что информация, которая доходит до нас через чувства, должна быть более оценена, чем информация, указанная причиной. В этом аспекте он был на несколько лет впереди тех, кто из схоластов позже был назван аристотелевцами и которые не анализировали проблемы больше, чем путем разума.

Самое примечательное в нем то, что он всегда ходил на поиски причин, и его самыми важными вопросами были не стиль «как?»: Как это происходит? Как такая структура работает?, Но они пошли «почему?». Почему организм вырастает из формы оплодотворенного яйца в виде взрослого человека? Почему природа полна окончательных процессов? Он ясно видел, что неорганическая материя лишена способности развивать сложные формы организмов, в этом плане он не верил в спонтанное поколение. По его словам, в живой материи должно быть что-то еще, и, называя это, он использовал слово «эйдос», которое должно было быть внутренним принципом существ с телехимическими действиями и которые имели бы функции, точно похожие на те, которые в современной биологии приписываются к генотипу, когда он рассматривается как программа генетического развития.

Работы гениального мыслителя представляют значительный прогресс в науке античности.

Аристотель пытался разместить все тела природы в определенном порядке от простых к сложным и разработал представление о иерархии форм, о градации. Весь животный мир он разделил на животных с кровью (позвоночных) и животных без крови (беспозвоночных). Эти группы затем с учетом родства были разбиты на ряд более мелких подразделений. Он исследовал строение, функцию многих животных и их органов, развитие животных; допускал возможность образования новых форм животных путем гибридизации; близкие виды объединял в роды; указывал на зависимость животных от условий среды обитания.

Он сказал, что все природные вещества вмешиваются в соответствии с их внутренними свойствами и что все явления природы являются процессами или вмешиваются в процессы, и, поскольку все они имеют конечную цель, считается, что изучение этих целей также вносит существенный вклад к изучению природы. Для Аристотеля все структуры и биологическая деятельность имели свое значение в биологических терминах или, как мы говорим, в нынешних условиях, адаптивный смысл. Вероятно, это был самый большой успех Аристотеля, чтобы понять это.

Вопросы «почему?» что Аристотель сформулировал важную роль в биологии более поздних веков и в истории этой науки. Только в последние годы работы Аристотеля были оценены в их надлежащей мере. В прошлые века он не пользовался заслуженным признанием по многим причинам. Один из них заключался в том, что томисты сделали его высшим философским авторитетом, и когда схоластическая осень, он тащил с собой Аристотеля. С другой стороны, научный ренессанс в основном осуществлялся в области физико-химических наук, областей, которые хорошо вписываются в платоновскую философию и для которых аристотелевская философия не предлагала адекватных рамок.

Его ученик и последователь - философ-энциклопедист Теофраст (370-285 до н. э.) является создателем древнегреческой ботаники, основы которой изложены в его трудах "История растений", "О возникновении растений", "О причинах растений". Он описал строение основных органов и выделил основные внутренние части растений, отмечая, что растения питаются посредством корней и листьев, выделил основные группы растений: деревья, кусты, полукустарники и травы; наземные и водные формы; листопадные, вечнозеленые и др., привел сведения о распространении и практическом значении различных растений. У Теофраста имеются указания об изменчивости растений под воздействием различных условий и возможности их перерождения (например, пырея в пшеницу).

Об этом предупреждали Бэкон, Декарт и другие, которые не преминули преуменьшить аристотелевские доктрины. Поскольку биология отошла от физики, Аристотелю было придано большее значение. Когда в наше время было понято, что живые существа имеют двойственную природу, нынешнюю и другую, что является следствием эволюционной истории, было также понятно, что «план», который направляет его развитие и его деятельность, то есть его генетическую программу - представляет собой эйдос, «формативный принцип», который Аристотель уже сформулировал.

Для всех биологов не нужно было понимать, что это было более чем жизненно важное дыхание для лягушатника, чтобы произвести лягушку и желудь для производства дуба. Необходимо было признать, что сложные биологические системы являются продуктом генетических программ с эволюционной историей более трех миллиардов лет.

Развитие древнегреческой медицины связано с именем Гиппократа (460-377 до н. э.), в трудах которого содержится наиболее полный для того времени свод знаний и учений в области медицины, а также анатомии, физиологии, эмбриологии. Гиппократ и его последователи развивали представление о естественных причинах болезней, зависящих от внешних условий, состояния организма, образа жизни. Гиппократ учил, что распознавание болезней и их лечение должны быть основаны на непосредственном наблюдении больного, на обобщениях опыта.

Но для того, чтобы это произошло, нужно было бы достичь нынешних времен, потому что, когда христианство завоевало Запад, христианское богословие наполняло знание своей интерпретацией мира. В христианской теологии доминировала идея творения. Согласно Библии, мир был создан недавно, он не изменился, и все его понимание содержалось в «раскрытом слове». Догма помешала рассмотреть любой вопрос, связанный с тем, почему вещи или наметить наименьшую эволюционную идею. И так как мир был создан Богом, то, как Лейбниц говорил столетия спустя, «лучший из всех возможных миров».

Естествознание Древнего Рима

Среди мыслителей Древнего Рима следует назвать прежде всего философа-материалиста Тита Лукреция Кара (95-55 до н. э.) - последователя Демокрита (460-370 до н. э.) и Эпикура (342-270 до н. э.). В поэме "О природе вещей" Лукреций Кар излагает основы атомистического учения и подчеркивает, что из движения атомов в пространстве возникают все явления и состояния природы, что "вещам невозможно из ничего возникнуть и, родившись, в ничто превращаться". Он отмечал, что живые существа самопроизвольно возникли из земли под влиянием влаги и солнечного тепла, причем негармоничные, неприспособленные особи погибали, а те, что могли нормально, существовать - размножались. Лукреций Кар высказывал положение об изменяемости живых существ под влиянием естественных причин.

Поэтому любое эволюционное изменение будет ухудшаться. Событие, которое произошло в сердце христианства, больше повлияло на историю биологии, было развитие видения мира, известного как «естественное богословие». В трудах Отцов Церкви появилась природа, как если бы это была книга, естественный аналог раскрытой книги, Библии. Составив две эквивалентные книги, предположил, что изучение книги природы, создания, созданного Богом, разрешило развитие естественного богословия в сочетании с раскрытой теологией, возникшей в результате изучения Библии.

На основании собственных наблюдений и данных 146 римских и 327 иностранных авторов (около 2 тыс. томов) Гай Плиний Старший (23-79) подготовил 37-томную "Естественную историю", в которой приводит сведения по ботанике, зоологии, физиологии, медицине, географии, минералогии и др.

Известные исследования в области медицины, анатомии и физиологии II в. принадлежат крупному древнеримскому врачу и естествоиспытателю Клавдию Галену (130-200), который анатомировал трупы, делал вскрытия животных, в том числе обезьян, ставил опыты с целью познания строения и функции основных систем организма. Гален впервые обнаружил центробежные и центростремительные нервные волокна; указывал на связь между строением и функцией органа, между организацией животного и образом жизни, но объяснял это как проявление божественного разума.

Эта концепция естественного богословия не была новой концепцией. Гармония мира и очевидное совершенство приспособлений, проявляемых животными и растениями, уже были отмечены многими авторами задолго до появления христианства. Уже в древнем царстве Египта, в Мемфисе, за две тысячи лет до греческой цивилизации, было постулировано, что высший творческий разум организовал явления природы. Позы, столь четко богословские, можно найти также в Ксенофонте или Геродоте. Платон думал, что мир был создан хорошим, умным и рациональным ремесленником.

Важнейшие обобщения философов
и естествоиспытателей античности

Греко-римская философия и естествознание пришли к важным обобщениям, основными из которых являются следующие:

Античные мыслители отстаивали мысль о материальности мира и его развитии, о единстве природы и естественном возникновении живых существ путем саморождения.
Они распространяли идею об изменяемости и преобразовании одних форм живых существ в другие.
Сделали попытку дать естественное объяснение целесообразности, гармоничности как результату браковки дисгармоничных особей.
Разрабатывали представление о градации, т.е. иерархии форм в виде восходящего ряда природных тел от простого к сложному. Хотя этот усложняющийся ряд трактовался с позиций телеологии - идеалистического учения, согласно которому всякое развитие является осуществлением заранее предусмотренных целей, однако аристотелевская иерархия форм наводила на мысль о последовательности, преемственности органических форм, постепенным усложнениям их организации.
Античные мыслители развивали идею о единстве строения организмов, коррелятивной связи их частей, что имело важное значение для обоснования взгляда на природу как на единое целое.

Состояние науки в эпоху средневековья

Гален защищал идею любимого мира, работу доброго и всемогущего создателя. Но самым влиятельным автором для развития естественного богословия был Святой Фома Аквинский. Но вопросы, поставленные Аристотелем об эйдосе, формирующем принципе каждого живого существа, все еще оставались нерешенными. Разнообразие живых существ в соответствии с различными географическими районами было интригующим вопросом, который контрастировал со значениями физико-химических констант во всем земном шаре. Вид как биологическая сущность оставался чем-то необъяснимым.

Начиная примерно с III в. усиливается социально-экономический кризис Римской империи. На развалинах рабовладельческого строя формируются новые общественные отношения, свойственные феодализму. Период с V по XIV, XV вв., называемый средневековьем, характеризовался медленным развитием производительных сил, снижением роли городов, сокращением обмена и торговли, упадком античной науки и культуры. Центр экономической жизни переместился в сельские поместья, характеризовавшиеся натуральным хозяйством. В этот период отмечается господство религиозной идеологии.

Жизнь рассматривалась как деятельность, которая могла быть создана при определенных условиях, и поэтому она считалась самопроизвольным поколением. Необходимо было прийти к миру зрелости идей, чтобы эти вопросы могли быть подняты с некоторой точностью. Существование биологии начинается, как мы ее знаем сегодня. На обычные вопросы, которые сопровождали человека с Аристотеля и послужили стимулом для большинства фоновых исследований, начинают отвечать, основы того, что начинает представлять собой современную биологию, все чаще и дальше от старых объяснительных мифов.

Но тысячелетнее средневековье не было однородным во времени и пространстве. Так, в странах арабского Востока в VIII-IX вв отмечается заметное развитие математики, астрономии, химии, географии, медицины. В IX в. в Багдаде создается университет, который становится одним из центров науки и культуры. Многие произведения античных философов, в частности натуралистические работы Аристотеля, сохранились в переводах на арабский язык и только позже появились латинские переводы.

Также в этом столетии ученые перестают говорить о Боге в своих работах, так что уже невозможно вывести через них вероучение их авторов. Рождение молекулярной биологии совпало со временем, когда ученые связывали ферменты с генами и начали изучать биологические процессы с этой точки зрения. Это уже не органическая химия, ни биохимия. Это было вовлечение молекул в биологические процессы и появилось понятие молекулярной биологии, многие из достижений которого выясняли трехмерную структуру молекул и, по их мнению, понимали их функции.

Именно в это время возрождается интерес к наследственному материалу, и, воображая, что генетическое сообщение должно быть заключено в разные молекулярные последовательности, считается, что белки ответственны за эту функцию, поскольку они являются полимерами из 20 различных мономеров, возможные различные комбинации становятся почти неисчислимыми.

Одним из крупнейших прогрессивных мыслители этого времени был Абу Али Ибн Сина (Авиценна, ок. 890-1037) - врач, ученый, философ, философские и естественнонаучные трактаты которого пользовались большой популярностью на Востоке и Западе.

Авиценна отстаивал положение о материальности мира, о связи материи и движения, учил, что в природе господствует всеобщая естественная закономерность, указывал на постепенные изменения земли, требующие продолжительных периодов.

Следовательно, он получил знания о своей природе и его поведении. Интеллектуальная среда была подходящей, идеи были полностью очерчены, методы были готовы и соответствующий вопрос, всегда стимулировал исследование, сформулировал: как структура нуклеиновых кислот?

В начале 50-х годов прошлого века несколько лабораторий пошли на работу, чтобы разрешить сомнение, а двое из них были из Линуса Полинга в Пасадене, изучавших молекулярные структуры и Мориса Уилкинса из Лондона, который был специалистом в рентгеновские лучи.

Например, Уилкинс в те же годы задавался вопросом: «Что могут делать нуклеиновые кислоты в клетках». Внезапно многое понимали, что до сих пор было загадкой. Там он был заперт в простой молекулярной структуре, ключом к эволюционной истории живых существ.

Как врач Авиценна на высоком для своего времени уровне разрабатывал теорию и практику различных отраслей медицины, а также анатомию, физиологию. Ибн Сина выдвинул гипотезу о невидимых возбудителях "лихорадочных" (инфекционных) заболеваний, передающихся посредством воды и воздуха. Его труд "Канон врачебной науки" на протяжении многих веков был важным источником медицинских знаний, в странах Востока. В XII в. книга была переведена на латинский язык и до XVII в, оставалась основным пособием для врачей Европы. В 1980 г. "Канон" издан в Ташкенте на русском языке в 5 т. (2-е издание).

Иногда необходимо остановиться на том значении, которое может иметь прилагательное, поскольку оно может прояснить несколько концепций. Когда мы видим молекулярную структуру других соединений и вызываем их биохимические свойства, их часто невозможно вывести из них. Все остается запертым в функциональной тайне, дешифровка которой станет основой будущих исследований. Увидев это, легко понять его действие, потому что все в нем имеет цель, которую мы можем понять. Мы не находим ничего лишнего, и все, что мы знаем о нуклеиновой кислоте, можно понять, посмотрев на ее структуру.

Арабский врач, натуралист, философ Ибн Рушд (Аверроэс, 1126-1198) защищал материалистические традиции античной философии, отстаивал мысль о первичности материи, которая находится в постоянном движении, о возникновении живых существ в силу естественных законов.

Крупным ученым-натуралистом Европы был Альберт Великий (Больштедтский, 1193-1280). В его сочинениях отражен уровень естественнонаучных знаний XIII в. в области астрономии, геологии, минералогии, ботаники, зоологии. В трактате о растениях излагаются данные о разнообразии растений, органографии, физиологии, приводятся сведения об изменчивости растительных форм под влиянием внешних условий или природы самих семян. Но трактует он это весьма произвольно, допуская возможность превращения бука в березу, пшеницы в ячмень и т. д. В зоологических работах используются данные Аристотеля и Плиния, приводятся сведения о среднеевропейских животных, описание их строения и жизнедеятельности, наблюдения о способах размножения, описываются случаи гермафродитизма (наличие признаков мужского и женского пола у одного и того же животного). Альберт сравнивал строение животных и человека, которого рассматривал как совершеннейшее животное, а его руку называл органом органов.

Современник Альберта французский монах Роджер Бэкон (1214- 1294) заложил основы опытного естествознания. Он подчеркивал, что наблюдения и опыт - самые надежные источники научных знаний. Исходя из законов оптики Р. Бэкон описал строение, функцию глаза, установил причины ошибочных зрительных восприятий (миражей). Он исходил из того, что хотя живые и неживые тела построены из одних и тех же частиц, живые существа отличаются от неживых предметов и зависимы от окружающей среды, солнечного света, тепла, влажности и т. п. Церковь преследовала Р. Бэкона за его атеизм и подрыв веры в священное писание, на 14 лет он был заточен в монастырскую темницу.

Характерные черты эпохи Возрождений

В XV-XVI вв. начинается быстрoе развитие естествознания. Этот период известен в истории под названием Возрождения, когда было воскрешено лучшее из наследия античности в области науки, философии, литературы, искусства. В это время творили такие известные титаны науки, как Леонардо да Винчи, Н. Коперник, Дж. Бруно, Г. Галилей, И. Кеплер, И. Ньютон и др. В 1440 г. И. Гутенберг предложил способ книгопечатанья с помощью набора текста из подвижных букв, что значительно ускорило размножение книг. К началу XVI в. было выпущено около 30 тыс. книг, начали издаваться научные журналы, популярная литература, что сыграло большую роль в распространении научной информации.

Эпоха Возрождения характеризуется ломкой феодальных основ, зарождением и развитием капиталистических общественных отношений, ростом производительных сил, расширением торговли, усилением роли городов. Это приводило к перевороту в общественной жизни, идеологии, освобождению от оков церкви. Для развития промышленности необходимо было научное обоснование. "Теперь наука восстала против церкви; буржуазия нуждалась в науке и приняла участие в этом восстании" (c)-(Маркс К., Энгельс Ф. Соч., т. 22, с. 307.)

Подчеркивая ведущее значение социально-экономических факторов в развитии науки, Ф. Энгельс отмечал: "Когда поcле темной ночи средневековья вдруг вновь возрождаются с неожиданной силой науки, начинающие развиваться с чудесной быстротой, то этим чудом мы опять-таки обязаны производству" (c)-(Маркс К., Энгельс Ф. Соч. т. 20, с. 501.)

Однако ученым приходилось начинать с самых азов; в биологии занимались главным образом накоплением и первоначальной систематизацией материала в области ботаники, зоологии, анатомии и в меньшей мере физиологии. Накоплению ботанических и зоологических знаний способствовало открытие новых земель и международная торговля.

Из Индии и Америки в Европу завозили новые растения - картофель, кукурузу, каучуковое дерево, корицу, гвоздику. Ботаники описывали многочисленные неизвестные ранее виды. Эти описания преследовали и практические цели. В работах ботаников XVI века растения зарисовывались и снабжались так называемыми сигнатурами, в которых указывалось их возможное использование. Уже к концу XVI века было известно более 6000 видов растений. При описании животных давались сведения об их географическом распространении, строении тела, инстинктах, нравах, а также о приносимой ими пользе или вреде.

Описывая растения и животных, ученые должны были располагать виды в каком-то определенном порядке, т. е. систематизировать их. В связи с этим создавались многочисленные практические и искусственные системы. В практических системах объекты объединяли в группы в зависимости от их использования человеком. Например, в одну группу объединяли съедобные растения, в другую - лекарственные, в третью - используемые для ремесел и т. п.

При создании искусственных систем ученые брали в основу классификации какой-нибудь один или небольшое число признаков строения. При этом в одну и ту же группу попадали очень отдаленные, совершенно неродственные организмы. Искусственные системы отражали теоретическую ограниченность науки. Мир живых существ представлялся как беспорядочное скопление животных и растений, ничем не связанных между собой. Примером теоретической беспомощности может служить сводный труд швейцарского зоолога К. Геснера (1516-1565). В 5 томах он дает описание всех известных в то время животных, которых он "систематизировал", расположив их в алфавитном порядке. Нидерландский ботаник К. Клюзиус (1525-1609) выделял деревья, кусты, полукустарники; луковичные растения; хорошо пахнущие растения; непахнущие растения; растения ядовитые; папоротники; злаки; зонтичные и др.

В развитие систематики растений сыграли свою роль работы

итальянского ученого А. Чезальпино (1519-1603), который при классификации в первую очередь учитывал особенности семян, плодов и защищающие их "оболочки" - цветы
немецкого натуралиста И. Юнга (1587-1657), который разработал основы морфологии и органографии, что имело важное значение для работ по систематике, усовершенствовал ботаническую терминологию
французского ботаника Ж. Турнефора (1656-1708), который ввел в ботанику" четыре основные систематические единицы (таксоны) - класс, секцию (близкая к отряду), род, вид - и дал детальные диагнозы описанным родам
английского натуралиста Дж. Рейя (1628-1705), который в трехтомной "Истории растений" (1686) удачно выделил ряд групп растений (злаковые, губоцветные, мотыльковые, крестоцветные и др.) и расположил растения в виде восходящего ряда. Он сформулировал одно из первых научных определений вида, подчеркивая, что происхождение является основным критерием вида, который характеризуется множеством организмов, сходных морфологически и физиологически, и может самостоятельно воспроизводиться
швейцарского ученого К. Баугина (1560-1625), который описал около 6000 видов растений, дал краткие диагнозы (определения) видов, выделил 12 больших групп растений, которые делил на секции, роды и виды, предложил бинарную номенклатуру (двойные названия видов).

Вершиной искусственной классификации была система К. Линнея.

Систематика К. Линнея

Известный ученый К. Линней [показать] проанализировал предыдущие классификации растений и животных, тщательно изучил их видовой состав и в результате разработал свою систему.

Линней Карл (1707-1778) - шведский естествоиспытатель, первый президент Шведской АН (с 1739 г.), создатель более совершенной по сравнению с предыдущими классификации растений и животных, которая, однако, была искусственной. Окончательно ввел в систематику унифицированную бинарную номенклатуру, утвердил представление о виде как основной единице классификации, о дискретности вида и его устойчивости. Виды он считал созданными творцом и неизменными, но в конце жизни допускал возможность появления вариаций. Основной труд "Система природы" (1735) при жизни автора переиздавался 12 раз и оказал большое влияние на развитие науки XVIII в.

Предложенными Линнеем принципами классификации широко пользовались ботаники и зоологи разных стран, поскольку его система была простой и довольно удобной.

В качестве основы классификации К. Линней принял вид, который рассматривал как реальную и элементарную единицу живой природы. Он описал около 10 тыс. видов растений (в том числе 1500 видов, открытых им самим) и 4200 видов животных. Близкие виды ученый объединил в роды, сходные роды - в отряды, а отряды - в классы. Позже отдельные виды он разделял на разновидности.

В ботанической классификации за основу были взяты особенности строения репродуктивных органов, главным образом тычинок: их число, форма, размер, расположение и т.д. По этому признаку Линней выделил (23 класса растений с явно отличимыми цветками, а в 24-й класс (тайнобрачные) разместил в основном бесцветковые растения.

Линней разработал короткие и четкие определения (диагнозы) каждой группы организмов, что значительно облегчало их описание. Он окончательно ввел двойные названия видов на латинском языке, первое слово - название рода, второе - видовое название, например род Ranunculus (лютик) объединяет такие виды: R. linqula L. - лютик большой, R. repens L. - лютик ползучий, R. auricomus - лютик золотистый, R. acer L.- лютик едкий, R. sceleratus L.- лютик ядовитый и др. Заглавная латинская буква L в конце названия указывает, что этот вид был описан Линнеем. Линнеевская номенклатура отличалась точностью, простотой, изяществом, она отражала родство видов в пределах рода. Такой способ названия видов стал общеупотребительным для ботаников и зоологов всех стран.

Система Линнея усилила интерес к изучению многообразия органического мира. К концу XVIII в. было известно уже более 20 тыс. видов, растений. К.А. Тимирязев отмечал: "Венцом и, вероятно, последним словом подобной классификации была и до сих пор не превзойденная в своей изящной простоте система растительного царства, предложенная Линнеем" (c)-(Тимирязев К. А. Исторический метод в биологии. Избр. соч.: В 3-х т. -М.: Сельхозгиз, 1949, т. 3, 365 с.)

Как и предыдущие, классификация Линнея была искусственной. На основании отдельных (а не комплекса) признаков он объединял в одну группу формы, которые не имели между собой ничего общего. Так, ко второму классу были отнесены ива, сирень, шалфей, вероника - представители четырех семейств, имеющие по две тычинки; морковь объединялась со смородиной (пять тычинок), рис - с барбарисом (шесть тычинок), а злаковые по этой классификации принадлежали к разным классам - в зависимости от количества тычинок. Сознавая искусственность своей системы, Линней пытался построить "естественную" систему, основанную на совокупности многих признаков, но не завершил этой работы. Такая система могла быть создана значительно позже, уже на принципах эволюционной теории.

Ослабление власти церкви способствовало развитию и других биологических дисциплин.

РАЗВИТИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК В XVI-XVIII вв.

Развитие описательной ботаники, потребности сельского хозяйства обусловливали развитие анатомических и физиологических исследований. Этому способствовало применение микроскопа в изучении растений.

Анатомия и физиология растений

Одно из первых описаний внутреннего строения растений в работе "Микрография" (1665) приводит английский ученый Р. Гук, который ввел термин "cellula" - клетка.

Итальянский исследователь М. Мальпиги (1528-1694) описал микроскопическое строение листьев, стеблей, корней, выделил сосудисто-волокнистые пучки, их отдельные элементы и указал на их роль в движении соков и питании растений, исследовал органы размнэжэния, но считал, что цветки выполняют функцию выделения, очищения сока, идущего на построение семян. Свои наблюдения М. Мальпиги изложил в двухтомной "Анатомии растений" (1675-1679). Аналогичную книгу опубликовал в 1682 г. англичанин Н. Грю (1628-1711). В ней он приводит много анатомических наблюдений, вводит понятие "ткань", дает характеристику разных растительных тканей, изучает пол и половой процесс у растений.

Развитие физиологии растений диктовалось потребностями растениеводства, необходимостью установить условия, определяющие урожайность. Одним из первых физиологических опытов принято считать опыт голландского ученого ван Гельмонта (1577-1644), который в 1600 г. начал выращивать иву в кадушке и через 5 лет определил, что масса растения увеличилась на 73 кг, а масса земли уменьшилась только на 57 г. На основании этого он пришел к выводу, что своим ростом растение обязано воде. Французский естествоиспытатель Б. Палисси (1510-1590) большое значение в питании растений придавал солевому составу почв.

Наблюдая за развитием семян тыквы, семядолей и листьев, М. Мальпиги высказал предположение об участии листьев (на солнечном свету) в переработке поступающего из корней "сырого сока" в "питательный сок".

Много новых данных по физиологии растений в книге "Статика растений" (1727) приводит английский ботаник и химик С. Гейлс (1677-1761), изучавший почвенное питание с помощью корней, нижний и верхний концевые двигатели, обеспечивающие передвижение соков в растениях, скорость этого передвижения, количество поглощенной и выделенной различными растениями воды. Эти наблюдения привели Гейлса к мысли о том, что растение что-то берет из воздуха.

Это "что-то" было расшифровано позже. Еще в 1753 г. М. В. Ломоносов высказывал мысль о воздушном питании растений, о том, что из воздуха листья усваивают "тонкую земляную пыль". Представление о воздушном питании растений успешно разрабатывалось во второй половине XVIII в. в связи с совершенствованием методов исследования. В 1779 г. голландский врач Я. Ингенхауз (1730-1799) установил, что на свету зеленое растение "очищает воздух" - поглощает углекислый газ. В 1782 г. швейцарский ботаник Ж. Сенебье (1742-1809) показал, что на свету зеленое растение поглощает углекислоту и выделяет кислород. В 1800 г. он публикует трехтомную "Физиологию растений". Положения о воздушном (фотосинтезе), водном и минеральном питании обобщил в начале XIX в. швейцарский ученый Т. Соссюр (1767-1845).

Таким образом, к концу XVIII в. были заложены основы физиологии растений. Работы в этом направлении имели значение для утверждения представлений о единстве природы, о круговороте веществ, о зависимости организма от факторов внешней среды, об изменяемости растений.

Зоология

В XVI-XVIII вв. зоологи занимались преимущественно описанием видов животных, их первичной инвентаризацией, но еще не было выработано четкой номенклатуры и терминологии. Появился целый ряд энциклопедических сводок, например пятитомная "История животных" швейцарского натуралиста К. Геснера (1516-1565). Геснер располагал большими коллекциями, которые были сосредоточены в "кабинете естественной истории" - первом зоологическом музее.

Создателем более четкой системы животных был К. Линней. Он ввел и в зоологию четыре основных таксона: класс, отряд, род, вид, а позже - разнoвиднoсть, выделил шесть классoв животных: млекопитающие, птицы, амфибии (куда вошли и рептилии), рыбы, насекомые, черви и дал общую характеристику классам. Система животных Линнея также была искусственной, в одном таксоне по избранному признаку объединялись разные формы. Так, по строению клюва в один отряд попали страус, казуар, павлин, курица и др., по строению зубной системы в одном отряде объединялись слон, морж, ленивец, муравьед, ящер и др.

Несмотря на несовершенство, эта система отличалась большой стройностью и упорядоченностью и получила широкое распространение. Если у Линнея было описано 4200 видов, то к концу XVIII в, было изучено уже около 20 тыс. видов животных.

Наряду с описанием видового разнообразия в XVIII в. у зоологов проявляется интерес к изучению строения животных и их органов, они изучают жизнедеятельность животных, выясняют их связи с внешней средой. Все чаще для изучения микроструктуры органов и одноклеточных организмов применялся микроскоп. Ш. Бонне, А. Трамбле, Л. Спалланцани и др. провели серию наблюдений над регенерацией беспозвоночных, размножением, метаморфозом насекомых, питанием, партеногенетическим развитием тлей, изучали другие вопросы.

Важное место в зоологии XVIII в. занимают исследования французского ученого Ж. Бюффона, который подготовил "Естественную историю" - многотомную энциклопедию о животных. Этот труд был наиболее крупной сводкой XVIII в. по биологии и пользовался широкой известностью во многих странах.

Анатомия животных и человека

Потребности зоологии и медицины эпохи Возрождения стимулировали развитие анатомии и физиологии животных и человека. Большие заслуги в развитии анатомии принадлежат гениальному итальянскому ученому, художнику, математику, инженеру Леонардо да Винчи (1452-1519), наметившему пути развития новой анатомической науки. Он создал превосходные анатомические рисунки, впервые описал щитовидную железу, приблизился к пониманию кровообращения, изучал нервную систему, органы чувств, разработал основы динамической анатомии движущихся органов. В 1955 г. на русском языке" изданы его "Избранные естественнонаучные произведения" (М.: Изд-во АН СССР).

Основателем новой анатомии следует считать А. Везалия (1514-1564), который создал описательную и топографическую анатомию на основе препарирования трупов, дал научное описание строения органов человеческого тела, пересмотрел и уточнил анатомическую терминологию. Его основной хорошо иллюстрированный труд в 7 книгах "О строении человеческого тела" вышел в 1543 г. (русское издание в 2-х томах 1950, 1954 г.). И. П. Павлов назвал работу А. Везалия первой анатомией, опирающейся на работу свободного разума исследователя.

Именами крупных исследователей XVI-XVII вв.- Г. Фаллопия, В. Евстахия, К. Варолия, И. Фабриция и др.- названы отдельные анатомические структуры человека. Труды А. Везалия и его последователей создали предпосылки для развития физиологии и эмбриологии.

Физиология

Анатомы пытались познать и функцию организма. Ранние исследования по физиологии касаются кровообращения. В середине XVI в. испанский ученый и мыслитель М. Сёрвет (1509-1553) высказывал мысль о малом круге кровообращении, а в 1628 г. английский ученый В. Гарвей (1578-1657) установил закономерности кровообращения, привел обоснование наличия малого (легочного) и большого (телесного) круга, определил направление движения и количество крови, проходящей через сердце, выяснил значение клапанов сосудов.

Оценивая заслуги В. Гарвея, И. П. Павлов писал: "врач Вильям Гарвей подсмотрел одну из важнейших функций организма - кровообращение - и тем заложил фундамент новому отделу точного человеческого знания - физиологии животных" (c)- (Павлов И. П. Собр. соч., т. VI." М.; Л. : Изд-во АН СССР, 1952, с. 425.).

Дальнейшее развитие физиологии осуществлялось под влиянием принципов механики и химии (течения ятромеханика, ятрохимия), когда сложные законы жизнедеятельности упрощались и сводились к законам физики, химии (организм - система рычагов и сосудов, жизнедеятельность - это реакции, которые определяются соотношением кислот и щелочей и стимулируются особыми веществами).

Французский математик Р. Декарт (1596-1650) выдвинул идею рефлекса. Он обосновывал положение о том, что процессы в нервной системе осуществляются автоматически и не нуждаются в душе.

Ученик Г. Галилея итальянец Дж. Борелли (1608-1679) закладывает основы физиологии движения. С позиций механики он описывает процессы хождения, плавания, полета, дыхательных движений и т.д.

В сведенном виде вопросы физиологии изложены в 8-томном издании "Элементы физиологии" (1757-1766) швейцарского ученого А. Галлера (1708-1777). В нем излагаются сведения о функции нервов, мышечных волокон, описываются механизмы кровообращения, физиология глаза, гортани и др. Анатомо-физиологические исследования в XVIII в. проводили известные русские врачи С. Г. Зыбелин, Д. С. Самойлович, Н. М. Максимович-Амбодик и др.

В XVIII в. более углубленно изучались отдельные вопросы строения организма и жизненных процессов в связи с применением более совершенной микроскопической техники.

Эмбриология. Преформизм и эпигенез

Развитию эмбриологии в XVI в. положили начало исследования итальянцев У. Альдрованди (1522-1605) и Д. Фабриция (1537-1619), которые описали основные этапы развития зародышей птиц и млекопитающих. Уже Р. Декарт (1648) и В. Гарвей (1651) утверждали, что в процессе зародышевого развития осуществляется последовательное новообразование отдельных органов животных. Ф. Реди (1626-1697) показал, что личинки мух выводятся из отложенных яиц, а не образуются самопроизвольно в гниющем мясе.

Долгое время неясными были источники образования зародыша и способы его питания. А. Левенгук (1632-1723) впервые исследует семенную жидкость животных и человека, описывает оплодотворение у лягушки (1677). На основании своих наблюдений он приходит к заключению, что образования, движущиеся в семенной жидкости, есть не что иное как "зверьки", анималькули - маленькие животные. Он делает вывод, что животные происходят из анималькулей, а яйцо доставляет им питательный материал. Другие же натуралисты настаивали на том, что зародыш предобразован в яйце, а семенная жидкость привносит в него животворящий принцип, оживляет яйцо. Так оформились два течения преформизма (лат. performa - заранее образую, предсуществую): анималькулизм (А. Левенгук, Н. Гартсекер и др.) и овизм (лат. ovo - яйцо) (Я. Сваммердам, М. Мальпиги, Ш. Бонне и др.). Сторонники преформизма считали, что в яйце, например, преобразован не только данный индивид, но и все его последующие поколения - в одном зародыше вложен меньший, а в нем еще меньший и т. д. Так возникла "теория вложения" - разновидность преформизма.

Преформисты рассматривали гаметы как готовые организмы, но в миниатюре, которые превращаются во взрослые особи путем количественного увеличения частей, развертывания уже готового. Ш. Бонне (1720-1793) был убежден, что без теории предсуществования нельзя объяснить образование сложного организма. Преформизм по существу отрицал развитие и находил поддержку в лице церкви.

Противоположную точку зрения отстаивали эпигенетики (греч. epi - на, над, после; genesis - рождение, происхождение). Мысли о зародышевом развитии как новообразовании высказывали еще Леонардо да Винчи, В. Гарвей, Р. Декарт и др. Основные положения эпигенеза обосновал К. Ф. Вольф [показать] .

Вольф Каспар Фридрих (1733-1794) - естествоиспытатель, один из основателей эмбриологии, немец по происхождению. С 1767 г. работал в Петербургской АН. Обосновал теорию эпигенеза - зародышевого развития с постепенным новообразованием органов, заложил основы учения о зародышевых листках. Сделал "первое нападение на теорию постоянства видов, провозгласив учение об эволюции" (c)-(Маркс К., Энгельс Ф. Соч., т. 20, с. 354.).

В книге "Теория зарождения" (1759) К. Ф. Вольф приводит данные о росте растений, зародышевом развитии цыпленка, описывает начало развития его сердца и кровеносных сосудов, образование конечностей, первичных почек, кишечника и других органов, показывает, что в зародыше органы не предсуществуют, а в процессе зародышевого развития постепенно формируются в определенной последовательности, т. е. происходит подлинное новообразование. К.Ф. Вольф не смог объяснить причин развития, но его работа имела важное значение в формировании эмбриологии как науки и в обосновании идеи развития. Таким образом, эпигенез близко подходит к пониманию развития как возникновения новых качеств. Эпигенетические представления в XVIII в. развивали также П. Мопертюи, Дж. Нидхем, отчасти Ж. Бюффон, в России - С.Г. Зыбелин, И. Безеке, А.Н. Радищев и др.

_____________________________________________
_______________________________
_________________

Таким образом, в додарвиновский период в различных областях биологии происходило описание и первоначальная систематизация материала; о сравнении организмов между собой и изучении связи явлений в то время не могло быть и речи. Ф. Энгельс отмечал, что рассматриваемый период характеризуется выработкой своеобразного общего мировоззрения, центром которого было метафизическое представление об абсолютной неизменяемости природы.

Естествоиспытатели рассматривают весь мир как нечто застывшее и неизменяющееся. По их представлению, звезды навеки остаются на своих местах; планеты продолжают кружиться по предначертанным орбитам; земля остается навеки той же. В природе отрицается всякое изменение, всякое развитие.

В биологии метафизический подход к природе выражался в признании абсолютной неизменяемости видов. Животные и растения представлялись как установленные раз и навсегда, как порождавшие всегда вполне тождественное себе потомство. Биологи не видели какой бы то ни было связи и преемственности между видами. Даже эмбриологи, изучавшие строение зародышей, утверждали, что все органы лишь вырастают из уже существующих зачатков (преформизм).

Метафизический подход к познанию природы оставлял открытым вопрос: как же возник весь этот сложный застывший мир. Ученые ищут ответ на этот вопрос в религии, в первом божественном толчке. Так укрепляется в науке и особенно в биологии своеобразное течение - креационизм (лат. сrеаtor - творец). Библейская легенда о творении мира превращается в "научную" теорию творения. Однако креационисты постоянно ощущают противоречие между наукой и религией. Они вносят поправки в религиозные, теологические представления, стремясь сочетать науку с религией.

Не избежал этого и Карл Линней, который будучи по мировоззрению креационистом и метафизиком, и выражая мировоззрения биологов периода накопления фактических знаний, в своих последних работах отмечал некоторые примеры изменчивости организмов и возникновения новых видов из старых, но при этом он не отрешился от своих креационистских взглядов. Создав искусственную систему растительного мира Линней указал на необходимость создания естественной системы, построенной с учетом всей совокупности признаков организма. "Искусственная система, - говорил Линней, - служит только до тех пор, пока не найдена естественная; первая учит только распознавать растения, вторая научит нас самой природе растения". При этом он не допускал мысли о естественном происхождении организмов и их родстве. Каждый вид, по его представлению, - это потомство одной пары животных или растений, созданных богом при сотворении мира. "Видов столько, - говорил Линней, - сколько различных форм создал в начале мира всемогущий; эти формы согласно законам размножения производили множество других, но всегда подобных себе". Однако его система подрывала веру в сотворение видов и их постоянство.

Основные понятия и терминыпо теме: эволюция,креационизм, трансформизм, искусственная система, «теория катастроф», дарвинизм.

План изучения темы:

Краткое изложение темы:

1. История развития эволюционных идей.

История развития естествознания в античный период тесно связана с развитием философии. Считалось, что от воли богов зависит и жизнь людей (креационизм). Так, Гераклит Эфесский (VI в. до н.э.) считал, что мир не создан никем из богов. В нем нет ничего застывшего, все находится в постоянном движении. Все течет, все изменяется, как вода в реке. В трудах великого философа и естествоиспытателя древности Аристотеля (384 - 322 гг. до н.э.) имеются высказывания о развитии живой природы, основанные на знании общего плана строениявысших животных (в книгах Аристотеля упоминается около 500 разных видов). Теофраст (372 - 287 гг. до н.э.). Он описал 400 видов растений, исследовал их органы. В его трактатах содержатся сведения о жизнедеятельности (физиологии) растений, их практическом значении. Фундаментальные труды Аристотеля «О частях животных», «История животных» и Теофраста «Исследования о растениях», обобщающие биологические знания того времени, оказал решающее влияние на последующее развитие биологии.

2. Значение работ К. Линнея, Ж.Б. Ламарка, Ж. Кювье в развитии эволюционных идей в биологии.

Карл Линней (1707-1778) , труд «Система природы», выдвинул иерархический принцип систематических категорий: объединил виды в роды, роды в отряды, отряды в классы. Предложил бинарную номенклатуру, создал первую искусственную систему природы. Линней отнес человека к миру животных и поместил его в один отряд с обезьянами. Научное наследие К.Линнея включает 180 опубликованных работ.

Жорж Кювье (1769-1832) был крупнейшим специалистом в области палеонтологии и сравнительной анатомии. Установил сходство между ископаемыми и современными животными. Кювье разработал «теорию катастроф» , которые в прошлом уничтожали всех животных, и после каждой катастрофы происходило сотворение новых живых организмов.

Кювье использовал для подтверждения деятельности творца, он рассматривал в качестве доказательства естественного происхождения и изменения живых организмов (трансформизм ).

ЖанБатистЛамарк (1744- 1829) предложил первую эволюционную теорию, подкрепленную многочисленнымипримерами. В основу учения положено представление о постепенном естественном развитии организмов во времени от простого к сложному и роль внешней среды в этом процессе оказывают условия среды. Основной труд «Философия зоологии».

3. Эволюционное учение Ч. Дарвина.

Главная научная заслуга Чарльза Дарвина (1809-1882) . состоит в том, что он раскрыл основные механизмы и движущие силы эволюции органического мира Земли. Дарвин объяснил суть селекции: человек создает новые породы домашних животных и сорта растений на основе наследственной изменчивости и искусственного отбора. Центральным звеном в теории Дарвина по праву следует считать разработанное им учение о естественном отборе, который, в свою очередь, становится следствием борьбы за существование . Борьба за существование происходит из-за почти неограниченной способностиорганизмов к размножению(под контролем естественного отбора). Ч. Дарвин считал, что механизмы эволюции едины. Ч. Дарвин вскрыл причины приспособлений организмов и показал относительный характер приспособленности, объяснил саму суть процесса видообразования (принцип дивергенции).

1. Что изучает эволюционное учение?

2. С именами каких античных ученых связаны древнейшие эволюционные представления?

3. В чем суть эволюционной концепции Ж. Б.Ламарка?

4. С помощью какого механизма Ламарк объяснял происхождение длинной шеи у птиц?

5. Чем характеризуется развитие биологии в античный период?

6. Какие ученые внесли значительный вклад в изучение биологии?

7. Какова роль Аристотеля в развитии биологии?

8. Какие основные эволюционные идеи сложились в античное время?

10. Каких ученых справедливо считают предшественниками дарвинизма?

11. Какое значение для развития эволюционных идей имели труды

К.Линнея?

12. Почему Ж.Кювье, и Ж.Б.Ламарка относят к предшественникам теории эволюции Ч.Дарвина?

13. Укажите заслуги Ж. Б.Ламарка в развитии эволюционных идей.

Тема 4.2. Вид. Популяция.

микроэволюция, вид, концепция вида, ареал, популяция, половая структура, возрастная структура, морфологический, физиологический, этологический, биохимический, генетический, экологический, географический критерии.

План изучения темы:

1. Концепция вида, его критерии.

2. Популяция – структурная единица вида и эволюции.

Краткое изложение темы:

1 . Термин «вид» введен в науку английским естествоиспытателем Джоном Реем (1628- 1705) в конце XVII в. К.Линней считал, что виды реально (объективно) существуют в природе и являются некими универсальными дискретными образованиями. В пределах любого вида те или иные признаки могут изменяться, в то время как сам вид остается неизменным. Великий французский эволюционист Ж. Б. Ламарк понятие вида считал условным, поскольку все виды постоянно меняются. В настоящее время принята биологическая концепция вида (Н.И. Вавилов, Э. Майр (в 1963 г. им опубликована фундаментальная монография «Зоологический вид и эволюция»), Ф.И. Добржанский, Н.В. Тимофеев-Ресовский и др.).

Биологическая концепция вида признает, что виды состоят из популяций, что они реальны и имеют общую генетическую программу,исторически сложившуюся в ходе эволюции. В соответствии с этой концепцией:

1) вид - это репродуктивное сообщество, обладающее репродуктивной изоляцией, которая понимается как наличие механизмов, препятствующих притоку других генов (в то же время существует множество механизмов, обеспечивающих размножение внутри вида);

2) вид - экологическая единица, взаимодействущая как единое целое с другими видами;

3) вид - генетическая единица, обладающая единым генофондом. Из данной теоретической концепции вытекает следующее определение: виды - это группы скрещивающихся естественных популяций, репродуктивно изолированные от других таких групп. Каждый вид обитает на определенном пространстве, называемом ареалом вида. Принята определенная сумма показателей (критериев), по которым возможно очертить границы каждого конкретного вида и определить видовую принадлежность рассматриваемых особей: морфологический, физиологический, этологический, биохимический, генетический, экологический, географический.

2. Популяция - это исторически сложившаяся совокупность особей данного вида, занимающая определенное пространство внутри видового ареала и в той или иной степени изолированная от аналогичных соседних совокупностей.

Изоляции популяций способствуют географические барьеры (для одних видов это пустыни, для других - реки и морские проливы, для третьих - высокие горные хребты, для четвертых - неблагоприятный климат и т.д.), биологические различия (морфологические, экологические и поведенческие), препятствующие скрещиванию, - это могут быть различия в строении полового аппарата, сроках размножения, поведении ухаживания и пр.Вид состоит из популяций, которые следует рассматривать как элементарные единицы эволюции. Для популяций характерна возрастная и половая структуры.

Вопросы для самоконтроля по теме:

1.Как называется концепция вида, придающая особое значение морфологическим различиям между видами?

2. Докажите, что морфологические различия не могут быть единственным критерием вида.

3. Какие взгляды на реальность вида принадлежали представителям биологической концепции?

4. С именами каких ученых связана современная биологическая концепция вида?

5. По каким критериям, согласно современной концепции вида, определяется видовая принадлежность рассматриваемых особей?

6. Дайте определение популяции. Исходя из определения популяции,

7. Докажите, что выражение «популяция мышевидных грызунов Измайловского парка» в корне неверно.

8. Покажите на конкретных примерах, что элементарной единицей эволюции является популяция.

Тема 4.3. Микроэволюция

Основные понятия и термины по теме : микроэволюция, наследственная изменчивость, естественный отбор, борьба за существование, синтетическая теория.

План изучения темы:

1. Движущие силы эволюции.

2. Синтетическая теория эволюции.

3. Микроэволюция. Современные представления о видообразовании (С.С. Четвериков, И.И. Шмальгаузен).

Краткое изложение темы :

1. Движущие силы эволюции : наследственная изменчивость, борьба за существование, естественный отбор.

Наследственная изменчивость - причина наследственных изменений - изменение генов и хромосом, перекомбинация (сочетание) родительских признаков у потомства. Роль наследственной изменчивости в эволюции: поставка материала для действия естественного отбора.

Борьба за существование - сложные взаимоотношения между особями одного вида, разных видов, с факторами неживой природы. Причина борьбы за существование - способность особей к безграничному размножению, увеличению численности и ограниченность ресурсов (пищи, территории и др.) для их существования.

Формы борьбы за существование:

- борьба с неблагоприятными условиями неживой природы (абиотическими факторами недостаточной освещенности;

- межвидовая борьба за существование - взаимоотношения между особями разных видов.

- внутривидовая борьба за существование - взаимоотношения между особями одного вида. Наибольшая напряженность внутривидовой борьбы вследствие сходства потребностей у особей одного вида (необходимость сходной пищи, освещенности, почвы и др.).

Естественный отбор - процесс выживания особей с полезными в данных условиях среды наследственными изменениями и их последующее размножение. Отбор - следствие борьбы за существование, главный фактор эволюции, сохраняющий особей преимущественно с полезными в определенных условиях среды наследственными изменениями. Отбирающий фактор - условия внешней среды: высокая или низкая температура воздуха; избыток или недостаток влаги, света, пищи.
Взаимосвязь движущих сил эволюции заключается в неоднородности особей вида вследствие наследственной изменчивости, поставляющей материал для действия борьбы за существование и для естественного отбора.

2. Синтетическая теория эволюции (также современный эволюционный синтез) - современная эволюционная теория, которая является синтезом различных дисциплин, прежде всего, генетики и дарвинизма. СТЭ также опирается на палеонтологию, систематику, молекулярную биологию и др.науки. Впервые было предложено Дж. Симпсоном в 1949 году.

Положения синтетической теории эволюции:

1. Элементарной единицей эволюции считается локальная популяция;

2. Материалом для эволюции являются мутационная и рекомбинационная изменчивость;

3. Естественный отбор рассматривается как главная причина развития адаптаций, видообразования и происхождения надвидовых таксонов;

4. Дрейф генов и принцип основателя выступают причинами формирования нейтральных признаков;

5. Вид есть система популяций, репродуктивно изолированных от популяций других видов, и каждый вид экологически обособлен;

6. Видообразование заключается в возникновении генетических изолирующих механизмов и осуществляется преимущественно в условиях географической изоляции.

3. Микроэволюция- это совокупность эволюционных процессов, протекающих в популяциях и приводящих к образованию нового вида.

Видообразование:

а) аллопатрическое (географическое), связано с расширением ареала исходного вида и осуществляется посредством длительной географической изоляции популяций.

б) симпатрическое (экологическое)связано с зарождением в рамках популяционного ареала новой формы. Однако совмещение мест обитания оказывается временным явлением.

Вопросы для самоконтроля по теме:

1. Назовите два основополагающих принципа, лежащих в основе процесса видообразования.

2. Какие механизмы лежат в основе аллопатрического видообразования?

3. В результате чего возникают изоляты?

4. Приведите примеры аллопатрического видообразования.

5. Раскройте механизм симпатрического видообразования. Ответ проиллюстрируйте примерами.

6. Что такое микроэволюция?

7. Назовите и охарактеризуйте движущие силы эволюции?

Тема 4.4. Мутагенез

Основные понятия и термины по теме: искусственный мутагенез, аллополиплоиды, рафанобрассика , мутагены, отдаленная гибридизация.

План изучения темы:

2. Искусственный мутагенез.

Краткое изложение темы:

1. Разработка способов преодоления бесплодия межвидовых гибридов.

Отдаленная гибридизация (скрещивание растений разных видов, а иногда и родов, способствующее получению новых форм) не находит широкого применения в селекции по причине бесплодности получаемых гибридов. Впервые межвидовую бесплодность преодолелГеоргий Дмитриевич Карпеченко (1899–1942) при скрещивании редьки и капусты.

Капустно-редечный гибрид (рафанобрассика)

Г.Д. Карпеченко действием колхицина удвоил число хромосом гибрида. В результате в гибридном организме оказалось 36 хромосом, слагающихся из двух полных диплоидных наборов редьки и капусты. Виды, у которых произошло объединение разных геномов в одном организме, а затем их кратное увеличение, называются аллополиплоиды . В зиготе вновь оказалось 36 хромосом. Таким образом, полученный капустно-редечный гибрид, названный рафанобрассикой, стал плодовитым. Г.Д. Карпеченко удалось впервые четко продемонстрировать взаимосвязь отдаленной гибридизации и полиплоидии в получении плодовитых форм. Это имеет огромное значение как для эволюции, так и для селекции.

Известны также работы русского селекционера ИванаВасильевича Мичурина, который используя метод ментора , создал различные сорта межвидовых растений. Много внимания онуделял скрещиванию географически удаленных форм и их внедрению в новые регионы.

2. Искусственный мутагенез.

В селекции широко используют метод искусственного мутагенеза (воздействуя мутагенами на исходный материал, нарушают строение молекул ДНК, что приводит к резкому росту числа мутаций, среди которых часто появляются формы с полезными признаками). Путём искусственного мутагенеза получены высокоурожайные сорта ярового и озимого ячменя, яровая пшеница Новосибирская 67, а также полиплоидные растения, отличающиеся более крупными размерами плодов, цветков, стеблей и др. органов и повышенным содержанием сахара (сахарная свёкла), белков (зернобобовые), масла (подсолнечник) и др. полезных веществ.

Вопросы для самоконтроля по теме:

1. С какой целью применяются мутагены?

2. Назовите мутагенные факторы.

3. Что такое мутагенез?

4. Какие растения были получены в результате искусственного мутагенеза? Приведите примеры.

5. В чем заключается суть метода ментора?

Тема 4.5. Макроэволюция

Основные понятия и термины по теме: макроэволюция, арогенез, аллогенез, катагенез, идиоадаптация, ароморфоз, общая дегенерация, биологический прогресс, биологический регресс.

План изучения темы:

1. Макроэволюция. Ее направления.

2. Аллогенез.

3. Арогенез.

4. Катагенез.

Краткое изложение темы:

1. Макроэволюция органического мира - это процесс формирования крупных систематических единиц: из видов - новых родов, из родов - новых семейств и т. д. В основе макроэволюции лежат те же движущие силы, что и в основе микроэволюции: наследственность, изменчивость, естественный отбор и репродуктивная изоляция.

В настоящее время четко разграничивают два направления, или типа, макроэволюционного процесса, приводящие к биологическому прогрессу группы: 1) аллогенез и 2) арогенез.

Под биологическим прогрессом А. Н. Северцов понимал процветание группы организмов, ее победу в борьбе за существование. Биологический прогресс характеризуется расширением ареала, увеличением числа разновидностей и особей данной группы.

3. Арогенез - развитие группы, связанное с переходом в новые, более сложные условия обитания на основе усложнения строения и повышения организации. Такой путь морфофизиологических перестроек А. Н. Северцов назвал ароморфозом. Арогенез обычно протекает быстрее, чем аллогенез, который практически бесконечен. Ароморфозы обычно затрагивают важнейшие системы органов. Они способствуют лучшему поддержанию постоянства внутренней среды, уменьшая тем самым зависимость от окружающей внешней среды. Это позволяет освоить новые, более сложные условия жизни. Примером служит арогенез птиц, предки которых приобрели крылья, четырехкамерное сердце, соответствующие отделы мозга, теплокровность и т. д.

Биологический регресс - это процесс, обратный прогрессу. Он характеризуется снижением приспособленности и постепенным вымиранием. Пример - те же динозавры, у которых биологический прогресс сменился регрессом.

Вопросы для самоконтроля по теме:

1. Что такое биологический прогресс?

2. Какие существуют основные направления эволюции организмов?

3. Какое направление поднимает группу организмов на более высокий уровень организации?

4. Приведите примеры ароморфозов.

5. Что такое аллогенез?

Тема 4.6. Доказательства эволюции

Основные понятия и термины по теме: гомологичные органы, рудименты, атавизмы, аналогичные органы, переходные формы, филогенетический ряд.

План изучения темы:

1. Доказательства эволюции: морфологические, эмбриологические, палеонтологические, биогеографические, генетические и цитологические

Краткое изложение темы:

1. Доказательства эволюции - научные данные и концепции, подтверждающие происхождение всех живых существ на Земле от общего предка:

а) Морфологические доказательства - основаны на сравнительно-анатомических признаках. Гомологичные органы - имеют общее происхождение и строение, но выполняют разные функции(конечности крота, кошек, летучих мышей). Аналогичные органы - имеют разное строение и происхождение, но выполняют одинаковые функции(крылья птиц и крылья бабочек). Рудименты -органы, утратившие своё основное значение в процессе эволюционного развития организма (аппендикс, третье веко, дарвинов бугорок). Атавизмы - появление у особи признаков, свойственных отдалённым предкам, но отсутствующих у ближайших(волосатость, наличие хвоста, многососковость).

б) Эмбриологические -у всехпозвоночных животных наблюдается сходство зародышей. «Закон зародышевого сходства» К. Бэр : чем более ранние стадии индивидуального развития исследуются, тем больше сходства обнаруживается между различными организмами. Биогенетический закон Мюллера, Геккеля: онтогенез есть быстрое и краткое повторение филогенеза.

в) Палеонтологические - сравнение вымерших форм с современными формами

убедительно свидетельствуют о том, что животные и растения постоянно изменялись во времени. Переходные формы - организмы, в себе одновременно как признаки древних, так и более эволюционно молодых групп, относящихся к таксономическим (систематическим) категориям высокого ранга (семенные папоротники (переходная форма между папоротникообразными голосеменными), ихтиостеги (переходная форма между пресноводными кистеперыми рыбами и земноводными) Филогенетические ряды - непрерывные ряды форм (от древнейших до современных), отражающие эволюцию рассматриваемых категорий. Отечественный зоолог В.О.Ковалевский (1842-1883) разработал филогенетический ряд лошадей.

г) Биогеографические -основано на сравнении флоры и фауны земного шара.

Сравнение растительного и животного мира различных географических областей позволяет разобраться в их отдаленном прошлом, предоставляет богатый материал, доказывающий эволюцию живых организмов. Сходство фауны и флоры Северной Америки и северо-востока Евразии объясняется наличием в недалеком прошлом узкого перешейка («сухопутного моста») между материками. Такой же мост существовал между Европой и Британскими островами.

д) Генетические и цитологические - осуществление генетического кодирования, биосинтеза белков и нуклеиновых кислот происходит по единому для всего живого на Земле механизму. Клеточное строение характерно для подавляющего большинства организмов.Принципы деления клеток одинаковы у всех эукариот. Это неоспоримо свидетельствует о едином плане строения и общности происхождения всех организмов.

Вопросы для самоконтроля