Вопросы для самоконтроля

1. Используя, какие методы, Гиппократ и его школа заложили основы медицины?

2. Кто впервые описал строение глаз, печени и других органов тела?

3. В каком веке, начали эксперименты по искусственной гибридизации?

4. В каком году, Шлейден и Шванн заложили основу клеточной теории?

5. Какие ученые установили однотипность структуры клетки растений и животных?

6. Как называется наука о клетках?

7. Как называется наука о наследственности и изменчивости?

8. Что показала клеточная теория?

9. В каком веке появилась молекулярная биология?

10. По какому механизму протекает биосинтез белка?

11. Какие вещества являются строительным материалом для живой клетки?

12. Что означает то, что живые организмы являются открытыми системами?

13. Объединения, каких наук положило начало новой науке – биохимии?

14. Что изучает биохимия?

15. Что удалось выяснить биохимикам?

16. На стыке, каких наук родилась новая наука – биофизика?

17. Что удалось выяснить биофизикам?

10.3. Эволюционная биология

Во второй половине XVIII века и в начале XIX века ученые все настойчивее излагают идею эволюционного развития живой природы. Биолог Ш. Бонне, в 1745 году, развил идею «лестницы существ», которая содержала элементы эволюционного изменения органического мира.

В новое время огромное разнообразие растительности и животных привлекали внимание ученых. Для объяснения такого многообразия живых организмов в XVIII веке были выдвинуты различные концепции: трансформизм, ламаркизм, катастрофизм, униформизм и дарвинизм.

Трансформизма

С середины XVIII века широкое распространение получила концепция трансформизма, которая имела много разновидностей. К. Линней считал, что виды остаются неизменными, а разновидности могут изменяться. Ж. Бюффон допускал трансформации самих видов. Многие трансформисты XVIII века допускали изменчивость видов, под воздействием внешних условий, гибридизации и др. Некоторые даже допускали возможность взаимных преобразований любых таксонов.

Трансформизм построен на основе большого числа фактов, свидетельствовавших о наличии глубинных взаимосвязей между видами, родами и другими таксонами. Сущность этих взаимосвязей пока еще не была понятна. Познание сущности стало возможным после перехода от трансформизма к эволюционизму.

Ламаркизм

Французский естествоиспытатель, ботаник Жан Батист Ламарк перевел идеи эволюции органического мира на уровень теории эволюции. В начале XIX века, немецкий ученный Г. Р. Тревиранус предлагал воссоздать картину исторического развития живого в виде родословного дерева органического мира.

Огромный эмпирический материал позволил Ламарку обнаружить промежуточные организмы между двумя видами. Ламарк сформулировал гипотезу эволюции в двух принципах: 1) принцип градации (стремление к совершенству); 2) принцип приспособления к условиям внешней среды (закон первый: изменение органов под влиянием продолжительного упражнения; закон второй: наследование таких приобретенных изменений новыми поколениями).

Градация – это постоянное совершенствование. Приспособление к условиям внешней среды – это изменение органов, под влиянием продолжительного упражнения. Причем, эти приобретенные изменения наследуются следующими поколениями, так ошибочно считал Ламарк. Он приводит, в качестве примера, удлинившуюся шею жирафа.

Согласно ламаркизму, современные виды произошли от ранее живших организмов путем приспособления к окружающей среде. Например, Ламарк считал, что жираф, доставая на высоком дереве листья, вытягивал свою шею. Эти тренировки вызвали прилив крови и усилили рост шеи жирафа, и это изменение было унаследовано его потомкам.

Хотя эволюционная теория Ламарка была ошибочной, т.к. изменение приобретенные организмом в ходе тренировки по наследству не передаются, однако считают важным то, что Ламарк искал объяснение эволюции во взаимодействии организма со средой и стремился материалистически трактовать факторы эволюции.

Катастрофизм

Французский зоолог и палеонтолог Жорж Кювье является основоположником теории катастроф. Причины возникновения теории катастроф следующие. Во-первых, отсутствие промежуточных форм, между сменяющими друг друга видами растительности и животных. Во-вторых, существование резких границ между геологическими слоями. В-третьих, незначительная изменяемость видов на протяжении жизни человека. В-четвертых, редкость образования межвидовых гибридов. В-пятых, существование обширных зон с вулканическими породами. В-шестых, наличие смены земных отложений морскими организмами и наоборот. В-седьмых наличие много перевернутых пластов. В-восьмых, существование трещин в пластах и глубинных разломах земной коры, которые свидетельствуют о происходивших катастрофах.

Согласно, теории катастроф, происходит качественное изменение органического мира, в результате катастрофы. Теория катастроф допускает изменение законов природы со временем.

В катастрофизме все природные процессы протекают с участием Творца, а в ламаркизме без него. Теория катастроф не могла объяснить причины катастрофы, поэтому нуждалась в присутствии Творца. После каждой катастрофы Творец заново создает живые организмы по их роду.

Кювье считает, что изменение видов происходит только во время катастрофы, т.е. при мировых перетрубациях исчезают одни виды животных и растений и появляются другие, качественно новые. Кювье выделил четыре типа животных: позвоночные, мягкотелые, членистые и лучистые. Между ними не может быть переходных форм. В настоящее время считают, что теория катастроф является полностью ошибочной. Однако она сыграла положительную роль в развитии науки и в разработке эволюционной теории. Кювье является создателем палеонтологии, сравнительной анатомии, теории корреляции в морфологии и исторической геологии. Теория корреляций позволила, по нескольким ископаемым фрагментам вымершего животного, восстанавливать его целый облик. Таким образом, катастрофизм внес свой вклад в становлении дарвинизма.

Униформизм

Основоположником униформизма является английский естествоиспытатель геолог Чарльз Лайель. Униформисты выступили против катастрофизма, критикуя его за то, что теория не объяснила причины катастроф, за то, что считает непознаваемой историю Земли и историю органического мира.

Согласно теории униформизма, история Земли и история органического мира познаваема. Современные и древние геологические процессы тождественны. По характеру, современными процессами можно приблизительно описать закономерности древних процессов, в том числе и образование горных пород. Лайель считает, что при помощи этого метода, человек может проникнуть в тайны океана или внутренностей земного шара.

Униформисты считали, что возраст Земли намного больше, чем предполагали катастрофисты (100 тысяч лет в средине XVIII века, в средине XIX века – сотни миллионов лет, а в начале ХХ века – 4,6 млрд. лет). Униформисты получили факты медленного поднятия суши, без катастроф. Они отстаивали точку зрения о неизменяемости законов природы на протяжении истории Земли. Утверждали обратимость явлений, т.е. их цикличность, поэтому отрицали прогрессивное развитие живых существ. С точки зрения униформистов, Земля не развивается в определенном направлении, т.к. она меняется случайным образом в обе стороны. Они не сумели заметить необратимость самопроизвольных процессов в природе.

Униформисты, разрабатывая методы исследования природы и накапливая огромный фактический материал по изменению объектов природы, подготовили почву для возникновения Дарвинизма.

Дарвинизм

Факты, накопленные трансформистами, ламаркистами, катастрофистами и униформистами были необходимы для возникновения идеи эволюции. Трудности создания теории эволюции были связаны с господствующим представлением о неизменности органической части природы.

Эмпирические предпосылки теории эволюции были накоплены в таких науках как палеонтология, эмбриология, сравнительная анатомия, систематика, физиология, биогеография, геология и другие науки, а также в достижениях селекции растений и животных. Для возникновения теории эволюции, большое значение имела идея единства растительного и животного миров, установленная Т. Шванном и М. Шлейденом, в 1839 г.

Дарвин, в создании теории эволюции, опирался на огромный эмпирический материал, собранный его предшественниками и им самим в ходе путешествия на корабле «Бигль». Анализ фауны Южной Америки и Галапагосских островов привел его к представлению об эволюции в пространстве и во времени.

Он открыл принцип дивергенции – расхождения признаков у потомков с общими предками, после чего у него появилась идея о выявлении причины дивергенции. Он использовал идею Т. Р. Мальтуса о размножения особей в геометрической прогрессии, а рост продуктов питания в арифметической прогрессии, что приводит к борьбе за выживание. До Дарвина были известные наследственность и изменчивость организмов. Дарвин исправил ошибки Ламарка, считая, что приспособительная изменчивость не передается по наследству и не приводит к образованию новых видов.

Дарвин различал два вида изменчивости – определенную и неопределенную. Определенная изменчивость (адаптивная модификация) - способность всех особей одного и того вида в определенных условиях внешней среды одинаковым образом реагировать на эти условия (климат, пищу и др.). В настоящее время известно, что адаптивная модификация не наследуется.

Неопределенная изменчивость (мутация) – изменения в организме, как положительные, так и отрицательные, происходят и передаются по наследству. Дарвин считал, что основную роль в эволюции играет мутация.

Заслуга Дарвина в том, что он рассматривал в теории эволюции роль «борьбы за существование» и естественного отбора. В результате, борьбы за существование размножаются наиболее приспособленные особи каждого вида, передающие из поколения в поколение новые свойства. Накопление новых свойств, приводит к видообразованию и прогрессивной эволюции органического мира.

Дарвин установил, что естественный отбор является движущим фактором эволюции и причиной ее протекания. К идее естественного отбора, Дарвина привели успехи селекции. Вывод о существовании естественного отбора, он делал по аналогии с отбором искусственным. Позже он установил доказательство существования естественного отбора в природе. Дарвин, для создания теории эволюции синтезировал триаду: 1) наследственность и изменчивость; 2) борьба за существование; 3) естественный отбор. Эта триада лежит в основе научной биологии.

В 1859 году, свою теорию эволюции Дарвин опубликовал в книге «Происхождение видов путем естественного отбора». Э. Геккель назвал Дарвина - «Ньютоном органического мира», а Людвиг Больцман назвал XIX век - «веком Дарвина».

_{Критиковать Дарвина продолжали до конца 20-х годов ХХ века, т.е. до синтеза дарвинизма с достижениями других наук таких как генетика, молекулярная биология, палеонтология, биогеография, эмбриология и др. После чего, современная теория эволюции природы получила названия «синтетическая теория эволюции». Синтетическая теория эволюции нашла поддержку в мировом сообществе. По сей день противники дарвинизма, искажая новейшие достижения молекулярной биологии, палеонтологии, и других наук, критикуют это учение. Дарвинизм в общем виде согласуется с теорией самоорганизации системы.}