Движущие силы эволюции
Ч. Дарвин в своем классическом труде «Происхождение видов» решил вопрос о главных движущих силах (факторах) эволюции органического мира. Он выделил следующие факторы: наследственность, изменчивость, борьба за существование, естественный отбор, изоляция, популяционные волны, а движущими силами эволюции пород, сортов –наследственность, изменчивость и искусственный отбор.
Вслед за некоторыми предшественниками Ч. Дарвин обращает внимание на выраженную изменчивость живых форм, и новое, что он привносит в представление об изменчивости, – это разграничение ненаследственных и наследственных изменений и первостепенного значения последних в эволюции. Рассматривая вопрос о причинах изменений, Ч. Дарвин выделяет определенную, неопределенную и соотносительную изменчивость. Неопределенными изменениями он называет те, которые появляются у организмов внезапно, их направление у разных особей различно, они наследуются. Определенные изменения возникают под действием известных причин и у большинства особей популяции. Такие изменения не наследуются. При соотносительной изменчивости изменение одного органа или признака влечет за собой изменение других органов или признаков. Например, толщина волос у овец зависит от толщины кожного покрова. Таким обраэом, Ч. Дарвин впервые обосновал роль наследственных изменений, хотя в его время еще не были известны все причины и механизмы изменчивости.
Важную роль в эволюционных процессах Ч. Дарвин отводил наследственности, вместе с тем ему не удалось раскрыть законы наследования признаков.
Придавая большое значение неопределенным, случайным изменениям, Ч. Дарвин должен был объяснить факт целесообразной приспособленности организмов к среде обитания, характер изменений строения живых существ в процессе эволюции. Возникновение новых разновидностей и видов при случайном характере изменений он связал с явлением борьбы за существование и естественным отбором.
Борьба за существование – совокупность сложных взаимоотношений организмов в природе. Дарвин выделяет три ее формы: конституциональную, межвидовую и внутривидовую.
Конституциональная борьба (взаимоотношения организмов с неживой природой) осуществляется путем приспособления конституции живых существ к условиям среды.
Межвидовая борьба – борьба между особями разных видов, имеющих разные потребности. Поэтому между ними не возникает конкуренции в борьбе за жизнь. Между близкими видами (в связи с тем, что их потребности почти одинаковы) борьба более жестокая и может закончиться полным вытеснением одного вида другим. Так, рыжий таракан вытесняет отовсюду, где встречается, черного таракана.
Внутривидовая борьба происходит между особями одного вида, имеющими одинаковые потребности. Поэтому борьба наиболее напряженная и жестокая. Эти внутривидовые отношения приводят к дивергенции, т. е. служат постоянным источником обособления групп особей внутри вида. Животные и растения, относящиеся к одному виду, не идентичны, между ними всегда есть различия. Дарвин предположил, что при ограниченности пищевых ресурсов наиболее ожесточенная борьба за существование протекает между теми индивидуумами, которые наиболее сходны. Между наиболее различающимися особями общих интересов меньше, поэтому возможность выжить у них реальнее. Все промежуточные формы уступают крайним вариантам, не выдерживают конкуренции и погибают. С каждым новым поколением разошедшиеся крайние формы все больше и больше различаются, а промежуточные вымирают. Так из прежних видов путем дивергенции создаются новые. Учение о дивергенции дает убедительное материалистическое объяснение многообразию органического мира.
Вследствие борьбы за существование в природе происходит естественный отбор. Под естественным отбором Ч. Дарвин понимал «выживание наиболее приспособленных» организмов к меняющимся условиям среды. В процессе естественного отбора накапливаются признаки, полезные для данного вида в целом. Необходимым условием естественного отбора является наследственная изменчивость, а результатом – формирование приспособлений к конкретным условиям среды. Различают следующие формы естественного отбора: движущий, стабилизирующий и дизруптивный.
Движущий отбор описан Ч. Дарвином. Он способствует сдвигу среднего значения признака и свойства, приводит к появлению новой формы вместо старой, переставшей соответствовать новым условиям. Движущий отбор действует при изменении среды. При этом изменение признака идет как в сторону его усиления, так и ослабления; как приобретение нового, так и утраты старого. Примерами могут служить формы антибиотикоустойчивых бактерий, бескрылые насекомые.
Стабилизирующий отбор описан И.И. Шмальгаузеном. Он направлен на сохранение в популяции среднего, ранее сложившегося признака. Действует эта форма отбора против проявлений фенотипической изменчивости и при постоянных условиях среды. При длительном его действии многие виды могут не изменяться в течение многих тысяч лет. Например, форма и размеры насекомоопыляемых растений более стабильны, чем у ветроопыляемых. Почему? Потому что они соответствуют строению насекомых-опылителей. Поэтому оставляют потомство те растения, строение цветков которых не изменяется.
Дизруптивный отбор описан Мазером. Эта форма отбора благоприятствует двум или нескольким направлениям изменчивости организмов. Она направлена против сохранения среднего значения признака, ведет к распаду (дивергенции) прежней формы и появлению двух или более новых форм, отличаюшихся друг от друга. Классическим примером дизруптивного отбора может служить появление на океанических островах насекомых бескрылых либо с мощными крыльями, способными противостоять сильным ветрам, дующим с суши на море. По механизму действия этот отбор противоположен стабилизирующему, т. к. сохраняет крайние варианты.
Любая форма отбора приводит к адаптации, т.е. соответствию строения, функций, поведения живых организмов среде обитания. Различают адаптации пассивные (покровительственная или предупреждающая окраска, интенсивное размножение) и активные (развитие нервной системы, органов чувств, органов движения).
Все формы естественного отбора составляют единый механизм, поддерживающий равновесие популяций с условиями среды.
Установив факт изменения видов в результате естественного отбора в процессе приспособления к условиям среды, Дарвин пришел к выводу, что культурные растения и домашние животные произошли от диких видов. Эта мысль натолкнула его на создание учения об искусственном отборе.
Искусственный отбор – это отбор человеком особей с ценными для человека наследственными признаками. Выделяют два вида искусственного отбора: 1) бессознательный; 2) сознательный (методический).
Бессознательный отбор проводит человек, не ставя перед собой никаких целей улучшения или изменения сорта или породы, а просто в первую очередь использует для своих нужд менее ценных для себя животных (менее удойных коров, менее яйценосных кур и др.).
Сознательный отбор проводится с заранее поставленной целью – получить новую породу или сорт. Этот вид отбора постепенный и длительный. Одомашнивание диких животных началось 10-12 тысяч лет назад. Человек подмечал таких животных, которые имели нужные человеку признаки, и брал их в качестве производителей. В их потомстве делал отбор и вновь скрещивал и т. д. Таким образом, из поколения в поколение накапливались ценные для человека признаки, но совершенно не учитывалось, а может ли такое животное жить в природе. Например, по заказу владельцев суконной промышленности в Англии была выведена порода коротконогих, с длинной, густой шерстью овец.
По Ч. Дарвину, для успешного проведения искусственного отбора должны соблюдаться следующие условия:1) особи должны иметь значительную изменчивость; 2) для отбора нужно большое количество особей; 3) проводить тщательный отбор производителей и устранять нежелательные скрещивания, 4) усиливать ценные признаки из поколения в поколение.
