Теория Чарльза Дарвина.

Ч. Дарвин выдвинул теорию, которая базировалась на том неопровержимом факте, что детеныши животных рождаются в огромных количествах и что большинство из них погибает, не достигнув возраста половой зрелости. В значительной степени это дело случая. Но Дарвин также заметил, что все животные, размножающиеся половым способом, отличаются друг от друга цветом, формой, поведением и множеством других признаков. Эти отличия либо облегчают, либо затрудняют животному борьбу за выживание. Животные с полезными признаками выживают чаще, чем не имеющие таковых.

Чтобы способствовать эволюции, полезные признаки должны передаваться последующим поколениям. Дарвин полагал, что так оно и есть, отталкиваясь, опять-таки от наблюдения за наследственностью. Но возникало немало других вопросов, например как: «Откуда такое множество видов»?

Ключ к разгадке дали острова Галапагос. Каждый из них мог похвалиться отдельной расой гигантской черепахи с отличительным рисунком панциря, хотя эти расы были явно родственными. По предположению Дарвина, они произошли от одного предка, расселились по разным островам и эволюционировали там изолированно от своих соседей. Естественный отбор привел к сохранению и совершенствованию изменений, что позволило каждой расе приспособиться к среде обитания. Из-за географической изоляции исключалась возможность межрасового скрещивания и обратного процесса.

В соответствии с теорией Дарвина, другие виды животных разделились таким же образом, но отдельные виды на каждом острове образовались в процессе колонизации разных сред обитания и в результате изменений в самих переселенцах с целью приспособления к местным условиям. Возможно, что первоначально между ними частично имело место межрасовое скрещивание. Однако под влиянием различий в поведении эти возможности постепенно сокращались до тех пор, пока между расами не возникла генетическая несовместимость. Так образовались отдельные виды животных.

Создав свою основную научную теорию в конце 1830-х годов, Дарвин провел последующие 20 лет в поисках доказательств. Только в 1859 году он опубликовал свои идеи и гипотезы.

Он разошелся мгновенно, вызвав возмущение ученых-традиционалистов, которые расцепили его чуть ли не как богохульство. Многие были рады отказаться от библейской истории сотворения мира в пользу теории Дарвина, но лишь некоторые были готовы согласиться с предположением, что человек также является продуктом эволюции и что его предок - всего-навсего обезьяна.

Эта концепция и поныне остается неудобоваримой для тех, кто считает человека особенным (так называемым «Божьим творением»). Тем временем ученые, принявшие такую возможность своего происхождения, до сих пор спорят о деталях эволюционного процесса. Недавнее представление об эволюции как о постепенном процессе незначительных изменений было вытеснено теорией «перемежающегося равновесия, согласно которой длительные периоды неизменности видов сменяются периодами быстрого развития дочерних популяций, дающих начало новым видам. Такая идея возникла под влиянием того факта, что окаменелости содержат очень мало свидетельств плавности перемен.

Такие гипотезы могут привнести изменения в структуру теории, но не способны подорвать ее основы. Сегодня нет сомнений в том, что в ходе развития животные приспосабливаются к различным внешним влияниям. Стремясь разобраться в бесконечном разнообразии населяющих Землю живых существ, зоологи разделили их на группы и попытались определить, как происходило их эволюционное развитие.

Популяции.

Сообщества организмов состоят из видов, а виды — из популяций. Вид может состоять из одной или более популяций, причем разной численности. Между популяциями практически не бывает резких разграничении, хотя степень их изоляции зависит от географических условий, от местообитания, от численности соседних популяций. В результате интенсивного размножения границы между популяциями вообще могут размываться. В случае многих млекопитающих популяции имеют стадный характер.

Что же касается структуры самих популяций, то она может быть пространственной, возрастной, половой и генетической.

• Пространственная структура определяется размещением особей в пространстве и зависит от биологических свойств вида, от характера местообитания, от времени года. Например, организмы многих видов предпочитают держаться стаями (птицы) либо стадами (млекопитающие).

• Возрастная структура популяции определяется количеством в популяции организмов того или иного возраста, а половая — количеством самцов и самок.

• Генетическая структура является отражением количественных отношений между разными генотипами в популяции.

Популяции в сообществах взаимодействуют между собой. Одни из них создают среду для других организмов. Например, деревья служат местом для гнездовий птиц. Это так называемые типические связи. Но часто организмы связаны между собой пищевыми связями, когда один организм служит пищей для других. Например, лисы используют в пищу мышей-полевок, что и определяет их довольно тесную связь.

Ареал и численность особей в популяции определяется географическими, физическими и экологическими условиями их обитания. Как и в случае видов, распространение популяций является неравномерным. Поэтому различают «сгущенную» и «островную» формы распределения популяций. В случае «сгущенной» формы распространения популяций их ареал характеризуется наличием особенно плотно заселенных зон. Например, «сгущенное» распределение характерно для популяций берез на русской равнине, где они формируют так называемые высокоплотные на единицу площади чистые березняки наряду с уменьшенным количеством растений в других местах ареала. Напротив, «островное» распределение заключается в очаговом распределении берез в Западной Сибири.

Для популяций характерны различия по возрасту. Например, древесные растения в лесах характеризуются разным возрастом, вследствие чего в перекрестном опылении участвует пыльца разновозрастных растений. Напротив, популяции отдельных видов всегда являются молодыми. Например, популяции дальневосточных лососей в море всегда представлены организмами одного возраста.

Половой состав популяций (соотношение полов) организмов (животных и двудомных растений) разных видов также характеризуется различиями, что отражается на интенсивности их размножения. У тех же организмов, у которых существует партеногенез (ракообразные, насекомые), интенсивность размножения является очень высокой.

Численность популяции представляет собой величину, часто меняющуюся в зависимости от условий обитания, частот рождения, гибели и притока организмов из одной популяции в другую. Иногда разные популяции одного вида объединяются или разделяются на более мелкие.

Животные способны очень быстро увеличить свою численность в течение определенного промежутка времени. Эту способность, т. е. их плодовитость, называют биотическим потенциалом вида, который особенно велик, например, у бактерий. Несколько меньшим, но все же очень большим он является у насекомых и некоторых ракообразных, численность которых за год может возрасти примерно в 1030 раз. Что касается млекопитающих, то их биотический потенциал является небольшим. Например, одна пара овец за год в среднем может дать лишь одного ягненка.

Если рост популяции происходит в условиях избытка пищи, достаточного места и других благоприятных факторов, то рост численности происходит в геометрической прогрессии или экспоненциально. Классическим примером экспоненциального роста численности являются вспышки численности саранчи (волн жизни). Однако во времени экспоненциальный рост численности обычно является коротким, после чего он значительно замедляется.

Установлено, что повышение плотности популяции сопровождается уменьшением условий для ее роста и размножения, в результате чего рост численности замедляется. Очень хорошо это положение иллюстрируют также кривые размножения культур бактерий.

В мире микроорганизмов прирост численности, т. е. плотности культуры зависит от скорости деления клеток. Что же касается многоклеточных организмов, то рост численности зависит от рождаемости и от смертности. По существу, коэффициент рождаемости отражает степень плодовитости.

Различают абсолютную и удельную рождаемость, причем под первой понимают количество особей, рождающихся в популяции в единицу времени, тогда как под второй понимают количество родившихся особей на определенное число организмов. В случае человека удельную рождаемость выражают коэффициентом рождаемости. Например, если рождается 5,6 детей на 100 жителей, коэффициент рождаемости составит 5,6%.

В противоположность рождаемости смертность определяют как скорость уменьшения численности популяции вследствие гибели отдельных организмов в результате старости, болезней, хищников и т. д.

Изменение численности организмов в замкнутых популяциях зависит от соотношения смертности и рождаемости. При смертности, большей рождаемости, рост численности становится отрицательным. Напротив, при рождаемости, превышающей смертность, рост численности становится положительным, т.е. численность популяции увеличивается.

Численность популяций всегда подвержена колебаниям, частота которых наиболее высокая у насекомых. Например, колебания численности саранчи в годы ее интенсивного размножения (волн жизни) составляют сотни тысяч раз. У млекопитающих колебания численности являются небольшими.

Эффективность действия одних факторов на численность зависит от плотности, действие же других с плотностью не связано. Например, обеспеченность пищей или распространение инфекций зависит от плотности организмов, тогда как губительный характер снежных зим для птиц не зависит от их плотности.