7. Живые системы и их свойства
7.1 Размножение. Бесполое и половое размножение. Гаметогенез.
7.2 Онтогенез. Эмбриональный период развития. Постэмбриональный период развития. Биогенетический закон
8. Основы генетики
8.1 Основные понятия генетики. Наследственность. Ген. Генотип и фенотип. Генотипическая среда. Изменчивость.
8.2 Закономерности наследования признаков. Законы Менделя.
8.3 Закономерности изменчивости (наследственная, мутационная, комбинативная, фенотипическая)
9. Теория эволюции органического мира
9.1 Биология в додарвиновский период. Линней. Ламарк.
Первые представления о развитии и единстве живой природы высказывались еще античными философами (Эмпидоклом, Демокритом, Лукрецием, Гиппократом, Аристотелем и др.). В средние века в условиях господства церкви их материалистические идеи преследовались.
С развитием капитализма, географическими открытиями, расширением торговли произошло знакомство с новыми видами животных и растений. Для науки этого периода характерно метафизическое мировоззрение. Сущность его заключается в представлениях о постоянстве, неизменности и изначальной целесообразности природы. Вечно и неизменно все на Земле, в том числе виды животных и растений. Под изначальной целесообразностью понимали полное соответствие организма или органа цели, якобы поставленной творцом при его создании.
Ярким представителем метафизического мировоззрения был шведский ученый К. Линней (1707 – 1778). В своем труде «Система природы» он описал большое количество растений и животных, ввел около 1000 ботанических терминов. Каждому виду животных и растений было присвоено двойное обозначение (существительное – название рода и прилагательное – наименование вида; например: кошка домашняя).
Линней впервые обосновал вид как универсальную единицу и основную форму существования живого. Под видом он понимал совокупность сходных по строению особей, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство. Линней разработал основные принципы систематики растений и животных: объединил сходные виды в роды, которые сгруппировал в отряды, а отряды – в классы. Единые названия растений и животных значительно упростили терминологию и способствовали взаимопониманию ученых.
Линней предложил первую классификацию растений и животных. Например, на основе особенностей кровеносной и дыхательной систем он разделил животный мир на шесть классов: Млекопитающие, Птицы, Гады (Земноводные и Пресмыкающиеся), Рыбы, Насекомые и Черви (к червям отнес губок, кишечнополостных и моллюсков). В классе Млекопитающие ученый выделил 17 отрядов и к высшему отряду приматов отнес человекообразных обезьян и человека.
Созданная Линнеем классификация носила искусственный характер, так как основывалась не на главных свойствах организмов и их исторических связях, а на чисто внешних признаках. Например, цветковые растения классифицировались по форме, величине и числу тычинок и пестиков. Он понимал искусственность своей систематики и указывал на необходимость создания естественной системы с учетом совокупности признаков организмов. Линней придерживался метафизических, религиозных представлений. Каждый вид, с его точки зрения, представлял потомство одной пары животных или растений, сотворенных богом и с тех пор постоянных и неизменных. Несмотря на это, проделанная ученым работа по систематике растений и животных сыграла значительную роль в изучении живой природы.
Развитие естествознания в конце XVIII – начале XIX в. ознаменовалось усилением материалистических представлений. Некоторые ученые высказывали мнение о естественном возникновении мира и его постепенном развитии и обновлении. Основы первого учения об эволюции органического мира были разработаны и опубликованы в труде «Философия зоологии» (1809) французским естествоиспытателем Ж. Б. Ламарком (1744 – 1829).
Изучая животный и растительный мир, Ламарк обратил внимание на существование в природе переходных форм между видами и на этом основании сделал вывод об изменяемости видов. Он предположил, что все многообразие животных и растений является результатом эволюции, т. е. исторического развития живой природы. Ламарк создал более совершенную, чем Линней, классификацию животного мира. Разрабатывая систематику животных, он совершенно правильно подметил основное направление эволюционного процесса – постепенное усложнение организации от низших форм к высшим, которое он назвал градацией. Под градацией Ламарк понимал последовательные ступени усложнения организации от простейших до млекопитающих. В животном мире он выделил 14 классов и разделил их на 6 градаций (ступеней).
Ламарк определил две основные причины эволюции:
* внутреннее стремление организмов к усовершенствованию; * способность организмов целесообразно реагировать на изменения условий существования.
Растения, по Ламарку, изменяются под действием факторов внешней среды непосредственно (например, листья у болотного лютика), а животные – опосредованно, через воздействие на нервную систему, что влечет за собой изменение привычек. Вследствие этого одни органы, необходимые в новых условиях, постоянно упражняются и развиваются (шея у жирафа), а другие вследствие неупражнения атрофируются (глаза у крота). Согласно его представлениям, признаки, приобретенные организмом в течение индивидуальной жизни при последовательном воздействии среды на многие поколения, передаются по наследству. Этим явлением он объяснял приспособленность организмов к среде обитания. Ламарк развивал Гипотезу о естественном происхождении человека, считая, что он произошел от обезьяноподобных предков, перешедших к наземному образу жизни.
Таким образом, Ламарк объединил идею об изменяемости видов с идеей прогрессивной эволюции, однако не смог вскрыть механизмы эволюционного процесса. Его гипотеза о наследовании приобретенных признаков оказалась несостоятельной, а утверждение о внутреннем стремлении организмов к усовершенствованию – ненаучным.
Великий английский ученый Ч. Дарвин (1809 – 1882) разработал научную теорию эволюции живой природы путем естественного отбора на основе синтеза огромного количества фактов из различных областей науки и сельскохозяйственной практики. Возникновение эволюционной теории Дарвина имело социально-экономические и научные предпосылки. К социально-экономическим предпосылкам следует отнести интенсивное развитие капитализма в Англии, ставшей великой промышленной и колониальной державой. Шел интенсивный рост городов, требовавший быстрого повышения продуктивности сельского хозяйства, в результате чего развернулась большая селекционная работа, проводились многочисленные научные экспедиции. Научными предпосылками создания эволюционной теории послужили успехи систематики растений и животных, развитие биогеографии, сравнительной анатомии, эмбриологии и палеонтологии, появление клеточной теории и эволюционного учения Ламарка.
Сравнение
взглядов Ламарка и Дарвина
9.2 Основные положения учения Дарвина. Естественный отбор – движущая сила эволюции.
Основные положения эволюционного учения Ч. Дарвина
Эволюционная теория Дарвина представляет собой целостное учение об историческом развитии органического мира. Она охватывает широкий круг проблем, важнейшими из которых являются доказательства эволюции, выявление движущих сил эволюции, определение путей и закономерностей эволюционного процесса и др.
Сущность эволюционного учения заключается в следующих основных положениях:
Все виды живых существ, населяющих Землю, никогда не были кем-то созданы.
Возникнув естественным путем, органические формы медленно и постепенно преобразовывались и совершенствовались в соответствии с окружающими условиями.
В основе преобразования видов в природе лежат такие свойства организмов, как наследственность и изменчивость, а также постоянно происходящий в природе естественный отбор. Естественный отбор осуществляется через сложное взаимодействие организмов друг с другом и с факторами неживой природы; эти взаимоотношения Дарвин назвал борьбой за существование.
Результатом эволюции является приспособленность организмов к условиям их обитания и многообразие видов в природе.
Естественный отбор — движущая сила эволюции. 1. Движущие силы эволюции: наследственная изменчивость, борьба за существование, естественный отбор. 2. Наследственная изменчивость, ее роль в эволюции: увеличение наследственной неоднородности особей популяции, повышающей эффективность естественного отбора. 3. Борьба за существование, ее роль в эволюции: обострение взаимоотношений между особями популяции, между особями различных популяций, способствующее выживанию одних и гибели других особей. 4. Естественный отбор — процесс сохранения и размножения особей с наследственными изменениями, полезными в определенных условиях среды. 5. Действие естественного отбора носит творческий характер, так как только он ведет к формированию приспособлений, возникновению новых видов. 6. Действие естественного отбора имеет направляющий характер. Наследственные изменения могут быть вредными, нейтральными, полезными. Одни они не могут привести к формированию приспособлений, возникновению новых видов. Только естественный отбор сохраняет особей с определенными полезными для конкретных условий среды изменениями, придает изменениям определенную направленность. Например, в многочисленном потомстве насекомого могут появиться гусеницы разной окраски; от светло-зеленой до темно-зеленой, буроватой, так как наследственная изменчивость особей носит ненаправленный характер. Благодаря направляющему характеру естественного отбора в светлом березовом лесу будут сохраняться гусеницы со светло-зеленой окраской, а в более темном смешанном лесу — с темно-зеленой окраской, а в сосновом — с буро-зеленой.
9.3 Основные положения биологической эволюции. Правила эволюции.