§34. Урок-семинар "Современные проблемы теории эволюции"
Вспомните. Задание №1
Что понимают под эволюцией органического мира?
Ответ:
Органическая эволюция − это исторический процесс адаптивных преобразований живой природы на разных уровнях ее организации − от макромолекулярного до биосферы в целом, характеризующийся необратимостью и общей прогрессивной направленностью.
Задание №2
С именами каких учёных связывают становление и развитие эволюционной теории?
Ответ:
В девятнадцатом столетии трое ученых – Ч. Дарвин, А. Уоллес и Г. Спенсер – независимо друг от друга пришли к созданию эволюционных теорий.
Темы для обсуждения. Задание №Тема 1
Понятие эволюции органического мира
В процессе изучения теории эволюции необходимо в первую очередь определить предмет исследования и сформулировать понятие эволюции органического мира. Обсудите, что понимают под эволюцией разные исследователи. Выберите для себя наиболее приемлемое определение.
Ответ:
Под термином эволюция понимают развитие. Если расшифровать этот термин более подробно, то эволюция является необратимым процессом развития и изменения чего−либо от одного состояния к другому.
Живая природа представляет собой особую форму материи. По этой причине любое из понятий следует соотносить с особенностями организации и непосредственно существования жизни на нашей планете.
Целью эволюционной теории является выявление закономерностей развития органического мира для последующего управления этим процессом.
Эволюционная теория решает задачи эволюционной теории:
1. Изучение проблемы происхождения жизни на Земле.
2. Изучение причин эволюции.
3. Изучение закономерностей исторического развития живой материи.
4. Изучение развития царств живой природы.
5. Изучение происхождения человека.
6. Прогнозирование эволюционных, микроэволюционных процессов.
7. Разработка способов научного управления микроэволюционными процессами.
Методы эволюционизма:
1. Описательный метод. Основа этого метода — наблюдение. Долгое время этот метод был в эволюционизме основным. Это самый старый метод.
2. Сравнительный метод. Сравнение дает возможность найти закономерности, общие для разных явлений. В современной биологии нельзя провести строгую границу между этими двумя методами исследования.
3. Экспериментальный метод. По Бэкону, эксперимент — это одна из основ познания природы. Этот метод позволяет активно изучать то или иное явление. В отличие от описания и сравнения, основу которых составляет наблюдение, эксперимент позволяет изучать явление глубже, не только то, что бросается в глаза, но и то, что скрыто в объекте, явлении. Эксперимент позволяет изучать явление целенаправленно, воссоздавать его. В ходе эксперимента исследователь искусственно создает ситуацию, помогающую выявить глубже лежащие свойства биологических объектов. Эксперимент позволяет выяснить причины возникновения явления.
4. Статистический метод. Количественный анализ явлений жизни начали применять недавно. Статистический метод необходим для извлечения исчерпывающей информации о типичных объектах, их разнообразии, системах биологических взаимодействий и взаимоотношений, влиянии различных факторов на биологические объекты.
5. Исторический метод. Сущность исторического метода заключается в том, что биологические объекты и явления рассматриваются в историческом аспекте: как возникли, развивались и исчезли в связи с конкретными условиями.
Темы для обсуждения. Задание №Тема 2
Возникновение и история развития теории эволюции
Представления об изменяемости органической природы имеют давнюю историю. Эволюционные взгляды прослеживаются в систе−мах древних философов Индии, Китая, Месопотамии, Египта, Греции. Обсудите, что способствовало зарождению эволюционных взглядов в истории биологической науки и каков был путь их развития до появления первой эволюционной теории. Какие научные открытия привели к возникновению идей об изменяемости видов?
Ответ:
Идея развития живой природы − идея эволюции прослеживается в трудах древних материалистов Индии, Китая, Месопотамии, Египта, Греции. Еще вначале 1 тысячелетия до н.э. в Индии существовали философские школы, которые отстаивали идеи развития материального мира (в том числе иорганического) из «праматерии». В еще более древних текстах Аюрвед утверждается, что человек произошел от обезьян, живших около 18 млн. лет назад (при переводе на современное лето исчисчеление на материке, объединявшем Индостан и юго−восточную Азию. Примерно 4 млн. лет назад предки современных людей, якобы, перешли к коллективному добыванию пищи, что дало им возможность делать запасы. Современный человек, по этим представлениям, появился немного менее 1 млн. лет назад. Конечно, это были лишь гениальные догадки, основанные на прекрасном знании анатомии человека и животных.
В Китае за 2 тыс. лет до н.э. проводилась селекция крупного рогатого скота, лошадей и декоративных растений. В конце 1 тысячелетия до н.э. там существовала классификация растений (косточковые, стручковые, сочные, стелющиеся, кустарники и т. п.). В это же время в Китае были распространены учения о возможности превращения одних живых существ в процессе эволюции в другие. Тесные связи стран Древнего мира сделали эти знания достоянием философов стран Средиземноморья, где они получили дальнейшее развитие. У
Аристотеля (IV в. до н.э.) уже встречаемся стройная система взглядов о развитии живой природы, основанная на анализе общего плана строения высших животных, гомологии и корреляции органов.
Нововведения Линнея
Карл Линней провел реформу ботанического языка. Он впервые предложил такие названия растений как: венчик, пыльник, нектарник, завязь, рыльце, тычиночная нить, цветоложе, околоцветник. Всего К. Линней ввел в ботанику примерно тысячу терминов.
Как хороший наблюдатель, Линней не мог не видеть противоречия между представлениями о полной неизменности растений и животных с тем, что наблюдается в природе. Он допускал образование внутри вида разновидностей благодаря влиянию на организмы перемены климата и других внешних условий.
Французский учёный Жан Батист Ламарк стал первым биологом, попытавшимся создать стройную и целостную теорию эволюции живого мира. Неоценённая современниками, полвека спустя его теория стала предметом горячих дискуссий, которые не прекратились и в наше время.
Ламарк увлечённо взялся за изучение беспозвоночных животных (кстати, именно он в 1796 г. предложил назвать их «беспозвоночными»). С 1815 по 1822 г. выходил в свет капитальный семитомный труд Ламарка «Естественная история беспозвоночных». В нём он описал все известные в то время роды и виды беспозвоночных. Линней разделил их только на два класса (червей и насекомых), Ламарк же выделил среди них 10 классов. (Современные учёные, заметим, выделяют среди беспозвоночных более 30 типов.)
Ламарк ввёл в обращение и ещё один термин, ставший общепринятым, −− «биология» (в 1802 г.).
Но самым важным трудом Ламарка стала книга «Философия зоологии», вышедшая в 1809 г. В ней он изложил свою теорию эволюции живого мира.
Темы для обсуждения. Задание №Тема 3
Эволюционная теория Ж. Б. Ламарка
Ж. Б. Ламарк (1744—1829) является основателем одной из первых эволюционных теорий. Он усмотрел в нарастающей сложности организмов (в «лестнице существ») явление прогрессивной эволюции. Ламарк первым обратил внимание общественности, что этот ряд не нисходящий, а восходящий от низших форм жизни к высшим. Обсудите, в чём заключается сущность эволюционной теории Ламарка. Можно ли, используя современные знания о хранении, передаче и реализации генетической информации, доказать невозможность наследования результатов упражнения органов?
Ответ:
Французский учёный Жан Батист Ламарк стал первым биологом, попытавшимся создать стройную и целостную теорию эволюции живого мира. Неоценённая современниками, полвека спустя его теория стала предметом горячих дискуссий, которые не прекратились и в наше время.
Ламарк увлечённо взялся за изучение беспозвоночных животных (кстати, именно он в 1796 г. предложил назвать их «беспозвоночными»). С 1815 по 1822 г. выходил в свет капитальный семитомный труд Ламарка «Естественная история беспозвоночных». В нём он описал все известные в то время роды и виды беспозвоночных. Линней разделил их только на два класса (червей и насекомых), Ламарк же выделил среди них 10 классов. (Современные учёные, заметим, выделяют среди беспозвоночных более 30 типов.)
Ламарк ввёл в обращение и ещё один термин, ставший общепринятым, − «биология» (в 1802 г.).
Но самым важным трудом Ламарка стала книга «Философия зоологии», вышедшая в 1809 г. В ней он изложил свою теорию эволюции живого мира. Ламарк об историческом развитии органической природы.
Основой воззрений Ламарка, как уже говорилось, стало положение о том что материя и законы ее развития были созданы творцом. Ламарк проанализировал сходства и различия между живой и неживой материей и перечислил их. Важнейшим из таких отличий является способность реагировать на внешние раздражители. Ламарк осознавал, что живая материя устроена гораздо сложнее, чем мертвая, но все же не признавал за ней способности к жизни. Жизнь, по мнению Ламарка, может самопроизвольно зарождается на Земле и продолжает зарождаться в настоящее время. В 17 веке существовали представления, что для самозарождения мышей необходима темнота и зерно, а для самозарождения червей гнилое мясо. Однако успехи науки 18 века опровергли такие воззрения. Было замечено, что черви в мясе не заводятся, если его предварительно не посетили мухи и. т.п.
Происхождение человека
Исходя из положений об эволюции органического мира Ламарк предпринял попытку раскрыть тайну происхождения человека от высших “четвероруких обезьян” их постепенным превращением в течение длительного времени. Далекие предки человека перелили от жизни на деревьях к наземному способу существования, положение их тела стало вертикальным. В новых условиях в связи с новыми потребностями и привычками произошла перестройка органов и систем, в том числе черепа, челюстей. Так из четвероруких образовались двурукие существа, которые вели стадный образ жизни. Они захватили более удобные места для существования, быстро размножались и вытесняли другие породы. В многочисленных группах возникла необходимость в общении, которое сначала осуществлялось, с помощью мимики, жестов, возгласов. Постепенно возникли членораздельный язык, а затем и умственная деятельность, психика. Ламарк подчеркивал важное значение руки в становлении человека. Таким образом, Ламарк рассматривает человека как часть природы, показывает ее анатомо−физиологическое сходство с животными и отмечает, что развитие тела человека подчиняется тем же законам, по которым развиваются и другие живые существа.” Свою гипотезу естественного происхождения человека
Ламарк излагает в форме предположений, чтобы по цензурным мотивам прикрыть материалистическую сущность своих смелых мыслей.
Темы для обсуждения. Задание №Тема 4
Синтетическая теория эволюции
Важнейшие успехи эволюционной биологии в последние годы были достигнуты благодаря активному применению в эволюционных исследованиях идей и методов молекулярной генетики и биологии развития. Постепенно основы экологии, биогеографии, систематики и этологии (науки о поведении животных), заложенные в трудах Ч. Дарвина, развились в самостоятельные науки. Обсудите основные положения современной синтетической теории эволюции. Можно ли утверждать, что эти положения полностью объясняют сущность эволюционных процессов в органическом мире?
Ответ:
Современная синтетическая теория эволюции, или СТЭ, — это объединение дарвинизма, генетики, молекулярной биологии и других наук. Синтетическая теория эволюции кратко и понятно описывает, как происходят эволюционные изменения живых организмов, какие признаки подвергаются отбору, какие факторы действуют на них и как это ведет к появлению новых видов.
Современная синтетическая теория эволюции учитывает особенности наследования, мутации и то, как под их действием меняется приспособленность живых организмов к окружающей среде.
Наконец, СТЭ учитывает влияние различных факторов на эволюцию:
• Естественный отбор – важнейший, но не единственный фактор эволюции согласно СТЭ. Отбору подвергаются генотипы в целом либо аллели генов – то, в каких вариантах существует ген.
• Борьба за существование – необходимость выживать в окружающей среде и конкурировать за выживание с другими организмами.
• Возникновение мутаций приводит к появлению новых аллелей или новых генов. Мутации поставляют материал для естественного отбора.
• Изменения частот генов в популяции как результат миграций (поток генов), случайностей (дрейф генов) или эффекта бутылочного горлышка – ситуации, когда условия меняются так сильно и резко, что выживает лишь небольшое количество организмов из популяции. Зачастую у них есть признаки, позволившие им выжить именно в условиях таких изменений.
• Стабилизирующий отбор поддерживает соотношение частот генов в популяции неизменным, если окружающие условия не меняются;
• Изоляция – географические, биохимические или поведенческие препятствия для скрещивания между популяциями. Именно изоляция приводит к образованию новых видов живых организмов.
Основные положения синтетической теории эволюции
Синтетическую теорию эволюции проще всего объяснить, используя ее основные положения. Это закономерности, из которых следует, как и почему происходит эволюция живых организмов и на что она направлена.
• Единица эволюции – популяция, то есть, группа живых организмов одного вида, живущая на одной ограниченной территории и способная свободно скрещиваться друг с другом. Именно из популяций образуются новые виды.
• Материал эволюции – гены и их сочетания (генотипы). Новые гены и их сочетания возникают в результате случайных процессов – мутаций и рекомбинаций.
• Главный движущий фактор эволюции – естественный отбор. Другие процессы, которые приводят к изменению частоты встречаемости генов в популяции, также являются движущими факторами эволюции. Скорость и направление эволюции определяется сочетанием движущих факторов.
• Эволюция не имеет конечной цели. Это приспособление именно к конкретным условиям обитания. Если условия изменятся, к ним придется приспосабливаться заново.
• Изменения генов накапливаются в поколениях. Постепенно они приводят к образованию новых видов, родов и т.д.
