§ 16. Ч. Дарвин о движущих силах эволюции

Определив факторы эволюции домашних животных и культурных растений, Ч. Дарвин ставит перед собой вопрос: применим ли принцип отбора в природе? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно было выяснить, подвержены ли изменчивости организмы, живущие в естественных условиях и существуют ли в природе причины, вызывающие отбор.

Ученый доказывает существование изменчивости в природе множеством фактов. Например, муравьи хорошо отличают друг друга от муравьев того же вида из чужого муравейника. Растения мака, выросшие из семян одной и той же коробочки, различаются мельчайшими особенностями. Все это доказывает существование индивидуальной изменчивости в природе. А поскольку существует изменчивость, есть и материал для отбора. Если породы домашних животных, выведенные человеком с помощью искусственного отбора, целесообразно приспособлены к потребностям человека, то любые виды организмов в природе приспособлены к жизни в определенных условиях внешней среды, так как целесообразность строения и функций организмов способствует их выживанию. Размышляя об этом, Ч. Дарвин пришел к представлению о борьбе за существование. Сущность этой идеи

такова. Каждый вид стремится к размножению в геометрической прогрессии. Например, одна самка сельди выметывает в среднем 40 000 икринок, осетра — 2 000 000, лягушки — 10 000. На одном растении мака созревает 40 000 семян. Вместе с тем самки слонов за 60 лет рожают в среднем всего по 6 слонят. По расчетам, даже при такой низкой интенсивности размножения через 750 лет потомство одной пары слонов составило бы 19 000 000 особей. Но этого не происходит. Число особей каждого вида остается относительно постоянным. Значит, часть потомства гибнет, не достигнув половой зрелости. Причины гибели могут быть разными: враги, недостаток корма, действие неблагоприятных факторов среды и др. Ч. Дарвин заключает: «Так как производится более особей, чем может выжить, в каждом случае должна возникнуть борьба за существование...».

Борьба за существование. Понятие «борьба за существование» Ч. Дарвин рассматривал в «широком и метафорическом смысле». Во-первых, в термин «существование» Ч. Дарвин вкладывал не только жизнь данной особи, но и успех ее в оставлении потомства. Во-вторых, словом «борьба» обозначалась не столько борьба как таковая (т.е. как прямое «столкновение»), сколько конкуренция, часто происходящая в пассивной форме. В сущности Ч. Дарвин под борьбой за существование подразумевал совокупность всех сложных взаимоотношений между организмом и внешней средой, определяющих успех или неудачу какой-либо особи в ее выживании и оставлении потомства. Когда лев отнимает добычу у гиены, подразумевается борьба за пищу. Про растение на окраине пустыни можно сказать, что оно ведет борьбу против засухи, но точно так же предполагается, что оно зависит от влажности.

Ч. Дарвин выделил три формы борьбы за существование: межвидовую, внутривидовую и борьбу с неблагоприятными условиями среды.

Внутривидовая борьба происходит между особями одного вида. Подчеркивая роль перенаселения как фактора, который обусловливает борьбу за существование, Ч. Дарвин сделал вывод, что наиболее напряженной должна быть внутривидовая борьба. Это объясняется тем, что у особей одного вида потребности в пище, территории и других условиях существования одинаковые. Например, птицы одного вида конкурируют за место гнездования. Самцы многих видов млекопитающих и птиц в период размножения вступают в борьбу за право обзавестись семьей.

К межвидовой борьбе сводятся такие типы межвидовых взаимоотношений, как хищник—жертва, паразит—хозяин и др. Кроме того, между представителями разных видов может идти борьба за территорию и пищевые ресурсы. Один вид из-за своей лучшей приспособленности нередко вызывает исчезновение другого вида. Так, в Шотландии дрозд-деряба явился причиной уменьшения численности певчего дрозда, а американская норка, завезенная в Европу, вытесняет местную, европейскую норку. Травоядные животные смогут выжить и оставить потомство, если сумеют избежать хищ ников и будут обеспечены пищей. Но растительной пищей питаются разные виды млекопитающих, насекомые, моллюски, птицы: что досталось одному, не достанется другому. Кроме того, существование трав зависит не только от поедания их животными, но и от условий произрастания, опыления и т.д. Из этих примеров следует, что отношения между живыми суще ствами, возникающие в процессе борьбы за существование, имеют сложный характер.

Борьба с неблагоприятными условиями внешней среды. Факторы неживой природы оказывают заметное влияние на выживаемость организмов. Например, в сильные морозы увеличивается смертность животных, обитающих в почве (кротов, дождевых червей). Семена растений, попадая в небла гоприятные условия, не прорастают. Эта форма борьбы является основной, когда один из факторов среды оказывается в дефиците. Так, при дефиците влаги в пустыне борьба за существование среди растений сводится к экономному расходованию воды. Формируются приспособления в виде листьев-колючек, длинных корней и т.д. Другой важной причиной борьбы за существование (кроме перенаселения) Ч. Дарвин считал относительную приспособленность любого организма к окружающей среде. Все формы борьбы за существование сопровождаются гибелью (элиминацией) части особей, которые не оставят потомства. Поэтому борьба за существование является элиминирующим фактором. Другая часть особей оказывается способной преодолеть неблагоприятные условия и дает потомство.

Так почему же одни особи гибнут, а другие выживают?

Естественный отбор. В результате постоянной изменчивости особей в каждом поколении любого вида возникает неоднородность, следствием которой является неравноценность особей по отношению к среде, т.е. их биологическая разнокачественность. В борьбе за существование выживают и оставляют потомство индивидуумы, обладающие комплексом свойств и признаков, которые позволяют наиболее успешно конкурировать с други ми индивидуумами.

Таким образом, в природе происходит процесс избирательного унич тожения одних особей и преимущественного размножения других — явление, названное Ч. Дарвином естественным отбором, или выжива нием наиболее приспособленных.

Суть естественного отбора сводится к постепенному накоплению и со хранению мелких полезных уклонений. Например, даже незначительное удлинение хоботка у пчелы позволяет ей добыть нектар из цветков, недо ступных для других пчел. Пчелы с более длинным хоботком будут иметь преимущество перед теми, у которых сохраняется в поколениях нормаль ная длина хоботка.

Отбор происходит непрерывно на протяжении бесконечного ряда следующих друг за другом поколений, в каждом из которых будут сохранять ся те формы, которые соответствуют данным условиям среды.

Схема действия естественного отбора в системе вида по Ч. Дарвину.

Возможно, что от одного предкового вида при условии изоляции может возникнуть два разных вида и более. Это произойдет в том случае, если разные группы особей приобретут неодинаковые изменения, дающие им возможность приспособиться к разным условиям среды.

Следовательно, естественный отбор включает в себя два взаимосвязанных, хотя и противоположных процесса: 1) выживание и обеспечение большого потомства целесообразно уклонившихся форм; 2) устранение форм с нецелесообразными уклонениями. Взаимодействие этих двух элементов естественного отбора совершенствует организмы и создает наибольшую приспособленность их к среде обитания.

Основные результаты эволюции по Ч. Дарвину. Ч. Дарвин приводит множество доказательств приспособленности организмов, появившейся благодаря действию естественного отбора. Так, защитная, или покровительственная, окраска наблюдается у представителей разных групп животного мира, в особенности у насекомых и позвоночных (рис. 3.11, 3.12). У них вырабатывается окраска, соответствующая основному фону окружающей среды. С такой окраской животное менее заметно для врагов, а хищник легче найдет себе добычу. Прозрачность тела медуз, некоторых ракообразных, ланцетника служит для них прекрасной защитой в толще воды. Обитатели пустыни, как правило, окрашены под цвет песка, а на Крайнем Севере куропатки, совы, песцы, медведи имеют белый цвет.

Многие животные обладают предупреждающей окраской (рис. 3.13). Обычно они снабжены специальными защитными приспособлениями от поедания их другими животными или являются несъедобными (например, божья коровка). Многие животные, не имеющие специальных средств защиты, подражают защищенным видам. Это явление называется мимикрия (рис. 3.14).

Ч. Дарвин доказал, что любые самые сложные приспособления (для перекрестного опыления у растений, органы полета у птиц и летучих мышей, инстинкты у животных) выработаны естественным отбором путем накопления и усиления полезных уклонений. Вместе с тем ученый установил, что приспособления относительны. Любое приспособление хорошо только в тех условиях среды, в которых оно формировалось. Например, стриж, имея длинные крылья, прекрасно летает и ловит добычу на лету, но совершенно беспомощен на земле. К тому же любое приспособление не бывает абсолютно совершенным. Так, жгучие волоски крапивы защищают ее от поедания улитками, однако не спасают от гусениц бабочки-крапивницы. Ядовитые железы змей не защищают их от ежей и змееядов. Благодаря относительному характеру приспособлений для естественного отбора всегда есть неограниченное поле деятельности. Однако среда жизни изменчива и приспособления, которые относительно целесообразны в прежних условиях, оказываются менее целесообразными в новой обетановке. Это изменяет направление отбора и приводит к появлению новых приспособлений.

Вскрывая причины возникновения целесообразности, Ч. Дарвин объясняет тем самым факторы образования новых видов. Он показал, что в основе видообразования лежит дивергенция (расхождение) признаков как результат естественного отбора.

Многообразие видов живых организмов — другой важный результат эволюции. Благодаря разнообразию органических форм усложняются взаимоотношения между организмами в природе. Преимущества получают наиболее высокоорганизованные формы, что обеспечивает развитие органического мира от низших форм к высшим. Ч. Дарвин не отрицал возможности упрощения организации организмов, а также такого направления, которое не приводит ни к усложнению, ни к упрощению.

Одновременное существование форм с разными уровнями организации можно объяснить сочетанием разных направлений в эволюции.

Для особей любого вида характерна индивидуальная (наследственная) изменчивость. Численность потомства в пределах каждого вида очень велика, а пищевые и другие ресурсы ограничены. Эти противоречия приводят к борьбе за существование, следствием которой является естественный отбор — выживание наиболее приспособленных и гибель менее приспособленных особей. В результате естественного отбора появляются новые виды и приспособления, которые носят относительный характер.

1. Что Ч . Дарвин называл индивидуальными различиями и почему придавал им большое значение ? 2. Что понимал Ч . Дарвин под борьбой за существование и каковы ее формы ? 3. В чем Ч . Дарвин видел причины борьбы за существование ? 4. Что такое естественный отбор и в чем заключаются его отличия от искусственного ? 5. Как объяснял Ч . Дарвин происхождение органической целесообразности ? Почему она носит относительный характер ? 6. Как , основываясь на эволюционной теории Ч . Дарвина , можно объяснить возникновение длинного корня у верблюжьей колючки и яркой окраски божьей коровки ? 7. Что такое мимикрия и как объяснить ее появление у насекомых с позиций эволюционной теории Ч . Дарвина ?

Общая биология: Учебное пособие для 11-го класса 11-летней общеобразовательной школы, для базового и повышенного уровней. Н.Д. Лисов, Л.В. Камлюк, Н.А. Лемеза и др. Под ред. Н.Д. Лисова.- Мн.: Беларусь, 2002.- 279 с

Содержание учебника Общая биология: Учебное пособие для 11-го класса:

Глава 1. Вид - единица существования живых организмов

Глава 2. Взаимоотношения видов, популяций с окружающей средой. Экосистемы

Глава 3. Формирование эволюционных взглядов

Глава 4. Современные представления об эволюции

Глава 5. Происхождение и развитие жизни на Земле

Глава 6. Происхождение и эволюция человека

Глава 7. Биосфера и эволюция

Глава 8. Хозяйственная деятельность человека в биосфере

Общая биология: Учебное пособие для 11-го класса

Содержание учебника Общая биология: Учебное пособие для 11-го класса:

Учебники по биологии за 6 класс

Учебники по биологии за 7 класс

Учебники по биологии за 8 класс

Учебники по биологии за 9 класс

Учебники по биологии за 10 класс

Учебники по биологии за 11 класс