Лекция №1. 1. Понятие об эволюционном учении.

1. Понятие об эволюционном учении.

2. Значение эволюционизма.

3. Задачи курса дарвинизма.

4. Основные принципы и методы эволюционного учения.

5. Место эволюционизма в системе научного познания.

6. Некоторые общебиологические понятия.

Литература:

1. Дарвинизм. Георгиевский А.Б. Москва 1985г.

2. Эволюционное учение. А.В. Яблоков, А.Г. Юсуоров (Дарвинизм) Москва 1989.

3. Тимофеев - Ресовский «Очерки теории эволюции». М. МГУ, 1987г.

4. Стоун «Происхождение».

Термин «эволюция» от лат. - Evolution (развертывание), определил в XVIII веке швейцарец Шарль Боине-Зародин.

Сейчас не надо доказывать, что эволюция - развитие организмов во времени, историческая трансформация живого на Земле, существует в окружающем нас мире, и что именно результатом эволюции является все то многообразие форм живого с которым каждый из нас в большей или меньшей степени знаком по собственному опыту.

Но из признания самого факта эволюционного развития живой природы, так же как из огромных успехов в изучении существующих организмов еще не следует, что мы знаем законы и движущую силу эволюции. А знание этих законов важно потому, что именно такой эволюционный подход и дает возможность достаточно глубоко понять данные любой специальной дисциплины, будь это биохимия, биофизика, генетика, морфология, физиология, зоология или ботаника.

Пример: Клевер — старые девы.

Но эволюционный подход оказывается необходим не только для развития специальных биологических наук. Человечество сейчас встало перед необходимостью сознательно планировать и детально предвидеть результаты все большего вмешательства в прежде стихийные процессы, идущие в биосфере Земли. Такое сознательное планирование и вмешательство немыслимо без знания законов, которые управляют развитием природы, а понимание этих законов дает нам эволюционное учение.

Эволюционные идеи возникли еще тысячелетия назад, но эволюционное
учение по существу стало формироваться лишь с конца XVIF века. Здесь важно
подчеркнуть, что заслугой Дарвина является не знание эволюционного учения (и
тем более не доказательства факта существования эволюции в природе), а вскрытие
материальных естественно — исторических причин эволюции, что и превратило
эволюционное учение в теорию эволюции.

Дать содержательную характеристику эволюции можно на основе вычленение самых существующих ее признаков. Выделяют 3 таких признака, необходимые и достаточные для. характеристики эволюции как особой формы развития материи. *» Биологическая эволюция необратима - это раз. Эволюция по своей сути есть изменение биологически полезных признаков - это два. Эволюция основана на преемственности, то есть гармоничном встраивании новых элементов в старую организацию - это три. (Не по Интернационалу)

А теперь кратко поясню сказанное.

Всякое подлинное развитие есть не повторение старого, а образование качественно новых состояний, т.е. это творческий процесс. Возникновение полезной для организма биохимической реакции морфологического или физиологического признака, формы поведения или образование вида. Все это факты эволюционного развития. Развитие же, как цепь новообразований характеризуется необратимостью к своему прежнему состоянию. Даже полное восстановление условий жизни предков (теоретически это представимо) не может вернуть вид предковому состоянию.

Скажем тюлени, моржи, киты не стали рыбами, а адаптировались для жизни в водной среде.

Итак, эволюция величина векторная.

II— Для исторического развития живых организмов характерно не просто образование нового качества, а образование таких свойств которые полезны для отдельного организма или вида в целом. Именно в возникновении биологически полезных признаков заключается основное содержание эволюционного процесса.

III - И, наконец, развитие представляет собой переход от одного состояния к другому не только путем образования новых свойств, но и сохранением многих особенностей старой организации. Эволюционные преобразования организмов и видов в целом осуществляется благодаря преемственности - передаче наследственной информации через смену поколений.

Но надо лишь навсегда запомнить, что в отличии от индивидуального развития эволюция не запрограммирована. Но она и не является хаотическим процессом - она имеет общую прогрессивную направленность усложнения организации от первичных одноклеточных до человека.

Эволюция жизни на Земле проходила три основных этапа:

а) происхождение жизни,

б) развитие конкретных групп организмов и биосферы в целом,

в) возникновение человечества, как основной биосоциальной системы.

В самом широком смысле предмет эволюционной теории и составляет эти три этапа исторического развития живой материи. Будучи обобщающей дисциплиной, тесно связанной с другими областями биологии эволюционная теория тем не менее имеет четко очерченный крут своих проблем.

Она призвана ответить на вопросы, почему, в силу каких условий и причин возникли те или иные формы организмов, и объяснить, как они возникли. Именно причинное (каузальное) объяснение процессов исторического развития жизни отличает эволюционную теорию от всех других областей биологии и придает ей

статус самостоятельной науки.

Значение эволюционной теории

Говорят, что «нет ничего практичнее, нежели хорошая теория». Этот афоризм в полной мере относится и к теории эволюции. С того времени как она возникла, а это середина XIX века, ее значение беспрерывно растет, отражая по существу все более широкое вторжение человека в биосферу Земли.

Главная проблема сегодняшней жизни человечества — взаимоотношение человека с биосферой. Человек с момента возникновения активно и все более масштабно вторгается в исторически сложившиеся биоценозы. Вспомним хотя бы, что еще 2 тысячи лет тому назад большая часть территории Европы была покрыта дремучими лесами, и в глуши лесов строилась Москва.

А ныне даже на огромных территориях Вологодской и Астраханской областей не встретишь первичных хвойных лесов, зона степей исчезла как ландшафт на протяжении от Венгрии до Алтая. Буквально на протяжении двух поколений стали исчезать из пищевого рациона осетровые и лососевые рыбы, на грани исчезновения многие десятки видов птиц, млекопитающих рептилий, амфибий, а на огромных густонаселенных территориях даже бабочки и многие виды цветковых растений.

В результате непосредственного хозяйственного использования, сознательного переселения или непредвиденных последствий деятельности человека меняется животный и растительный мир целых континентов и географических районов. Кролики в Австралии, воробьи в Северной Америке, элодея в водоемах Европы и Азии, ондатра в Северной Евразии сделались фоновыми, определяющими видами в течении нескольких десятков лет. В целом естественная эволюция биосферы становится хаотической, резко нарушается природные комплексы как за счет изъятия одних групп видов, так и за счет неожиданного размножения других. Во все возрастающем количестве в биосферу попадают вещества и соединения типа ДЦТ, радиоактивных отходов и т.п. к которым в живой природе нет выработанных эволюцией защитных приспособлений. Человек уже умеет вторгаться в природу, но еще не умеет предвидеть и соответственно предупреждать нежелательные последствия такого вторжения. Понимание всех подобных явлений немыслимо без рассмотрения их с широкой эволюционной точки зрения. Надо помнить, что население Земли прибывает на 3% в год, а современные методы хозяйствования, включая селекцию, отстают и продуктивность продовольствия на душу населения с одной площади не повышается, а падает от десятилетия к десятилетию. Выход из этого положения в широком эволюционно грамотном подходе. Проблема не в том чтобы заставить кукурузу расти под Архангельском, а дыню под Новосибирском - это в силах селекции, а в том, чтобы решить - стоит ли на это тратить время, силу, средства.

Надо всесторонне обосновать наиболее выгодные направления хозяйственной деятельности: не лучше ли направить силы, например, на исследование

возможности получения биомассы из листьев, хвои или организовать культуру микроводорослей, летом на солнечном освещении, зимой на искусственном. Так, сохранение и повышение биопродуктивности нашей планеты ~ проблема вроде бы биогеоценологическая, оказывается и эволюционная.

Другая важная эволюционная проблема - темпы эволюции, поскольку этот вопрос всегда встает, когда мир охватывает очередная пандемия гриппа, против которой бессильны активные в прошлом вакцины и сыворотки или когда в страну вторгается ДДТ устойчивая раса насекомых-вредителей.

Итак, грамотный подход к освоению природы, выбор оптимальных путей повышения продуктивности Земли и перспективное биологическое планирование хозяйства человечества требует знакомства с основными идеями эволюционной теории.

Итак, теория эволюции имеет важное значение для развития практически всех других биологических дисциплин, а также для формирования материалистического мировоззрения.

Задачи курса дарвинизма

Главные задачи эволюционной теории состоят в познании причин и общих закономерностей исторического развития живой материи. Их решение идет по двум руслам.

1. Широкое экспериментальное исследование всех звеньев эволюционного процесса, начиная с изменчивости популяции и заканчивая видообразованием. Основной объект эволюции это вид. Вид состоит из популяций являющихся элементарными единицами эволюционного процесса. Популяция это та лаборатория, в которой совершаются микроэволюционные преобразования. Важно также изучение структуры биогеоценозов, так как в них складывается противоречивые отношения между организмами, определяющие характер борьбы за существование, необходимой предпосылки естественного отбора.

Главная причина эволюции — естественный отбор, который осуществляется на основе взаимодействия многих предпосылок эволюционного процесса. Изучение предпосылок форм и направлений действия отбора составляет центральную проблему Дарвинизма.

2. Второе русло—это развитие теоретических исследований основных проблем эволюционной науки. Это, как правило, выдвижение новых гипотез, роль которых значительно возросла в связи со сложностью эволюционных процессов, включающих много звеньев и уровней, а также форм взаимодействия элементарных факторов и причин эволюции.

Для успешного решения теоретического и экспериментального аспектов эволюции требуется разработка методик моделирования эволюционных процессов в дриродных и лабораторных популяциях.

Эволюционная теория выполняет большой комплекс практических задач. Она Является научной основой селекции, широко используется в решении медицинских проблем в изучении заболеваний сельскохозяйственных животных и растений. Важнейшая практическая задача эволюционной теории заключается в разработке способов научного управления эволюционным процессом в условиях, когда столь возросла и в будущем еще более возрастет роль человека в регуляции функциибиосферы.

Основные принципы и методы эволюционного умения Эволюционная теория основывается на двух принципах: а) историзм; 6) актуализм. С ним то как раз и связаны конкретные методы и направления исследований органической эволюции. Принцип историзма состоит в использовании для изучения современных организмов тех знаний, которые получены при изучении прошлой эволюции. По сути «изучение прошлого есть ключ к познанию настоящего». По сути же познание эволюции на основе принципа историзма осуществляется сравнительным и генетическим методами. Сравнительный метод используют при изучении уже сложившихся форм организмов, исследуя их статистики. Он основан на установлении сходства и различия строения и функциях разных групп организмов. Этим методом, скажем у позвоночных, был и установлен единый план строения скелета, а также принципиальное сходство в строении систем наружных и внутренних органов. В последние годы широко применяются методы молекулярной биологии в частности электрофореза.

Во-первых, знание первичной структуры белков или нуклеиновых кислот у нескольких видов позволяет четко установить их отличия по строению этих макромолекул. Во вторых можно выявить признаки филогенетического родства у очень далеких таксонов. Скажем, сравнительная морфология дрожжей, сосны и рыбы подчеркивает лишь их резкое различие. А метаболизм электролиза у этих столь различных организмов обнаружены общие по строению типы белков, так было установлена единая последовательность аминокислотных остатков в цитохроме С от бактерий до человека.

Хотя значение сравнительного метода огромно он не в состоянии объяснить причины возникновения тех или иных организмов, поскольку данный метод исследует уже сложившиеся формы организмов. Эту проблему решает генетический метод. Этот метод, иногда его называют историческим, введе! Дарвином и благодаря чему была осуществлена революция во естествознания и научного мировоззрения в целом.

Применительно к исследованию орилогенеза генетичесю всего, опирается на палеонтологические данные, которые на конкретном материале позволяют документально восстановить ход истории в тот организмов. В данном случае генетический метод тесно связасо сравнительным методом, которым определяется, например, последовательность какой либо филогенетической линии.

II — Принцип актуализма заключается в экстраполяции зна; события прошлого. Его сущность выражает афоризм: «Изучение настоящего есть иное к познанию прошлого».

Протекают на наших глазах микроэволюционные процессы доступны непосредственному изучению, поэтому главными решающими Теории является экспериментальное исследование причин и механизмов эволюции, которые невозможно установить, например, методами сравнительной морфологии или палеонтологии.

Принципы историзма и актуалнзма взаимосвязаны так как ныне действующее Причины эволюции принципиально сходны с причинами, действующими в прошлом

эти принципы и лежащие в их основе разные направления исследований эволюции (палеонтологическое, морфологическое, эмбриологическое, биогеографическое и др.) в комплексе позволяют наиболее полно восстановить и глубоко изучить эволюционный процесс в его многообразных проявлениях.

Место эволюционной теории в системе научного познания. Итак, как мы уже себе уяснили, эволюционная теория - самостоятельная биологическая дисциплина и вместе с тем область смежной со многими отраслями естествознания, социальными науками, с , философией диалектического материализма.

Она опирается на разные направления биологии (морфологию, генетику, экологию, биохимию и т.п.). С другой стороны она связана с науками имеющими практическое значение и кроме всего прочего является основой для разработки общенаучных и философских проблем биологии. Представленная здесь схема отражает лишь некоторые, главные связи эволюционной теории с другими науками. Отсюда несомненно видна широкая связь эволюционной теории в системе научного познания.

И дело здесь в том, что, скажем, различные формы организации живого как эволюцио нирующне имеют сложную внутреннюю структуру и изучаются различными науками. Организм исследуется: на молекулярном, клеточном, тканевым, системно-органном уровнях, отсюда — молекулярная генетика, биохимия, цитология, гистология, анатомия, физиология. Надорганизменные формы (популяция, биогеоценоз) исследуются генетикой и экологией популяций бногеоценологией. Изучение предпосылок эволюционного процесса закономерностей орилогенетического развития конкретных групп организмов составляет область другого комплекса наук: эволюционной морфологии и физиологии, генетики, экологии, палеонтологии.

На материале эволюционной теории наиболее успешно разрешаются проблемы диалектики в рамках философских вопросов биологии. Областью эволюционной теории пограничной с историческим материализмом является проблема происхождения Щ человека (антропосоциогенез). Таким образом, диалектическая концепция развития - методологическая база эволюционной теории. Теория эволюции всегда занимала важное место в седеалогической борьбе. Пропагандой концепции «социобиологии» пытаются порой доказать, что общественной жизнью управляют не социальные, а биологические закон (конкуренция, агрессивность и т.д,), С действием этих законов связанны якобы во явления острого социального характера - войны, нищета, преступность. Знание основ современной теории эволюции вооружает биолога материалиста мощныл оружием не только в дискуссиях, с научными противниками (антидарвинистами), но и в идеологической борьбе.

Некоторые общебиологические понятия здесь я считаю необходимым дать по

возможности краткое и точное описание и формулировку ряда специальных ' понятий, необходимых для дальнейшего изложения.

Их можно разделить на четыре группы. Они отражают:

1. Все что относится к общей характеристике жизни

2. Характеристика особи

3. Специфика существования жизни во времени

4. Специфика существования жизни в пространстве биосферы Земли

1. Общая характеристика живого

Здесь, следует, сказать о биотическом потенциале, к примеру, 44 особи мучных жучков на 1 г муки. Все организмы по способу питания делятся на автотрофов (все необходимое из неживой природы) и гетеротрофов используют для питания органические соединения.

Элементарной единицей наследственности является ген, морфологически представляет собой участок ДНК. Гены в хромосомах расположены линейно, в определенном сложном порядке. Процесс клеточного деления - митоз - сводится к точному распределению хромосом. Двойной набор хромосом называется диплоидным (2п). Различные формы одного и того же гена называются разными аллелями. В результате двойного деления - мейоза образуются 4 половых клетки с одинарным или гаплоидным набором хромосом. Особи, несущие идентичные аллели (АА, аа) называются гомозиготными, Аа - гетерозиготными, (аа) -гомозиготность называется рецессивной. Совокупность наследственных свойств организма закодированных в генах, называется генотипом. Фенотипом называется конечный результат проявления генотипа, на него оказывают влияние и аллели входящие в генотип.

Структурные изменения генов и хромосом называют мутациями, которые и являются элементарными единицами наследственной изменчивости.

2.Особь и онтогенез.

Особь (индивид, индивидуум) бесспорно, является элементарной, неделимой единицей жизни на Земле. Развитие особи носит название процесса онтогенеза. Таким образом, онтогенез - это развитие особи от образования зародышевой клетки (гаметы, зиготы, споры) до смерти или прекращения существования в прежнем качестве (деление клетки на две).

3.Жизнь во времени.

Филогенез - историческое развитие последовательностей. Череды поколений организмов, приведение к возникновению данной группы особей с еекарактерньш типом строения. В процессе филогенеза происходит смена генетической информации, приобретение и реализация групповой новой наследственной информации.

4.Жнтъ в пространстве.

В результате филогенеза могут образоваться группы (различные таксоны) занимающие пространственно-различные части земной поверхности, т.е. обладающие своими ареалами. Реально все участки Земной поверхности населены не одной формой живых организмов, а весьма сложными сообществами из очень большого числа различных форм (видов), такие сообщества называются биоценозами. Комбинацию определенного биоценоза с комплексом косных условий и факторов физико-географической групп его обитания - называют
биогеоценозом. В пределах каждого биоценоза каждая форма организмов занимает
определенную экологическую нищу.Экологическая ниша, место, занимаемое

определенным видом в биотической и абиотической среде; стало быть, экологическая ниша возникает и исчезает вместе с данным видом.