Эволюционное учение. Горбунов П.С

Печатается по решению кафедры зоологии Российского государственного педагогического университета имени А.И.Герцена

Горбунов П.С. Эволюционное учение:

Методические рекомендации и задания (для студентов биологических специальностей педагогических университетов). Учебное пособие. – СПб: ТЕССА, 2011. 168 с.

Настоящие рекомендации и задания для самостоятельной работы адресованы студентам биологических специальностей, изучающим учебную дисциплину «Теория эволюции». Они включают учебную программу, вопросы к экзамену, список рекомендованной литературы, задания для самостоятельной работы и словарь-справочник, включающийболее150 терминовпотеорииэволюцииорганическогомира.

Учебное пособие «Эволюционное учение» поможет Вам глубже понять и успешно сдать экзамен по одной из самых блистательныхбиологическихдисциплин– теорииэволюции.

Рецензенты.

КорниловаО.А., докторбиологическихнаук, профессор(РГПУ) Лихачев С.Ф., доктор биологических наук, профессор (ЧГПУ)

ISBN 5-8064-0004-2

© Горбунов П.С, 2011 © ТЕССА, 2011

2

Заданиядлясамостоятельнойработы

Часть 1

Возникновение и развитие эволюционных идей

Эволюционные идеи – представления об историческом развитии наблюдаемого разнообразия жизни – возникали еще тысячелетия назад. Все более обогащаясь фактами с прогрессом естествознания, они привели в конце XVIII в. к формированию революционного учения – теории эволюции Ч. Дарвина. Для понимания современного состояния и проблем эволюционного учения необходимо знание основных исторических этапов формирования эволюционизма. Таких этапов, по существу, лишь два – додарвиновский и дарвиновский.

Контрольные вопросы и задания

1. Поясните мысль, высказанную К. Линнеем: "Система – это ариадная нить ботаника, без нее гербарное дело превращается в хаос". Рассмотрите схему (рис. 2) классификации растений, предложенную К. Линнеем. Установите, какие логические операции использовал К. Линней для классификации растений. Объясните, почему к классу тайнобрачных (24) К. Линней отнес растения с невыясненным способом размножения – мхи и папоротники. Какие ошибки допущены в классификации растений?

Рис. 2. Схема классификации растений по

К. Линнею

24 класса: 1-10 – одно-десятитычиночные; 11-13 – многотычинковые; 14 – двусильные; 15 – четырехсильные; 16 – однобратственные; 17 – двубратственные; 18 – многобратственные; 21 – однодомные; 22 – двудомные; 23 – многобрачные; 24 – тайнобрачные

2. Познакомьтесь с классификацией животных, предложенных К. Линнеем, Ш. Бонне и Ж.Б. Ламарком. Определите, сколько признаков

3

положено в основу классификации. Насколько правомерно такое деление организмов? Отметьте правильно выделенные группы и ошибки, допущенные в классификации животных.

Лестница существ от растений до человека Ш. Бонне:

Человек – Четвероногие животные – Птицы – Рыбы – Змеи – Слизни. Раковинные – Насекомые – Растения

Принцип градации в зоологической системе Ж.Б. Ламарка:

I – 1 Инфузории. 2 Полипы; II – 3 Лучистые. 4 Черви; III – 5 Насекомые. 6 Паукообразные. 7 Ракообразные; IV – 8 Кольчатые черви. 9 Усоногие. 10 Моллюски; V – 11 Рыбы. 12 Рептилии; VI – 13 Птицы. 14 Млекопитающие

КлассификацияживотныхпоК. Линнею:

IIIступень– Черви(6). Насекомые(5) (холоднаябелаяжидкостьвместокрови);

II ступень– Рыбы(4). Гады(3) (сердцесоднимжелудочком, кровькраснаяихолодная);

I ступень – Птицы (2). Четвероногие (1) (сердце с двумя желудочками, кровь краснаяигорячая)

3.Сравните высказывания К. Линнея и его современника натуралиста Б. де Майе (1696-1738): «Творец природы, создавая виды, наложил на свои создания вечный закон: плодиться и размножаться, воспроизводя себе подобных. Правда, во многих случаях он наделил их правом на некоторые отклонения во внешнем виде, но не на превращение одного вида в другой» (К. Линней, 1737). «Кто может сомневаться в том. что от летающих рыб произошли наши птицы? Превращению гусеницы в бабочку в тысячу раз труднее было бы поверить, чем превращению рыбы в птиц, если бы эта метаморфоза не происходила каждодневно у нас на глазах… пусть сто миллионов погибнет, будучи неспособным приспособиться, достаточно, если это удастся двум для того, чтобы произошел (новый) вид» (Б. де Майе, 1748).

4.Познакомьтесь с иерархичностью систематических категорий,

установленных К. Линнеем (рис. 3) и сравните ее с дарвиновской схемой дивергенции (рис. 4).

Рис. 3. Иерархичность систематических категорий, установленная К. Линнеем Рис. 4. Схема дивергенции Ч. Дарвина

5. "Всякое же изменение, приобретенное органом благодаря привычному употреблению, достаточному для того, чтобы произвести данное

4

изменение, сохраняется в дальнейшем путем размножения при условии, если оно присуще обоим индивидуумам, совместно участвующим в оплодотворении при воспроизведении своего вида. Это изменение передается дальше и переходит таким образом ко всем индивидуумам последующих поколений, подвергающихся воздействию тех же условий, хотя потомкам уже не приходится приобретать его тем же путем, каким оно было создано" Ж.Б. Ламарк "Философия зоологии". В чем расходятся, судя по этому тексту, Ламарк и Дарвин?

6.Стрелолист вальковатый (Sagittaria teres) растет только в воде

ивсегда образует узкие подводные листья, а стрелолист цепкоплодный (S. lappula) растет только на суше и всегда имеет листья с широкой пластинкой. Эти эволюционные переходы от индивидуальных приспособительных реакций к новым видам кажутся вполне возможными, если соблюдаются следующие два принципа Ламарка. Какие принципы принимались Ламарком в качестве непреложных истин, не требующих доказательств?

Рис. 5. ВидообразованиевродестрелолистовпотеорииЖ.Б. Ламарка

7. Придумайте по одному – два примера образования органов с точки зрения Ж.Б. Ламарка. "Береговая птица не любящая плавать, но которая все же вынуждена отыскивать пищу у самого берега, постоянно подвергается опасности погрузиться в ил. И вот, стремясь избегнуть необходимости окунуть тело в воду, птица делает всяческие усилия, чтобы вытянуть и удлинить ноги. В результате длительной привычки, усвоенной данной птицей и прочими особями ее породы, постоянно вытягивать и удлинять ноги, все особи этой породы как бы стоят на ходулях, так как малопомалу у них образовались длинные голые ноги, лишенные перьев до бедра, а часто и выше".

"Что касается привычек, любопытно наблюдать результаты их на примере своеобразной формы тела и роста жирафа... Известно, что это самое высокое из млекопитающих животных... водится в местах, где почти всегда почва сухая и лишена растительности. Это заставляет жирафа объедать листву деревьев и делать постоянные усилия, чтобы дотянуться до нее. Вследствие этой привычки, существующей с давних пор у всех особей данной породы, передние ноги жирафа стали длиннее задних, а его шея настолько удлинилась, что это животное... достигает шести метров... в высоту" Ж.Б.

5

Ламарк "Философия зоологии".

8. Как вы думаете, можно ли, придерживаясь взглядов Ж.Б. Ламарка о роли упражнения и неупражнения органов в эволюции, объяснить происхождение таких приспособлений организмов, как покровительственная окраска у зайца или зеленого кузнечика, наличие волосяного или перьевого покрова у животных и т.п. ?

9. «Твердо помнить должно, что видимые телесные на земле вещи и весь мир не в таком состоянии были с начала от создания, как ныне находим, но великие происходили в нем перемены, что показывает история и древняя география, с нынешней снесенная, и случающиеся в наши века перемены земной поверхности... Итак, напрасно многие думают, что все, как видим, с начала творцом создано» (М.В. Ломоносов). Что вы можете сказать на основании этого высказывания М.В. Ломоносова о его взглядах на природу? Сравните мировоззренческие взгляды М.В. Ломоносова и К. Линнея.

10. Используя рисунок 6, попытайтесь объяснить возникновение такого приспособления, как длинная шея жирафа, по Ламарку (1-3) и Дарвину (1.1-3.1). Выполните подписи под каждым из рисунков.

Рис. 6. Развитие длинной шеи у жирафа по Ламарку (1-3) и Дарвину (1.1-3.1)

6

11. Заполните таблицу 1, сравнив искусственный и естественный отбор Ч. Дарвина.

8.Результатотбора

12.Сравните взгляды К. Линнея, Ж.Б. Ламарка, Ж. Кювье, Ж. Сент-Илера и Ч. Дарвина на развитие органического мира. Заполните таблицу 2.

Таблица 2.

Эволюционные идеи ученых-биологов

10. «Постепенное изменение в организации животных, или их преобразование, бывает различно, по различию производящих условий и степени их действия. Вообще животное, переносимое из одних климатических условий в другие, перерождается, т.е. получает новые признаки. Животные не менее изменяется и переходя из дикого состояния в домашний быт, к человеку... Новые случайные изменения в организации животных и растений передаются в потомство, и так как каждое отдельное животное и растение ...

каждая отдельная особь может, в свою очередь, подвергнуться еще сильнейшему изменению, то очевидно, что случайные изменения могут достигать в естественных телах значительной степени (К.Ф. Рулье). Какие факторы эволюции органического мира признавал К.Ф. Рулье, в чем сходство иотличиевовзглядахК. РульеиЖ. Ламарканафакторыэволюции.

7

Словарь-справочник

Автогенез – идеалистическая концепция в эволюционном учении, рассматривающая эволюцию как процесс развертывания предшествующих задатков, носящий целенаправленный характер и происходящий на основе изначальных внутренних потенциальных возможностей. Автогенетический характер носят учение о градации Ж.Б. Ламарка, о батмогенезе Э. Копа, о номогенезе Л. Берга и др.

Анималькулизм – воззрение биологов XVII-XVIII вв. (А. Левенгук и др.), считавших, что в мужских половых клетках содержится невидимое взрослое животное, а его развитие сводится к увеличению в размерах. Анималькулизм является разновидностью преформизма.

Антидарвинизм – совокупность различных концепций, отрицающих ведущую роль естественного отбора в эволюции органического мира (различные формы – неоламаркизма, батмогенез, ортогенез, неокатастрофизм, телеогенез и др.).

Аристогенез – эволюционная концепция Г. Осборна, согласно которой прогрессивная эволюция осуществляется в результате возникновения и накопления особых «генов улучшения» – аристогенов. Концепция аристогенеза имеет онтогенетический характер и является разновидностью неоламаркизма.

Аристотель (384-322 до н. э.) – древнегреческий философ и ученый. Признавал постепенное развитие природы, первым высказал идею «лестницы существ», которая расценивалась им как способ объяснения порядка, заложенного в природе. Развитие природных объектов сводится

ких восхождению по ступенькам лестницы и осуществляется вследствие присущего материи стремления к совершенствованию. Камень стремится

кжизни растения, растение – к жизни животного, животное – к жизни человека, а человек – к идеальной жизни божества, воплощающего высшее благо.

Вприроде ничего не происходит случайно, все подчинено указанному выше стремлению. Такая цель поставлена разумом – первой причиной всех причин. Аристотель дал описание 454 видов животных, разделил их на две основные группы: «животные обладающие кровью» и «животные без крови». Животных, обладающих кровью Аристотель разделил на пять групп:

1.Живородящие четвероногие, покрытые волосами. Четвероногие животные –

Млекопитающие.

2.Большей частью яйцеродные, иногда живородные, четвероногие или безногие, часто покрытые чешуями. Четвероногие яйцеродные – Пресмыкающиеся и Земноводные.

3.Всегда яйцеродные, крылатые, летающие, двуногие, покрытые перьями – Птицы.

4.Живородные, дышащие легкими, безногие, водные животные – Киты.

5.Яйцеродные, реже живородные, чешуйчатые или голые, безногие, дышащие жабрами, водные животные – Рыбы.

Животных без крови Аристотель разделил на следующие группы:

1.Без резкого разделения твердых от мягких частей, с внутренними окостенениями, «с ногами на голове». Мягкотелые – Головоногие моллюски.

2.Многоногие, покрытые роговой скорлупой, защищающей мягкое тело. Мягкоскорлуповые –

Разнообразные десятиногие.

3.Мягкотелые с твердой ломкой раковиной. Черепнокожие – Моллюски, кроме головоногих.

4.Многоногие, с телом, разделенным на отрезки. Насекомые, Многоножки, Паукообразные.

Батмогенез – идеалистическая эволюционная концепция Э. Кона, согласно которой в основе прогрессивного развития живых существ лежит внутреннее стремление к самосовершенствованию – сила роста, или батмизм. Концепция батмогенеза автогенетична, во многом сходна с учением Ламарка и лежит в основе психоламаркизма.

8

Баугин Гаспар (1550-1624) – швейцарский ботаник, анатом и систематик растений, первая попытка расположить растения по сходству всех их признаков, т.е. в естественном порядке. Полученные путем такого сравнения растений группы еще не имеют наименований и не отделены друг от друга достаточно четко. Каждая форма растений получила название, которое в большинстве случаев состояло из двух слов. Сознательно отличал виды от родов.

Бонне Шарль (1720-1793) – швейцарский естествоиспытатель и философ, сторонник преформизма. Теория вложения получила конкретное воплощение в «лестнице существ» Бонне: на низших ступенях стоят «тонкие материи» – огонь, воздух, вода и земля; далее следуют минералы, растения, низшие и высшие животные, обезьяны, человек, ангелы и Бог. «Из простого получается сложное. Лестница природы получается в том случае, если идти от слагающего к сложному, от несовершенного к совершенному».

Бэкон Фрэнсис (1561-1626) – английский философ-материалист, основоположник, и самый последовательный эмпирик. Его работы являются основанием и популяризацией индуктивной методологии научного исследования, часто называемой методом Бэкона. В своей теории познания Бэкон неукоснительно проводил мысль о том, что истинное знание вытекает из опыта. Великое достоинство науки Бэкон выразил в своём знаменитом афоризме «Знание — сила».

Бэр Карл Максимович (1792-1876) – русский естествоиспытатель, эмбриолог. Впервые описал яйцеклетку и хорду у млекопитающих. Изучая развитие зародышей млекопитающих, птиц, пресмыкающихся, земноводных и рыб, он предложил теорию зародышевых листков и сформулировал закономерности развития организма. Установил, что в ходе эмбриогенеза сначала появляются самые общие признаки типа, к которому относится животное, затем последовательно признаки класса, отряда, семейства, рода и т.д.

Бюффон Жорж Луи Леклерк (1707-1788) – французский естествоиспытатель, родоначальник трансформизма. В «Естественной истории» обосновал представления о развитии Земли, о возникновении живых организмов из неорганических веществ и об их постепенном историческом развитии от простых форм к более сложным. Видел доказательство единства происхождения в плане строения животных и объяснял сходство близких видов их происхождением от общих предков.

Вавилов Николай Иванович (1887-1943) – отечественный биолог, генетик, растениевод, географ, создатель научных основ селекции, учения о мировых центрах происхождения культурных растений, их географическом распространении. Основатель учения об иммунитете растений (фитоиммунитет). Сформулировал закон гомологических рядов наследственной изменчивости, установив параллелизм в наследственной изменчивости организмов.

Вейсман Август (1834-1914) – немецкий зоолог, теоретик дарвинизма и умозрительной теории наследственности и индивидуального развития, предвосхитившей современное представление о хромосомах как носителях наследственности.

9

Вернадский Владимир Иванович (1894-1945) – отечественный естествоиспытатель, основоположник геохимии, биогеохимии, радиогеологии. Разработал целостное учение о биосфере, живом веществе (организующем земную оболочку) и эволюции биосферы в ноосферу, в которой человеческий разум и деятельность, научная мысль становятся определяющим фактором развития, мощной силой, сравнимой по своему воздействию на природу с геологическими процессами.

Витализм – идеалистическое течение в биологии, допускающее наличие в организмах особой жизненной нематериальной силы. Учение о качественном отличии живой природы от неживой, о принципиальной несводимости жизненных процессов к физико-химическим законам неживой природы, о наличии в живых телах особых факторов, отсутствующих в неживых. Ряд положений, которые витализм считал чисто биологическими, в современном естествознании рассматривается как проявления самоорганизации любых сложных систем, а специфика живого не отрицается, а связывается с единством происхождения и развития жизни.

Вольф Каспар Фридрих (1734-1794) – русский эмбриолог и анатом. Основатель эмбриологии, убежденный противник преформизма, стоял на позициях эпигенеза – учения о постепенном развитии гетерогенного из гомогенного путем новообразования структур.

Геккель Эрнст (1834-1919) – немецкий биолог, основоположник филогенетического направления дарвинизма. На основе теории Ч. Дарвина создал материалистическое учение о закономерностях происхождения и эволюции живой природы. Сформулировал биогенетический закон, устанавливающий связи между онто- и филогенезом.

Геснер Конрад (1516-1565) – швейцарский естествоиспытатель, автор «Истории животных» – первой зоологической энциклопедии. Подробно описал животных в таком порядке: четвероногие живородящие и яйцекладущие, птицы, рыбы и водные животные, змеи и насекомые; животные расположены в алфавитном порядке, некоторые родственные формы группируются вокруг одного типового животного. Хотя Геснер придерживался алфавитного порядка в классификации, он явно стремился сделать зоологию научной, очищая ее от всяких вымыслов, многочисленных именно в области зоологии.

Гологенез - автогенетическая телеологическая концепция, согласно которой процесс онто- и филогенеза представляет собой единое целое и не зависит от внешних условий, а полностью определяется внутренними причинами.

Гуго де Фриз Мари (1848-1935) – голландский ботаник и генетик. Повторно открыл законы Г. Менделя, создал мутационную теорию, первым осуществил экспериментальное изучение эволюционного процесса.

10