Життя і наукова діяльність Чарльза Дарвіна

| Категория реферата: Рефераты по биологии
| Теги реферата: древняя греция реферат, банк дипломов
| Добавил(а) на сайт: Rastorguev.

Ці три важливі передумови відкрили шлях для успішного розв'язання проблеми природного добору.

Боротьба за існування

Дарвін звертає увагу на надзвичайно складні взаємовідносини між організмом і оточуючим його середовищем, на різні форми залежності рослин і тварин від умов життя, їх пристосування до несприятливих умов. Такі складні і різноманітні багатогранні форми залежності організмів від умов навколишнього середовища та від інших живих істот він назвав боротьбою за існування, або боротьбою за життя. Дарвін усвідомлював, що цей термін невдалий, І попереджував, що використовує його в широкому .метафоричному розумінні, а не буквально.
Всю різноманітність складних взаємовідношень у природі можна згрупувати в такі три основні форми: відносини організмів і видів з фізичними умовами життя, абіотичним середовищем (клімат, температура, вологість, грунтові умови тощо); взаємовідносини організму з особинами інших видів (міжвидові взаємовідносини); взаємовідносини між особинами І групами індивідів одного виду
(внутрішньовидові взаємозв'язки).
Перша форма відносин складається в залежності від кліматичних і ґрунтових умов, температури, вологості, освітлюваності та інших факторів, які впливають на життєдіяльність організмів. В процесі еволюції у видів тварин і рослин виробляється ряд пристосувань до несприятливих умов. Але відносність цих пристосувань, а також поступові зміни оточуючого середовища вимагають постійного удосконалення адаптацій до абіотичних умов життя. З другого боку, живі істоти також впливають на неживу природу, змінюючи її.
Міжвидові взаємовідносини надзвичайно різноманітні і досить складні.
Важливе значення мають відносини, що формуються на базі харчових
(трофічних) зв'язків (рослини і рослиноїдні тварини; жертва і хижак; хазяїн і паразит), а також відносини, що складаються між різними видами у боротьбі за місця існування. В одних випадках можна спостерігати більш жорстокі стосунки між різними видами, в других—менш гострі, а в третіх—відносно мирні. Крайнім виразом міжвидових взаємовідносин е міжвидова боротьба, коли одна форма витісняє іншу або обмежує її чисельність на певній території
(наприклад, більший за розмірами і агресивніший сірий пацюк витіснив з поселень людини чорного).

Внутрішньовидові взаємозв'язки також досить складні (взаємовідносини між особинами різних статей, між батьківськими і дочірніми формами, між особинами одного і того ж самого покоління в процесі індивідуального розвитку, стосунки в стаді, зграї і т. д.). Більшість форм внутрішньовидових взаємовідносин мають важливе значення для відтворення виду і підтримання його чисельності, забезпечення зміни поколінь. При значному збільшенні чисельності особин виду і обмеженості умов для їх існування (наприклад, при загущених посівах рослин) між окремими індивідами виникає гостра взаємодія, яка призводить до загибелі частини чи всіх особин або усунення їх від розмноження До крайньої форми таких відносин можна віднести внутрішньовидову боротьбу і канібалізм — поїдання особин свого виду.

Необхідно відмітити, що три названі основні форми боротьби за Існування в природі здійснюються не ізольовано, вони тісно переплітаються між собою, завдяки чому взаємозв'язки індивідів, груп особин і видів бувають багатогранними і досить складними.

Слід підкреслити, що Дарвін першим розкрив зміст і значення таких важливих в біології понять, як «середовище», «зовнішні умови»,
«взаємозв'язки організмів» у процесі їх життя і розвитку.

Реальність боротьби за життя в метафоричному розумінні Дарвін виводив із здатності організмів до інтенсивного розмноження, високої плодючості. І дійсно, самки багатьох тварин чи рослин можуть дати сотні тисяч і навіть мільйони потемків. Інтенсивною плодючістю організмів характеризуються види, які слабо захищені і дуже знищуються на різних етапах Індивідуального розвитку. Тому ступінь плодючості є важливим біологічним пристосуванням, виробленим в процесі еволюції, що забезпечує існування виду,—швидке відтворення втрат чисельності і дає можливість швидко зайняти в природі нові, придатні для існування місця.

Можна було б сподіватись, що у відносно короткий час вид заселить усю землю, відбудеться перенаселення. Проте цього, як правило, не буває, бо цілий ряд факторів стримує розмноження і досягнення репродуктивного віку значної частини потомства. З великої кількості потомків тільки окремі стають дорослими й розмножуються. Внаслідок різнонаправленої індивідуальної мінливості потомки не є абсолютно тотожними. Тому виживають у складних умовах і дають потомство лише ті, які внаслідок мінливості мають переваги над іншими. В природі, відзначає Дарвін, постійно відбувається боротьба за існування, життєве змагання.

Академік І. І. Шмальгаузен розглядав боротьбу за існування як активність організмів по відношенню до зовнішнього біотичного і абіотичного середовища і відносив її до числа головних факторів еволюції.
Вивчення боротьби за існування, внутрішньовидових і міжвидових відносин має велике практичне значення для розробки заходів боротьби з шкідниками сільського і лісового господарства, в розведенні корисних видів, в рибному та мисливському господарстві тощо.

Природний добір

З боротьбою за існування, життєвим змаганням та залежністю організмів від середовища, умов існування пов'язаний і природний добір. Вчення про природний добір як рушійний і спрямовуючий фактор історичного розвитку органічного світу є центральною частиною теорії еволюції Ч. Дарвіна

Ч. Дарвін дає таке визначення природного добору: «Збереження корисних індивідуальних відмін чи змін і знищення шкідливих я назвав природним добором, або переживанням найбільш пристосова-них». Він попереджує, що
«добір» слід розуміти як метафору, як факт виживання, а не як свідомий вибір.

Отже, під природним добором розуміють здійснюваний у природі процес збереження і переважного розмноження в ряді поколінь організмів і груп організмів, що мають корисні для їх життя і розвитку адаптивні ознаки, які виникли внаслідок різнонаправленої індивідуальної мінливості. Протилежний процес — вимирання непристосованих називають елімінацією.

Виходячи з того, що добір діє лише при наявності різноманітності, нерівноцінності особин, що їх індивідуальні зміни будуть спадковими, природний добір слід, розглядати як сукупну взаємодію спадкової мінливості, переважного виживання і розмноження індивідів і груп особин, краще пристосованих до даних умов існування.

Постійні зміни умов зовнішнього середовища на протязі тривалого часу є причиною різноманітних індивідуальних спадкових змін, які можуть бути нейтральними, шкідливими або корисними. Внаслідок життєвого змагання в природі відбувається постійна вибірна елімінація одних особин і переважне виживання та розмноження індивідів і груп особин, які, змінюючись, набули корисних особливостей. Внаслідок схрещування відбувається поєднання ознак однієї форми з ознаками іншої. Так з покоління в покоління накопичуються незначні корисні спадкові зміни і їх комбінації, які згодом стають характерними ознаками популяції, різновидності, виду. Причому, внаслідок закону кореляції одночасово з посиленням адаптивних змін в організмі відбувається перебудова й інших ознак. Добір постійно діє на весь організм, на всі його зовнішні і внутрішні органи, на їх структуру і функцію. Цей досить тонкий і точний механізм поступово накопичує нове, перебудовує, пристосовує, шліфує організми.

Дарвін писав: «Висловлюючись метафорично, можна сказати, що природний добір щодня, щогодини розслідує по всьому світу найдрібніші зміни, відкидаючи шкідливі, зберігаючи і складаючи добрі, працюючи нечутно, невидиме, де б і коли б тільки не постала до того нагода, над удосконаленням кожної органічної істоти по відношенню до умов її життя, органічних і неорганічних».

Природний добір — процес історичний. Його дія проявляється через багато поколінь, коли малопомітні індивідуальні зміни сумуються, комбінуються і стають характерними адаптивними ознаками груп організмів (популяції, виду і т. д.).

Форми природного добору. Виділяють кілька форм природного добору в залежності від його напряму, механізму дії, наслідків та інших факторів. Як особливу різновидність природного добору Ч. Дарвін виділяв статевий добір, під дією якого формуються вторпнностатеві ознаки (яскраве забарвлення і різноманітні прикраси самців багатьох птахів, статеві відміни в розвитку, зовнішності, поведінці інших тварин). Становлення цих особливостей здійснюється під дією добору в процесі активних взаємовідносин між статями тварин особливо в період розмноження (боротьба самців за самку або активний розшук, вибір самців самками). Ці показові ознаки самців не мають для них захисного значення і, здавалося б, не повинні були 6 закріплюватись, бо вони навіть знижують виживання організму. Але слід пам'ятати, що добір у своїй основі спрямований не на виживання окремої особини, а на залишення нею більш повноцінного і численного потомства. Таке потомство дають переважно краще фізично розвинені самці з більш вираженими вгоринностатевими ознаками (органи захисту і статеві рефлекси, засоби приваблювання і збудження самок, пристосування до захисту потомства тощо).
Як правило, вони й у першу чергу вступають у розмноження, обмежуючи участь у ньому інших самців. Дивергенція за розпізнавальними ознаками самців і самок спочатку відбувається під дією звичайного природного добору. Ці ознаки полегшують зустріч різностатевих особин, стимулюють статевий цикл самки і її участь у розмноженні. Пізніше такі ознаки уже стають об'єктом статевого добору, остаточний результат якого співпадає з результатом природного добору.

Дія статевого добору яскраво проявляється у тварин з розвиненою нервовою системою і багатою рефлекторною діяльністю (у ссавців, птахів, комах), а характер цього добору е специфічним для кожного виду. Слід також враховувати, що вторинностатеві ознаки зумовлені фізіологічними причинами і залежать від дії гормонів статевих залоз, функція яких регулюється гіпофізом і нервовою системою. Ці складні взаємозалежності вироблялись історично під контролем природного добору та його особливої форми—статевого добору.

Другою формою природного добору є прямий, або рушійний, провідний добір.
Кожний вид складається не з абсолютно тотожних особин та груп індивідів, аз більш-менш відмінних за фенотипом і генотипом, за нормою реакції. При тривалій зміні зовнішнього середовища в певному напрямі деякі відхилення від середньої норми набувають селекційної переваги над виробленою раніше пристосованістю основної маси населення виду. Внаслідок переважного розмноження і збільшення чисельності однієї частини виду, здатної пристосуватись до нових умов, і переважної елімінації іншої відбувається зміна генетичної структури й перебудова організації виду. Варіаційна крива зміщується в напрямі пристосування до нових умов існування. Прямий добір е типовою формою природного добору, яка зумовлює постійне перетворення пристосувань видів відповідно до змін умов існування.

Стабілізуючий добір. Теорію стабілізуючого добору розробив акад. І. І.
Шмальгаузен (1940). Дія цієї форми природного добору зумовлюється селекційною перевагою особин і груп організмів з середньою нормою реакції в маломінливих умовах існування, що приводить до збільшення їх чисельності. З другого боку, в кожному поколінні відбувається переважна елімінація представників з помітними відхиленнями від цієї норми (особин з великими або малими .розмірами тіла або окремих його частин, світлим або темним забарвленням і т. д.). Сіабілізуючий добір проявляє себе тоді, коли настає стійкість екологічних умов, коли встановлюються біоценотичні відносини і відносна рівновага між видом і зовнішнім середовищем.

Стабілізуючий добір зумовлює відносну стійкість організації виду і його генетичної структури, меншу залежність усіх етапів індивідуального розвитку і життєдіяльності особин від випадкових змін умов зовнішнього середовища і малих мутацій, прогресивний розвиток і вдосконалення механізмів, що регулюють онтогенез.

Характеризуючи стабілізуючий добір, Шмальгаузен показав значення модифікаційних змін в еволюційних перетвореннях виду, коли модифікації можуть стати нормою реакції, закріпленою спадковістю, і їх розвиток буде здійснюватись під впливом внутрішніх генетичних факторів.
Стабілізуюча форма добору показує шляхи й механізми вироблення відносної стійкості адаптацій виду, його організації.

Дизруптивний, або розсікаючий добір можна розглядати як протилежний стабілізуючому. Останній забезпечує переважне виживання і кількісне збільшення особин з середньою нормою реакції при відносно сталих умовах існування і елімінацію в першу чергу форм, що відхиляються від цієї норми.

Дія дизруптивного добору відбувається тоді, коли умови зовнішнього середовища настільки змінились, що основна маса виду втрачає адаптивність, а переваг набувають особини з крайніми відхиленнями від середньої норми.
Саме ці відхилення і відіграють адаптивну роль у нових умовах. Такі форми кількісно швидко збільшуються, і на базі одного виду внаслідок дивергенції формується декілька нових.