Біологія. 9 клас. Козленко

Еволюція органічного світу

Лабораторні дослідження

Побудова філогенетичних дерев. Моделювання стрічок часу викопних організмів. Моделі процесів, що впливали на антропогенез. Моделі чисельності людства та епідемій.

Проект

Виявлення рівня антропогенного впливу в екосистемах своєї місцевості.

Основні терміни та поняття: вид, популяція, еволюція, природний добір, конвергенція, дивергенція, паралелізм.

Ч. Дарвін і його теорія еволюції

Запам’ятайте терміни: еволюція, природний добір, боротьба за існування

Спроби зрозуміти систему живого світу у процесі її розвитку здійснювалися людством з самих податків розвитку наукової думки. Питання походження життя, змінності видів та їх розвитку упродовж довгого часу були дискусійними. Деякі з них залишаються такими і по сьогоднішній день. Процес розвитку живого отримав назву еволюції.

Вперше рушійні сили еволюції були у XVIII сторіччі розглянуті французьким вченим Жаном-Батістом де Ламарком. Учений вважав, що факторів, які визначають розвиток живих організмів, два: прагнення істот до самовдосконалення та вплив умов зовнішнього середовища. Зокрема, розвиток корисних характеристик у тварин Ламарк вважав наслідком постійного вправляння окремих їх органів, викликаного необхідністю тим чи іншим чином взаємодіяти із зовнішнім середовищем (мал. 47). На думку Ламарка, такі характеристики можуть передаватися у спадок нащадкам організмів, що зазнали змін, таким чином приводячи до вдосконалення виду в цілому.

Мал. 47. Жирафи вдосконалюють будову шиї, тягнучись до їжі (за Ламарком)

Визначний внесок у розвиток поглядів на еволюцію зробив Чарльза Дарвіна. Будучи членом природодослідник експедицій, Дарвін мав можливість вивчати флору та фауну різноманітних місцевостей, порівнювати подібні види між собою та робити висновки про їх виникнення та розвиток. Намагаючись обґрунтувати мінливість видів, Дарвін дійшов до висновку про значну роль природного добору та боротьби за існування у процесі розвитку видів. Особини з корисними у певних умовах ознаками є успішними у цій боротьбі, проходять природний добір та залишають потомство, яке успадковує цю ознаку. Таким чином поступово змінюються окремі особини та вид у цілому.

Людину Дарвін вважав закономірним результатом еволюції приматів, підтверджуючи походження людини від мавпи. Вчений стверджував наявність вимерлих перехідних форм від мавпи до людини.

На початку ХХ ст. стала на тлі бурхливого розвитку генетики почали накоплювалися певні суперечності між класичною теорією Дарвіна та новими відомостями про характер спадковості. Зокрема, сам Дарвін так і не зміг спростувати «жахіття Дженкіна» — зауваження свого колеги Флемінга Дженкіна про те, що нова ознака, котра виникла в одного організму, не змогла б призвести до змін цілого виду. Відтак еволюційна теорія вимагала врахування усіх нововідкритих фактів та закономірностей, що стали підґрунтям для розвитку цілих нових наук. Ця потреба зумовила виникнення нової системи поглядів на еволюцію, названої синтетичною теорією еволюції.

Природний добір та його форми

Основними факторами еволюції Чарльз Дарвін вважав спадкову мінливість, боротьбу за існування та природний добір (мал. 48).

Досліджуючи різні види мінливості, Дарвін поділив це явище на визначену (неспадкову) та невизначену (спадкову) мінливість. Прояви неспадкової мінливості виникають під дією певного фактора середовища і зникають з припиненням дії цього фактора. Прояви ж спадкової мінливості індивідуальні і передаються наступним поколінням. Саме останню Дарвін вважав джерелом еволюційних змін. Однак. на думку Дарвіна, самі спадкові зміни не мають здатності пристосовувати організми до умов середовища. Такі пристосування виникають лише під дією на організми боротьби за існування та природного добору.

Чарльз Дарвін висловив думку про те, що кількість організмів є великою, а ресурси, на які вони можуть претендувати (їжа, територія, сховища) — обмеженими. Саме тому організми вступають між собою у конкурентну боротьбу за існування, унаслідок якої виживають більш пристосовані особини. Така боротьба існує між особинами одного виду (внутрішньовидова), різних видів (міжвидова) та різних груп організмів з несприятливими умовами самого середовища.

Мал. 48. Фактори еволюції

Боротьба організмів за існування призводить до виживання більш пристосованих та загибелі менш пристосованих до певного комплексу умов середовища організмів. Це явище називають природним добором. На відміну від штучного добору, що здійснюється людиною і має чітко визначений результат, природний добір відбувається в напрямку, який визначають фактори середовища разом із зміненими ознаками самого організму і його результатом є найбільш вигідна у даних умовах форма.

Існують такі форми природного добору:

Рушійний. Є наслідком впливу спрямованих змін факторів середовища. Особини, певні ознаки яких є відхиленням від середнього значення, у нових умовах можуть зайняти більш вигідне положення, аніж особини, що були пристосовані до попереднього комплексу умов. Корисними, як правило, є відхилення лише в один бік від середнього. Тиск добору спрямований на зміщення середнього значення ознаки. Прикладом такої форми добору є явище індустріального меланізму у метелика березового п’ядуна, що було спостережене в Англії. У нормі ці метелики мають білий колір крил, що дозволяє їм маскуватися на білій корі берези. Гази, що є відходами діяльності промислових підприємств Англії, призвели до потемніння стовбурів берез. У нових умовах білі метелики ставали легкою здобиччю для хижаків, а виживали і давали потомство темні метелики. За деякий час вони й стали складати більшість популяції.

Стабілізуючий. За певного комплексу умов найбільш пристосованими виявляються особини з середнім значенням певної ознаки. Тиск добору у цьому випадку спрямований на видалення з популяції (елімінацію) особин з крайніми значеннями ознаки. Такий добір характерний для незмінних умов середовища. У кінці 50-х рр. XX ст. у Росії сталася сильна буря, у яку потрапила зграя горобців. Багато птахів загинуло. Досліджуючи загиблих горобців, учені виявили, що серед них багато птахів із дуже довгими або дуже короткими крильми і майже немає особин із середнім значенням довжини крила. Отже, саме таке значення забезпечило виживання птахів у критичних умовах.

Розриваючий, або дизруптивний. У деяких випадках умови середовища сприяють закріпленню двох різних варіантів ознак, відмінних від середнього значення. Особини з середнім значенням ознаки при цьому елімінуються. Такий добір веде до формування різних рас одного виду. Рослини, що ростуть на сіножатях, піддаються викошуванню і можуть не встигнути дати потомство. Розмножуються лише ті рослини, які цвітуть або перед сінокосом, або після нього. Тривалий добір призводить до формування рано- та пізньоквітучих раз таких рослин.

Значна роль в еволюції тваринного світу належить статевому добору, що спрямований на успіх у приваблюванні особин протилежної статі та подальшому розмноженні. Багато тварин виробляють для цього спеціальні пристосування. Зокрема, самці птахів (райські птахи, павичі) характеризуються яскравим забарвленням, що приваблює самицю. Це забарвлення може бути як сезонним, так і постійним.

Особини з недостатніми проявами важливих для виду ознак позбавляються шансу на продовження роду, відтак їхні гени не закріплюються серед нащадків.