Эволюционные идеи до чарльза дарвина. Эволюционные идеи до чарльза дарвина История развития биологии до дарвина

Фалес из Милета (V в. до н.э., Греция) был первым, кто пытался найти общий источник возникновения всего существующего. Этим общим источником Фалес считал воду, что дало повод объявить его предшественником современных исследователей, также полагающих, что жизнь зародилась на дне Океана.

Анаксимандр . Согражданин и современник Фалеса. Полагал, что твердь сначала была покрыта водой и только постепенно начала высыхать. К этому времени на ее поверхности появились люди, которые ранее жили в воде и напоминали рыб.

Анаксимен. Ученик Анаксимандра. Считал, что все существующее возникло из воздуха. В частности, из воздуха появилась земля и вода, их смешение образовало ил, из которого под влиянием солнечного тепла произошли путем самозарождения растения, животные и люди.

Гераклит (конец VI- начало V в. До н.э.). Основой мира считал движение: «Все течет и ничего не остается постоянным». Эта основная идея могла бы лечь в основу действительно исторического взгляда на природу, но она осталась неразвитой Гераклитом.

Эмпедокл (483 – 423 гг. до н.э.). Все существующее имеет в основе четыре первых физических принципа: огонь, воздух, воду и землю. Этими принципами управляют две силы: объединяющая – любовь и разъединяющая – ненависть. Борьба этих двух сил приводила к появлению различных комбинаций живых существ в растительном и животном царствах.

Демокрит (460 – 370 гг. до н.э.). Сопоставил сравнение человеческого тела с устройством других живых организмов. Обратил внимание на приспособление отдельных органов к выполнению определенных функций; однако объяснения этой упорядоченности и целесообразной организации он не дал.

Анаксагор. Современник Демокрита. Полагал, что целесообразное устройство живых существ обязано наличию разумного плана, источником которого является всемогущий дух, или разум.

Платон (V-IV вв. до н.э.). Высказал мысль о существовании двух миров: мира вещей, воспринимаемых чувствами, и мира идей, воспринимаемых разумом, мышлением. Платоновское учение об идеях оказало влияние на биологию, легло в основу представления об идеальном плане строения живых существ, к которому их действительное устройство только приближается.

Аристотель (384 – 322 до н.э.) сформулировал теорию непрерывного и постепенного развития живого из неживой материи. Создал представление о «лестнице природы» применительно к миру животных. Организмы, по его мнению, отличаются от тел неживой природы присутствием души, которая является исчерпывающей причиной их жизненных свойств. Наиболее примитивная – питающая – душа имеется у растений. Животные помимо питающей души обладают еще чувствующей, в силу чего они проявляют волю и способны к движению. Человек сверх питательной и чувствующей души обладает еще мыслящей душой, способной образовывать понятия и строить обобщения. Отметив черты различия и черты сходства, Аристотель не увидел в этом сходстве родства, общности происхождения.

Парацельс (1493 – 1541). Выразителем биологических представлений эпохи Возрождения был врач Теофраст фон Гогенгейм, известный как Парацельс. Наряду с представлениями о жизненных соках, имеющих различный состав, и учением об архее – верховном начале, управляющем всеми химическими процессами в организме, он высказывал мысль о наследственных вещах, переходящих к детям от отца и матери. Эта же мысль о комбинировании наследственных вещей легла в основу представлений о возникновении разнообразных форм растений и животных.

Лейбниц (1646 – 1716). Основная идея такова, что все тела состоят из частиц – монад, обладающих индивидуальностью и жизненными свойствами. Важнейшее жизненное свойство монад заключается в том, что каждая из них наделена силой и поэтому может действовать сама по себе, не нуждаясь в побуждении извне. Характеризующая монаду сила подчиняется закону причинности, но в то же время она действует целесообразно, осуществляя и механические движения тел и гармонично их устраивая. Одним из важнейших является его закон непрерывности: все тела природы образуют ряд непрерывных переходов от одного к другому, без пропусков и повторений. Так как монады, по его представлениям, не возникают и не уничтожаются, то и развитие организмов должно мыслиться как развитие (эволюция) предшествующих свойств, а смерть – как свертывание (инволюция) этих свойств, переход их в скрытое состояние.

Шарль Бонне (1720 – 1793) известен развитием лейбницианской идеи о постепенных переходах от одного тела природы к другому, выраженной в виде лестницы существ (лестницы тел природы), которые располагаются по принципу убывающей высоты организации (человек – четвероногие – растения – кристаллы и т.д.).

Жорж Бюффон (1707 – 1788) высказал мнение, что разные типы животных имеют различное происхождение и возникли в разное время. Его заслуга – установление связи между организмами и средой их обитания. Ученый признавал влияние внешней среды и наследование приобретенных признаков.

Карл Линней (1707 – 1778) первый создатель искусственной системы органического мира. За основу своей системы он принял вид, который определял как совокупность сходных по строению особей, дающих плодовитое потомство. Вид он считал элементарной единицей живой природы. Близкие виды объединялись им в роды, роды – в отряды, отряды – в классы. В основу классификации был положен принцип иерархичности (соподчиненности). Для обозначения вида он использовал два латинских слова: первое – название рода, второе – видовой эпитет. Этот принцип двойной номенклатуры сохранился в систематике и до настоящего времени. Линней систематизировал огромный материал, накопленный предшественниками, и описал более 8000 видов. Его работы послужили серьезной основой для дальнейшего изучения и классификации живых организмов. Вклад в науку Карла Линнея: 1) открыл около 1,5 тысяч видов растений. 2) описал около 10 тысяч видов растений и около 4,5 тысяч животных. 3) разработал короткие и четкие определения (диагнозы) каждой группы организмов. 4) ввел бинарную номенклатуру («система природы», 1735). 5) разработал принципы построения классификации живой природы («Философия ботаники»). 6) впервые поместил человека в один отряд с обезьянами на основании морфологического сходства.

Жорж Кювье (1769 – 1832). Крупный специалист в области систематической зоологии, сравнительной анатомии и палеонтологии, основы которой были заложены его трудами. Установил, что все органы животного представляют собой части одной целостной системы, а строение каждого органа закономерно соотносится со строением всех других (принцип корреляции). Убедившись в том, что ископаемые формы очень резко отличаются от ныне живущих, и не находя между теми и другими переходных форм, он пришел к выводу о неизменчивости животных. Он является автором теории катастроф: смена населения Земли происходила не в результате эволюции, а в силу геологических катастроф, уничтожавших население той или иной части Земли, после чего опустошенная местность заселялась новыми формами с других материков или имело повторное творение Богом новых форм животных.

Жан – Батист Ламарк (1744 – 1829). Выдвинул теорию об изменяемости видов. Он утверждал, что разнообразие животных и растений есть результат исторического развития органического мира -–эволюции, которую понимал как ступенчатое развитие, усложнение организации живых организмов от низших форм к высшим и называл «градацией». Он предложил своеобразную систему органического мира, расположив в ней родственные группы в восходящем порядке – от простых к более сложным, в виде «лестницы». Между лестнице Ламарка и Бонне принципиальное различие заключается в том, что ряд живых существ, по Ламарку, исторически изменяется – низшие формы, усложняясь, превращаются в высшие. В книге «Философия Зоологии» Ламарк привел многочисленные доказательства медленного изменения видов животных эволюционным путем, составил первые родословные отдельных классов животного мира (включая человека) в виде ступеней прогрессивной эволюции. Ламарк стоял на позициях наследования приобретенных признаков (воздействие внешней среды на организмы и передача фенотипических признаков потомству). Выдвинул концепцию упражнения и неупражнения органов. Ошибочно полагал, что изменения среды всегда вызывают у организмов полезные изменения, а причиной прогресса живой природы считал внутреннее стремление организмов к совершенствованию своей организации.

Эволюционные представления до Ч. Дарвина

Традиционный исторический описание додарвинив-ского периода развития эволюционного учения начинают с имени

шведского естествоиспытателя Карла Линнея. Однако сам Линней не предполагал существования процесса исторического преобразования живого. Он считал все живые организмы постоянными и неизменными, то есть такими, какими они были созданы Творцом. Линней вошел в науку как создатель классификации растительного и животного мира.

Линней предложил также способ описания принадлежности того или иного вида в определенной таксономической группы - бинарное (двойную) номенклатуру. По его предложению вид стали называть двумя словами, первое из которых определяет род, а второе - вид. Все видовые названия даются на латинском языке. После видового названия в сокращенной форме указывается фамилия автора, который дал название. Например, воробей полевой - Passer montanus L. (L. - Линней). Бинарная номенклатура, предложенная Линнеем, оказалась настолько удачной, что ею пользуются до сих пор. Линней описал и дал названия более 1 тыс. ранее неизвестных видов

растений и животных, ввел более 100 научных терминов (например пестик и тычинка).

Французский зоолог Жан Батист Ламарк в 1809 предложил первую концепцию эволюции. Она основывалась на двух главных предпосылках: внутреннее стремление организмов к самосовершенствованию, заложенное Творцом, и наследование приобретенных признаков. Ученый считал, что все разнообразие видов на Земле появилась благодаря тому, что Творцом были созданы простейшие одноклеточные организмы и задана их дальнейшая градация (развитие путем усложнения). Приспособление видов к окружающим условиям является результатом деятельности или бездеятельности органов. По мнению Ламарка, длинные шея и ноги жирафа - результат того, что многие поколения его короткошея и коротконогих предков питались листьями деревьев, за которым приходилось тянуться все выше и выше. Незначительное удлинение шеи и ног, что происходит в каждом поколении, передавалось по наследству, пока длина этих частей тела не достигла современной. Таким образом, в основе возникновения нового вида, по Ламарку, лежат следующие механизмы:

Под действием окружающей среды происходят полезные для организма изменения;

Эти изменения наследуются потомками;

Деятельность или бездеятельность органов ускоряет процесс видообразования.

Теория Ламарка подготовила почву для современной эволюционной теории, но его взгляды на механизмы изменчивости получили широкого признания. Было обнаружено, что условия окружающей среды влияют на фенотип, не затрагивая генотипа.

Контрольная работа

От эволюционной идеи к теории эволюции Ч. Дарвина

1. Зарождение и развитие эволюционных идей до середины XIX века

Литература

1. Зарождение и развитие эволюционных идей до середины XIX века

При рассмотрении представлений о живой природе в древнем мире кратко остановимся лишь на основных выводах, сделанных в те времена и имевших особое значение для развития естествознания.

Первые попытки систематизировать и обобщить разрозненные сведения о явлениях живой природы принадлежат античным натурфилософам, хотя задолго до них в литературных источниках различных народов (египтян, вавилонян, индийцев и китайцев) приводилось много интересных сведений о растительном и животном мире.

Античными натурфилософами были выдвинуты и разрабатывались две основные идеи: идея единства природы и идея ее развития. Однако, причины развития (движения) понимались механистически или телеологически. Так, основоположники древнегреческой философии Фалес (VII - VI вв. до н. э.), Анаксимандр (610 - 546 до н. э.), Анаксимен (588 - 525 до н. э.) и Гераклит (544 - 483 до н. э.) пытались выявить исходные материальные субстанции, обусловившие возникновение и естественное саморазвитие органического мира. Несмотря на то, что они наивно решали этот вопрос, считая такими субстанциями воду, землю, воздух или что-либо другое, сама идея возникновения мира из единого и вечного материального первоначала имела важное значение. Это позволяло оторваться от мифологических представлений и начать элементарный причинный анализ - происхождения и развития окружающего мира.

Из натурфилософов ионийской школы особый след в истории науки оставил Гераклит Эфесский. Он впервые ввел в философию и науку о природе четкое представление о постоянном изменении и единстве всех тел природы. Согласно Гераклиту, «развитие каждого явления или вещи есть результат борьбы противоположностей, возникающей в самой системе или вещи». Обоснование этих выводов было примитивным, но они положили начало диалектическому пониманию природы.

Идея единства природы и ее движения развивалась в трудах Алкмеона Кротонского (конец VI - начало V в. до н.э.), Анаксагора (500 - 428 до н.э.), Эмпедокла (около 490 - 430 до н.э.) и, наконец, Демокрита (460 - 370 до н.э.), который, опираясь на идеи своего учителя Левкиппа, создал атомистическую теорию. По этой теории мир состоит из мельчайших неделимых частиц - атомов, движущихся в пустоте. Движение присуще атомам от природы, и они отличаются друг от друга только по форме и размерам. Атомы неизменны и вечны, они никем не были созданы и никогда не исчезнут. По Демокриту, этого достаточно, чтобы объяснить возникновение тел природы - неживых и живых: поскольку все состоит из атомов, то рождение любой вещи есть соединение атомов, а смерть - их разъединение. Многие натурфилософы того времени пытались разрешить проблему строения и развития материи с позиций атомистической теории. Эта теория явилась высшим достижением материалистической линии в античной натурфилософии.

В IV-III вв. до н. э. материалистическому направлению была противопоставлена идеалистическая система Платона (427 - 347 до н. э.). Она также оставила глубокий след в истории философии и науки. Суть учения Платона сводилась к следующему. Материальный мир представлен совокупностью возникающих и преходящих вещей. Он является несовершенным отражением постигаемых разумом идей, идеальных вечных образов предметов, воспринимаемых органами чувств. Идея - это цель и вместе с тем причина материи. Согласно этой типологической концепции, наблюдаемая широкая изменчивость мира не более реальна, чем тени предметов на стене. Только постоянные, неизменные «идеи», скрывающиеся за видимой изменчивостью материи, вечны и реальны.

Аристотель (384 - 322 до и. э.) пытался преодолеть платоновский идеализм, утверждая реальность материального мира и его пребывание в состоянии постоянного движения. Он впервые вводит понятие о различных формах движения и развивает сенсуалистическую теорию познания. По теории Аристотеля, источником познания являются ощущения, перерабатываемые затем разумом. Однако Аристотелю не удалось окончательно отойти от типологической концепции. В итоге он модифицировал идеалистическую философию Платона: материю считал пассивной и противопоставлял ей активную нематериальную форму, объясняя явления природы с теологической точки зрения и допуская при этом существование божественного «первого двигателя».

Во всех телах он различал две стороны - материю, обладающую разными возможностями, и форму, под влиянием которой реализуется данная возможность. Форма одновременно является причиной и целью превращений материи. Таким образом, по Аристотелю, получается, что материя находится в движении, но причиной этого является нематериальная форма.

Материалистическое и идеалистическое учения древнегреческих натурфилософов имели своих сторонников и в древнем Риме. Это римский поэт и философ Лукреций Кар (I в. до н. э.), натуралист и первый энциклопедист Плиний (23 - 79 н. э.), врач и биолог Гален (130 - 200 н. э.), внесший существенный вклад в развитие анатомии и физиологии человека и животных.

К VI в. н. э. основные идеи античных натурфилософов получили широкое распространение. К этому времени уже накопился сравнительно большой фактический материал о различных явлениях природы и начался процесс дифференциации натурфилософии на частные науки. Период с VI по XV в. условно называют «средневековьем». Как уже отмечалось, в этот период возникает феодализм со свойственной ему политической и идеологической надстройкой, развивается главным образом идеалистическое направление, оставленное в наследство античными натурфилософами, и представление о природе опирается, прежде всего, на религиозные догмы.

Пользуясь достижениями античной натурфилософии, ученые-монахи средневековья отстаивали религиозные взгляды, пропагандировавшие идею миропорядка, выражающего божественный замысел. Такое символическое видение мира - характерная особенность средневекового мышления. Итальянский католический теолог и философ схоласт Фома Аквинский (1225 - 1274) выразил это в следующих словах: «Созерцание творения должно иметь целью не удовлетворение суетной и преходящей жажды знания, но приближение к бессмертному и вечному». Иначе говоря, если для человека античного периода природа была действительностью, то для человека средневековья она - лишь символ божества. Символы для средневекового человека были более реальны, чем окружающий его мир.

Такое мировоззрение привело к догме, что вселенная и все, что в ней имеется, создано творцом ради человека. Гармония и красота природы предустановленны богом и абсолютны в своей неизменности. Это выхолащивало из науки даже намек на идею развития. Если в те времена и говорили о развитии, то, как о развертывании уже существующего, и это укрепляло корни идеи преформации в худшем ее варианте.

На основе такого религиозно-философского, искаженного восприятия мира был сделан ряд обобщений, повлиявших на дальнейшее развитие естествознания. Например, богословский принцип красоты и преформации удалось окончательно преодолеть только к середине XIX в. Примерно такое же продолжительное время пришлось опровергать установленный в средневековье принцип «ничто не ново под Луной», т. е. принцип неизменности всего существующего в мире.

В первой половине XV в. религиозно-догматическое мышление с символико-мистическим восприятием мира начинает активно вытесняться рационалистическим мировоззрением, основанным на вере в опыт как главный инструмент познания. Опытная наука нового времени начинает свое летосчисление с эпохи Возрожденья (со второй половины XV в.). В этот период и началось быстрое формирование метафизического мировоззрения.

В XV - XVII вв. возрождается - все лучшее из научного и культурного достояния античности. Достижения древних натурфилософов становятся образцами для подражания. Однако при интенсивном развитии торговли, поисках новых рынков, открытии континентов и земель в основные страны Европы стала поступать новая информация, требующая систематизации, и метод общего созерцания натурфилософов, а также схоластический метод средневековья оказались непригодными.

Для более глубокого изучения природных явлений нужен был анализ огромного количества фактов, которые необходимо было классифицировать. Так возникла потребность расчленять находящиеся во взаимной связи явления природы и изучать их в отдельности. Это и определило широкое распространение метафизического метода: природа рассматривается как случайное скопление постоянных предметов, явлений, существующих изначально и независимо друг от друга. При этом неизбежно возникает неправильное представление о процессе развития в природе - он отождествляется с процессом роста. Именно такой подход был необходим для понимания сущности изучаемых явлений. Кроме того, широкое использование метафизиками аналитического метода ускорило и затем завершило дифференцировку естествознания на частные науки и определило их конкретные предметы исследования.

В метафизический период развития естествознания было сделано много крупных обобщений такими исследователями, как Леонардо да Винчи, Коперником, Джордано Бруно, Галилеем, Кеплером, Ф. Бэконом, Декартом, Лейбницем, Ньютоном, Ломоносовым, Линнеем, Бюффоном и др.

Первая крупная попытка сблизить науку с философией и обосновать новые принципы была предпринята в XVI в. английским философом Фрэнсисом Бэконом (1561 - 1626), которого можно рассматривать как родоначальника современной экспериментальной науки. Ф. Бэкон призывал к изучению законов природы, знание которых расширило бы власть человека над ней. Он выступал против средневековой схоластики, считая опыт, эксперимент, индукцию и анализ основой познания природы. Мнение Ф. Бэкона о необходимости индуктивного, опытного, аналитического метода было прогрессивным, но оно не лишено механистических и метафизических элементов. Это проявлялось в одностороннем понимании им индукции и анализа, в недооценке роли дедукции, сведении сложных явлений к сумме составляющих их первичных свойств, в представлении движения только как перемещения в пространстве, а также в признании внешней по отношению к природе первопричины. Ф. Бэкон явился основоположником эмпиризма в науке нового времени.

В метафизический период развивался и другой принцип естественнонаучного познания природы - рационализм. Особое значение для развития этого направления имели труды французского философа, физика, математика и физиолога Рене Декарта (1596 - 1650). Его воззрения в своей основе были материалистическими, но с элементами, способствовавшими распространению механистических взглядов. По Декарту, единая материальная субстанция, из которой построена вселенная, состоит из бесконечно делимых и полностью заполняющих пространство частиц-корпускул, находящихся в непрерывном движении. Однако суть движения сводится им только к законам механики: количество его в мире постоянно, оно вечно, и в процессе этого механического движения возникают связи и взаимодействия между телами природы. Данное положение Декарта имело важное значение для научного познания. Природа - это огромный механизм, и все качества составляющих его тел определяются чисто количественными различиями. Образование мира не направляется сверхъестественной силой, приложенной к какой-то цели, а подчинено естественным законам. Живые организмы, по Декарту, также являются механизмами, сформировавшимися по законам механики. В учении о познании Декарт был идеалистом, так как отрывал мышление от материи, выделяя его в особую субстанцию. Он также преувеличивал роль рационального начала в познании.

Большое воздействие на развитие естествознания XVII - XVIII вв. оказала философия немецкого математика идеалиста Готфрида Вильгельма Лейбница (1646 - 1716). Придерживаясь вначале механистического материализма, Лейбниц отошел от него и создал собственную систему объективного идеализма, основой которой явилось его учение о монадах. По мнению Лейбница, монады - это простые, неделимые, духовные субстанции, составляющие «элементы вещей» и наделенные способностью к деятельности и движению. Поскольку монады, образующие весь окружающий нас мир, абсолютно самостоятельны, то это вводило в учение Лейбница телеологический принцип изначальной целесообразности и гармонии, установленных творцом.

На естествознание особо повлияло представление Лейбница о континууме - признании абсолютной непрерывности явлений. Это выразилось в его известном афоризме: «Природа не делает скачков». Из идеалистической системы Лейбница вытекали преформистские представления: в природе ничего не возникает заново, а все существующее лишь изменяется благодаря увеличению или уменьшению, т. е. развитие есть развертывание заранее созданного.

Таким образом, для метафизического периода (XV - XVIII вв.) характерно существование различных принципов в познании природы. Согласно этим принципам с XV по XVIII вв включительно в биологии возникают следующие основные идеи: систематизации, преформизма, эпигенеза и трансформизма . Они развивались в рамках рассмотренных выше философских систем, и вместе с тем это оказалось чрезвычайно полезным для создания эволюционного учения, свободного от натурфилософии и идеализма.

Во второй половине XVII и к началу XVIII в. накопился большой описательный материал, требовавший глубокого изучения. Нагромождение фактов нужно было систематизировать и обобщить. Именно в этот период усиленно разрабатывается проблема классификации. Однако сущность систематических обобщений определила парадигма о порядке природы, установленном творцом. Тем не менее, приведение хаоса фактов к системе само по себе было ценным и необходимым.

Чтобы приступить к классификации для создания системы растений и животных необходимо было найти критерий. Таким критерием был выбран вид. Впервые определение вида дал английский натуралист Джон Рей (1627 - 1705). Согласно Рею, вид - это наиболее мелкие совокупности организмов, тождественных по морфологическим признакам, совместно размножающихся и дающих потомство, сохраняющее это сходство. Таким образом, термин «вид» приобретает естественнонаучное понятие, как неизменная единица живой природы.

Первые системы ботаников и зоологов XVI, XVII и XVIII вв. оказались искусственными, т. е. растения и животные группировались по каким-либо признакам, избранными произвольно. Такие системы давали упорядоченность фактов, но обычно не отражали родственные связи между организмами. Однако этот первоначально ограниченный подход сыграл важную роль в создании затем естественной системы.

Вершиной искусственной систематики явилась система, разработанная великим шведским натуралистом Карлом Линнеем (1707 - 1778). Он обобщил достижения многочисленных предшественников и дополнил их собственным огромным описательным материалом. Его основные труды «Система природы» (1735), «Философия ботаники» (1735), «Виды растений» (1753) и другие посвящены проблемам классификации. Заслуга Линнея в том, что он ввел единый язык (латынь), бинарную номенклатуру и установил четкую соподчиненность (иерархию) между систематическими категориями, расположив их в следующем порядке: тип, класс, отряд, семейство, род, вид, вариация. Линней уточнил чисто практическое понятие о виде как не имеющей переходов к соседним видам группе особей, сходных между собой и воспроизводящих признаки родительской пары. Он также окончательно доказал, что вид является универсальной единицей в природе, и это было утверждением реальности видов. Однако Линней считал виды неизменными единицами. Он признавал неестественность своей системы. Однако под естественной системой Линней понимал не выявление родственных связей между организмами, а познание порядка природы, установленного творцом. В этом проявлялся его креационизм.

Введение Линнеем бинарной номенклатуры и уточнение понятия о виде имели огромное значение для дальнейшего развития биологии и дали направление описательной ботаники и зоологии. Описание видов теперь сводилось к четким диагнозам, а сами виды получили определенные, международные названия. Таким образом, окончательно вводится сравнительный метод, т.е. системы строятся на основе группировки видов по принципу сходства и различий между ними.

В XVII и XVIII вв. особое место занимает идея преформации, по которой будущий организм в миниатюрном виде уже имеется в половых клетках. Эта идея не была новой. Достаточно четко она была сформулирована еще древнегреческим натурфилософом Анаксагором. Однако в XVII в. преформация возродилась на новой основе в связи с первыми успехами микроскопии и благодаря тому, что она укрепляла парадигму креационизма.

Первые микроскописты - Левенгук (1632 - 1723), Гамм (1658 - 1761), Сваммердам (1637 - 1680), Мальпиги (1628 - 1694) и др. Особое значение имело открытие учеником Левенгука - Гаммом сперматозоидов (анималькули), в каждом из которых видели самостоятельный организм. И тогда преформисты разделились на два непримиримых лагеря: овистов и анималькулистов. Первые утверждали, что все живое происходит из яйца, а роль мужского начала сводили к нематериальному одухотворению зародыша. Анималькулисты же считали, что будущие организмы в готовом виде имеются в мужском начале. Принципиальной разницы между овистами и анималькулистами не было, так как они были объединены общей идеей, которая укрепилась среди биологов вплоть до XIX в. Преформисты часто использовали термин «эволюция», вкладывая в него ограниченный смысл, касающийся только индивидуального развития организмов. Такая преформистская трактовка сводила эволюцию к механистическому, количественному развертыванию предсуществующего зародыша.

Так, по «теории вложения», предложенной швейцарским натуралистом Альбрехтом Галлером (1707 - 1777), зародыши всех поколений заложены в яичниках первых самок с момента их творения. Вначале с позиций теории вложения объясняли индивидуальное развитие организмов, но затем она была перенесена на весь органический мир. Это было сделано швейцарским естествоиспытателем и философом Шарлем Боннэ (1720 - 1793) и явилось его заслугой, независимо от того, правильно ли решалась проблема. После работ Боннэ термин эволюция начинает выражать идею преформированного развития всего органического мира. Опираясь на представление, что в организме первичной самки данного вида заложены все будущие поколения, Боннэ пришел к заключению о предопределенности всякого развития. Распространяя эту концепцию на весь органический мир, он и создает учение о лестнице существ, которое было изложено в труде «Трактат о природе» (1765).

Лестницу существ Боннэ представлял как предустановленное (преформированное) развертывание природы от низших форм до высших. На низших ступенях он располагает неорганические тела, затем следовали органические тела (растения, животные, обезьяны, человек), завершалась эта лестница существ ангелами и богом. Следуя представлениям Лейбница, Боннэ считал, что в природе все «идет постепенно», резких переходов и скачков нет, и лестница существ имеет столько ступеней, сколько известно видов. Эта мысль, развитая другими биологами, затем привела к отрицанию систематики. Идея постепенности заставляла искать промежуточные формы, хотя Боннэ и считал, что одна ступень лестницы не происходит из другой. Его лестница существ статична и отражала лишь соседство ступеней и порядок развертывания преформированных зачатков. Только значительно позже лестница существ, освобожденная от преформизма, положительно повлияла на формирование эволюционных представлений, так как в ней было продемонстрировано единство органических форм.

В середине XVIII в. идее преформации была противопоставлена идея эпигенеза, которая в механистической интерпретации была высказана еще в XVII в. Декартом. Но более обоснованно эту идею представил Каспар Фридрих Вольф (1735 - 1794). Он изложил ее в своей основной работе «Теория зарождения» (1759). Вольф установил, что в эмбриональных тканях растений и животных нет и следа будущих органов и что последние постепенно образуются из недифференцированной зародышевой массы. При этом он считал, что характер развития органов определяется влиянием питания и роста, в процессе которого предшествующая часть обусловливает появление последующей.

В связи с тем, что преформисты уже использовали термины «развитие» и «эволюция» для обозначения развертывания и роста предшествующих зачатков, Вольф ввел понятие «зарождение», отстаивая фактически истинное понятие о развитии. Вольф не мог правильно определить причины развития, поэтому и пришел к выводу, что двигателем формообразования является особая, присущая только живой материи внутренняя сила.

Идеи преформации и эпигенеза были в те времена несовместимыми. Первая обосновывалась с позиций идеализма и теологии, а вторая - с позиций механистического материализма. По сути же дела это были попытки познать две стороны процесса развития организмов. Лишь в XX в. удалось окончательно преодолеть фантастическое представление о преформации и механистическую трактовку эпигенеза. И теперь можно утверждать, что в развитии организмов одновременно имеют место преформация (в виде генетической информации) и эпигенез (формообразование на основе генетической информации).

В это время возникает и быстро развивается новое направление в естествознании - трансформизм. Трансформизм в биологии - это учение об изменяемости растений и животных и о превращении одних видов в другие. Трансформизм не следует рассматривать как непосредственный зачаток эволюционной теории. Его значение свелось только к укреплению представлений об изменяемости живой природы, причины которой объяснялись неправильно. Он ограничивается представлением о превращении одних видов в другие и не развивает его до представления о последовательном историческом развитии природы от простого к сложному. Сторонники трансформизма, как правило, не учитывали исторической преемственности изменений, считая, что изменения могут происходить в любом направлении, без связи с предыдущей историей. Так же трансформизм не рассматривал эволюцию как всеобщее явление живой природы.

Наиболее ярким представителем раннего трансформизма в биологии был французский натуралист Жорж Луи Леклерк Бюффон (1707—1788). Свои взгляды Бюффон изложил в двух фундаментальных трудах: «Об эпохах природы» и в 36-томной «Естественной истории». Он впервые высказал «историческую» точку зрения относительно неживой и живой природы, а также попытался связать, хотя и с позиций наивного трансформизма, историю Земли с историей органического мира.

Среди систематиков того времени все чаще начинает обсуждаться идея о естественных группах организмов. Решить проблему с позиций теории творения было невозможно, и трансформисты предложили новую точку зрения. Например, Бюффон считал, что многие представители фауны Нового и Старого Света имели общее происхождение, но затем, расселившись на разных континентах, они изменились под влиянием условий существования. Правда, эти изменения допускались лишь в известных пределах и не касались органического мира в целом.

Первая брешь в метафизическом мировоззрении была пробита философом И. Кантом (1724 - 1804). Он в знаменитом труде «Всеобщая естественная история и теория неба» (1755) отверг идею о первом толчке и пришел к заключению, что Земля и вся Солнечная система - нечто возникшее во времени. Следовательно, и все существующее на Земле также не было изначально задано, а возникло по естественным законам в определенной последовательности. Однако идея Канта была реализована значительно позже.

Осознать, что природа не просто существует, а находится в становлении и развитии, помогла геология. Так, Чарльз Лайель (1797 - 1875) в трехтомном труде «Основы геологии» (1831 - 1833) развил униформистскую теорию. Согласно этой теории, изменения земной коры происходят под влиянием одних и тех же естественных причин и законов. Такими причинами являются: климат, вода, вулканические силы, органические факторы. Большое значение при этом имеет фактор времени. Под влиянием продолжительного действия естественных факторов происходят изменения, связывающие геологические эпохи переходными периодами. Лайель, исследуя осадочные породы третичного периода, ясно показал и преемственность органического мира. Он разделил третичное время на три периода: эоцен, миоцен, плиоцен и установил, что если в эоцене жили особые органические формы, существенно отличавшиеся от современных, то в миоцене уже имелись формы, близкие к современным. Следовательно, органический мир изменялся постепенно. Однако Лайель не смог развить дальше эту мысль об историческом преобразовании организмов.

Бреши в метафизическом мышлении были пробиты и другими обобщениями: физиками был сформулирован закон сохранения энергии, а химики синтезировали ряд органических соединений, что объединяло неорганическую и органическую природу.

2. Эволюционное учение Ж. Б. Ламарка

Жан Батист Ламарк (1744 – 1829) - французский натуралист, создавший на основе развития идеи трансформизма первую целостную теорию эволюции органического мира с учетом большинства ее основных вопросов. В его учении отмечаются предпосылки эволюции (изменчивость и наследственность) и имеется четко выраженная попытка дать причинное объяснение эволюционному процессу. В основу этого учения положен совершенно правильный взгляд о безграничной изменчивости видов, которая рассматривается как проявление всеобщего закона природы. Суть эволюционного учения Ламарк изложил в знаменитом труде «Философия зоологии» (1809). Высказанная в ней концепция эволюции органического мира большинством биологов была встречена враждебно, но игнорировать существование проблемы эволюции уже стало невозможно.

По философским убеждениям Ламарк был деистом. Деисты критиковали религиозные представления, утверждая, что все явления природы осуществляются по естественным законам. Метафизическая ограниченность механистического материализма оставляла лазейку для представления о творце, которому отводилась роль «первопричины», давшего начало Вселенной и т. д. Исходя из философии деизма, Ламарк впервые высказал идею закономерного исторического развития живой природы. Жизнь, по мнению Ламарка, - явление полностью материальное. Поэтому для жизни, прежде всего, необходима материальная структура и особая причина - «возбудитель», проникающий в организмы из внешней среды и «оживляющий» их. За носителей активного начала Ламарк принимал материальные частицы - флюиды. Действие возбудителя он объяснял механистически: флюиды из окружающей среды проникают в организм и вызывают в нем различные изменения. Эта гипотеза в различных вариантах «прямого действия среды на организмы» до сих пор имеет своих сторонников в биологии.

Ламарк считал, что живое в простейших формах возникает из неживого: флюиды, воздействуя на вещества, способные «организовываться», превращают их в первичные зачатки жизни. При этом предполагалось, что первичные растения и животные возникают из материи, организованной различным образом, и это предопределяет разные пути их эволюционного развития. По Ламарку, самозарождение являлось отправной точкой эволюционного процесса, а развитие жизни от простого к сложному вытекало из основных свойств, которыми природа наделила живые существа, и из беспрерывного взаимодействия организмов со средой.

Отстаивая идею изменяемости видов, он опирался на следующие факты: 1) наличие между видами промежуточных разновидностей; 2) подвижность границ между видами, которая становится очевидней при расширении знаний о видах; 3) изменение видовых форм в экологическом и географическом аспекте. Исходя из этого, Ламарк заключил, что: 1) виды неразрывно связаны со средой, в которой они обитают, и могут быть относительно постоянными до тех пор, пока не изменится среда; 2) рассматривая изменяемость видов, необходимо учитывать могущественный фактор времени. Развивая идею о изменяемости видов Ламарк отрицает реальность видов и других систематических единиц (родов, семейств, порядков, классов), считая, что они являются искусственными категориями, для удобства классификации. В природе же, по мнению Ламарка, существует только цепь особей с нечувствительными переходами, а разрывы (хиатусы) в этой цепи имеются в силу недостаточности фактического материала. Тем самым он создает «номиналистическую» концепцию вида.

Критикуя искусственные системы, Ламарк попытался разработать принципы естественной системы. Согласно этим принципам, группировать организмы необходимо, исходя из их «сродства», установленного в результате анализа комплекса признаков. Он предложил приближающиеся к естественным системы растений и животных.

Ламарк ставит вопрос о выработке общего принципа, который позволил бы правильно оценить связи между систематическими категориями, и приходит к заключению, что таким принципом является градация - относительно прямолинейный ряд форм, отдельные звенья которого и должны представлять все систематические группы растительного и животного мира. В градации организмов Ламарк видел отражение реального процесса развития одних форм из других на протяжении бесконечного числа поколений. Это, по его мнению, и есть главное направление эволюционного процесса. Основной причиной процесса градации (развития от низших форм к высшим) Ламарк считал присущее организмам постоянное стремление к усложнению и совершенствованию организации. Он утверждал, что градация живых существ выражает собой общий порядок природы, «насажденный верховным творцом», а тенденция к осуществлению этого общего порядка заложена в каждом индивидууме в виде его врожденной способности к усложнению организации. Процесс градации, по его мнению, можно четко выявить при сравнении классов и более высоких таксономических единиц. Внутри же классов градация нарушается под влиянием внешних факторов, которые вынуждают виды изменяться и уклоняться от идеального порядка природы приспособительно к окружающим условиям. Таким образом, приспособительная эволюция сопровождает и нарушает градацию. При этом Ламарк отождествляет «изменение» и «приспособление», считая, что любое изменение, происходящее под влиянием среды или особенностей функционирования, уже приспособление. Однако изменение представляет собой генетико-физиологическое явление, а приспособление - явление историческое. Смешивая их, Ламарк не смог правильно решить вопрос о приспособительной эволюции.

Приспособительная эволюция, по Ламарку, осуществляется следующим образом: 1) изменение условий среды влечет за собой изменение потребностей организмов и выработку у них новых привычек, 2) упражнение и неупражнение органов в соответствии с новыми потребностями и привычками приводит к изменению этих органов (1-й закон Ламарка), 3) возникшие изменения передаются поколениям по наследству (2-й закон Ламарка), 4) приобретенная таким образом организация соответствует новым потребностям в новых условиях, т. е. является приспособительной.

Ламарк считал, что высшие животные как более организованные формы способны к внутреннему чувству и проявлению воли в различных обстоятельствах, вынуждающих их к определенным действиям. Т.е. внутренний фактор имеет особое значение в эволюции высших животных. У низших же животных и у растений, не способных к проявлению воли, приспособительная эволюция осуществляется под непосредственным влиянием факторов внешней среды.

Органическая эволюция, по Ламарку, осуществляется следующим образом. Низшие организмы возникают из тел неживой природы путем самозарождения. Затем в результате постепенных изменений они совершенствуются, и в ходе превращения определяется два основных направления развития: градация и приспособление к условиям внешней среды. Градационный процесс - главное направление эволюции - обеспечивается врожденным стремлением органических форм к повышению организации. Этот процесс автономен и совершается в силу установленного творцом порядка природы. Он сопровождается другим, более частным процессом приспособления к условиям существования, который у высших форм происходит под косвенным, а у низших - под прямым влиянием факторов среды.

Ошибки Ламарка были обусловлены механистическим представлением связи живых организмов с окружающей средой, идеалистической трактовкой причин градации, отделением приспособительного процесса от главного направления эволюции, отождествлением понятий «изменение» и «приспособление», неправильным представлением наследования приобретенных признаков и способности организмов изменяться в полном соответствии с измененными условиями обитания. Недостаточная обоснованность и большое количество умозрительных заключений, исключало признание и полную победу учения Ламарка над креационистскими представлениями начала XIX в. Однако, его учение, как своими положительными, так и отрицательными сторонами оказало большое влияние на последующее развитие биологии.

3. Предпосылки и основные положения теории Ч. Дарвина

Предпосылки теории Дарвина обычно группируют в три класса: 1) общественно-исторические условия в Англии первой половины XIX в.; 2) открытия в области естествознания и в частности в биологии; 3) достижения в с/х.

Общественно-исторические условия в то время способствовали бурному развитию эмпиризма в науке. Кратко рассмотрим лишь две идеи (Адама Смита и Томаса Мальтуса), повлиявших на формирование теории Дарвина. Смит (1723 - 1790) в труде «Исследование о природе и причинах богатства народов» (1776) создал экономическую теорию о факторах «национального богатства» на основе учения о «свободной конкуренции». Смит считал, что двигателем свободной конкуренции является «естественный эгоизм» человека. Неприспособленные в процессе свободной конкуренции устраняются. Особое значение имели и идеи Мальтуса (1766 - 1834), изложенные в работе «Опыт о законе народонаселения» (1792). По Мальтусу, человеческое население возрастает в геометрической прогрессии, а средства для его существования в арифметической и вследствие перенаселения возникает нехватка средств существования. Он рассматривал этот феномен, как «естественный закон природы», считая, что его действие можно ограничить лишь уменьшением численности населения.

Таким образом, в Англии первой половины XIX в. были распространены идеи свободной конкуренции; естественной гибели неудачных конкурентов; учение о перенаселении. Они позволили Дарвину провести аналогию с природой, тем самым способствуя созданию эволюционной теории.

В конце XVIII и начале XIX в. на основе вновь накопленных фактов были сделаны следующие обобщения: 1) космогоническая гипотеза И. Канта; 2) линеевская систематика на основе иерархичности систематических категорий; 3) отказ Линнея от принципа антропоцентризма – включение человека в мир животных на правах особого семейства отряда приматов; 4) идея о единстве плана строения (идеалистическая морфология и эмбриология); 5) представление о смене форм и нарастание в последовательных геологических горизонтах сходства в строении вымерших форм с современными (катастрофизм Кювье); 6) учение Лайеля об историческом развитии земной коры и принцип актуализма; 7) представление об изменяемости видов (трансформизм); 8) эволюционное учение Ламарка, 9) зарождение биогеографии и экологии.

Рассмотрим достижения в эмбриологии, биогеографии и экологии, которые существенно повлияли на формирование эволюционной идеи. Немецкий анатом Иоганн Меккель (1781 - 1833) в 1821 г. выдвинул идею о параллелизме развития животного царства и эмбрионов высших животных. В 1828 г. гениальный эмбриолог Карл Максимович Бэр (1792 - 1876) опубликовал работу «Об истории развития животных», в которой на основе сравнительного изучения зародышевого развития представителей различных классов позвоночных пришел к следующим выводам: 1) общее у зародыша образуется раньше, чем специальное; 2) зародыши животных разных классов на первых этапах развития сходны, но постепенно отклоняются друг от друга; 3) зародыши никогда не бывают похожи на взрослые формы других животных, а похожи только на их зародышей. Эти обобщения Бэра вошли в историю под названием «закона зародышевого сходства». Однако Бэр трактовал их с метафизических позиций, без эволюционного подхода.

В первой половине XIX в. начинается детальное изучение географического распространения организмов. Это способствовало развитию биогеографии и зарождению экологии, первые обобщения которых имели большое значение для обоснования идеи эволюции. В 1807 г. немецкий натуралист А. Гумбольд (1769 - 1859) пришел к выводу о зависимости географического распространения организмов от условий существования. В 1846 г. английский зоолог Э. Форбс (1815 - 1854), оставаясь на позициях теории творения, развивает идею о центрах происхождения видов. Сравнительный анализ фаун различных областей ставил перед биогеографами общую проблему о причинах различий и сходства между ними.

Хотя термин «экология» в то время еще отсутствовал, начали возникать элементы этой науки - науки о связи организмов с абиотической и биотической средой. Большой вклад в данной области исследования внесли русские ученые К. Ф. Рулье (1814 - 1858), С. С. Куторга (1805 - 1861), Н. А. Северцов (1827 - 1885).

К третьей группе предпосылок теории Дарвина относят достижения в сельском хозяйстве, когда широко распространяется возникшая ранее идея селекции и метод отбора. Еще немецкий натуралист Р. Камерариус (1665 - 1721) в 1694 г. предсказал возможность получения новых форм растений путем скрещивания. Затем в течение 150 лет исследователи проводили опыты по гибридизации растений. Среди них можно выделить И. Кельрейтера (1733 - 1806), О. Сажрэ (1763 - 1851), Т. Найта (1759 - 1838), А. Вильморена (1816 - 1860). Селекционеры первой половины XIX в. не только практически доказали эффективность отбора, но и попытались теоретически обосновать его. Это существенно сказалось на формировании у Дарвина идеи эволюции в природе, через модель искусственного отбора.

В 1859 г. Ч. Дарвин публикует книгу «О происхождении видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь». Позже она была названа «Происхождение видов». Эта знаменитая книга содержала изложение эволюционной теории Дарвина, где автор не ограничился лишь установлением факта эволюции, а вскрыл ее причины. При этом интересно отметить, что Дарвин ни разу не употребил термин «эволюция». Данный термин был введен в биологию Ш. Бонне в 1762 г., однако, его смысл имел метафизический характер.

Теорию Дарвина, можно свести к пяти основным пунктам, которыми являются: 1) изменчивость; 2) наследственность; 3) борьба за существование; 4) естественный отбор; 5) расхождение признаков (дивергенция). Каждый из них рассмотрим отдельно.

Изменчивость организмов является краеугольным камнем любой эволюционной теории. Для более глубокого понимания этого явления Дарвин начал проводить ее анализ с изменчивости домашних животных и культурных растений.

Рассматривая причины изменчивости, Дарвин считал неправильным сводить их только к воздействию на организмы факторов внешней среды. Он считал, что ее характер в значительной мере определяются природой самих организмов, так как каждый из них специфически реагирует на воздействие среды. Он выделил две главные формы изменчивости.

Определенная изменчивость - изменчивость, возникающая под влиянием какого-либо определенного фактора среды, который действует одинаково на все особи сорта, породы или вида и изменяет их в одном направлении. Т.е. определенная изменчивость является массовой. Неопределенная, или индивидуальная, изменчивость проявляется у каждой особи своеобразно, т. е. она единична по своему характеру. Дарвин выделил и третью форму изменчивости - коррелятивную, или соотносительную, при которой изменение в каком-либо одном органе является причиной изменений других органов. Следовательно, человек, отбирая какую-либо особенность строения растения или животного, «наверное, будет неумышленно изменять и другие части организма на основании таинственных законов корреляции».

Т.к. для эволюционного процесса важны лишь наследуемые изменения, особое значение приобретает неопределенная изменчивость, лежащая в основе процесса дивергенции. Дарвин считал, что опираясь на модель эволюции культурных форм можно анализировать факторы эволюции видов в природе.

Каждый сорт растений и каждая порода животных обладает совокупностью признаков, представляющих определенную хозяйственную ценность для человека. Сорта и породы не возникли внезапно, а создавались постепенно в ходе искусственного отбора и накопления признаков, нужных человеку. Т.е. человек методически отбирает формы с определенными признаками, накапливая из поколения в поколение наследственные изменения. Новые изменения в силу закона корреляции обусловливают появление других изменений, т. е. отбор не только усиливает отдельные признаки, но и приводит к качественной перестройке организма. Неподходящие формы человек не скрещивает. Э то так называемый методический отбор, в результат которого человек создает новые формы с определенной целью.

Дарвин выделил еще один вид искусственного отбора бессознательный отбор, который, но его мнению, был связующим звеном между искусственным и естественным отбором. Под бессознательным отбором Дарвин понимал сохранение наиболее ценных для человека особей и уничтожение всех остальных без учета возможных последствии. Определив факторы эволюции при селекции, Дарвин анализирует эволюцию видов в природе.

По Дарвину, эволюция видов в природе вызвана теми же факторами, что и эволюция культурных форм. За исключением того, что отбор производиться не человеком, а условиями среды. Перенаселение, возникающее вследствие геометрической прогрессии размножения, есть основная причина борьбы за существование, которая постоянно протекает в природе.

Термин «борьба за существование» он понимал в широком метафорическом смысле, учитывая связи организмов с живой и неживой природой. Он отмечает, что конкуренция принимает особо острый характер в тех случаях, когда в ней участвуют организмы, имеющие сходные потребности и близкую организацию. Поэтому борьба за существование между видами одного рода более острая, чем между разными родами. В борьбе должны быть победители, и в результате одни виды (более приспособленные к данным условиям среды) вытесняют другие. Т.е это приводит к естественному отбору. Естественный отбор не следует рассматривать как сознательный выбор, а как отбор приспособленных организмов в результате действия в природе реально существующих факторов. Так Дарвин впервые правильно решает вопрос о приспособленности организмов к окружающей среде.

Проводя параллель с искусственным отбором, Дарвин выделяет условия, благоприятствующие естественному отбору: 1) большая частота неопределенных изменений; 2) многочисленность особей вида, увеличивающая вероятность появления изменчивости; 3) неродственное скрещивание, расширяющее изменчивость; 4) изоляция (главным образом географическая); 5) широкое распространение вида; 6) накопляющее действие естественного отбора как основного условия успеха отбора.

Необходимо также учитывать, что отбор наиболее приспособленных особей сопровождается гибелью (элиминацией) неприспособленных. Отбор и вымирание неразрывно связаны и являются необходимым условием преобразования органических форм, а также процесса дивергенции.

Дивергенция по Дарвину, происходит следующим образом: промежуточные формы обычно сходны по потребностям и, следовательно, попадают в условия самой напряженной конкуренции. Это означает, что однообразие, повышающее конкуренцию, является вредным, а уклонившиеся формы оказываются в более выгодном положении и их численность увеличивается. Процесс дивергенции происходит в природе постоянно. В результате образуются новые разновидности, обособление которых завершается появлением новых видов. Среди молодых видов происходит тот же процесс. Так естественный отбор и дивергенция неразрывно связаны друг с другом: отбор неизбежно приводит к дивергенции, а дивергенция обогащает накапливающее действие отбора.

Таким образом, главным следствием естественного отбора является нарастание многообразия видов одной естественной группы, т. е. систематическая дифференцировка видов. Другой важный результат отбора - это совершенствование приспособлений, что влечет за собой совершенствование организации.

Литература

Горелов А.А. Концепции современного естествознания: Курс лекций. М., Центр, 2007 – 208 с.

Грушевицкая Т.Г., Садохин А.П. Концепции современного естествознания: Учебное пособие. – М.: Высшая школа, 2007. – 383 с.

Данилова В.С., Кожевников Н.Н. Основные концепции современного естествознания: Учебн. пособие для вузов.-М.:Аспект Пресс, 2007. –256 с.

Дубнищева Т.Я., Пигарев А.Ю. Современное естествознание. Уч. пособие.-М. «Маркетинг», 2007. – 160 с.

Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания: Учебник.-М. Высшая школа. 2007. - 334 с.

Клинк Н.Ю. Краткий конспект лекций по КСЕ.- кафедра современного естествознания СПб ИНЖЭКОН (филиал в г.Чебоксары), 2009.

Конспект лекций по КСЕ. – Сост. Ревская Н.В.- СПб: Альфа. 2008.-160 с.

Концепции современного естествознания. - Под ред. В.Н.Лавриненко.: М.ЮНИТИ, 2008.- 303 с.

Концепции современного естествознания.: учебник для вузов под ред.С.И.Самыгина.- Ростов-н-Д.: Феникс, 2008, 2003.-576 с.

Липовко П.О. Практикум по естествознанию – Ростов-на-Дону/ Феникс. 2008.- 320 с.

Лось В.А. Основы современного естествознания. Уч. пособие. М., ИНФРА, 2007. – 192 с.

Масленникова И.С., Дыбов А.М., Шапошникова Т.А. Концепции современного естествознания. - СПб, СПбГИЭУ. 2008.-283 с.

Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. М.:Высшая школа, 2009.

Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов.-М.:ЮНИТИ,2009.-287 с.

Торосян В.Г. Концепции современного естествознания. М.:Высшая школа, 2009.- 208 с.

Эволюционные представления до Чарльза Дарвина

На Земле существуют не менее 2 млн. видов животных, до 0,5 млн. видов растений, сотни тысяч видов грибов и микроорганизмов. Как возникло великое многообразие видов и приспособленность их к среде обитания? Ответ дает научная теория эволюции живой природы, основы которой в XIX в. заложил великий английский ученый Чарльз Дарвин.

До Дарвина большинство биологов держалось представлений о постоянстве и неизменности живых организмов-видов столько, сколько их создал бог. Организмы и органы полностью соответствуют цели, которую якобы поставил творец. Сущность мировоззрения этого периода заключается в представлениях о постоянстве, неизменности и изначальной целесообразности природы. Такое мировоззрение получило название метафизического (греч. "физис" - природа, "мета" - над). Метафизические представления поддерживались церковью и правящими кругами.

В XVII-XVIII вв. накопилось множество описаний видов животных, растений, минералов. Огромную задачу систематизации этих материалов выполнил Карл Линней (1707-1778), шведский натуралист, врач. На основе сходства по одному-двум наиболее заметным признакам он классифицировал организмы на виды, роды, классы. Он правильно поместил в один отряд человека и человекообразных обезьян. Линней ввел в науку предложенный предшественниками двойные латинские названия - род и вид (Canis familiaris - собака домашняя). Латинские названия помогли общению ученых разных стран. Линней полностью разделял метафизические представления о природе, усматривая в ней изначальную целесообразность, якобы доказывающую "премудрость творца". Каждый вид он считал результатом отдельного творческого акта, неизменным и постоянным, не связанным с другими видами родством. К концу жизни, однако, под влиянием наблюдений в природе он признал, что иногда виды могут возникать путем скрещивания или в результате действий изменений среды. Значение трудов Линнея огромно: он предложил систему животных и растений, лучшую из всех предыдущих; ввел двойные названия видов; усовершенствовал ботанический язык.

В начале XIX в. французский ученый Жан Батист Ламарк (1744-1829) изложил свои эволюционные идеи в труде "Философия зоологии". Ламарк подверг критике идеи о постоянстве и неизменяемости видов. Он утверждал, что образование новых видов происходит очень медленно и потому незаметно. В процессе эволюции высшие формы жизни взяли начало от низших. Значение трудов Ламарка для дальнейшего развития биологии огромно. Он первый изложил идеи эволюции живой природы, утверждавшие историческое развитие от простого к сложному. Он первым поставил вопрос о факторах - движущих силах эволюции. Тем не менее, Ламарк ошибочно выводил факторы эволюции из будто бы присущего всему живому стремления к совершенству. Он неверно объяснял причины возникновения приспособленности прямым влиянием условий окружающей среды. Неверно и утверждение об обязательном появлении только полезных изменений и их наследовании. Итак, наука XVIII - начала XIX в. не могла правильно объяснить движущие силы развития органического мира. Перед нею встали вопросы: как возникло огромное многообразие видов? Как объяснить приспособленность организмов к условиям окружающей среды? Почему в процессе эволюции происходит повышение организации живых существ?

Возникновение учения Чарльза Дарвина

Возникновению учения Ч. Дарвина способствовали общественно-экономические предпосылки. В первой половине XIX в. в странах Западной Европы, особенно в Англии, интенсивно развивался капитализм, который дал импульс развитию науки, промышленности, техники. Спрос промышленности на сырье и населения растущих городов на продукты питания способствовал развитию сельского хозяйства. Другая предпосылка появления дарвинизма - успехи естественных наук. Описания систематических групп живых организмов приводили к мысли о возможности их родства.

У многих животных сравнением был установлен единый план в строении тела и органов. Исследования ранних стадий развития зародышей хордовых выявили их поразительное сходство. Изучение ископаемых растений и животных раскрыло последовательную смену низкоорганизованных форм жизни более высокоорганизованными. Обширные материалы заморских экспедиций, выведение новых пород животных и сортов растений не согласовывались с метафизическим мировоззрением. Нужен был гениальный ум, который сумел бы обобщить огромный материал в свете определенной идеи, связать стройной системой рассуждений. Таким ученым оказался Чарльз Дарвин (1809-1882).

С детства Ч. Дарвин увлекался сбором коллекций, химическими опытами, наблюдениями за животными. Студентом изучал научную литературу, овладел методикой полевых исследований. Ч. Дарвин на корабле "Бигл" (англ. - ищейка) совершил кругосветное путешествие. Он исследовал геологическое строение, флору и фауну многих стран, отправил в Англию огромное количество коллекций.

В Южной Америке, сравнив найденные останки вымерших животных с современными, Ч. Дарвин предположил их родство. На Галапагосских островах он нашел нигде более не встречающиеся виды ящериц, черепах, птиц. Они близки к южноамериканским. Галапагосские острова вулканического происхождения, и потому Ч. Дарвин предположил, что на них виды попали с материка и постепенно изменились. В Австралии его заинтересовали сумчатые и яйцекладущие, которые вымерли в других местах земного шара. Австралия как материк обособилась, когда еще не возникли высшие млекопитающие. Сумчатые и яйцекладущие развивались здесь независимо от эволюции млекопитающих на других материках. Так постепенно крепло убеждение в изменяемости видов и происхождении одних от других. Первые записи о происхождении видов Дарвин сделал во время кругосветного путешествия.

Основные положения учения Дарвина

После путешествия Дарвин в течение 20 лет упорно работал над созданием эволюционного учения и опубликовал его в труде "Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь" (1859). В дальнейших произведениях Дарвин развивал и углублял различные стороны основной проблемы - происхождение видов. В книге "Изменение домашних животных и культурных растений" на огромном фактическом материале он показал закономерности эволюции пород домашних животных и сортов культурных растений. В труде "Происхождение человека и половой отбор" Дарвин применил эволюционную теорию для объяснения происхождения человека от животных. Дарвину принадлежат капитальные труды по ботанике, зоологии и геологии, в которых детально разработаны отдельные вопросы эволюционной теории.

Главная заслуга Дарвина в том, что он раскрыл движущие силы эволюции. Он материалистически объяснил возникновение и относительный характер приспособленности действием только естественных законов, без вмешательства сверхъестественных сил.

Учение Дарвина в корне подрывало метафизические представления о постоянстве видов и сотворении их богом. Каковы же движущие силы эволюции пород домашних животных, сортов культурных растений и видов в дикой природе? Движущие силы эволюции пород и сортов - наследственная изменчивость и производимый человеком отбор. Дарвин установил, что различные породы животных и сорта культурных растений созданы человеком в процессе искусственного отбора. Из поколения в поколение человек отбирал и оставлял для размножения особей с каким-либо интересным для него изменением, обязательно наследственным, и устранял других особей от размножения. В результате были получены новые породы и сорта, признаки и свойства которых соответствовали интересам человека. Нет ли подобного процесса в природе? Организмы размножаются в геометрической прогрессии, но до половозрелого состояния доживают относительно не многие. Значительная часть особей погибает, не оставив потомства совсем или оставив малое его количество. Между особями как одного вида, так и разных видов возникает борьба за существование, под которой Дарвин понимал сложные и многообразные отношения организмов между собой и с условиями окружающей среды. Он имел в виду "не только жизнь одной особи, но и успех ее в обеспечении себя потомством". Следствием борьбы за существование является естественный отбор. Этим термином Дарвин назвал "сохранение благоприятных индивидуальных различий и изменений и уничтожение вредных". Борьба за существование и естественный отбор на основе наследственной изменчивости является, по Дарвину, основными движущими силами (факторами) эволюции органического мира.

Индивидуальные наследственные уклонения, борьба за существование и естественный отбор в длинном ряду поколений приведут к изменению видов в направлении все большей приспособленности к конкретным условиям существования. Приспособленность организмов всегда относительна. Другим результатом естественного отбора является многообразие видов, населяющих Землю.

Влияние дарвинизма на развитие биологии

На основе дарвинизма перестраивались все отрасли биологической науки. Палеонтология стала выяснять пути развития органического мира; систематика - родственные связи и происхождение систематических групп; эмбриология - устанавливать общее в стадиях индивидуального развития организмов в процессе эволюции; физиология человека и животных - сравнивать их жизнедеятельность и выявлять родственные связи между ними.

В начале XX в. началось экспериментальное изучение естественного отбора, быстро развивались генетика, экология. Идеи Дарвина в России встретили поддержку передовой интеллигенции. В вузах либеральная часть профессуры перестраивала курс зоологии и ботаники в свете дарвинизма. Появились статьи в журналах, освещавшие учение Дарвина. В 1864 г. "Происхождение видов" впервые было опубликовано на русском языке.

Большая роль в развитии биологической науки на основе дарвинизма принадлежит нашим отечественным ученым. Братья Ковалевские, К.А. Тимирязев, И.И. Мечников, И.П. Павлов, Н.И. Вавилов, А.Н. Северцов, И.И. Шмальгаузен, С.С. Четвертиков и многие другие корифеи русской науки положили в основу своих исследований идеи Дарвина.



1.1 Становление идеи развития в биологии
Развитие эволюционных идей в биологии имеет достаточно длительную историю. Оно прошло путь становления от научной идеи до научной теории. Начало рассмотрению вопросов эволюции органического мира было положено ещё в античной философии и продолжалось более 2 тысяч лет. Основным содержанием этого периода является сбор сведений об органическом мире, а также формирование двух точек зрения, объясняющих разнообразие видов в живой природе.
Первая из них возникла ещё на базе античной диалектики, утверждавшей идею развития и изменения окружающего мира. Вторая появилась вместе с христианским мировоззрением, основанном на идеях креационизма.
На протяжении начального этапа развития эволюционной идеи между этими двумя точками зрения шла постоянная борьба, причём серьёзное преимущество имела креационистская версия.
В начальный период был высказан ряд ценных идей, необходимых для утверждения эволюционного подхода. Идею постепенного изменения организмов можно найти у Платона (427 – 347 до н.э.). Особое значение имеют и выводы Аристотеля (384 – 322 до н.э.) в работе «О частях животных». Ценность представляет прежде всего его идея «лестницы живых существ», показывающая существование организмов разной степени сложности.
1.2 Теории Ж.Б. Ламарка и Ж. Кювье
В 18 веке появились идеи, связанные не только с признанием градации, но и постоянного усложнения органических форм. Швейцарский естествоиспытатель Ш. Бонне впервые использовал понятие эволюции как процесса длительного, постепенного изменения, приводящего к появлению новых видов.
В единую теорию идеи градации и идеи эволюции слились в 19 веке в эволюционной теории Ж. Б. Ламарка (1744-1829) в научном труде «Философия зоологии». Ламарк полагал, что первые самозародившиеся организмы дали начало всему многообразию ныне существующих живых форм. Причиной эволюции Ламарк считал присущее живой природе заложенное Творцом стремление к усложнению и самосовершенствованию своей организации, путем «упражнения» органов. Вторым фактором эволюции и неограниченной изменчивости видов он называл влияние внешней среды: пока она не изменяется, виды постоянны, как только она становится иной, виды также начинают меняться.
Заслугой Ламарка является и то, что он первым предложил генеалогическую классификацию животных, построенную на принципах родственности организмов, а не их сходства.
С точки зрения современной науки, доказательства причин изменяемости видов, приводимые Ламарком, не были достаточно убедительными. Поэтому теория Ламарка не получила признания у современников. Но она не была и опровергнута.
Большой вклад в становление эволюционной теории внёс Ж. Кювье (1769-1832), который сам исходил из идеи постоянства вида. Кювье систематически проводил сравнение строения одного и того же органа или системы органов у разных животных. Он установил, что все органы любого живого организма представляют собой части единой целостной системы. Поэтому строение каждого органа закономерно соотносится со строением остальных. Такое соответствие Кювье назвал принципом корреляций . Безусловной заслугой Кювье стало применение этого принципа в палеонтологии, что позволило восстановить облик давно исчезнувших с Земли животных.
Большой популярностью в начале 19 века пользовалась теория катастроф , также сформулированная Кювье, на основе его изучения истории Земли, земных животных и растений. В результате Кювье пришёл к выводу, что на Земле периодически происходили катаклизмы, уничтожавшие целые материки, а вместе с ними и их обитатели. Позднее на их месте появлялись новые организмы. Последователи Кювье утверждали, что катастрофы охватывали весь земной шар. После каждой катастрофы следовал акт божественного творения. Таких катастроф и актов творения они насчитали 27.
Позиции теории катастроф пошатнулись лишь в середине 19 века. Немалую роль в этом сыграл принцип актуализма Ч. Лайеля (1797-1875). Он исходил из того, что для познания прошлого Земли нужно изучить её настоящее. Лайель пришёл к выводу, что медленные, ничтожные изменения на Земле могут привести к поразительным результатам, если будут долго идти в одном направлении. Так был сделан ещё один шаг к эволюционной теории, создателем которой стал Ч. Р. Дарвин (1809 – 1882).
1.3 Теория эволюции Ч. Р. Дарвина
Если до Дарвина биология делала акцент на устойчивости биологических организмов и смогла выявить определенные структурные закономерности, например связи органов и целостности живых организмов, то теория эволюции принципиально изменила саму постановку вопросов в теоретической биологии. Исходным пунктом теории эволюции стала проблема изменчивости, а вопрос об устойчивости изменений стал рассматриваться как механизм отбора изменений, их стабилизации.
Дарвин проанализировал явления индивидуальной изменчивости организмов, подчеркивая, что источником изменений является влияние измененных условий существования. Механизмом, обеспечивающим накопление индивидуальных различий, является естественный отбор, обусловленный борьбой за существование. Благодаря этой борьбе незначительные, неопределенные различия способствуют сохранению особей и наследуются их потомством.
Таким образом, теория Дарвина зиждется на определённых предпосылках и принципах, ряд из которых не принят в современных теориях эволюции: 1) принцип, согласно которому вид стремится к беспредельному размножению (геометрическая прогрессия размножения); 2) принцип изменчивости, согласно которому индивидуальные различия и отклонения, обеспечивающие приспособляемость особей к изменчивым условиям среды, возникают постоянно; 3) наследственность полезных индивидуальных изменений; 4) отбор наиболее приспособленных особей. Хотя Дарвин абсолютизировал постепенность изменений, подчеркивая, что природа не делает скачков, по замыслу эволюционной биологии возникновение новых видов объясняется качественным скачком – расхождением признаков и превращением разновидностей в виды.
В наши дни целый ряд слабых пунктов эволюционной теории Дарвина и, прежде всего присущая ей идея селектогенеза, подвергнуты критике.
Одно из возражений состояло в том, что она не могла объяснить причин появления у организмов структур, кажущихся бесполезными. Однако, как выяснилось впоследствии, многие морфологические различия между видами, не имеющие значения для выживания, представляют собой просто побочные эффекты действия генов, обуславливающих незаметные, но очень важные для выживания физиологические признаки.
Слабым местом в теории Дарвина также были представления о наследственности. Действительно, если эволюция связана со случайным появлением изменением и наследственной передачей приобретенных признаков потомству, то каким образом они могут сохраниться и усилиться?
В дальнейшем были выявлены и некоторые другие недостатки теории Дарвина. Теория нуждалась в дальнейшей разработке и обосновании с учетом последующих достижений всех биологических дисциплин.
1.4 Синтетическая теория эволюции
Особую роль в становлении новых представлений о развитии сыграла генетика, которая составила основу неодарвинизма – теории органической революции путём естественного отбора признаков, детерминированных генетические. Другое общепринятое название неодарвинизма – синтетическая , или общая, теория эволюции (СТЭ ) , которая представляет собой синтез эволюционных идей Дарвина с новыми результатами исследований в области наследственности и изменчивости. Началом разработки СТЭ принято считать работы русского генетика С.С. Четверикова по популяционной генетике. Затем к этой работе подключились около 50 учёных из восьми стран.
Основные положение СТЭ можно свести к четырем утверждениям:
1) главным фактором эволюции считается естественный отбор, интегрирующий и регулирующий действие всех остальных факторов (мутагенеза, гибридизации, миграции, изоляции и т.д.);
2) эволюция протекает постепенно, посредством отбора случайных мутаций, а новые формы образуются через наследственные изменения;
3) эволюционные изменения случайные и ненаправленны. Исходные организации популяции и изменения внешних условий ограничивают и направляют наследственные изменения;
4) макроэволюция, ведущая к образованию надвидовых групп, осуществляется только посредством процессов микроэволюции. Каких либо специфических механизмов возникновения новых форм жизни не существует.
Однако и синтетическая теория эволюции имеет ряд трудностей, что ставит эволюционистов в трудное положение, и на которых основываются недарвиновские концепции эволюции. Что они могут возразить, если действительно никаких свидетельств якобы постоянно текущей тотальной эволюции не видно?