Народна освіта » Біологія » Подальший розвиток дарвінізму. Адаптації як результат еволюційного процесу

Завантаження
 

Подальший розвиток дарвінізму. Адаптації як результат еволюційного процесу

Автор: admin от 14-04-2013, 16:11, переглянуло: 1876


Цей матеріал є продовженням до статті: Чарльз Дарвін та основні положення його еволюційного вчення

Що таке філогенез?

Найбільшу роль у розвитку дарвінізму того часу зіграв знаменитий ні­мецький учений Ернст Геккель (мал. 36.1) - засновник філогенетичного (від грец. філон — рід, пам’ять та генезіс - походження) напряму досліджен­ня еволюційних процесів, пропагандист ідей Ч. Дарвіна та дослідник різно­маніття живих істот. Він звернув увагу на те, що внаслідок добору протягом історичного розвитку певної систематичної групи ті організми, які зазнали змін у процесі еволюції, передають нащадкам свої властивості. Отже, філо­генез — це історичний розвиток як усього живого разом, так і окремих груп (видів, родів, родин і т. д. до царств включно). Для встановлення філогенезу певної групи Е. Геккель запропонував метод потрійного паралелізму: зі­ставлення даних палеонтології, порівняльних анатомії та ембріології.

Вивчення решток викопних організмів та їх порівняння із сучасними видами, а також будови сучасних видів між собою дають змогу виявити відмінності між ними, а також встановити напрями історичних змін в організмів певної систематичної групи: як окремих рис будови, так і типу організації в цілому. Таким чином, викопні і сучасні форми зв’язуються в єдиний філогенетич­ний ряд - послідовність історичних змін організмів у цілому чи їх окре­мих органів у межах певної система­тичної групи (наприклад, послідов­ність еволюційних змін черепа і кінцівок у предків коней, черепа­шок молюсків тощо). Філогенетичні ряди включають у себе перехідні форми 1 організми, які поєднують у собі ознаки споріднених система­тичних одиниць: тих, які виникли раніше, та тих, що з’явилися пізні­ше в процесі історичного розвитку певної групи.

Про що говорить біогенетичний закон?

Е. Геккель і Ф. Мюллер незалежно один від одного відкрили філоген тин ний закон. Він показує зв’язки між філогенезом та онтогенезом: індив дуальний розвиток (іонтогенез) всякого організму - це вкорочене і стиснут повторення історичного розвитку (іфілогенезу) даного виду. На прикладі бе гатоклітинних тварин було показано, що наявність однакових початковії: фаз ембріонального розвитку (яйце, бластула, гаструла) вказує на спільні походження. Так, аналіз відповідних фаз ембріонів різних класів хребетнії? показує наявність у них стадій розвитку зябрових щілин, хорди. Це свід чйть про походження наземних хребетних від рибоподібних предків.

Наступні дослідження, зокрема українських учених O.A. Ковалевсько- го, І.І. Шмальгаузена та російського О.М. Сєверцова, показали, що онтоге­нез не є точним і однозначним відображенням філогенезу. Зокрема вста­новлено, що під час онтогенезу повторюється будова не дорослих стадій предкових форм, а їхніх зародків і личинок. Крім того, у зародків можуть з’являтись ознаки, які є адаптаціями до умов розвитку і яких не було у предкових форм (наприклад, плацента у зародків ссавців, яйцевий зуб пташенят, яким вони розрізають шкаралупу яйця).

Що таке природна класифікація організмів?

Для пояснення походження кількох видів-нащадків від спільних предків

Ч. Дарвін увів поняття дивергенція (від лат. диверго — відхиляюсь, відходжу) - явище розходження ознак у нащадків спільного предка як наслідок присто­сувань особин предкового виду до різних умов довкілля (пригадайте при­клад з галапагоськими в’юрками; мал. 34.7, 2). Е. Геккель дійшов висновку, що всі нащадки певного виду, які виникли шляхом дивергенції, мають єди­не походження (тобто монофілетичні). Монофілія (від грец. монос - один і філе - рід, плем’я) - походження певної систематичної групи від одного спільного предка. На підставі цього Е. Геккель запропонував принципи побудови природної (філогенетичної) класифікації, яка базується на похо­дженні від спільного предка, та розробив спосіб графічного зображення фі­логенезу у вигляді філогенетичних дерев, або дендрограм (від грец. дендрон | дерево). Він склав перші філогенетичні схеми розвитку живих організмів.

Які бувають типи адаптацій організмів до середовища життя?

Учені дослідили різноманітні адаптації організмів та пояснили їх з дар- вінівських позицій. Це, зокрема, різні види захисних забарвлень, форми

тіла і поведінки у різних організмів, переважно тварин, які роблять їх носіїв менш помітними для ворогів. Тварини із захисними забарвлен­ням і формою тіла в разі небезпеки завмирають у певній позі (мал. 36.2).

У помірних широтах завдяки сезонним линянням ссавці і птахи набу­вають темного літнього чи світлого зимового забарвлень, під загальне тло довкілля. Багато тварин здатні швидко змінювати забарвлення за­лежно від довкілля: восьминоги, камбали (мал. 36.2), хамелеони тощо.

При демонстрації, навпаки, забарвлення і поведінка тварин роблять їх помітними на тлі довкілля. Попереджувальне і погрозливе забарвлення та поведінка пов’язані з різними способами захисту тварин. Наприклад, отруйні тварини (мал. 36.3) своїм яскравим забарвленням немов поперед­жують потенційного ворога про небезпечність контактів з ними. Для цьо­го ж слугують погрозливі пози різних комах, павуків, змій (мал. 36.3).

Приваблюючі забарвлення та поведінка забезпечують зустріч особин різних статей, збирання зграй для полювання тощо. Утім, навіщо денному метелику-махаону яскраве забарвлення, якщо воно приваблює хижаків? Це пов’язано з тим, що тривалість життя цієї комахи становить усього близько трьох тижнів, за які цьому досить рідкісному виду потрібно знайти партнера для парування й залишити нащадків.

Мімікрія (від грец. мімікос - наслідувальний) - здатність до насліду­вання забарвлення чи форми добре захищених організмів погано захище­ними. Вона ефективна лише при захисті від хижих тварин за умови, коли вид, що наслідує (імітатор), та вид, якого наслідують (модель), мешкають в одній місцевості, причому чисельність імітатора істотно нижча, ніж моделі (інакше умовний рефлекс на певний подразник, пов’язаний з не­рівністю, у хижака не виробиться). Англійський ентомолог Г. Бейте і німецький зоолог Ф. Мюлллер відкрили дві форми мімікрії у тварин.

За бейтсівської мімікрії гірше захищений вид наслідує добре захищеного, наприклад деякі тропічні метелики-білани подібні до неїстівних Для птахів метеликів інших родин; наші їстівні метелики несправжні пістряки нагадують отруйних для птахів справжніх пістряків тощо. Різні метелики, мухи, жуки наслідують отруй­них ос та бджіл, неотруйні змії - отруйних тощо (мал. 36.4). Суть мюллерівської мімікрії полягає в тому, що кілька захищених видів нагадують один одного за забарвленням і утворюючи "кільце"; їхні вороги виробивши рефлекс відрази до одного з видів такого "кільця", не чіпають також і інших. Такі кільця утворюють, наприклад, отруйні комахи, що мають попереджувальне червоне з чорними плямами (сонечка, клоп-солдатик та інші) або жовто-чорне (різні види ос, деякі па­вуки) забарвлення.

Мімікрія у рослин проявляється у виро­бленні окремих пристосувань, що нагадують моделі. Так, у деяких рослин квітки не мають нектарників, однак приваблюють запилюва­чів, нагадуючи квітки гарних нектароносіїв. Комахоїдна рослина непентес із Південно- Східної Азії має ловильні листки, які нагаду­ють квітки комахозапильних рослин, для при­ваблення жертв - комах. Квітки деяких тропічних орхідей нагадують самок певних видів метеликів за формою, кольором і запахом. Самці приваблюються цими «самками» і запилюють їх при спробах парування (мал. 36.6).

Які успіхи порівняльної анатомі! сприяли розвитку еволюційних поглядів?

Завдяки дослідженням у галузі порівняльної анатомії англійського вченого Т. Гекслі (мал. 36.7,1), українського О. О. Ковалевського (мал. 36.7,2) та інших були розроблені поняття про аналогії, гомології, рудименти та атавізми.

Гомології (від грец. гомологія - відповідність, згода) - це відповідність загального плану будови органів у представників різних видів, зумовлена їхнім спільним походженням (мал. 36.8). Часто під час адаптації до пев­них умов існування внаслідок дивергенції гомологічні органи значно від-

Мал. 36.7. Видатні фахівці XIX ст. У галузі порівняльної анатомії; 1 - Томв Генрі Гекслі (1825-1895) - англійський зоолог; захисник дарвінізму; 2 - Олв' сандр Онуфрійович Ковалевськи (1840-1901) - видатний зоолог, деякий час викладав у Київському університеті та очолював СвВвСТ польську біологічну станцію. Вперш знайшов зародкові листки у бвзхр бетних.

Аналогії (від грец. аналогія - по- і дібність) - це зовнішня подібність за будовою різних структур видів, які мають різне походження, од­нак виконують однакові функції (мал. 36.9). У тварин це, наприклад, крила птахів і комах; зябра риб і ракоподібних. Аналогічні органи рос­лин — колючки, які бувають стеблового (глід) чи листкового (барбарис, кактуси) походження; стеблові бульби (видозміна пагона) га б] вьбонорен (видозміна кореня) тощо. Аналогічні органи виникають унаслідок »сон вергенції - сходження ознак. Конвергенція проявляється в результаті пристосування до однакових умов існування в неспоріднених орган імів Рудименти (від лат. рудиментум - зачаток, першооснова) це недо­розвинені чи спрощені органи або їхні частини (порівняно і подібними утвореннями предкових форм), які в процесі історичного розвитку виду втратили свої функції (мал. 36.10). Вони притаманні всім особинам певного виду, наприклад залишки тазового поясу китів; очі тварин, що мешкають в умовах слабкого освітлення (ґрунту - кріт, сумчастий кріт, сліпаки тощо, печер - протей, багато глибоководних тварин). Апендикс (червоподібний відросток сліпої кишки) та хвостові (куприкові) хребці - рудиментарні органи людини. У верблюжої колючки рудименти листків помітні у вигля­ді лусочок; у квіток злакових оцвітина також зменшена до лускоподібних утворів. Рудиментарні органи нормально закладаються під час ембріо­нального розвитку, однак згодом їх розвиток припиняється і вони зали­шаються у недорозвиненому стані. Ці органи або взагалі не виконують жодних функцій (наприклад, мигальна перетинка ока людини - залишок третьої повіки, розвиненої у земноводних, плазунів та птахів), або ж бе­руть на себе нові функції (так, дзижчальця - рудиментарна друга пара крил двокрилих комах - забезпечують рівновагу під час польоту).

Атавізми (від лат. атавіс - предок) - прояв у окремих представників виду рис, притаманних їхнім предкам (мал. 36.11). Наприклад, у людини - це наявність хвоста, густого волосся на всьому тілі, розвиток додаткових пар молочних залоз. У безногих ящірок (веретільниця) інколи помітні недорозвинені кінцівки. Так само у китоподібних інколи спостерігають недорозвинену задню пару кінцівок.

Вивчення рудиментів та атавізмів дає змогу дослідити риси спорідненості між організмами. Наприклад, наявність рудиментів тазового поясу у китів та удавів свідчить про походження від предків з добре розвиненими кінцівками. А наяв­ність, мигальної перетинки чи рудиментів ребер на поперекових хребцях у ссавців дає змогу припустити їхні родинні зв’язки з певними групами викопних плазунів.

З чим пов'язана криза дарвінізму в другій половині XIX - на початку XX сторіччя?

Ще за життя Ч. Дарвіна його еволюційні погляди були різко розкрити­ковані різними вченими. Насамперед залишалась невідомою природа спад

36.12. Герберт Спенсер (1820-1903) - англійський фіпо- і соціолог; вважав, що поступовий еволюційний процес дотацій до довкілля притаманний не тільки живій матері», а й енському суспільству та Всесвіту в цілому В двотомній киті .Принципи біології»(1864 та 1867рр.) пропагував ідеї дарвініз­му; автор терміну "виживання найбільш пристосованих" до спадкової мінливості. Вважали, що риси гібридів мають проміжний характер між батьківськими і материн­ськими ознаками (наприклад, гібрид коня й ослиці - мул має риси обох батьків тощо). Виходячи з цього, англійський натураліст Ф. Дженкін дійшов виснов­ку, що прояв будь-якої виниклої корисної ознаки буде зменшуватись, доки через ряд поколінь безслід­но зникне. Отже, як він вважав, природний добір не­можливий. Ч. Дарвін не зміг спростувати цього твердження і назвав його «жахом Дженкіна*.

Сучасник Дарвіна, відомий англійський філософ Г. Спенсер (мал. 36,12) стверджував, що неспрямовані спадкові зміни певних частин організму ведуть до порушення його гомеостазу, тобто до загибелі. Крім того, він вва­жав, що саме поняття «добір» є не що інше, як цілеспрямований вольовий акт, який здійснює розумна істота, наприклад штучний добір піл час се лекції. Тому саме поняття природного добору неправильне, бо в природі не існує свідомої добираючої сили.

Повторне відкриття на початку XX сторіччя законів Г. Менделя і фор­мування понять «ген» та «мутація» привели дослідників до висновку, що добір, подібно до сита, відокремлює життездатні.фенотипн ви нежиттє­здатних і, фактично, його можна замінити словом елілінаціл.

'Елімінація (від лат. еліміно - видаляю) - загибель особина до момен­ту настання здатності до розмножений.

Елементарною одиницею еволюції класичний дарвінізм вважав особи- ну, яка під дією добору в процесі боротьби за існування може залишити або не залишити плідних нащадків. Згодом це положення було перегляну­те й елементарною одиницею еволюції стали вважати популяцію.

Нові терміни та поняття: дивергенція, мімікрія, гомологічні та аналогічні органи, рудименти, атавізми, елімі­нація.


загрузка...
загрузка...

Категорія: Біологія