5.3. Естественный отбор

      Естественный  отбор – единственный направленный эволюционный фактор, необходимый процесс, который управляет изменениями  и контролирует их.

      В основе дарвиновской теории лежит факт весьма интенсивного размножения организмов. Если бы для размножения не было преград, то увеличение численности любого вида живых существ шло бы в геометрической прогрессии. Это означает, что и медленно размножающиеся организмы очень быстро заняли бы поверхность земного шара. Но этому размножению противостоят многочисленные препятствия, приводящие к огромной смертности, в особенности среди личинок и молоди. Во многих случаях смертность определяется врагами и паразитами, размножающимися параллельно увеличению численности тех организмов, которые служат им пищей.

      Таким образом, не только при наличии перенаселения, но и без него размножению любого вида организмов противостоят всевозможные препятствия. Таковыми являются:

      - неблагоприятные влияния физических факторов;

      - истребление врагами и паразитами;

      - болезни и голод.

      Организм  встречает в этих факторах сопротивление  не только увеличению своей численности, но и своему существованию. Только путем преодоления этого сопротивления данный вид может сохранить для себя и своего потомства место в фауне и флоре данной территории.

      Эту форму активности организма в  обеспечении своей жизни и жизни своего потомства Дарвин назвал борьбой за существование. Он выделил три основные формы борьбы за существование:

      - межвидовая;

      -  внутривидовая;

      - борьба с неблагоприятными условиями  среды.

      Примеры межвидовой борьбы многочисленны. С  экологической точки зрения, она представлена хищниками, паразитами и конкуренцией. И волки и лисы охотятся за зайцами. Между волками и зайцами, а также между лисами и зайцами идет напряженная борьба за существование. Отсутствие добычи обрекает хищников на голод и гибель. В то же время между хищниками – волками и лисами – тоже существует конкуренция за пищу. Травоядные животные смогут выжить и оставить потомство только в том случае, если они сумеют избежать хищников и будут обеспечены пищей. Существование трав, в свою очередь, зависит не только от поедания их животными, но и от других условий: опыления цветков, конкуренции с другими растениями за свет, влагу и т.д. Беспрепятственное размножение микроорганизмов сдерживают, помимо прочих факторов, антибиотики, выделяемые грибами, и фитонциды, образуемые земными растениями. К межвидовой борьбе относится и взаимодействие организмов в форме паразитизма, при которой организм хозяина становится менее конкурентно-способным.

      Внутривидовая борьба означает конкуренцию между  особями одного вида, у которых  потребность в пище, территории и  других условиях существования одинаковая. Дарвин считал внутривидовую борьбу самой напряженной. Поэтому в процессе эволюции у популяций выработались различные приспособления, снижающие остроту конкуренции:

      - разметка границ;

      - угрожающие позы и т.п.

      Борьба  с неблагоприятными условиями среды  оказывает огромное влияние на выживаемость организмов. Много растений гибнет во время холодных малоснежных зим. В сильные морозы увеличивается смертность и среди животных, обитающих в почве: кротов, дождевых червей. Зимой же при недостатке растворенного в воде кислорода гибнет рыба. Семена растений нередко заносятся ветром в неблагоприятные места обитания и не прорастают. Выживают лишь наиболее приспособленные к данным условиям особи. Они образуют новую популяцию, что в целом способствует выживанию вида.

      В природе происходят процессы избирательного уничтожения одних особей и избирательного выживания других – явление, названное Дарвином естественным отбором.

      Естественный  отбор – это сохранение благоприятных  индивидуальных различий и изменений  и уничтожение вредных.

      Особи, успешно противостоящие неблагоприятным факторам и лучше использующие ресурсы внешней среды, с большей вероятностью могут оставить потомство. Этот процесс, действующий на протяжении десятков и сотен поколений, главная движущая сила эволюции. 

      6. ЛАМАРКИЗМ. 

      Французский биолог Ламарк выдвинул гипотезу о  механизме эволюции, в основе которой  лежали две предпосылки: упражнение и неупражнение частей организма и наследование приобретенных признаков. Изменения среды могут вести, по его мнению, к изменению форм поведения, что вызовет необходимость использовать некоторые органы или структуры по-новому или более интенсивно (или перестать ими пользоваться). В случае интенсивного использования эффективность и величина органа будет возрастать, а при неиспользовании может наступить его дегенерация и атрофия. Эти признаки, приобретенные индивидуумом в течение всей жизни, согласно Ламарку, наследуются, т. е. передаются потомкам.

      С точки зрения ламаркизма, длина шеи  и ноги жирафа – результат того, что многие поколения его некогда коротконогих и короткошеих предков питались листьями деревьев, за которыми им приходилось тянуться все выше и выше. Незначительное удлинение шеи и ног, происходящее в каждом поколении, передавалось следующему поколению, пока эти части тела не достигли своей нынешней длины. Перепонки между пальцами у водоплавающих птиц и форму тела камбалы объясняли таким же образом. Перепонки возникли в результате постоянного раздвигания пальцев и растяжения кожи между ними при плавании в поисках пищи или для спасения от хищников, а уплощенное тело – из-за лежания на боку на мелководье. Хотя теория Ламарка подготовила почву для принятия эволюционной концепции, его взгляды на механизм изменения так и не получили широкого признания.

      Однако  Ламарк был прав, подчеркивая роль условий жизни в возникновении фенотипных изменений у данной особи. Например, занятия физкультурой увеличивают объем мышц, но, хотя эти приобретенные признаки затрагивают фенотип, они не являются генетическими и, не оказывая влияния на генотип, не могут передаваться потомству. Но теория Ламарка была исторической предпосылкой для признания впоследствии наследования генетических особенностей при половом размножении.

      7. СИНТЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ  ЭВОЛЮЦИИ.    

      Применительно к живой природе эволюция принимается как образование более сложных видов из простых. Генетика опровергла представления Ламарка о наследовании приобретенных при жизни признаков с помощью очень простых опытов. Вейсман последовательно на протяжении многих поколений отрезал мышам хвосты. Он постулировал, что признаки, приобретаемые организмом и приводящие к изменению фенотипа, не оказывают прямого воздействия на половые клетки, передающие признаки следующему поколению.

      Тем не менее эволюция идет. Дарвин во время  своего кругосветного плавания на корабле «Бигль» собрал множество данных, свидетельствующих о том, что виды нельзя считать неизменными. После возвращения в Англию он изучал практику разведения голубей и других домашних животных, что натолкнуло его на идею естественного отбора. Дарвин предположил, что при интенсивной конкуренции внутри популяции любые изменения, благоприятные для выживания в данных условиях, повышают способность особей размножаться и оставлять потомство.

      Другим  основанием теории эволюции послужил принцип униформизма английского геолога Лайеля, в соответствии с которым медленные ничтожные изменения приводят к поразительным результатам, если происходят долго в одном направлении. Точно так же небольшие изменения на протяжении миллионов лет приводят к образованию новых видов.

      Не  столь важно, какая конкуренция  имеет место — внутри- или межвидовая. Решающий фактор, определяющий выживание, — это приспособленность к  среде. Любое, пусть самое незначительное физическое, физиологическое или  поведенческое изменение, дающее одному организму преимущество перед другим, будет действовать в «борьбе за существование» как селективное преимущество. Благоприятные изменения будут передаваться следующим поколениям, а неблагоприятные — элиминироваться отбором, так как они невыгодны организму. Действуя таким образом, естественный отбор ведет к повышению «мощности» вида, а в филогенетическом плане — обеспечивает его выживание.

      Данные  в поддержку гипотезы Дарвина  дают различные науки. Палеонтология, которая занимается изучением ископаемых остатков, подтверждает факт прогрессивного возрастания сложности организмов. В самых древних породах встречаются организмы немногих типов, имеющих простое строение. Постепенно разнообразие и сложность растут. Многие виды, появляющиеся на каком-либо стратиграфическом уровне, исчезают затем. Это истолковывают как возникновение и вымирание видов.

      Теория  эволюции знаменовала собой крупный  прорыв в биологии, наряду с классификацией Линнея и клеточной теорией. Но вопросы и сомнения оставались, Всю жизнь Дарвина преследовал «кошмар Дженкина» — возражение следующего содержания: если среди поля красных маков появится белый, то после скрещивания он даст розовое потомство, а через 2-3 поколения исчезнет всякое воспоминание о белом цвете.

      Лишь  возникновение генетики дало возможность отвергнуть это возражение. Опровергнув концепцию Ламарка, генетика помогла дарвинизму, объяснив, что появившийся признак не может исчезнуть, так как наследственный аппарат сохраняет случайно возникшее в нем.

      Генетика  привела к новым представлениям об эволюции, получившим название неодарвинизма, который можно определить как теорию органической эволюции путем естественного отбора признаков, детерминированных генетически. Другое общепринятое название — синтетическая, или общая, теория эволюции. Механизм эволюции стал рассматриваться как состоящий из двух частей: случайные мутации на генетическом уровне и наследование наиболее удачных с точки зрения приспособления к окружающей среде мутаций, так как их носители выживают и оставляют потомство. 
 
 
 
 

      8. КОНЦЕПЦИЯ КОЭВОЛЮЦИИ

      Критика дарвинизма велась со дня его возникновения. Одним не нравилось, что изменения, по Дарвину, могут идти во всех возможных направлениях и случайным образом. Концепция номогенеза утверждала, что изменения происходят не беспорядочно и случайно, а по законам форм.

      Эти возражения не могли поколебать общей  теории эволюции вплоть до появления  под влиянием экологических исследований концепции коэволюции, которая смогла объяснить возникновение полов  и другие феномены. Как химическая эволюция — результат взаимодействия химических элементов, так по аналогии биологическая эволюция может рассматриваться как результат взаимодействия организмов. Случайно образовавшиеся более сложные формы увеличивают разнообразие и стало быть устойчивость экосистем. Удивительная согласованность всех видов жизни есть следствие коэволюции.

      Совместная  эволюция организмов хорошо видна на следующем примере. Простейшие жгутиковые, живущие в кишечнике термитов, выделяют фермент, без которого термиты не могли бы переваривать древесину и расщеплять ее до сахаров. Встречая в природе симбиоз, мы можем предполагать, что его конечной стадией является образование более сложного организма. Травоядные животные могли развиться из симбиоза животных и микроскопических паразитов растений. Паразит уже обрел некогда способность производить ферменты для переваривания веществ, имевшихся в организме его хозяина-растения. Животное же делится с паразитом питательными веществами из растительной массы.

      Концепция коэволюции объясняет и факты  альтруизма у животных: заботу о детях, устранение агрессивности путем демонстрации «умиротворяющих поз», повиновение вожакам, взаимопомощь в трудных ситуациях и т. п. 
 
 
 

      ЗАКЛЮЧЕНИЕ

      Согласно  теории эволюции, виды не остаются неизменными, а происходят от предсуществующих видов, наследуя признаки и модифицируя их. Естественный отбор может произойти под влиянием любого фактора, повышающего вероятность размножения особей, несущих определенные гены, по сравнению с особями, несущими другие гены. Естественный отбор не является единственным фактором эволюции, хотя он очень важен. Мутации вносят новые гены в генофонд данной популяции, но сами мутации достаточно редки.

      Новые виды могут возникать только в  пределах одной популяции, поскольку вид – это группа скрещивающихся между собой организмов, которые не могут скрещиваться с представителями других таких групп. Но для этого две популяции одного вида должны быть изолированы друг от друга долгое время, чтобы под влиянием локальных давлений отбора эволюционировать своим путем.

      Распространенность  видов на земном шаре имеет ряд  особенностей, которые не объясняются теорией медленной эволюции. В истории Земли можно отметить неравномерности возникновения и эволюции формообразования видов живого. Отмечен кембрийский взрыв видообразования животного мира.

      Генетическая  информация движется в двух направлениях. Во-первых, она передается от тех  структур в генах, где она хранится, в процессе возникновения и развития того организма, становлением которого она управляет, и, во-вторых, она передается последующему поколению.

      Современный вариант биологической эволюции, названный синтетической теорией  эволюции, на сегодня самая разработанная  концепция. Именно ее достижения используются практически во всех направлениях развития биологии.