Учение Ч.Дарвина - основа современной теории эволюции

использует естественную изменчивость организмов или добивается ее разными

способами, проводит подбор пар для спаривания, обеспечивает максимальное

развитие и закрепление  желаемых признаков в каждом последующем  поколении,

постепенно приближается к цели и достигает ее. Так действие методического

отбора направляется человеком, который стремится привить новой  породе, сорту

определенные черты. Эту  форму отбора стали применять  сравнительно недавно,

со второй половины XVIII века.

Методический отбор в  наше время значительно усовершенствовался и стал

основой современной теории и практики селекции животных и растений.

Самой давней формой искусственного отбора был бессознательный отбор,

зачатками которого пользовались уже первобытные люди. При бессознательном

отборе человек не ставит цель создать новую породу, сорт, а лишь оставляет на

племя и преимущественно  размножает лучшие особи. Благодаря  такому

дифференцированному подходу  в ряде поколений постепенно усиливаются

определенные признаки размножаемых особей, что в конце концов, хотя и

медленно, приводит к образованию  новых пород, сортов. Следовательно, в этом

случае человек не стремится вывести новую породу, сорт, но, используя

естественную изменчивость и наследственность, посредством  размножения одних

особей и выбраковки других медленно изменяет организмы.

Дарвин подчеркивает особую важность бессознательного отбора с  теоретической

точки зрения, потому что  эта форма отбора проливает свет и на процесс

видообразования. Его можно  рассматривать как мостик между  искусственным и

естественным отбором. Искусственный  отбор был хорошей моделью, на которой

Дарвин довольно удачно расшифровал  процесс формообразования. Дарвиновский

анализ искусственного отбора сыграл важную роль в обосновании  эволюционного

процесса: во-первых, он окончательно утвердил положение об изменчивости; во-

вторых, установил основные механизмы формообразования (изменчивость,

наследственность, преимущественное размножение особей с полезными  признаками)

и, наконец, показал пути выработки целесообразных приспособлений, характерных

для новых сортов, пород. Эти три важные предпосылки открыли  путь успешному

решению проблемы естественного  отбора.

Изменчивость

Ч. Дарвин о причинах эволюции животного мира (наследственность, изменчивость, естественный отбор). Ч.Дарвин в своей работе «Происхождение видов путем естественного отбора, вешедшей в 1859 году, раскрыл главные движущие силы эволюции растений и животных - это изменчивость, наследственность и отбор.

Изменчивостью называют общее  свойство организмов приобретать новые  признаки - различия между особями  в пределах вида. Изменчивы все  признаки организмов: внешнего и внутреннего  строения, физиологические, поведения, повадок и др. В потомстве одной  пары животных невозможно встретить  совершенно одинаковых особей. В стаде  овец одной породы каждое животное отличается еле уловимыми особенностями: размерами тела, длиной ног, головы, окраской, длиной и плотностью завитка  шерсти, голосом, повадками. Дарвин совершенно правильно различал 2 формы изменчивости: ненаследственную и наследственную. Наследственностью называют общее  свойство всех организмов сохранять  и передовать признаки строения и функций от предков к потомству. Например, цыплята, выведенные в инкубаторе из яиц яйценосных кур, будут яйценоскими.

Давно было замечено, что  особи данной породы, сорта или  вида под влиянием определенных причин изменяются в одном направлении. Причиной служит непосредственное влияние  факторов внешней среды. Эта изменчивость не затрагивает наследственную основу организма, т.е. его генотип. Но существует еще наследственная изменчивость, связанная  с изменением генов или целых  хромосом и их участков. Это свойство является наследственным и передается в ряду поколений. Им Дарвин придавал особенно большое значение, т.к. эта  форма изменчивости дает материал для  искусственного и естественного  отбора.

На основании многочисленных наблюдений Дарвин пришел к выводу, что в природе происходит отбор  изменений, передающихся по наследству. Так, хищники, охотящиеся на растительноядных животных, прежде всего уничтожают слабых особей. В процессе такого отбора из поколения в поколение выживают те особи, которые быстрее бегают, более выносливы. Лучше сохраняются и те из них, чья окраска более соответствует фону. С другой стороны, растительноядные животные влияют на отбор среди хищников (тот, кто не поймает добычу, остается голодным). Если животное какого-либо вида интенсивно размножаются и занимают большую территорию, отбор может идти в разных направлениях. Так, клест-сосновник и клест-еловик произошли от одного вида птиц, благодаря тому, что их предки при расселении оказались в разных условиях. Выживание наиболее приспособленных к условиям жизни животных Дарвин назвал естественным отбором. Он доказал, что все многообразие видов в природе и все приспособления животных к условиям жизни - результат естественного отбора. Дарвин различал 2 формы отбора: стабилизирующий и движущий.

Наследственность

Революция в генетике была подготовлена всем ходом могущественного  развития цдей и методов мендилизма и хромосомной теории наследственности. Уже в недрах этой теории было показано, что существуют явления трансформаций у бактерий; что хромосомы - это комплексные компоненты, состоящие из белка и нуклеиновой кислоты. Молекулярная генетика - это истинное детище всего XX века, которое на новом уровне впитало в себя прогрессивные итоги развития хромосомной теории наследственности, теории мутации, теории гена, методов цитологии и генетического анализа. На путях молекулярных иследований в течении последних 20 лет генетика претерпела поистене революционные изменения. Она является одной из самых блестящих участниц в общей революции современного естествознания. Благодаря ее развитию появилась новая концепция о сущестности жизни, в практику вошли новые могущественные методы управления и познания наследственности, оказавшие влияние на сельское хозяйство, медицину и производство.

Основным в этой революции  было раскрытие молекулярных основ  наследственности. Оказалось, что сравнительно простые молекулы дизоксирибонуклеиновых кислот (ДНК) несут в своей структуре запись генетической информации. Эти открытия создали единую платформу генетиков, физиков и химиков в анализе проблем наследственности. Оказалось, что генетическая информация действует в клетке по принципам управляющих систем, что ввело в генетику во многих случаях язык и логику кибернетики.

Вопреки старым воззрениям на всеобъемлющую роль белка как  основу жизни, эти открытия показали, что в основе приемственности жизни лежат молекулы нуклеиновых кислот. Под их влиянием в каждой клетке формируются специфические белки. Управляющий аппарат клетки собран в ее ядре, точнее - в хромосомах, из линейных наборов генов. Каждый ген, являющийся элементарной единицей наследственности, вместе с тем представляет собой сложный микромир в виде химической структуры, свойственной определенному отрезку молекулы ДНК.

Таким образом современная генетика открывает перед человеком сокровенные глубины организации и функций жизни. Как всякие великие открытия, хромосомная теория наследственности, теория гена и мутаций (учения о формах изменчивости генов и хромосом) оказывали глубокое влияние на жизнь. Развитие физико-химической сущности явления наследственности неразрывно связано с выяснением материальных основ всех явлений жизни. В явлении жизни нет ничего кроме атомов и молекул, однако форма их движения качественно специфична. Наследственность не автономное, независимое свойство, оно неотделимо от проявления свойств клетки в целом.

Взаимодействие молекул  ДНК, белков и РНК лежит в основе жизнедеятельности клетки и ее воспроизведения. Поскольку явление наследственности, в общем смысле этого понятия, есть воспроизведение по поколениям сходного типа обмена веществ, очевидно, что общим субстратом наследственности является клетка в целом.

Явление наследственности в  целом необусловлено исключительно генами и хромосомами, которые представляют собой все же только элементы более сложной системы - клетки. Это не умаляет роли генов и ДНК, в них записана генетическая информация, т. е. возможность воспроизведения определенного типа обмена веществ. Однако реализация этой возможности, т. е. процессы развития особи или процессы жизнедеятельности клетки, базируется целостной саморегулирующейся системе в виде клетки или организма. В настоящее время в качестве первоочередной встает задача, выяснить, как осуществляется высший синтез физических и химических форм движения, появление которого знаменовало собой возникновение жизни и наследственности. Явление жизни нельзя свести к химии и физике, ибо жизнь - это особая форма движения материи. Однако ясно, что сущность этой особой формы движения материи не может быть принята без знания природы простых форм, которые входят в него уже как бы в "снятом виде". Поэтому проблема физических и химических основ наследственности является ныне одной из центральных в генетике. Ее разработка должна заложить основы для решения проблем наследственности во всей сложности ее биологического содержания. Совершенно ясно, что важнейшие вопросы философского материализма связаны с разработкой этой проблемы. Материалистическая постановка решающих вопросов наследственности не мыслима без признания того, что явление наследственности материально обусловлено, что в клетке которая образует поколение, должны иметься определенные материальные вещества и структуры, физические и химические формы движения которых благодаря их специфическому взаимодействию создают явление наследственности.

В свете сказанного вполне понятно то значение, которое имеет  полная физико-химическая расшифровка  строения биологически важных молекул. Несколько лет назад впервые  химическими средствами вне организма  была синтезирована белковая молекула - гормон инсулин, управляющий углеводным обменом в организме человека. Недавно была расшифрована физическая структура двух белков - дыхательных  пигментов крови и мышц - гемоглобина  и миоглобина. Для молекулы фермента лизоцина физики открыли пространственное расположение каждого из тысячи атомов, участвующих в построении его молекул. Установлено место в молекуле, ответственное за каталитический эффект этого биологического катализатора, недопускающего проникновения вирусов в клетку.

После этих событий, связанных  с раскрытием природы генетического  кода и генетических механизмов в  синтезе белков, впервые удалось  дать полный химический анализ и формулы  строения молекулы транспортной РНК. Все  эти открытия, включая замечательный  факт, что синтез молекул ДНК идет под координирующим влиянием затравки (матричной ДНК), показывает, какой  серьезный шаг сделала генетическая биохимия к созданию прототипа живого.

Поистине фантастические горизонты открываются на путях  синтеза генов в искуственных условиях, которые осуществлены в исследованиях Г. Корана и его группы ученых-последователей. Другим выдающимся открытием послужила разработка условий для искусственного самоудвоения ДНК в бесклеточной системе. Было установлено, что молекулы ДНК (по крайней мере у вирусов и бактерий) сущесвуют в форме замкнутого кольца и в таком виде служат матрицей для ДНК-полимеразы.

 

2. ФОРМЫ ЕСТЕСТВЕННОГО  ОТБОРА

 
Выделяют три основные формы естественного  отбора - стабилизирующий, движущий (или  направленный), и дизруптивный (раздробляющий). Это деление довольно условно, и зачастую не всегда можно точно определить, к какой из форм относиться данный конкретный пример естественного отбора.

Стабилизирующий отбор направлен на поддержание в популяциях среднего, ранее сложившегося значения признака или свойства. Он действует при относительно постоянных (колеблющихся в определенных пределах) условиях внешней среды. При стабилизирующем отборе преимущество в размножении получают наиболее типичные особи в популяции, особи же, заметно уклоняющиеся от установившейся нормы, устраняются естественным отбором. Эта форма отбора самая обычная, но заметить ее сложно, так как в этом случае не происходит изменения морфологического облика организмов в популяции.

Движущим или  направленным называется отбор, способствующий сдвигу среднего значения признака или свойства в популяции. Эта форма отбора возникает при изменении условий существования и приводит к установлению новой нормы взамен ранее существующей. 
Дизруптивным или раздробляющим отбором (disrupt - разрывать, раздроблять, англ.) называют отбор, идущий одновременно в пользу нескольких уклоняющихся вариантов против особей с промежуточным значением признака. Эта форма отбора возникает в случаях, когда ни одна из групп генотипов не получает решающего преимущества в борьбе за существование из-за разнообразия условий, одновременно встречающихся на одной территории. Дизруптивный отбор способствует возникновению и поддержанию полиморфизма популяций, а в некоторых случаях может служить причиной видообразования (см. раздел симпатрическое видообразование).