Принцип эволюции живых систем вот уже более двухсот лет является господствующим. Но отдельные идеи, связанные с развитием животного и растительного мира, высказывались значительно раньше. Большое влияние на мировоззрение ученых современной эпохи оказали древнегреческие мыслители. Так, например, Аристотель (384-322 до н.э.) в своей “Истории животных” различал разнообразие живых организмов в зависимости от места обитания. Во многом благодаря ему в биологии укоренилось представление о целесообразности живых организмов и всех жизненных явлений. Аналогичные мысли высказывал Плиний Старший (23-79 н.э.) в его знаменитой “Естественной истории”. Французский натуралист Жорж Бюффон (1707-1788) склонялся к мысли о постепенном совершенствовании живых организмов, а его последователь Жан Батист Ламарк (1744-1829) впервые попытался создать стройную теорию эволюции жизни на Земле.
Но Ч. Дарвин (1809-1882) был первым, кто подошел к живым системам исторически, раскрыл их динамику, закономерности их развития. Его эволюционная теория показала, что сначала на Земле при определенных условиях возникли простейшие живые системы, а затем, в силу биологических закономерностей, которые действуют и сейчас, в них развилось огромное многообразие организмов – до самых сложных, высших.
Эти закономерности, как их понимал Дарвин, следующие: рост и воспроизведение; наследственность; изменчивость, зависящая от прямого или косвенного действия условий жизни, прогрессия размножения столь высокая, что она ведет к борьбе за жизнь и ее последствию – естественному отбору, влекущему за собой расхождение признаков и вымирание более совершенных форм.
Последовательность проведения принципа реальности, объективности и историзма, соединение анализа и синтеза с акцентом на синтетический, системный подход – таковы важные черты метода Ч. Дарвина, его исторической теории.
Творческими наследниками идей Ч. Дарвина, идей эволюции живых систем стала плеяда выдающихся отечественных биологов: И.П. Павлов, И.М. Сеченов, К.А. Тимирязев, А.Н. Северцев, К.М. Завадский, В.И. Вернадский и др.
В качестве основных принципов эволюционного развития можно выделить следующие моменты – преемственность, цикличность, целесообразность, повышение степени целостности, направленность и ряд других.
Преемственность. Данный принцип означает, что ни одна из живых систем не возникает на пустом месте. Всякая более высокая и сложная живая система располагает материалом – той системой или системами, которые ей предшествовали. Высшая система берет из предшествующей ей определенный набор компонентов, какие-то проявления их взаимосвязей, какие-то функции, связи со средой обитания. Но она берет их не в неизменном виде, а ассимилирует, интегрирует, преобразует согласно своей собственной природе.
Цикличность эволюционного процесса. Развитие живых систем осуществляется в процессе ряда последовательных циклов, которые можно представить следующим образом:
1) Повышается общая устойчивость особей во внешней среде (за счет оптимизации системы - “подгонки” и выбрасывания лишних элементов).
2) Повышается коэффициент размножения данного вида, достигая уровня, при котором они вступают в конкурентные отношения друг с другом за источники питания. Размножение происходит в ограниченных зонах, что означает распад ареала, зарождение новых популяций от небольшого числа выживших особей. Причем эти популяции получают разнообразные повреждения генетического материала. Вероятность выживания таких микропопуляций невелика.
3) Происходит разрастание и возвращение с периферии в центр ареала микропопуляций, несущих различные повреждения генетической информации. В процессе рекомбинации между особями разных микропопуляций как следствие существенных различий между ними возможно возникновение принципиально новых черт организации у “гибридов”. В результате отбора “гибриды” постепенно вытесняют родительские формы, благодаря чему создаются условия для перехода к первому этапу. Цикл, таким образом, повторяется. Этот элементарный цикл эволюции должен повториться много раз, прежде чем произойдет усложнение организации.
Целесообразность. В научной теории эволюции цель носит вполне осязаемый материальный характер, но она относительна, поскольку являет собой возможность, которая реализуется лишь в определенных условиях. Ибо в процессе эволюции не существует никакого автоматизма и механистического детерминизма. Здесь каждая ступень развития зависит от условий, благодаря которым возможность развития или осуществляется, или нет. Под целью в биологических системах подразумевается то конечное состояние, в которое они приходят в силу своей структурной организации, а также ожидаемый результат их функционирования.
Целесообразность живых систем выступает как внутренняя (при соответствии функций компонентов системы в целом) и как внешняя (при соответствии функций системы в целом внешним условиям существования), что проявляется:
1) в адаптации организма к среде (структурной, физиологической, поведенческой);
2) в адекватной реакции организма на воздействие среды;
3) в минимизации отношений со средой (живая система тем целесообразнее, чем меньше “заимствований” из внешней среды ей необходимо для эффективного обеспечения своего существования и воспроизводства).
Главные направления эволюции. С момента возникновения жизни развитие живой природы шло от простого к сложному, от низкоорганизованных форм к более высокоорганизованным и имело прогрессивный характер. В разработке проблем хода эволюции большое значение имели труды А.Н. Северцева и И.И. Шмальгаузена. А.Н. Северцев предложил из общего понятия эволюционного прогресса выделить биологический прогресс. Биологический прогресс вида характеризуется возрастанием приспособленности особей к среде, успехом в борьбе за существование, что ведет к повышению численности особей, расширению ареала, увеличению количества и разнообразия дочерних групп (популяций и подвидов внутри вида, видов в роде и т.д.). Прогрессирующими следует считать многие группы насекомых, костистых рыб, цветковых растений и др.
В природе также наблюдается и биологический регресс, который характеризуется противоположными показателями - уменьшением численности особей группы, сокращением ареала, уменьшением числа и разнообразия дочерних групп. В итоге данный процесс может привести к вымиранию группы. Так, исчезли древовидные плауны и хвощи, древние папоротники, большинство древних земноводных и пресмыкающихся. Деятельность человека может стать фактором биологического прогресса одних видов (одомашненных животных и растений) и регресса других (вследствие усиленного отстрела резко сократилась численность и сузился ареал соболя, на грани вымирания находится уссурийский тигр).
А.Н. Северцев выделил три основных направления эволюции живых систем: ароморфоз, идеоадаптация и общая дегенерация.
Ароморфоз - усложнение строения и функции организмов, которое ведет к общему повышению организации и жизнеспособности группы в новых условиях обитания. Они не имеют прямого приспособительного характера, но повышают интенсивность жизнедеятельности особей, повышая их относительную независимость от условий среды.
Идеоадаптации - незначительные приспособления к специфическим условиям среды, полезные в борьбе за существование, но существенно не меняющие уровня организации. Идеоадаптации обеспечивают развитие группы внутри определенной среды обитания с возникновением большого числа близких форм одного уровня организации. Классы насекомых, птиц и млекопитающих на основе многочисленных идеоадаптаций дали громадное многообразие видов. Идеоадаптации к ограниченным условиям среды приводят к специализации группы (бактерии, обитающие в горячих источниках; специализация некоторых растений к определенным опылителям и др.). Специализация при быстром изменении условий среды может привести к вымиранию (мезозойские ящуры).
Общая дегенерация - упрощение организации в результате приспособления к более простым условиям существования. Например, переход к паразитическому или сидячему образу жизни часто сопровождается морфофизиологическими перестройками, редукциями некоторых органов и систем (у ленточных червей утрачены некоторые органы чувств, пищеварительная система).
Эволюция живого идет и в направлении все более тонкого приспособления к среде, что достигается путем дифференциации его на все новые и новые клетки, - ткани, органы, их специализации по выполнению специфических функций. Эти явления позволяют организму более разнообразно отвечать на изменения среды.
Вместе с тем развиваются и интегрирующие факторы, координирующие и объединяющие функции специализированных частей, подчиняющие эти функции интересам целостного организма. Важным показателем в этом процессе выступает степень развития нервной системы.
По мере возрастания целостности увеличивается относительная независимость организма от среды, что связано с возникновением гомеостатических механизмов, позволяющих сохранять в пределах нормы присущие организму параметры. С другой стороны, возрастает зависимость организма от среды в том смысле, что он взаимодействует со все большим числом ее факторов. В жизнедеятельность организма включаются все новые компоненты среды, с которыми организм низшей степени организации не взаимодействовал и от которых не зависел. Эволюция живого есть бесконечная борьба с энтропией, борьба против дезорганизации живых систем, за сохранение их целостности.
Главным направлением эволюции является движение живых систем от неупорядоченности к порядку, организованности, от простого к сложному. Хотя эта тенденция пробивает себе дорогу через различные отступления, зигзаги. По утверждению академика Моисеева Н.Н., по мере усложнения организационных структур живой материи уменьшается степень их стабильности. Данное обстоятельство особенно важно иметь в виду в настоящее время, когда человечество переживает прогрессирующее обострение экологических проблем.
Для некоторых исследователей проблемы исторического развития жизни кажутся связанными только с процессами далекого геологического прошлого. Действительно, крупные преобразования живого (мегаэволюция) осуществлялись на протяжении миллиардов, сотен миллионов лет, и только в случаях крайне быстрой эволюции - в течение десятков млн. лет. Основываясь на факте, что все крупные таксоны (новообразования) возникли в далеком геологическом прошлом, а по мере приближения к современности их становится все меньше, некоторые биологи сформулировали финалистическую концепцию эволюции. Они основываются на том, что запас “образовательной силы” достигал максимума только на начальных этапах эволюции живого, затем постепенно уменьшался и полностью исчез к настоящему времени. Виды стали неизменными, вновь могут возникать лишь расы и разновидности.
В то же время исследования отечественных ученых показывают, что нет оснований говорить о финале эволюции. Эволюция продолжается, но она происходит при условиях существенного влияния человека на органический мир. Здесь следует выделить два момента. Первое - это направляемый волей человека процесс эволюции биосферы. Сознательное воздействие человека на эволюцию ограничено определенным количеством видов животных и растений - это примерно около 0,01 % от числа неизвестных науке видов (более 2-х млн.).
Второе - это эволюция, происходящая вопреки воле человека. Благодаря эволюционной пластичности интенсивно формируются новые виды сорных растений, вредителей сельского хозяйства, возбудителей различных заболеваний. Идет активный отбор на выработку свойств, позволяющих выжить и оставить потомство в измененной человеком среде. Каким будет итог этих эволюционных преобразований? Нельзя исключать того, что они приведут к появлению форм, которые создадут для человека серьезные проблемы (например, возбудители гепатита, СПИДа). Происходят нежелательные изменения и численных соотношений видов. Больше становится малоценных видов с высоким коэффициентом размножения, с громадной численностью популяций (грызуны, “сорные” виды рыб, трав, малоценные породы деревьев и т.д.).
Поможем написать любую работу на аналогичную тему