Целесообразность живых организмов.Многообразие и разнообразие живых систем поражает воображение. За все время эволюции жизни на Земле существовало колоссальное количество различных видов живых организмов: 750 - 800 млн. (большая часть из них прекратила свое существование). В конце прошлого века было описано более 500 тыс. растений и не менее 1,5 млн. видов животных, около 40 тыс. видов грибов и более 3 тыс. прокариот, а также до 200 видов вирусов. В настоящее время большинство исследований и классификаций живых организмов свидетельствуют о том, что общее число видов растений и животных, обитающих на Земле, равняется 5 млн., причем подавляющее большинство современных живых организмов – это тропические насекомые, многие из которых еще не изучены. Однако, исследователи обитателей тропических лесов утверждают, что только в тропиках имеется около 50 тыс. видов деревьев и примерно 30 млн видов насекомых. Речь пока не велась о простейших видах живых организмов на Земле, которых более 50 млн. Как возникло такое многообразие? При изучении живых организмов поражает воображение их целесообразность или максимальная приспособленность к тем факторам среды, в которых они обитают. Как возникла такая приспособленность? Существует две основных концепции при ответе на эти вопросы. Первая, самая древняя – это представление о божественном сотворении мира (креационизм). Видов животных и растений столько, сколько создано богом, они неизменны. Организмы построены в соответствии с изначальной целесообразностью, т.е. в зависимости от цели, которую поставил творец. Вторая концепция – это концепция эволюции органического мира. Все виды на Земле прошли длительный исторический путь развития от более простых форм к более сложным, их приспособленность – это результат действия естественного отбора. Эта концепция утвердила себя с середины XIX века (1859 г) после выхода книги «Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение избранных пород в борьбе за жизнь» английского естествоиспытателя Ч. Дарвина.
Предпосылки создания теории эволюции Ч. Дарвина.Под эволюцией органического мира понимают процесс исторического развития от древнейших форм до современных и будущих форм жизни.
1) Идея исторического развития живой природы и изменяемости организмов зародилась еще у античных мыслителей. Гераклит из Эфеса впервые ввел в философию представление о постоянном изменении. Большое влияние на развитие преставлений о живой природе указали умозрительные концепции Пифагора, Эмпедокла, Демокрита, Гиппократа.
2) Развитие эволюционная идея получила в XVIII веке. В биологии зарождается новое направление называемое трансформизмом (transformo – превращаю, преобразую). Это учение об изменчивости организмов, о возможности превращения (трансформации) одних форм в другие. Возникновению трансформизма способствовало не только накопление фактов в естествознании, но и революционные идеи в связи с французской буржуазной революцией. Представителями трансформизма были Р. Гук, Ж. Ламетри, Д. Дидро, Ж. Бюффон и другие. Французский натуралист Ж. Бюффон высказал идеи о происхождении и развитии Земли, об изменчивости животных под влиянием климата, пищи и «гнета одомашнивания», в связи с этим допускал общность происхождения животных от одного ствола. Однако трансформисты не связывали изменения организмов с историческим эволюционным процессом.
3) После французской буржуазной революции (1789 г.) наступает период расцвета биологической науки во Франции, был организован Национальный музей естественной истории, куда на работу были приглашены молодые ученые Жан-Батист Ламарк и Ж. Кювье, которые внесли огромный вклад в развитие эволюционной идеи.
Жан – Батист Ламарк впервые попытался создать стройную теорию эволюции на Земле, эволюционная идея у него тщательно разработана, подкреплена многочисленными фактами и поэтому превратилась в теорию. В своей книге «Философия зоологии» (1809 г.) он доказывал сам факт эволюции и изменчивости видов. Но его основная ошибка заключалась в том, что он неправильно вскрыл движущие силы эволюции. Основным фактором эволюции Ламарк считал упражнение одних органов (стремление к совершенству, прогрессу) и неупражнение других под воздействием условий среды, но вопрос ставился так: передаются ли детям те признаки, которые у родителей выработались в процессе жизнедеятельности путем упражнений или шире – в результате приспособлений к внешним условиям? Ламарк отвечал, что передаются. Отводя решающую роль в эволюции прямому влиянию внешней среды, упражнению и неупражнению органов и наследованию приобретенных признаков, Ламарк не мог объяснить возникновения приспособлений, обусловленных «мертвыми» структурами. Например, окраска скорлупы птичьих яиц носит явно приспособительный характер, но объяснить этот факт с позиций теории Ламарка невозможно. Взгляды Ламарка не нашли признания у современников. Куда большей популярностью пользовались воззрения его соотечественника Ж. Кювье.
4) Ж. Кювье избрал целесообразность – основным орудием исследований. Он исходил из того, что все органы в организме взаимообусловлены и соотнесены. Он открыл закон соотношения органов: «всякое организованное существо образует целое, единую замкнутую систему, части которой соответствуют друг другу и содействуют. Ни одна из этих частей не может измениться без того, чтобы не изменились другие, и, следовательно, каждая из них, взятая отдельно, указывает и определяет другие».
Возьмем травоядное животное. Растительная пища малопитательна для удовлетворения потребностей организма, ее требуется большое количество. Значит, желудок травоядного животного должен быть большим. Размер желудка обусловливает размеры других внутренних органов – позвоночника, грудной клетки. Массивное тело может держаться на мощных ногах, снабженных твердыми копытами, а длина ног обусловливает длину шеи, чтобы животное могло свободно щипать траву. Иное дело хищники. Пища у них более питательна – значит, желудок, должен быть небольшим. Хищнику нужны мягкие лапы с подвижными когтистыми пальцами, чтобы незаметно подкрадываться к добыче и хватать ее. Шея у хищника должна быть короткой, зубы острыми и т.д. Свой метод Кювье довел до совершенства, что нередко по одному найденному зубу ему удавалось восстановить облик животного. Так Кювье открыл целый мир ископаемых животных: мастодонтов, мамонтов, гигантских черепах и т.д. и явился основателем исторической палеонтологии, тем самым внеся огромный вклад в эволюционную теорию. Другим важным принципом или законом, сформулированным Ж. Кювье был принцип «условий существования» - суть его заключается в том, что строение организма точно соответствует тем условиям, в которых оно живет.
Изучая вымерших животных, Кювье обнаружил, что останки одних видов приурочены к одним и тем же геологическим пластам и не встречаются в соседних пластах, для которых свойственны совершенно другие организмы. Отсюда он сделал вывод, что животные, некогда населявшие нашу планету, погибали почти мгновенно от каких-то неизвестных причин, а позднее на их месте появлялись новые обитатели, не имевшие ничего общего со своими предшественниками. Кювье выдвигает теорию катастроф, согласно которой причиной вымирания были периодически происходившие крупные географические катастрофы, уничтожавшие на больших территориях животных и растительность. Последователи и ученики Ж. Кювье, развивая его учение, утверждали, что катастрофы охватывали весь земной шар. После каждой катастрофы следовал новый акт творения. Таких катастроф и, следовательно, актов творения они насчитывали 27.
В то время, когда теория катастроф считалась абсолютно достоверной, к геологическим исследованиям приступил англичанин геолог Ч. Лайель. Он доказал несостоятельность представлений Кювье о внезапных катастрофах, изменяющих поверхность Земли, и обосновал противоположную точку зрения: поверхность планеты изменяется непрерывно и не под влиянием каких – либо особых сил, а под действием обычных повседневных факторов – колебаний температуры, ветра, дождя, прибоя и жизнедеятельности растительных и животных организмов. К числу постоянно действующих природных факторов Лайель отнес землетрясения, извержения вулканов. Тщательно изучив отложения третичной эпохи, предшествующей нашей, он отметил, что многие организмы, обитавшие тогда, встречаются на Земле и сейчас. При этом в одно и то же время нарождались новые виды и доживали свой век старые. Сам Лайель не утверждал, что одни виды происходили от других, но, доказав, медленный постепенный характер геологических изменений, он создал предпосылки для развития эволюционной идеи.