§ 60. Доказательства эволюции животного мира. Учение Ч. Дарвина об эволюции
Причины многообразия животного мира. Как вы знаете, на Земле существует более миллиона видов животных, и они чрезвычайно разнообразны. Есть простейшие, организм которых состоит из одной клетки — амебы, инфузории, радиолярии. Более сложно устроено тело пресноводного полипа — гидры. Близки к ней по строению морские полипы и медузы. Разнообразны по строению и условиям обитания черви и моллюски. Особенно многочислен по сравнению со всеми другими типами животных вместе взятыми тип Членистоногие. До сих пор биологи продолжают открывать все новые и новые виды животных. Велико разнообразие позвоночных, освоивших водную, на-земно-воздушную и почвенную среды жизни. Издавна люди интересовались причинами такого многообразия животных. В античное время Александр Македонский приказал привозить из походов новых животных для своего учителя, философа и натуралиста Аристотеля.
Долгое время неизвестных животных просто описывали. Затем возникла необходимость в их точных названиях и классификации. В XVIII в. известный шведский ученый К. Линней создал первую систему животных, объединив их в группы по общим признакам. Было замечено, что в природе существуют животные, хотя и обитающие в разных местах, но очень похожие друг на друга, например песец и лисица, домовый и полевой воробьи, бурая травяная и остромордая лягушки, заяц-беляк и заяц-русак. Естественно было предположить, что похожие друг на друга животные более родственны, чем те, которые резко отличаются друг от друга.
Эмбриональное развитие млекопитающих, как и других животных, начинается с оплодотворенной яйцеклетки — зиготы. В результате дробления одной клетки возникает многоклеточный зародыш. Он проходит стадии однослойного, двухслойного эмбриона, затем у него развивается третий зародышевый слой. На последующих стадиях развития зародыш млекопитающего становится похожим на зародыша рыб (рис. 226). На том месте, где у рыб были жаберные отверстия, у зародыша млекопитающего образуются жаберные валики, развивается длинный хвост. В дальнейшем зародыш млекопитающего последовательно становится похож на развивающуюся амфибию, рептилию. Характерные для млекопитающих черты появляются на самых последних стадиях развития: формируются типичные для них голова, конечности, покровы. Таким образом, изучение особенностей развития показало, что все млекопитающие в своем развитии проходят одни и те же стадии, аналогичные основным этапам исторического развития. Так, на основе сходства эмбрионального развития разных групп животных биологи предположили возможные пути происхождения одних животных от других.
Доказательства исторического развития животных, подтверждения их эволюции, получены при изучении ископаемых остатков животных. Объяснили, что чем древнее слои Земли, в которых найдены остатки животных, тем примитивнее древние животные, обнаруженные в этих слоях. Палеонтологи разделяют историю Земли на пять крупных эр. Слои осадочных пород, в которых были обнаружены остатки живых существ, отлагались на протяжении трех последних эр: палеозоя (начался примерно 570 млн лет назад, длился около 340 млн лет), мезозоя (начался около 245 млн лет назад) и кайнозоя (начался около 66 млн лет назад и длится до сих пор). В слоях Земли, которые образовались в палеозое, встречаются остатки рыб, земноводных и пресмыкающихся. Примитивные птицы и млекопитающие появились в конце мезозоя. Современные представители отрядов и семейств птиц и млекопитающих появились только в кайнозое. Таковы палеонтологические доказательства эволюции животного мира.
Учение Ч. Дарвина об историческом развитии органического мира. На основании сравнительного анализа морфологии и анатомии, эмбриологии, палеонтологии разных групп животных были высказаны предположения (гипотезы) о причинах развития животного мира (эволюции). Наиболее последовательное объяснение исторического развития, то есть эволюции, животных и растений дал великий английский ученый Чарлз Дарвин (1809-1882).
После тщательного изучения растений и животных в разных районах Земли во время кругосветного путешествия на корабле «Бигль» и обработки собранных коллекций и наблюдений Ч. Дарвин написал книгу «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859). Он проанализировал историю создания новых пород домашних животных, выяснил происхождение их от диких предков и доказал, что потомки наследуют признаки своих родителей. Крольчата похожи на своих родителей, ягнята обладают признаками родителей своей породы.
Однако не только наследственностью обладают животные. Известно, что потомки одних и тех же родителей несколько отличаются друг от друга. Одни потомки крупнее и сильнее, другие — мельче и слабее. Есть различия в окраске, длине шерсти. Одни детеныши растут быстрее, другие — медленнее. На изменчивость потомства оказывает влияние происхождение от двух родителей: у одних детенышей больше отцовских черт, у других — материнских, у третьих — сочетание признаков отца и матери. Важное влияние на изменчивость организмов оказывают условия содержания, качество и обилие корма.
Искусственный отбор. Среди потомства домашних животных человек всегда оставляет на племя лучших, с нужными ему признаками. Среди кур он выбирает наиболее яйценоских, среди кроликов — особей с густой длинной шерстью и большой массой, со способностью быстро расти.
Селекционную работу, то есть отбор, проводят для улучшения существующих и выведения новых пород домашних животных. Большое значение имеет подбор пар. Иногда скрещивают домашних животных с дикими предками. Такой способ выведения пород домашних животных Ч. Дарвин назвал искусственным отбором.
Искусственный отбор для выведения пород домашних животных применяется человеком и в настоящее время.
Естественный отбор. Рассмотрев происхождение пород домашних животных путем искусственного отбора, Ч. Дарвин доказал, что в природе тоже происходит отбор. Разнообразие условий жизни, их изменение (потепление, похолодание, обилие или отсутствие осадков, избыток солнечной радиации) вызывают изменчивость у диких животных. Важное влияние на изменчивость оказывает обилие и качество пищи. При изменении окружающей среды выживают те животные, которые лучше других приспосабливаются к новым условиям. Полезными для выживания оказываются защитная окраска покровов, скрытное поведение, искусные способы нахождения и извлечения корма. Тех животных, которые не приобрели этих полезных качеств, первыми поедают хищники. Слабые животные первыми гибнут от недостатка корма. Выживание наиболее приспособленных к условиям обитания особей при конкуренции за пищу, укрытия и другие ресурсы Ч. Дарвин назвал естественным отбором. Полезные приспособления выживших животных наследственно закрепляются, переходя к последующим поколениям. Особенно быстро естественный отбор происходит тогда, когда животные попадают в новые условия и оказываются в изоляции. Так, например, возникают островные популяции, и на их основе постепенно формируются новые виды животных.
Созданное Ч. Дарвином эволюционное учение позволило понять, почему при огромном многообразии животных их можно классифицировать в определенном порядке: вид, род, семейство, отряд, класс, тип — по степени родства.
Наиболее родственны виды, между которыми возможны гибриды в природе, например черная и серая вороны. Это молодые близкородственные виды. Более отдаленными «родственниками» являются представители одного рода, например виды ворона, ворон, грач. Затем следуют представители, принадлежащие к одному семейству врановых птиц: ворон, ворона, грач, сорока, сойка, галка. Врановые, в свою очередь, относятся к отряду Воробьи-нообразные, классу Птицы, типу Хордовые, царству Животные.
Естественная система отражает степень эволюционного родства между разными животными. Эволюционное учение Ч. Дарвина имеет огромное значение для развития биологической науки, правильного понимания причин возникновения видов и эволюции органического мира на Земле.
Упражнения по пройденному материалу
Расскажите об основных стадиях эмбрионального развития позвоночных, используя рисунок 226. Что оно доказывает?
Какие доказательства эволюции животных получены при изучении ископаемых остатков?
Назовите основные факторы эволюции органического мира. Поясните их смысл на основе учения Ч. Дарвина.
