Підручник Біологія 9 клас - О. А. Андерсон - Школяр 2017

Тема 6 ЕВОЛЮЦІЯ ОРГАНІЧНОГО СВІТУ

З історії відкриттів

Мислителі давнини у своїх філософських працях намагалися дати відповідь на запитання, яке завжди цікавило людство: «Звідки походить все живе навколо?»

Вагомий внесок у розвиток поглядів на живий світ зробили праці давньогрецьких філософів. Геракліт Ефеський (535 - 475 рр. до н. е.) уважав, що світ вічний і єдиний, у ньому все змінюється й нічого не повторюється. Думку про зародження життя з неживої природи під дією сонячного проміння висловлював Демокріт (460 - 370 рр. до н. е.). Видатний філософ Арістотель (384 - 322 рр. до н. е.) уважав, що організми з’являються внаслідок самозародження. Завдяки працям Арістотеля і його учнів закладено основи порівняльної анатомії та ембріології, учення про відповідність організмів, ідею градації. У філософській поемі «Про природу речей» давньоримський поет і філософ Тіт Лукрецій Кар (99 - 55 рр. до н. е.) висловлював ідею, що виживають і дають потомство лише найбільш пристосовані істоти.

Уперше ввів поняття виду англійський ботанік Джон Рей (1627- 1705).

Першою науковою спробою пояснити історичний розвиток живої природи була еволюційна теорія французького природодослідника Жана БатістаЛамарка, яку він виклав у праці «Філософія зоології» (1809). Учений розглядав еволюцію як безперервний процес набуття організмами корисних пристосувань, що успадковуються потомками. Еволюція відбувається як низка послідовних змін у будові організмів, що приводить до їх переходу від нижчих сходинок організації до вищих (учений називав їх градаціями). Нижчі сходинки - бактерії та інші мікроорганізми, вищі - ссавці й людина. Ж. Б. Ламарк уважав, що всі організми мають внутрішнє вроджене прагнення до прогресу, завдяки чому вони з покоління в покоління самовдосконалюються, тобто піднімаються на вищі сходинки організації.

Наявність у кожний момент існування планети видів, що перебувають на нижчих сходинках досконалості, учений пояснював так: життя безперервно самозароджується, а отже, види, які виникли пізніше, ще не встигли досягнути вищої сходинки.

На думку Ж. Б. Ламарка, організм удосконалюється також за допомогою тренування. Він наводив такий приклад: жирафа почала живитися листям дерев, тож весь час витягувала шию, унаслідок чого шия в неї видовжилася, і цю набуту ознаку успадкували потомки. Ж. Б. Ламарк першим зазначив, що умови існування впливають на формування ознак організму, хоча вважав (хибно), що всі корисні ознаки, набуті особиною впродовж життя, успадковуються також.

Ідеї Ж. Б. Ламарка, незважаючи на недосконалість з погляду сучасності, були кроком уперед до розуміння процесів еволюції. З подальшими відкриттями ви ознайомитеся в параграфах цієї теми.

Ж. Б. Ламарк (1744 - 1829)

§ 35. Еволюція та її докази. Відкриття Ч. Дарвіна

Згадаємо!

Які відкриття в біології було зроблено в ХІХ ст.?

Кінець XVIII - перша половина XIX ст. позначилися в біології чималими фундаментальними відкриттями: розробленням клітинної теорії, доведенням подібності індивідуального розвитку різних видів, першими кроками до вивчення фотосинтезу, фізіологічних процесів у тварин, закладенням основ біохімії. У палеонтології, яка вивчає скам’янілості, відбитки вимерлих форм організмів, накопичується все більше доказів поступових змін органічного світу. Із часом сформувалася думка про еволюцію як історичний розвиток органічного світу.

Еволюція (від лат. еволютіо - розгортання) - це процес необоротних змін будови та функцій організмів протягом їхнього історичного існування, наслідком якого є пристосованість живого до умов навколишнього середовища.

Докази еволюції. Унаслідок біологічних досліджень накопичуються факти, що слугують доказами еволюційного процесу. Виокремлюють такі групи доказів: порівняльно-анатомічні, ембріологічні, палеонтологічні, біогеографічні.

Порівняльно-анатомічні докази. Велику роль відіграло встановлення гомології органів. Гомологічні органи мають подібні будову та спільне походження, але можуть виконувати різні функції, як, наприклад, будова кінцівок хребетних (рис. 134). Гомологічними органами рослин є, наприклад, видозміни пагона (рис. 135). Аналогічні органи - органи, що мають різні походження та будову, але виконують однакові функції. Аналогічними органами тварин є крило метелика та крило птаха, а в рослин - колючки барбарису (видозмінені листки) та колючки глоду (видозмінені пагони).

Рис. 134. Будова передніх кінцівок хребетних: а - людини; б - амфібії; в - кажана; г - кита; д - коня

?! 1. Які кістки утворюють скелет передньої кінцівки? 2. Які функції виконують зображені кінцівки?

Рис. 135. Видозміни пагона: а - цибулина цибулі; б - вуса полуниці

?! Доведіть, що зображені видозміни є гомологічними органами.

Для доведення факту еволюції мають значення атавізми - наявність в окремих організмів ознак, що існували у віддалених предків, але в процесі еволюції їх було втрачено. Наприклад, поява бічних пальців у коней, хвостовий придаток і густий волосяний покрив усього тіла в людини.

Рудиментами називаються органи, що втратили свою основну функцію, але зберігаються в дорослих організмів у зачатковому стані. Рудиментарними, наприклад, є залишки тазових кісток у безногої ящірки жовтопуза й китоподібних. Вони слугують доказом походження цих тварин від предків з розвиненими кінцівками.

Порівняння будови сучасних організмів допомагають відтворювати шляхи еволюції груп організмів. Наприклад, серед сучасних ссавців існує група першозвірів, які розмножуються відкладаючи яйця (качкодзьоб, єхидна). Це свідчить про спорідненість ссавців із плазунами й доводить, що еволюція ссавців починалася від тварин, які відкладали яйця.

Ембріологічні докази. Установлено, що ембріони різних тварин більш подібні між собою, ніж дорослі форми. Порівняння зародків усіх класів хребетних свідчить про значну їхню подібність на ранніх стадіях розвитку. Це підтверджує спорідненість усіх хордових (див. рис. 161).

Палеонтологічні докази. На сьогодні геологічну історію Землі вивчено досить детально. Відомо, що в найдавніших пластах виявляють рештки різних типів безхребетних, і лише в пізніших знаходять залишки хребетних (рис. 136). Установлено, що чим молодші пласти, тим рештки рослин і тварин ближчі до сучасних. Одним із найяскравіших прикладів «перехідної форми» є вимерла тварина Tiktaalik. Вона мала рибоподібну форму, вела мілководний спосіб життя, дихала повітрям, подібно до амфібій, і рухалася, спираючись на кінцівки суглобової будови.

Рис. 136. Палеонтологічні знахідки

Еволюційна теорія Ч. Дарвіна. Чимало доказів еволюційного процесу були вже відомі англійському природодосліднику Чарлзу Роберту Дарвіну. Їх осмислення зумовило створення вченим еволюційної теорії. Він уважав, що саме палеонтологія, яка вивчає викопні рештки давніх мешканців Землі, має найвагоміші докази на користь еволюції. Основні положення теорії він виклав у праці «Походження видів шляхом природного добору, або Збереження сприятливих порід у боротьбі за життя» (1859). Першого ж дня було розкуплено весь величезний на той час наклад - 1 250 примірників. Після виходу цієї праці порівняльна анатомія зробила значний внесок у розвиток дарвінізму.

Появі монографії передували майже 30 років наукових пошуків. У 1831 р. Ч. Дарвіну запропонували здійснити п’ятирічну подорож навколо світу в якості натураліста на експедиційному судні королівського флоту «Бігль». Подорож мала значний вплив на формування наукового світогляду молодого вченого: він піднявся на корабель прибічником ідеї незмінності живої природи, а повернувшись додому, був упевнений, що види змінюються (рис. 137). У Південній Америці він знайшов викопні залишки гігантських лінивців і панцерників, що були подібні із сучасними видами, які жили там. На Галапагоських островах Дарвін вивчав різноманітні види в’юрків, які різнилися з материковими розмірами й будовою дзьоба, проте були схожі на них.

Опис і порівняння будови організмів, аналіз спостережень дали змогу вченому пояснити причини еволюції й визначити її рушійні сили. Він уважав, що всі сучасні види є потомками вимерлих предкових форм. Поява нових видів відбувається на основі випадкових змін, що виникають у кожному організмі індивідуально, передаються потомкам і не мають пристосувального характеру, тобто матеріал для еволюції - це наслідки спадкової мінливості.

Чарлз Роберт Дарвін (1809 - 1882)

Ч. Дарвін писав: «... Мій успіх, як людини науки, є результатом наявності складних і різноманітних рис та умов, найважливішими з яких були: любов до науки, безмежне терпіння, завзятість у спостереженні й збиранні фактів і чимала частка винахідливості й здорового глузду...».

Рис. 137. Карта маршруту навколосвітніх мандрів Ч. Дарвіна

? Проалізуйте висловлювання вченого. Які риси характеру та умови можуть стати вам у пригоді в подальшому житті?

Учений наводив приклади різноманітних взаємовідносин між організмами та організмів з умовами неживої природи, які назвав боротьбою за існування (рис. 138). Уступаючи в ці складні взаємовідносини, одні організми виживають, а інші - гинуть. Чому ж не всі мають шанс вижити? У природі існує протиріччя між здатністю організмів до необмеженого розмноження та обмеженістю ресурсів середовища існування (їжа, територія тощо). Унаслідок боротьби за існування виживають організми, які краще пристосовані до умов навколишнього середовища. Цей процес Ч. Дарвін назвав природним добором.

!) Процес виживання організмів певного виду, найбільш пристосованих до умов існування, називається природним добором.

Умови на нашій планеті змінювалися, а тому переваг набували організми, зміни в будові яких найбільшою мірою сприяли пристосуванню до умов навколишнього середовища. Дарвін писав: «Природний добір щодня, щогодини відстежує по всьому світу найдрібніші зміни, відкидаючи шкідливі, зберігаючи й складаючи корисні, працюючи нечутно, невидимо <...> над удосконаленням кожної органічної істоти».

Зміни в будові однієї особини були спадковими, а тому поширювалися в ряді поколінь і приводили до змін будови й процесів життєдіяльності групи особин. Унаслідок цього саме окрему особину Ч. Дарвін уважав одиницею еволюційного процесу. Учений дійшов висновку, що природний добір відбувається на основі спадкової мінливості внаслідок боротьби за існування, а результатом цього є поява нових видів. Через те саме природний добір Ч. Дарвін уважав рушійною силою еволюції. Надалі природодослідники вивчили вплив на еволюційний процес інших факторів, які назвали елементарними факторами еволюції.

Внутрішньовидова форма проявляється у взаємодії особин одного виду

Турнірні бої самців

?! Чому вчені вважають цю форму боротьби за існування найгострішою серед інших?

Міжвидова форма проявляється у взаємодії особин різних видів

Полювання хижака

?! Розвиток яких ознак забезпечує виживання хижого птаха?

Взаємодія з факторами неживої природи

Риба пливе на нерест проти течії

Рис. 138. Форми боротьби за існування

?! Які з риб, на вашу думку, зможуть дістатися місць нересту?

ПОВТОРІТЬ, ПОМІРКУЙТЕ

1. Дайте означення поняття еволюція.

2. Наведіть докази факту еволюційного процесу.

3. Яке значення мають палеонтологічні знахідки в обґрунтуванні факту еволюції?

4. Що таке боротьба за існування? Наведіть приклади її форм.

5. Що таке природний добір?





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити