Реферат: Життя і наукова діяльність Чарльза Дарвіна

Життя і наукова дія льність

Чарлза Дарвіна

(1809-1882)

Ч. Дарвін жив в епоху бурхливого суспільного розвитку, коли при­ родознавство було на піднесенні, в науці здійснювались важли ві від­ кри ття. Він не м ав систематичної біологічної освіти (два роки нав­чався на меди чном у факультеті в Едінбурзі, а потім перейшов до Кембріджського університету, де в 1831 р. закінчив богословський факультет), але дуже захоплювався природни чими науками, ціле­спрямовано вивчав спеціальну літературу, займався колекціонуван­ ням, мисливством, брав участь в експедиціях по дослідженню геоло­гії, фауни, флори окремих районів Англії , був спостережливим, за­нотовував бачене і намагався дати йому раціональне пояснення. Він зблизився з такими відомими вченими, як зоолог Грант, ботанік Генсло, геолог Седжвік . І не дивно, що, коли виникла потреба ре­комендувати досвідченого натураліста до складу експедицій Генсло назвав саме Ч. Дарвіна, яки й мав достатні природничі знання і на­вики польового дослідника.

В кінці 1831 р. почалась п'ятирічна кругосвітня подорож на ко­раблі «Бігл». Ця подорож була важливою подіє ю у житті Дарвіна, справжньою школою для нього. Інтенсивно працюючи як геолог, зо­олог, ботанік, він зібрав величезний І дуже цінний науковий мате­ріал, який відіграв виключну роль в розвитку еволюційної ідеї .

Геологічні спостереження на океані чних островах, в Південній Америці, Кордільєрах та інших місцях підтвердили думку Ч. Лайєла про постійну зміну поверхні Землі під впливом зовнішніх і внут­рішніх причин. Зіставляючи різні факти, Дарвін приходить до вис­новку, що вимирання видів тварин і рослин минулих епох не можна пояснити якимись «великими катастрофами».

Дарвіну належить ряд цікавих палеонтологічних знахідок. По­рівняння скелетів викопних лінивців, панцирників і тих, що існують тепер, показало, що їх кістяк характеризується багатьма спільними рисами; разом з тим в будові їх скелета е помітні відміни. П роана­лізувавши численні факти, Дарвін при ходить до висновку, що вимер­лі тварини й існуючі мають спільне походження, але останні істотно змінились. Причиною цього могли бути зміни, що відбувались з ча­сом на земній поверхні. Вони ж могли бути й причиною вимирання видів, рештки яких знаходять у земних нашаруваннях.

За час кругосвітньо ї подорожі Ч. Дарвін зібрав цікаві матеріа­ли, які пояснюють закономірності географічного поширення організ­мів в широтному (від Бразілі ї до Вогняної Землі) і у вертикально­му (при підйомі в гори) напрямах. Він звертає увагу на залежність фауни і флори від умов існування тварин і рослин.

Особливо цінний матеріал Ч. Дарвін зібрав на островах Галапагоського архіпелагу, які знаходяться в екваторіальній зоні Тихо­го океану на відстані 800—900 км на захід від берегів Південної Америки. Дарвіна особливо вразила своєрідність фауни і флори Галапагосів. На архіпелагу трапляється порівняно небагато видів, але для більшості з них характерною є велика кількість особин. Дарвін зібрав 26 видів наземних птахів, причому всі вони, за винятком од­ ного, зовсім особливі і більше ніде не попадаються. Він описав ІЗ видів в' юрків—птахів-ендеміків, тобто поширених тільки в цьому районі. Крім інших ознак, види в' юрків відрізняються формою і роз мірами дзьоба — від масивного, як у дубоноса, до невеликого і то ненького, як у зяблика чи малинівки. Дарвін довів, що особливості будови дзьоба залежать від характеру їжі птахів (насіння рослин, комахи тощо). Цікаво, що на різних островах трапляються різні фор ми в' юрків, і Дарвін зауважує , що можна дійсно уявити собі, що був взяти й один вид і модифікований в різних кінцях архіпелагу. Цих птахі в зоологи називають дарвіновими в' юрками.

Порівнюючи фауну Галапагосів і Пі вденної Америки, Дарвін констатує, що тваринний світ архіпелагу несе відбиток материкових форм і разом з тим є особливим галапагоським варіантом. Подібне явище він спостерігав і на островах Зеленого мису, де встановив с хожість острівних форм тварин з африканськими видами . Ці й ін­ші факти навели Дарвіна на думку про те, що острови заселялись материковими формами, від яких походять види , що істотно зміни­лись у нових умовах існування на островах. Він також замислюється над питанням про значення ізоляції в диференціюванні видів. Піз ніше Дарвін писав, що особливість і характер поширення галапаго-ських організмів та інші факти так вразили його, щ о він почав си­стематично збирати всі факти, що мають певне відношення до видів.

Перебування Дарвіна на Вогняній Землі і зустріч з туземцями , навели його на сміливу думку про тваринне походження людини. Вивчення структури коралових рифів було основою для розроблення Дарвіном теорії утворення коралових островів.

Після повернення з подорожі 2 жовтня 1836 р. Дарвін деталь но опрацьовує і публікує зібрані геологічні, зоологічні та інші мате ріали і працює над розробкою ідеї історичного розвитку органічно го світу, що зародилась ще під час подорожі. Понад 20 років він настирливо розвиває і обґ рунтовує цю ідею, продовжує збирати і узагальнювати факти, особливо з практики рослинництва і тварин ництва.

24 листопада 1859 р. вийшла в світ геніальна праця Чарлза Дар віна «Походження видів шляхом природного добору або збережен ня обраних порід у боротьбі за життя». Ця кни га, в якій так май­стерно викладені і всебічно обгрунтовані наукові основи еволюційної теорії, користувалась великою популярністю, і весь тираж її був роз проданий в перший же день. Появу «Походження видів» один із сучасників Дарвіна образно порівнював з вибухом, «якого ще не бачила наука, який так довго підготовлявся і так раптово нагрянув, так нечутно підведений і так смертоносно разячий. За розмірами і значенням заподіяного зруйнування, за тіє ю луною, яка відгукнулася t в найвіддаленіших галузях людської думки, це був науковий подвиг, що не мав собі подібного».

Епохальна праця Дарвіна сім разів перевидавалась за життя автора, вона швидко стала відомою вченим інших країн і була пе рекладена на більшість європейських мов, в тому числі і на російську (1864).

Після публікації «Походження видів» Ч. Дарвін продовжує енергійно працювати над обгрунтуванням проблеми еволюції. В 1868 р. ві н публікує капітальну працю «Зміна свійських тварин і і культурних рослин», де всебічно аналізує закономірності мінливості, спадковості, штучного добору. Ідею історичного розвитку рослин і тварин Дарвін поширює і на проблему походження людини. В 1871 р. виходить його спеціа льна книга «Походження людини і статевий добір», у якій детально аналізуються численні докази тва­ринного походження людини. «Походження видів» і наступні дві книги становлять єдину наукову трилогію, в яких наведено незапе­речні докази історичного розвитку органічного світу, встановлено рушійні сили еволюції, визначено шляхи еволюційних перетворень, на­решті, показано, як і з яких позицій слід вивчати складні явища і процеси природи. Дарвін опублікував 12 томів своїх творів. Дуже цікавою є його автобіографія « Спогади про розв иток мого розуму і характеру», що вийшла у світ в 1957 р. у видавництві АН СРСР.

Ч. Дарвін відзначався гострою спостережливістю, досить розви­нутими аналітичними і синтетичними здібностями, науковою добропо­рядністю, виключною працьовитістю, спрямованістю і акуратністю в роботі. До останніх днів свого життя він не припиняв систематич­них наукових досліджень. Так, ще 17 березня 1882 р. Дарвін вів спо­стереження в своєму саду, а 19 квітня перестало битися велике се рце титана людської думки. Похований Дарвін у Вестмінстерському абатстві (Лондон) поряд з Ньютоном, Фарадеє м та іншими видат­ними вченими Англії.

ОСН ОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ЕВОЛЮЦІЙНОГО ВЧЕННЯ

Еволюційне вчення охоплює широке коло проблем, пов'язаних з істо­ричним розвитком органічного світу. До найважливіших з них на­лежать:

проблема доказів еволюції , накопичення фактів, використання даних різних наук, згрупування їх у певну систему для обгрунтуван­ня історичного розвитку органічного світу як незаперечного явища;

вивчення факторів, або рушійних сил еволюції: мінливості, спад­ковості, добору, що приводить до причинного розуміння історичного розвитку;

визначення напрямів, шляхів і закономірностей еволюційного процесу;

творче оволодіння формотворчим процесом з метою спрямування еволюції, прогнозування її.

Мінливість і спадковість

В умовах панування уявлень про сталість, незмінність видів Дарвіну важливо було показати, за рахунок чого утворюється різноманіт­ність. Тому в першу чергу він детально обґрунтовує положення про мінливість живих істот. Він розумів, що найкраще це можна здійсни­ти, скориставшись дуже поширеними і достатньо зрозумілими прик­ладами з практики рослинництва і тваринництва. І не випадково перший розділ книги «Походження видів» присвячено аналізу саме цієї проблеми («Мінливість у прирученому стані»).

Дарвін звертає увагу на велику різноманітність сортів рослин і порід тварин, предками яких є один вид або обмежена кількість ди­ких видів.

Ще за часів Дарвіна вирощували 150—320 сортів пшениці, 700— 1000 сортів винограду, більше 300 сортів аґрусу, близько 700 сортів гіацинта.В наш час відомо близько 400 порід великої рогатої худоби, 250 порід овець, 150 порід коней, 100 порід курей, 150 порід голубів, понад 300 порід собак. Слід відзначити, що окремі породи одного виду відрізняються досить істотно за розміром, мастю, розвитком окремих частин (наприклад, собаки сенбернар, бульдог, такса,той-тер'єр, ваговозні породи коней і поні, м'ясні породи курей ібентамки). Відміни між окремими сортами чи породами одного видубувають набагато значнішими, ніж між деякими дикими видами, родами і навіть родинами. Показавши широкий розмах мінливості свійських форм, Дарвін у другому розділі («Мінливість у природному
стані») своєї книги приводить незаперечні факти зміни видів під впливом умов існування і відзначає, що в природі не існує навіть двох абсолютно тотожних особин.

Дарвін показує, що основою різноманітності сортів та порід і відмін видів е мінливість, яка у свійських форм має значно бІльший розмах, ніж у диких видів.

Мінливість—процес виникнення відмін у потомків у порівнянні з предковими формами, що зумовлює різноманітність особин і груп особин в межах сорту, породи, виду.

Дарвін підкреслює, що мінливості піддаються всі морфологічні, фізіологічні та інші особливості організму, а важливою причиною ц е вплив факторів зовнішнього середовища. Він виділяє основні форми мінливості.

Під визначеною (груповою) мінливістю Дарві н розумів зміну внаслідок впливу певних умов всіх особин потомства в одному напрямі (зміна росту при зміні кількості і якості їжі, товщини шкіри і густоти шерстного покриву від зміни клімату тощо; під невизначеною (індивідуальною) мінливістю — поя ву різноманітних незначних відмін у особин одного і того самого сорту, породи, виду, за якими, існуючи в подібних умовах, одна особина відрізняється від інших. Так, з насіння однієї коробочки виростають нетотожні рослини, потомки однієї пари тварин не бувають зовсім подібними, хоч і розвивались у схожих умовах. Така мінливість є наслідком невизначеного впливу умов існування на кожний окремий індивід. Дарвін пояснює, що характер мінливості визначається не лише умовами зовнішнього середовища, а й особливістю організму, його станом. Невизначена мінливість всіх особливос тсй організму досить поширена. Значна різноманітність особин внаслідок індивідуальної мінливості є важливим матеріалом для еволюційного процесу.

Відзначаючи, що індивідуальна мінливі сть, як правило, приво дить до незначних відмін, Дарвін не виключає можливості появи і різких відхилень. Так, у стаді звичайних овець з'явилися коротконогі особини (анконські вівці) та тварини з довгою прямою шовковистою вовною (мошанські вівці), в кроні дерев з окремих бруньок виростають гілки із зміненим листям або плодами (брунькові варіації).Цілком імовірно, що окремі породи тварин своїм походженням зобов'язані індивідуальним змінам подібного типу (ніатська худоба з укороченею лицевою частиною черепа, деякі породи собак — мопси, бульдоги, такси та ін.).

Корелятивна, або співвідносна мінливість . Дарвін розумів організм як цілісну систему, окремі частини якої Тісно пов'язані між собою. Тому зміна структури чи функції однієї частини часто зумов лює й зміну іншої або інших (зв'язок зміни забарвлення шкіри і волосся у тварин, довжини шиї і ніг у болотних птахів, довжини дзьоба і язика, зв'язок між розвитком м'язів і роз­мірами гребенів на кістках, до яких вони прикріплені).

Компенсаційна мінливість полягає в тому, що роз­виток одних органів або функцій часто є причиною пригнічення ін­ших, тобто спостерігається зворотна кореляція, наприклад між мо­лочністю і м'ясністю худоби

Показавши різноманітність форм мінливості, Дарвін пояснює матеріальні причини мінливості, якими є фактори зовнішнього середо­вища, умови існування і розвитку живих істот. Але впливи цих фак­торів неоднакові в залежності від фізіологічного стану організму, стадії його розвитку. Серед конкретних причин мінливості Дарвін виділяє такі:

прямий чи посередній (через відтворну систему) вплив умов життя (клімату, їжі, догляду і т. д.);

функціональне напруження органів (вправляння або невправ-ляння);

схрещування (поява у гібридів ознак, не властивих вихідним формам);

зміни, зумовлені корелятивною залежністю частин організму.

Серед різних форм мінливості для еволюційного процесу пер­шочергове значення мають спадкові зміни як первинний матеріал для сорто-, породо- і видоутворення, ті зміни, які закріплюються в на­ступних поколіннях.

Спадковість . Другим важливим фактором еволюції є спадко­вість, тобто здатність всіх організмів передавати особливості будови, функції, розвитку своєму потомству. Ця властивість була добре ві­домою. На здатність організмів відтворювати собі подібних завжди звертали увагу практики, селекціонери і за добрих тварин платили великі суми. Дарвін детально проаналізував значення спадковості в еволюційному процесі. Геніальний вчений зробив ряд важливих узагальнень з цієї проблеми. Він звернув увагу на випадки однома­нітності гібридів першого покоління і розщеплення ознак у другому поколінні, йому була відома спадковість, пов'язана з статтю, гібрид­ні атавізми й ряд інших явищ спадковості.

Разом з тим Дарвін відзначав, що вивчення мінливості і спадко­вості, їх безпосередніх причин і закономірностей пов'язане з велики­ми труднощами. Наука того часу ще не могла дати задовільної від­повіді на ряд важливих питань. Невідомі були Дарвіну і роботи Г. Менделя. Тільки значно пізніше розгорнувся широкий фронт ро­біт по дослідженню мінливості й спадковості, а сучасна генетика зробила гігантський крок у вивченні матеріальних основ, причин і механізмів спадковості та її мінливості, у причинному розумінні цих явищ.

Обгрунтувавши питання про мінливість і спадковість, Дарвін показав, що самі по собі вони ще неояснюють виникнення нових порід тварин, сортів рослин, видів, їх пристосованості. Адже мінли­вість різних ознак організмів здійснюється в найрізноманітніших напрямах. Проте породи і сорти відрізняються розвитком саме ко­рисних у господарському відношенні ознак, а у диких видів дооре розвинені адаптації, що забезпечують краще виживання організмів. Велика заслуга Дарвіна полягає в тому, що він розробив вчення про штучний і природний добір як ведучий, спрямовуючий фактор е во­люції свійських форм і диких виді в.

Штучний добір

Аналізуючи особливості порід свійських тварин і сортів культурних рослин, Дарвін звертає увагу на значний розвиток у них саме тих ознак, які цінуються людиною. Так, у сортів квіткових рослин схоже листя, але різноманітні квіти, а у сортів капусти, навпаки, квіти по­дібні, але є значні відміни в особливостях листя. В одних порід го­лубів добре розвинене хвостове оперення, а інші відзначаються ве­ликим волом, довгоногістю, короткодзьобістю, оригінальністю оперен­ня тощо. Породи овець відрізняються якістю вовни, особливістю смушка, м'ясністю.

Дарвіну важливо було встановити, як саме створюється така різ номанітність. І він детально вивчає досвід селекціонерів, матеріали виставок, веде інтенсивне листування з практиками, сам проводить досліди. На основі глибокого аналізу величезного матеріалу вчений приходить до висновку, що основним фактором еволюції свійських форм, тобто породо- і сортоутворення, є штучний добір.

Під штучним добором розуміють здійснювану людиною систе му заходів по вдосконаленню існуючих і створенню нових порід тва рин і сортів рослин з корисними у господарському відношенні спад ковими ознаками.

Творча функція штучного добору базується на сукупній взаємо­дії в ряді поколінь мінливості, спадковості, підбору, спрямованого вирощування, переважного розмноження особин з корисними озн ака­ми і вибракування небажаних індивідів. Завдяки цьому з покоління в покоління посилюється розвиток корисних ознак, а внаслідок коре­лятивної мінливості відбув ається перебудова всього організму Штучний добір приводить до дивергенції — розходження ознак у по­рід і сортів, утворення великої їх різноманітності.

При аналізі штучного добору і процесу формотворення Дарвін підкреслює, що важливою умовою успіху є переважне розмноження одних особин чи груп особин, що приводить до збільшення чисель­ності таких індивідів, посилений розвиток їх ознак, та усування від розмноження інших особин чи груп особин.

Дарвін виділив дві форми штучного добору —методичний і не свідомий.

Методичний добір —це цілеспрямоване виведення поро­ди чи сорту. Селекціонер ставить мету, визначає напрям роботи, фіксує увагу на тих бажаних рисах, які повинні бути характерними для породи, сорту. Нова порода, сорт створюється в уяві селекціоне ра. Він використовує природну мінливість організмів або домагається ї ї різними засобами, проводить підбір пар, забезпечує максимальний розвиток і закріплення бажаних ознак в кожному наступному поко лінні, наближається до мети і досягає її. Так дія методичного добо ру спрямовується людиною, яка намагається прищепити новій поро ді, сорту певні риси. Цю форму добору застосовують порівняно не давно, з другої половини XVIII ст.

Методичний добір в наш час значно удосконалився і став осно вою сучасної теорії і практики селекції тварин і рослин.

Найдавнішою формою штучного добору був несвідомий добі р, зачатками якого вже користувались первісні люди. При весвідомому доборі людина не ставить за мету створити нову поро ду, сорт, а лише залишає на плем'я і переважно розмножує кращі особини. Завдяки такому диференцій ованому підходу в ряді поколінь поступово посилюються певні ознаки розмножуваних особин, що зрештою, хоч і повільно, приводить до утворення нових порід, сортів. Отже, в цьому випадку людина не прагне вивести нову породу, сорт, але, використовуючи природну мінливість і спадковість, через роз­множення одних особин і вибракування інших повільно змінює ор­ганізми.

Дарвін підкреслює особливу важливість несвідомого добору з теоретичної точки зору, бо ця форма добору проливає світло і на процес видоутворення його можна розглядати як місток між штуч­ним і природним добором. Штучний добір був доброю моделлю, на якій Дарвін досить вдало розшифрував процес формотворення. Дарвінівський аналіз штучного добору відіграв важливу роль в обгрун­туванні еволюційного процесу: по-перше, він остаточно ствердив по­ложення про мінливість, по-друге, встановив основні механізми фор­мотворення (мі нливість, спадковість, переважне розмноження особин з корисними ознаками) і, нарешті, показав шляхи вироблення до­цільних пристосувань, характерних для нових сортів, порід.

Ці три важливі передумови відкрили шлях для успішного роз­в'язання проблеми природного добору.

Боротьба за існування

Дарвін звертає увагу на надзвичайно складні взаємовідносини між організмом і оточуючим його середовищем, на різні форми залеж­ ності рослин і тварин від умов життя, їх пристосування до неспри­ятливих умов. Такі складні і різноманітні багатогранні форми залеж­ності організмів від умов навколишнього середовища та від інших живих істот він назвав боротьбою за існування, або боротьбою за життя. Дарвін усвідомлював, що цей термін невдалий, І попереджу­вав, що використовує його в широкому . метафоричному розумінні, а не буквально.

Всю різноманітність складних взаємовідношень у природі мож­на згрупувати в такі три основні форми:

відносини організмів і видів з фізичними умовами життя, абіотич­ним середовищем (клімат, температура, вологість, грунтові умови тощо);

взаємовідносини організму з особинами інших видів (міжвидові взаємовідносини);

взаємовідносини між особинами І групами індивідів одного ви­ду (внутрішньовидові взаємозв'язки).

Перша форма відносин складається в залежності від кліматичних і ґ рунтових умов, температури, вологості, освітлюваності та інших факторів, які впливають на життєдіяльність організмів. В процесі еволюції у видів тварин і рослин виробляється ряд пристосувань до несприятливих умов. Але відносність цих пристосувань, а також по­ступові зміни оточуючого середовища вимагають постійного удоско­налення адаптацій до абіотичних умов життя. З другого боку, живі істоти також впливають на неживу природу, змінюючи її.

Міжвидові взаємовідносини надзвичайно різноманітні і досить складні. Важливе знач ення мають відносини, що формуються на базі харчових (трофічних) зв'язків (рослини і рослиноїдні тварини; жерт­ва і хижак; хазяїн і паразит), а також відносини, що складаються між різними видами у боротьбі за місця існування. В одних випадках можна спостерігати більш жорстокі стосунки між різними в идам и, в других—менш гострі, а в третіх—відносно мирні. Крайнім вира­зом міжвидових взаємовідносин е міжвидова боротьба, коли одна форма витісняє іншу або обмежує її чисельність на певній території (наприклад, більший за розмірами і агресивніший сірий пацюк ви­тіснив з поселень людини чорного).

Внутрішньов идові взаємозв'язки також досить складні (взає мо­відносини між особинами різни х статей, між батьківськими і дочір­німи формами, між особи нами одного і того ж самого покоління в процесі індивідуального розвитку, стосунки в стаді, зграї і т. д.). Більшість форм внутрішньовидових взаємовідносин мають важливе значення для відтворення виду і підтримання його чисельності, забез­печення зміни поколінь. При значному збільшенні чисельності особин виду і обмеженості умов дл я їх існування (наприклад, при загуще­них посівах рослин) між окремими індивідами виникає гостра взаємо­дія, яка призводи ть до загибелі частини чи всіх особин або усунення їх від розмноження До крайньої форми таких відносин можна від­нести внутрішньовидову боротьбу і канібалізм — поїдання особин сво­го виду.

Необхідно відмітити, що три названі основні форми боротьби за Існування в природі здійснюються не ізольовано, вони тісно переплі­таються між собою, завдяки чому взаємозв'язки індивідів, груп осо­бин і видів бувають багатогранними і досить складними.

Слід підкреслити, що Дарвін першим розкрив зміст і значення таких важливих в біології понять, як «середовище», «зовнішні умо­ви», «взаємозв'язки організмів» у процесі їх життя і розвитку.

Реальність боротьби за життя в метафоричному розумінні Дар­він виводив із здатності організмів до інтенсивного розмноження, ви­сокої плодючості. І дійсно, самки багатьох тварин чи рослин можуть дати сотні тисяч і на віть мільйони поте мків. Інтенсивною плодючістю організмів характеризуються види, які слабо захищені і дуже зни­щуються на різних етапах Індивідуального розвитку. Тому ступінь плодючості є важливим біологічним пристосуванням, виробленим в процесі еволюції, що з абезпечує існування виду,—швидке відтворен­ня втрат чисельності і дає можливість швидко зайняти в природі но­ві, придатні для існування місця.

Можна було б сподіватись, що у відносно короткий час вид за­селить усю землю, відбудеться перенаселення. Проте цього, як пра­вило, не буває, бо цілий ряд факторів стримує розмноження і до­сягнення репродуктивного віку значної частини потомства. З великої кількості потомків тільки окремі стають дорослими й розмножуються. Внаслідок різнонаправленої індивідуальної мінливості потомки не є абсолютно тотожними. Тому виживають у складних умовах і дають потомство лише ті, які внаслідок мінливості мають переваги над ін­шими. В природі, відзначає Дарвін, постійно відбувається боротьба за існування, життєве змагання.

Академік І. І. Шмальгаузен розглядав боротьбу за і снування як активність організмів по відношенню до зовнішнього біотичного і абіотичного середовища і відносив її до числа головних факторів еволюції.

Вивчення боротьби за існування, внутрішньовидових і міжвидо­в их відносин має велике практичне значення для розробки заходів б оротьби з шкідниками сільського і лісового господарства, в розведенні корисних ви дів, в рибному та мисливському господарстві тощо.

Природ ний добір

З боротьбою за існування, життєви м змаганням та залежністю орга нізмів від середовища, умов існування пов'язаний і природний добір. Вчення про природний добір як рушійний і спрямовуючий фактор іс­торичного розвитку органічного світу є центральною частиною теорії еволюції Ч. Дарвіна

Ч. Дарвін дає таке визначення природного добору: «Збереження корисних індивідуальних відмін чи змін і знищення шкідливих я на­звав природним добором, або переживанням найбільш пристосова- них» . Він попереджує, що « добір» слід розуміти як метафору, як факт виживання, а не як свідомий вибір.

Отже, під природним добором розуміють здійснюваний у при­роді процес збереження і переважного розмноження в ряді поколінь організмів і груп організмів, що мають корисні для їх життя і роз­витку адаптивні ознаки, які виникли внаслідок різнонаправленої ін­дивідуальної мінливості. Протилежний процес — вимирання непристо­сованих називають елімінацією.

Виходячи з того, що добір діє лише при наявності різноманітно­сті, нерівноцінності особин, що їх індивідуальні зміни будуть спад­ковими, природний добір слід, розглядати як сукупну взаємодію спад­кової мінливості, переважного виживання і розмноження індивідів і груп особин, краще пристосованих до даних умов існування.

Постійні зміни умов зовнішнього середовища на протязі трива­лого часу є причиною різноманітних індивідуальних спадкових змін, які можуть бути нейтральними, шкідливими або корисними. Внаслі­док життєвого змагання в природі відбувається постійна вибірна елімінація одних особин і переважне виживання та розмноження інди­відів і груп особин, які, змінюючись, набули корисних особливостей. Внаслідок схрещування відбувається поєднання ознак однієї форми з ознаками іншої. Так з покоління в покоління накопичуються не­значні корисні спадкові зміни і їх комбінації, які згодом стають ха­рактерними ознаками популяції, різновидності, виду. Причому, вна­слідок закону кореляції одночасово з посиленням адапти вних змін в організмі відбувається перебудова й інших ознак. Добір постійно діє на весь організм, на всі його зовнішні і внутрішні органи, на їх структуру і функцію. Цей досить тонкий і точний механізм поступово накопичує нове, перебудовує , пристосовує , шліфує організми.

Дарвін писав: «Висловлюючись метафорично, можна сказати, що природний добір щодня, щогодини розслідує по всьому світу найдріб­ніші зміни, відкидаючи шкідливі, зберігаючи і складаючи добрі, пра­цюючи нечутно, невиди ме , де б і коли б тільки не постала до того нагода, над удосконаленням кожної органічної істоти по відношенню до умов її життя, органічних і неорганічних».

Природний добір — процес історичний. Й ого дія проявляє ться че­рез багато поколінь, коли малопомітні індивідуальні зміни сумуються, комбінуються і стають характерними адаптивними ознаками груп ор­ганізмів (популяції, виду і т. д.).

Форми природного добору . Виділяють кілька форм природного добору в залежності від його напряму, механізму дії, наслідків та інших факторів. Як особливу різновидність природного добору Ч. Дарвін виділяв статевий добір , під дією якого формуються вторпнностатеві ознаки (яскраве забарвлення і різноманітні прикраси самців багатьох птахів, статеві відміни в розвитку, зовнішності, по­ведінці інших тварин). Становлення цих особливостей здійснюється під дією добору в процесі активних взаємовідносин між статями тва рин особливо в період розмноження (боротьба самців за самку або активний розшук, вибір самців самками). Ці показові ознаки самців не мають для них захисного значення і, здавалося б, не повинні бу­ли 6 закріплюватись, бо вони навіть знижують виживання організму. Але слід пам'ятати, що добір у своїй основі спрямований не на ви­живання окремої особини, а на залишення нею більш повноцінного і численного потомства. Таке потомство дають переважно краще фі­зично розвинені самці з більш вираженими вгоринностатевими озна­ками (органи захисту і статеві рефлекси, засоби приваблювання і збудження самок, п ристосування до захисту потомства тощо). Як правило, вони й у першу чергу вступають у розмноження, обмежуючи участь у ньому інших самців. Дивергенція за розпізнавальними озна­ками самців і самок спочатку в ідбувається під дією звичайного при­родного добору. Ці ознаки полегшують зустріч різностатевих особин, стимулюють статевий цикл самки і її участь у розмноженні. Пізніше такі ознаки уже стають об'єктом статевого добору, остаточний ре­зультат якого співпадає з результатом природного добору.

Дія статевого добору яскраво проявляється у тварин з розвине­ною нервовою системою і багатою рефлекторною діяльністю (у ссав ців, птахів, комах), а характер цього добору е специфічним для кож ного виду. Слід також враховувати, що вторинностатев і ознаки зумовлені фізіологічними причинами і залежать ві д дії гормонів ста­тевих залоз, функція яких регулюється гіпофізом і нервовою систе мою. Ці складні взаємозалежності вироблялись історично під контро­лем природного добору та його особливої форми—статевого добору.

Другою формою природного добору є прямий, або р ушій ний, провідний добір . Кожний вид складає ться не з абсо­лютно тотожних особин та груп індивідів, аз бі льш-менш відмінних за фенотипом і генотипом, за нормою реакції. При тривалій зміні зов­ні шнього середовища в певному напрямі деякі відхилення від серед ньої норми набувають селекційної переваги над виробленою раніше пристосованістю основної маси населення виду. Внаслідок переваж­ного розмноження і збільшення чисельності однієї частини виду, здат ної пристосуватись до нових умов, і перев ажної елімінації іншої від­бувається зміна генетичної структури й перебудова організації виду. Варіаційна крива зміщується в напрямі пристосування до нових умов існування. Прямий добір е типовою формою природного добору, яка з умовлює постійне перетворення пристосувань видів відповідно до змін умов і снування.

Стабілізуючий добір . Теорію стабілізуючого добору роз­робив акад. І. І. Шмальгаузен (1940). Дія ціє ї форми природного добору зумовлюється селе кційною перевагою особин і груп організмів з середньою нормою реакції в маломінливих умовах існування, що приводить до збільшення їх чисельності. З другого боку, в кожному поколінні ві дбувається переважна елімінація представників з поміт­н ими відхиленнями ві д ціє ї норми (особин з великими або малими . розмірами тіла або окремих його частин, світлим або темним забарв­ленням і т. д.). Сіабілізуючий добір проявляє себе тоді, коли на­стає стійкість екологічних умов, коли встановлюються біоценотичні відносини і відносна рівновага між видом і зовнішнім середовищем.

Стабілізуючий добір зумовлює відносну стійкість організації ви­ду і його генетичної структури, меншу залежність усіх етапів інди­відуального розвитку і життєдіяльності особин від випадкових змін умов зовнішнього середовища і малих мутацій, прогресивний розви­ток і вдосконалення механізмів, що регулюють онтогенез.

Характеризуючи стабілізуючий добір, Шмальгаузен показав зна­чення модифікаційних змін в еволюційних перетвореннях виду, коли модифікації можуть стати нормою реакції, закріпленою спадков істю, і їх розвиток буде здійснюватись під впливом внутрішніх генетичних факторів.

Стабілізуюча форма добору показує шляхи й механізми вироб­лення відносної стійкості адаптацій виду, його організації.

Дизруптивни й, або розсікаючий добір можна роз­глядати як протилежний стабіл ізуючому. Останній забезпечує пере­важне виживання і кількісне збільшення ос обин з середньою нормою реакції при відносно сталих умовах існування і елімінацію в пе ршу чергу форм, що відхиляються від цієї норми.

Дія дизруптивного добору відбувається тоді, коли умови зовніш­нього середовища настільки змінились, що основна маса виду втра­чає адаптивність, а п ереваг набувають особини з крайніми відхилен­нями від середньої норми. Саме ці відхилення і відіграють адаптив­ну роль у нових умовах. Такі форми кількісно швидко збільшуються, і на базі одного виду внаслідок дивергенції формується декілька нових.

Характеризуючи різні форми природного добору, ми свідомо спро­щували обставини, за яких проявляється та чи інша форма (ста­лість умов існування, зміна їх в одному напрямі тощо) для того, щоб на моделі краще виявити основ ну тенденцію добору. В природі рід­ко трапляється певна форма добору в чистому вигляді. Найчастіше процес видоутворення починається з переважання одні єї форми добо­ ру, в кінці його провідного значення набуває інша форма. Умови і с­нування виду постійно змінюються в часі й просторі, а відповідно до цього змінюються і типи добору. А в цілому природний добір по­стійно вдосконалює адаптації, приводить до певної упорядкованості живих систем, створює різноманітність форм життя.

Докази дії природного добору . Ми встановили , що природний добір у більш вузькому розумінні—це переважне виживання і роз­множення особин і груп індивідів, краще пристосованих до мінливих умов існування, вн аслідок чого поступово формуються адаптивні до­цільні особливості виду. Ч. Дарвін наводить велику кількість при­кладів, що ілюструють дію добору. Значна кількість фактів одержана пізніше; проведено також ряд спостере жень, прямих і посередніх експериментів у цьому плані.

Так, на океанічних островах, які добре продуваються вітрами, знайдено багато видів комах з недорозвиненими крилами або з овсім безкрилих. На островах Кергелен з восьми видів мух сім е безкри­лими. З 350 видів жуків, що живуть на о-ві Мадейра, 200 видів не­з датні до польоту через недо розвине ність крил.

Відомо, що захисне забарвлення тварин забезпечує краще ї х ви­живання. Схожість з абарвлення деяких тварин і їх форми з якимись предметами чи іншими живими істотами (мімікрія) робить імітантів менш помі тними (павучок драссус у стані спокою нагадує бруньку дерева, лахматий морський коник мало помітний серед водоростей, гусениця п'ядуна при небезпеці витягує ться і стає схожою на сучок, малайський метелик калліма, що сидить, нагадує листок рослини, де­які комахи імітують неїстів ні форми, що мають надійний захист: му­хи—джмеля, оси, метелик білянка—метеликів геліконід тощо).

Тварини, що мають значні відхилення від середньої норми, при швидкій зміні умов існування гинуть у першу чергу (внаслідок бурі, забруднення води, сухості тощо).

Відзначено потемніння забарвлення метеликів березового п'яду­ на та інших ви дів у промислових районах (індустріальний меланізм).

Досліди Чезнола і М. М. Бєляєва показали вибірне знищення птахами богомолів різного забарвлення залежно від фону, на якому були комахи.

Під впливом природного добору з'явилися отрутостійкі раси шкідливих комах і кліщів.

Рослини пристосовувалися до перехресного запилення і розпо­всюдження насіння.

Самого факту природного добору в природі тепер ніхто не за­перечує .

Умови, що сприяють дії природного добору . Як і у випадку штучного добору, можна виділити ряд обставин, що сприяють успіху природного добору у формотворенні і виробленні адаптації. До них належать:

чисельність особин та їх різноманітність;

ступінь і частота мінливості;

інтенсивність розмноження і шв идкість зміни поколінь;

розміри ареалу і різноманітність умов існування даної групи організмів;

ізоляція, перешкоди до вільного схрещування.