Вчення Ч. Дарвіна про природний добір

Штучний добір, т. є. Збереження особин з корисними для розмноження ознаками і усунення всіх інших, проводить людина, що ставить перед собою певні завдання. Ознаки, що накопичуються при штучному відборі, корисні для людини, але необов’язково вигідні для тварин. Дарвін висловив припущення, що в природі подібним шляхом накопичуються ознаки, корисні лише для організмів і виду в цілому, в результаті чого утворюються види та різновиди. У цьому випадку потрібно було встановити наявність невизначеною індивідуальної мінливості у диких тварин і рослин. Крім того, необхідно було довести існування в природі якогось направляючого фактора, що діє аналогічно волі людини в процесі штучного відбору.
Загальна індивідуальна мінливість і надмірна чисельність потомства. Дарвін показав, що у представників диких видів тварин і рослин індивідуальна мінливість представлена ​​дуже широко. Індивідуальні відхилення можуть бути корисними, нейтральними або шкідливими для організму. Чи всі особини залишають потомство? Якщо ні, то які фактори зберігають особин з корисними ознаками і усувають всіх інших?
Дарвін звернувся до аналізу розмноження організмів. Всі організми залишають значне, іноді дуже численне потомство. Одна особина оселедця виметивает в середньому близько 40 тис. Ікринок, осетер – 2 млн, жаби – до 10 тис. Ікринок. На одній рослині маку щорічно дозріває до 30-40 тис. Насінин. Навіть повільно розмножуються тварини потенційно здатні залишити величезне число нащадків. Самки слонів приносять дитинчат у віці між 30 і 90 роками. За 60 років вони народжують в середньому 6 слоненят. Розрахунки показують, що навіть при такій низькій інтенсивності розмноження через 750 років потомство однієї пари слонів склало б 19 млн особин. На основі цих та багатьох інших прикладів Дарвін приходить до висновку про те, що в природі будь-який вид тварин і рослин прагне до розмноження в геометричній прогресії. У той же час число дорослих особин кожного виду залишається відносно постійним.
Кожна пара організмів дає набагато більше нащадків, ніж їх доживає до дорослого стану. Велика частина з’явилися на світ організмів, отже, гине, не досягнувши статевої зрілості. Причини загибелі різноманітні: нестача корму через конкуренцію з представниками свого ж виду, напад ворогів, дія несприятливих фізичних факторів середовища – посухи, сильних морозів, високої температури тощо. Звідси випливає другий висновок, зроблений Дарвіном: у природі відбувається безперервна боротьба за існування . Цей термін повинен розумітися в широкому сенсі, як будь-яка залежність організмів від усього комплексу умов навколишнього його живої природи. Інакше кажучи, боротьба за існування – це сукупність різноманітних і складних взаємин, що існують між організмами та умовами середовища. Коли лев забирає здобич у гієни, мається на увазі боротьба за їжу. Про рослину на околиці пустелі можна сказати, що воно веде боротьбу проти посухи, але точно так само передбачається, що його життя залежить від вологості.
Форми боротьби за існування і природний добір. Дарвін виділив три основні форми боротьби за існування: а) міжвидову, б) внутрішньовидову, в) боротьбу з несприятливими умовами середовища.
Міжвидова боротьба. Приклади міжвидовий боротьби численні. І вовки, і лисиці полюють на зайців. Між вовками і зайцями, а також між лисицями і зайцями йде напружена боротьба за існування. Відсутність видобутку прирікає хижаків на голод і загибель. У той же час між хижаками – вовками і лисицями – теж існує конкуренція за їжу. Це не означає, що вони безпосередньо вступають в боротьбу один з одним, але успіх одного означає неуспіх іншого. Травоїдні тварини зможуть вижити і залишити потомство тільки в тому випадку, якщо вони зуміють уникнути хижаків і будуть забезпечені їжею. Але рослинністю харчуються різні види ссавців, а крім того, комахи і молюски: що дісталося одному, не дістанеться іншому. Існування трав у свою чергу залежить не тільки від поїдання їх тваринами, але і від інших умов – запилення квіток комахами, конкуренції з іншими рослинами за світло, вологу і т. Д. Безперешкодний розмноження мікроорганізмів стримують, крім інших факторів, антибіотики, які виділяються грибами, і фітонциди, утворені зеленими рослинами. До міжвидової боротьбі відносяться і взаємини у формі паразитизму. Паразити послаблюють організм господаря, роблять його менш конкурентоспроможним.
Внутрішньовидова боротьба. У наведених прикладах міжвидових взаємовідносин напруженість боротьби між видами послаблюється тим, що, як правило, організми мають не один, а кілька джерел живлення. Наприклад, лисиця живиться не тільки зайцями, а й мишами і птахами. У особин ж одного виду потреби в їжі, території та інших умовах існування однакові. Тому конкуренція між ними найбільш гостра. Дарвін вважав внутрішньовидову боротьбу найбільш напруженою. Наприклад, птахи одного виду конкурують через місць гніздування. Самці багатьох видів ссавців і птахів в період розмноження вступають один з одним в боротьбу за право обзавестися сім’єю (статевий відбір).
Боротьба з несприятливими умовами зовнішнього середовища. Фактори неживої природи мають величезний вплив на виживаність організмів. Багато рослин гине під час холодних малосніжних зим. У сильні морози смертність збільшується і серед тварин, що мешкають в грунті (кроти, дощові черв’яки). Взимку при нестачі розчиненого у воді кисню гине риба. Насіння рослин нерідко заносяться вітром в несприятливі місцеперебування і не проростають.
Всі форми боротьби за існування супроводжуються винищенням величезної кількості організмів або призводять до того, що частина їх не залишає потомства.
Хто ж виживає в цій постійно відбувається боротьбі за існування? Спостереження показують, що для рослинних і тваринних організмів характерна загальна мінливість ознак, властивостей і нескінченну різноманітність їх комбінацій. Навіть у потомстві однієї пари батьків немає абсолютно однакових особин (за винятком монозиготних близнюків). У боротьбі за існування виживають і залишають потомство індивідууми, що володіють таким комплексом ознак і властивостей, який дозволяє найбільш успішно конкурувати з іншими особинами. Таким чином, в природі відбуваються процеси виборчого знищення одних особин і переважного розмноження інших – явище, назване Дарвіном природним відбором або виживанням найбільш пристосованих. При зміні умов зовнішнього середовища корисними для виживання можуть опинитися якісь інші, ніж раніше, ознаки. В результаті змінюється напрямок тиску відбору, перебудовується генетична структура виду, завдяки розмноженню широко поширюються нові ознаки – з’являється новий вид.
Отже, види змінюються в процесі пристосування до умов зовнішнього середовища. Рушійною силою зміни видів, т. Е. Еволюції, є природний добір. Матеріалом для відбору служить спадкова (невизначена, індивідуальна, мутационная) мінливість. Мінливість, обумовлена ​​прямим впливом зовнішнього середовища на організми (групова, модификационная), не має значення для еволюції, оскільки у спадок не передається.
Освіта нових видів. Виникнення нових видів Дарвін уявляв собі як тривалий процес накопичення корисних індивідуальних змін, збільшуються з покоління в покоління. Чому це відбувається? Життєві ресурси (їжа, місця для розмноження та ін.) Завжди обмежені. Тому найзапекліша боротьба за існування відбувається між найбільш подібними особинами. Навпаки, між различающимися в межах одного виду особинами однакових потреб менше, а конкуренція слабкіше. Тому несхожі особини мають перевага в залишенні потомства. З кожним поколінням відмінності стають все більш вираженими, а проміжні форми, подібні між собою, вимирають. Так з одного виду утворюється два або декілька. Явище розбіжності ознак, провідне до видоутворення, Дарвін назвав дивергенцией (від лат. Divergo – відхиляти, відходжу). Поняття дивергенції Дарвін ілюструє прикладами, наявними в природі. Конкуренція між чотириногими хижаками призвела до того, що частина їх перейшла на харчування падаллю, інші переселилися в нові місця проживання, з них деякі змінили навіть середовище проживання – стали жити у воді або на деревах і т. Д.
Причиною дивергенції можуть стати і неоднакові умови зовнішнього середовища в різних районах території, займаної виглядом. Наприклад, дві групи особин будь-якого виду внаслідок цього будуть накопичувати різні зміни. Виникає процес розбіжності ознак. Через кілька поколінь такі групи стають різновидами, а потім – видами.
Дія природного відбору можна спостерігати в експерименті.
У нашій країні широко поширений богомол звичайний – велике хиже комаха (довжина тіла у самок досягає 48-76 мм), що харчується різноманітними дрібними комахами – попелицями, клопами, мухами. Забарвлення різних особин цього виду буває зеленою, жовтою та бурої. Богомоли зеленого кольору зустрічаються серед трави і чагарників, бурі – на рослинах, що вигоряють від сонця. Невипадковість такого розподілу тварин вчені довели в експерименті на розчищеному від трави майданчику блякло-бурого кольору. До кілочків на майданчику були прив’язані богомоли всіх трьох кольорів. За час досвіду птахами були знищені 60% жовтих, 55% зелених і тільки 20% бурих богомолів, у яких забарвлення тіла збігалася з кольором фону. Аналогічні досліди були поставлені з лялечками метелики-кропив’янки. У разі невідповідності забарвлення лялечки забарвленням фону птахами знищувалося набагато більше лялечок, ніж у разі збігу фону з забарвленням. Водоплавні птахи в басейні ловлять переважно рибу, забарвлення якої не відповідає кольору дна.
Важливо відзначити, що для виживання має значення не один який-небудь ознака, а комплекс ознак. У тому ж досвіді з богомолами, дуже простому в порівнянні з реальними природними умовами, серед бурих особин, захищених забарвленням тіла, птиці скльовували неспокійних, активно рухаються комах. Спокійні малорухливі богомоли уникали нападу. Один і той самий ознака залежно від навколишніх умов може сприяти виживанню або, навпаки, привертати увагу ворогів. На малюнку 1.5 наведено дві форми метелика березового п’ядуна. Світла форма мало помітна на світлих стовбурах і деревах, покритих лишайниками, у той час як мутантна темноокрашенная форма добре видно на них (А). Темні метелики переважно скльовують птахами. Ситуація змінюється поблизу промислових підприємств: кіптява, що покриває стовбури дерев, створює захисний фон для мутантів, у той час як світла метелик добре помітна (Б).
Мутації і статевий процес створюють генетичну неоднорідність всередині виду. Їх дія, як видно з наведених прикладів, ненаправлено. Еволюція ж – процес спрямований, пов’язаний з виробленням пристосувань у міру прогресивного ускладнення будови і функцій тварин і рослин. Існує лише один спрямований еволюційний фактор – природний відбір.
Під дію відбору можуть потрапити або окремі особини, або цілі групи. У будь-якому випадку відбір зберігає найбільш пристосовані до даного середовища організми. Нерідко відбір зберігає ознаки і властивості, невигідні для окремої особини, але корисні для групи особин або виду в цілому. Прикладом такого пристосування служить зазубрені жало бджоли. Вжалила бджола залишає жало в тілі ворога і гине, але загибель особини сприяє збереженню бджолиної сім’ї.

Факторами відбору служать умови зовнішнього середовища, точніше, весь комплекс абіотичних і біотичних умов середовища. Залежно від цих умов відбір діє в різних напрямках і призводить до неоднаковим еволюційним результатами. В даний час розрізняють кілька форм природного добору, з яких нижче будуть розглянуті тільки основні.
Дарвін показав, що принцип природного відбору пояснює виникнення всіх без винятку основних характеристик органічного світу: від ознак, властивих великим систематичних груп живих організмів, до дрібних пристосувань. Теорією Дарвіна завершилися тривалі пошуки натуралістів, які намагалися знайти пояснення багатьом рисам подібності, які спостерігаються у організмів, що відносяться до різних видів. Дарвін пояснив це схожість спорідненістю і показав, як йде утворення нових видів, як відбувається еволюція.
З загальнотеоретичної точки зору головне у вченні Дарвіна – це ідея розвитку живої природи, що протистоїть уявленню про застиглому незмінних світі. Визнання вчення Дарвіна стало переломним моментом в історії біологічних наук. Факти, накопичені в додарвиновский період розвитку біології, отримали нове освітлення. Виникли нові напрямки в біології – еволюційна ембріологія, еволюційна палеонтологія та ін.
Вчення Дарвіна служить природничо основою для розуміння біологічних механізмів розвитку життя на Землі. Матеріалістичне пояснення доцільності будови живих організмів, походження і різноманіття видів є загальноприйнятим у науці.

Посилання на основну публікацію