Який внесок Чарльза Дарвіна у розвиток біологічної науки?

Чарльз Дарвін - один з найвидатніших біологів світу. Його еволюційне вчення, відоме під назвою «дарвінізм», тривалий час було основою теоретичної біології і не лише сприяло велетенським змінам у галузі вивчення життя, а й вплинуло на інші природничі науки та філософське осмислення місця людини в живій природі.

Основні положення свого вчення Ч. Дарвін розробив ще в молоді роки під час навколосвітньої подорожі на кораблі «Бігль» (1831-1836) як натураліст, спостерігаючи живу природу. Упродовж більш ніж 20 наступних років він збирав факти, опрацьовував тогочасні досягнення в різних галузях біології та селекції і лише 1859 р. виклав результати досліджень у книзі «Походження видів шляхом природного добору, або Збереження обраних порід у боротьбі за життя». У працях «Зміни свійських тварин і культурних рослин під впливом одомашнення» (1868) та «Походження людини і статевий добір» (1871) учений додатково дослідив деякі проблеми еволюції, зокрема штучний добір як основу селекції, та спробував обґрунтувати походження людини і мавп від спільних предків.

Ч. Дарвін, крім розвитку еволюційного вчення, багато і плідно працював у різних галузях біології, насамперед зоології. Він запропонував гіпотезу утворення коралових атолів, яка не втратила значення і тепер, уперше дослідив роль дощових червів у ґрунтоутворенні, пристосування орхідей до запилення комахами, зробив значний внесок у вивчення сучасних і викопних вусоногих раків.

Які основні положення еволюційної гіпотези Ч. Дарвіна?

Еволюція за Дарвіном полягає в безперервних пристосувальних (адаптаційних) змінах видів (мал. 35.1). Він вважав, що всі сучасні види є нащадками вимерлих предкових форм. Еволюція відбувається на ґрунті спадкової мінливості під дією боротьби за існування, наслідком якої є природний добір.

Спадкова (невизначена) мінливість — це зміни, які виникають у кожного організму індивідуально та передаються нащадкам. Як ви пам’ятаєте, існують два типи спадкової мінливості: мутаційна та комбінативна. Від неї Ч. Дарвін відрізняв неспадкову (визначену), яка проявляється у всіх особин виду однаково під дією певного чинника і зазвичай зникає у нащадків, коли ця дія припиняється. Наприклад, коні на невеликих островах чи в горах через кілька поколінь дрібнішають. При утриманні таких тварин на низинних рівнинах через кілька поколінь вони знову досягають попередніх розмірів. Капуста за нестачі вологи не формує качан. Спадкові зміни бувають корисними, шкідливими або нейтральними. Оскільки невизначена (спадкова) мінливість сама по собі не має пристосувального характеру (неадаптаційна), то необхідне існування якогось природного механізму, який визначає ступінь пристосування організмів до умов довкілля. Цей механізм Ч. Дарвін вбачав у боротьбі за існування та природному доборі.

Мал. 35.1. Різні адаптивні типи задніх кінцівок птахів (визначте, до яких умов існування птахів найкраще пристосовані ці кінцівки)

Боротьба за існування за Ч. Дарвіном - це вся сукупність взаємозв’язків між особинами одного чи декількох видів, а також між особинами та різними абіотичними факторами довкілля. Ідею для пояснення причини цієї боротьби він запозичив у англійського соціолога Т. Мальтуса (1766-1834) - автора першої гіпотези про народонаселення. Т. Мальтус вважав, що темпи росту населення зростають у геометричній прогресії, в той час як засоби для існування - лише в арифметичній. Це призводить до перенаселення та зубожіння, і регуляторами чисельності людськості стають голодомори, епідемії, війни тощо. Ч. Дарвін уперше звернув увагу на те, що подібні процеси відбуваються і в живій природі: здатність організмів до розмноження і, як наслідок, різке збільшення чисельності суперечить постійності ресурсів біосфери, тому значна частина нащадків приречена на загибель.

За Ч. Дарвіном, існують три форми боротьби за існування: внутрішньовидова, міжвидова та з факторами неживої природи. Він вважав, що найгострішою є внутрішньовидова боротьба між особинами одного виду за їжу, місця розмноження, територію тощо. Як ви пам’ятаєте, це пов’язано з тим, що особинам одного виду притаманні й подібні вимоги до середовища життя. Наприклад, проростки сосни, що густо сходять на невеликій площі, затінюють один одного, конкурують за розчини мінеральних речовин тощо, внаслідок цього лише близько 1 % з них досягає зрілого віку (мал. 35.2, 1).

Міжвидова боротьба проявляється у змаганні між особинами різних видів. Наприклад, хижаки обмежують чисельність жертв (мал. 35.2, 2), рослини різних видів змагаються за місцезростання і т. п. Чим ближчі екологічні ніші двох видів, тим гостріше проявляється конкуренція між ними.

Мал. 35.2. Форми боротьби за існування: 1 - внутрішньовидова боротьба за існування. Сосновий ліс - внаслідок внутрішньовидової конкуренції частина дерев гине; 2 - міжвидова боротьба за існування. Левиця наздоганяє свою жертву - антилопу; 3 - взаємодія із силами неживої природи: ураганний вітер на острові

Мал. 35.3. Прояви статевого добору: 1 - поєдинок самців жуків-оленів; 2 - шлюбний танок вінценосних журавлів; 3 - співає самець солов’я

Взаємодія із силами неживої природи часто призводить до загибелі значної частини особин: наприклад, сильні вітри здувають безліч крилатих комах із узбережжя на морські простори, де вони гинуть (мал. 35.2, 3).

Наслідком боротьби за існування є природний добір, який проявляється у переважаючому виживанні і розмноженні найбільш пристосованих до умов середовища життя організмів певного виду. Цей термін Ч. Дарвін увів аналогічно штучному добору, який застосовує людина для виведення нових порід тварин і сортів рослин, залишаючи нащадків найпродуктивніших особин під час селекції. Ч. Дарвін вважав, що саме природному добору притаманний творчий характер: з різноспрямованих спадкових змін залишаються лише ті, які відповідають умовам існування організмів певного виду. Накопичуючись і підсилюючись з покоління в покоління, ці зміни призводять до появи нових підвидів, видів, родів тощо.

Однією з форм природного добору Дарвін вважав статевий добір - явище суперництва особин однієї статі за парування з особинами іншої статі у багатьох тварин. Він проявляється в поєдинках (мал. 35.3, 1), шлюбних танцях (мал. 35.3, 2), «конкурсах» співу (співочі птахи) (мал. 35.3, 3) тощо. Переможці у цих змаганнях отримують можливість паруватися з особинами протилежної статі, переможені позбавляються можливості залишити нащадків. Унаслідок статевого добору розвинулась більшість проявів статевого диморфізму, завдяки чому особини різних статей зовнішньо розрізняються між собою.

Нові терміни та поняття. Боротьба за існування, природний добір, статевий добір.

Запитання для повторення: 1. Чому присвячені основні праці Ч. Дарвіна? 2. Як відбувається еволюція згідно з поглядами Ч. Дарвіна? 3. Які форми боротьби за існування виділяв Ч. Дарвін? 4. Що таке природний добір? 5. Що таке статевий добір та які його наслідки?

Проблемне завдання. Поясніть з точки зору сучасної молекулярної біології виникнення спадкових змін незалежно від впливів навколишнього середовища.