КОЛЛЕДЖ №1 при ВГУ

Экзаменационный реферат

на тему:

«Происхождение и эволюция

органического мира»

Подготовил: Климов А.В.

г. Воронеж, 1998

Содержание:

1. Введение ………………………………………………………….. 3

2. Самопроизвольное зарождение………………….… 6

3. Как же возникла жизнь?………………………………... 7

4. Развитие жизни на Земле (краткий очерк)…. 8

5. Эволюционная теория: драма в биологии…. 12

6. Приговор… из Библии………………………………….. 20

7. Список литературы………………………………………… 29

ВВЕДЕНИЕ

На протяжении тысячелетий людям казалось очевидным, что живая природа была создана такой, какой мы ее знаем сейчас, и всегда оставалась неизменной.

Но уже в глубокой древности высказывались догадки о постепенном изменении, развитии (эволюции) живой природы. Одним из предтеч эволюционных идей можно назвать древнегреческого философа Гераклита (VI –V вв. до н. э.), который сформулировал положение о постоянно происходящих в природе изменениях («все течет, все изменяется»).

ГОМОЛОГИЧНЫЕ И

АНАЛОГИЧНЫЕ ОРГАНЫ

Что общего между человеческой рукой, крылом птицы или летучей птицы, передним плавником кита или тюленя? Выполняемые ими функции совершенно различны. Но эти органы имеют общий план строения и развиваются из одних и тех же зачатков зародыша. Такие органы называют гомологичными.

И напротив, крыло птицы и крыло бабочки выполняют весьма сходные функции: служат для полета. Глаз человека и глаз осьминогов, кроме того, еще и похожи внешне. Но ничего общего в происхождении и путях развития этих органов нет. Такие органы называются аналогичными.

Другой древнегреческий мыслитель – Эмпедокл – в V в. до н. э. выдвинул, вероятно, одну из древнейших теорий эволюции. Он считал, что вначале на свет появились разрозненные части различных организмов (головы, туловища, ноги). Они соединились между собой в самых невероятных сочетаниях. Так появились, в частности, кентавры (мифические полулюди - полукони). Позднее будто бы все нежизнеспособные комбинации погибли.

Великий древнегреческий ученый Аристотель выстроил все известные ему организмы в ряд по мере их усложнения. В XVII в. эту идею развил швейцарский натуралист Шарль Бонне, создав учение о «лестнице природы». На первой ступени «лестницы» находились «тонкие материи» – огонь, воздух, вода, земля; на следующих – растения и животные по степени сложности их строения, на одной из верхних ступеней – человек, а еще выше – небесное воинство и Бог. Правда, о возможности перехода «со ступени на ступень» речи, конечно, не шло, и к эволюции эта система имеет еще весьма отдаленное отношение.

Первую последовательную теорию эволюции живых организмов разработал французский ученый Жан Батист Ламарк в книге «Философия зоологии», вышедшей в 1809 г. Ламарк предположил, что в течение жизни каждая особь изменяется, приспосабливается к окружающей среде. Приобретенные ею на протяжении всей жизни новые признаки передаются потомству. Так из поколения в поколение накапливаются изменения. Но рассуждения Ламарка содержали ошибку, которая заключалась в простом факте: приобретенные признаки не наследуются. В конце XIX в. немецкий биолог Август Вейсман поставил известный эксперимент – на протяжении 22 поколений отрезал хвосты подопытным мышам. И все равно новорожденные мышата имели хвосты ничуть не короче, чем их предки.

РУДИМЕНТЫ

Эволюцию можно сравнить со скульптором, постоянно переделывающим свои творения. Ставшие ненужными детали непрерывно уничтожаются, а на их месте возникают новые. Но иногда эволюция «забывает» вовремя стереть лишние детали. Такие органы называются рудиментарными.

У человека насчитывается около сотни рудиментов: например, мигательная перепонка глаза, остаток хвостовых позвонков (копчик), волосяной покров на теле, мышцы, приводящие в движение ушную раковину, зубы мудрости.

Проведя пальцами по завитку ушной раковины, легко заметить утолщение – дарвинов бугорок. Этот рудимент – все, что осталось от былой остроконечности уха предков человека.

Наконец, самый «знаменитый» рудимент человека – аппендикс. Это червеобразный отросток слепой кишки. Он весьма важен для наших сородичей по классу млекопитающих – травоядных зверей. Но человек вполне может без него обойтись. Аппендикс напоминает о себе, когда возникает его воспаление – аппендицит, что создает угрозу жизни человека.

Рудименты имеются практически у всех живых организмов. К примеру, рудиментами задних конечностей у ложноногих змей (удавов и питонов) являются маленькие шипики в задней части тела.

Английский ученый Чарлз Дарвин в отличие от Ламарка обратил внимание на то, что хотя любое живое существо изменяется в течение жизни, но и рождаются особи одного вида неодинаковыми. Дарвин писал, что опытный фермер различает каждую из овец даже в большом по численности стаде. Например, шерсть их может быть светлее или темнее, гуще или реже и т. п. В обычных условиях среды такие различия несущественны. Но при перемене условий жизни эти мелкие наследственные изменения могут давать преимущества их обладателям. Среди множества бесполезных и вредных изменений могут встречаться и полезные.

Рассуждая таким образом, Дарвин пришел к идее естественного отбора. Особи с полезными отличиями лучше выживают и размножаются, передают свои признаки потомству. Поэтому в следующем поколении процент таких особей станет больше, через поколение – еще больше и т. д. Таков механизм эволюции. Дарвин писал: «Можно сказать, что естественный отбор ежедневно и ежечасно расследует по всему свету мельчайшие изменения, отбрасывая дурные, сохраняя и слагая хорошие, работая неслышно и невидимо…»

Эволюция разных видов идет с разной скоростью. К примеру, беспозвоночные, относящиеся к типу плеченогих, почти не изменились за последние 440 млн. лет. А в роде Человек, по данным палеонтологов, за последние 2 млн. лет возникло и вымерло несколько видов.

Конечно, взгляды на теорию эволюции не остались неизменными со времен Дарвина. К примеру, Дарвин счел очень серьезным возражение против своей теории, выдвинутое английским инженером Ф. Дженкином (оно получило название «кошмара Дженкина»). Дженкин рассуждал так: допустим, у одной особи случайно появился какой-то полезный признак. Но у ее потомства этот признак «разбавится» ровно вдвое, у следующего поколения – еще более уменьшится, пока совершенно не «растворится» и не будет утрачен. В то время считалось (так думал и Дарвин), что у потомства признаки родителей могут сливаться (скажем, у белых и черных мышей родится потомство серого цвета). Это распространенное заблуждение опровергли только открытия Грегора Менделя, которые Дарвину еще не были известны.

АТАВИЗМЫ

Порой в отдельных особях эволюция неожиданно «вспоминает» и воспроизводит давно забытые детали строения их предков. Такие признаки носят название атавизмов. У человека это может быть кожа, сплошь покрытая густой шерстью, два ряда молочных желез, небольшой хвост.

Наиболее часто у человека встречаются такие атавизмы, как заячья губа и волчья пасть. Эти названия даны за чисто внешние подобие и совсем не означают, конечно, что зайцы или волки являются предками человека. При этих атавизмах нарушается строение костей черепа.

В своей аргументации Дарвин опирался на множество примеров искусственного, проводимого человеком отбора (с помощью которого были созданы многие породы домашних животных и культурных растений). Но Дарвин не сумел представить ни одного убедительного примера происходящего в природе естественного отбора. Такие примеры были описаны учеными только в XX в. Самый известный из этих примеров – с бабочкой березовой пяденицей в Англии. Осматривая в 1950 г. коллекции бабочек, собранные за предшествующие сто лет, биологи обнаружили, что бабочки с черными крыльями встречались все чаще, а с серыми – все реже. Оказывается, днем пяденицы неподвижно сидят на стволах деревьев, полагаясь на свою маскирующую окраску. В XIX в. серая окраска превосходно скрывала бабочек на фоне лишайников, которыми были покрыты деревья. Но по мере того как загрязнение воздуха в Англии усиливалось, лишайники вымирали, а стволы становились черными от копоти. На темном фоне серые бабочки стали заметными для своих главных врагов – птиц. Черная же форма оказалась хорошо замаскированной. В результате соотношение черных и серых бабочек неуклонно изменялось в пользу черных. (Отметим, что единицей эволюции всегда является не особь, а популяция, т. е. Группа особей (в данном случае – пядениц), обитающих рядом друг с другом и скрещивающихся между собой).

Еще более яркий пример естественного отбора – возникновение устойчивости к ядохимикатам у насекомых. Профессор Кэролл Уильямс писал, что в начале 40-х гг. XX в. «в руках человека оказалось мощное оружие. Это был ядохимикат ДДТ, который, как всемогущий ангел-мститель, обрушивался на вредных насекомых. После первого же соприкосновения с ним комары, мухи, почти все насекомые срывались в штопор, падали, час-другой жужжали, лежа на спине, а потом погибали». Первые сообщения об устойчивости насекомых к ДДТ появились в 1947 г. и касались комнатной мухи. Из полчищ вредных насекомых систематически выживали лишь немногие, случайно оказавшихся более устойчивыми к яду. Но каждый следующий год в живых оставалось все более и более стойкое потомство. «Несколько лет спустя, - писал Уильямс, - комары, блохи, мухи и другие насекомые уже перестали обращать внимание на ДДТ. Скоро они начали его усваивать, потом полюбили». Такая устойчивость была обнаружена более чем у 200 видов насекомых, и список этот продолжал расти.

Совершенно аналогична история «привыкания» болезнетворных бактерий к антибиотикам и многим другим лекарствам.

САМОПРОИЗВОЛЬНОЕ ЗАРОЖДЕНИЕ

В течение долгих веков, свято веря в акт Божественного творения, люди, кроме того, были твердо убеждены, что жизнь постоянно зарождается самопроизвольно.

Еще древнегреческий философ Аристотель писал, что не только растения, черви, насекомые, но даже рыбы, лягушки и мыши могут рождаться из влажной почвы или гниющего ила.

Голландский ученый Ян ван Гельмонт в XVII в. описал свой опыт, утверждая, что живые мыши якобы зарождались у него из грязного белья и горсти пшеницы, запертых в шкафу.

Другой натуралист, Гриндель фон Ах, так рассказывал о якобы наблюдавшемся им самозарождении живой лягушки: «Хочу описать появление на свет лягушки, которое мне удалось наблюдать при помощи микроскопа. Однажды я взял каплю майской росы, и тщательно наблюдая за ней под микроскопом, заметил, что у меня сформировывается какое-то существо. Прилежно наблюдая на второй день, я заметил, что появилось уже туловище, но голова еще казалась не ясно сформированной; продолжая свои наблюдения на третий день, я убедился, что наблюдаемое мною существо есть ни что иное, как лягушка с головой и ногами. Прилагаемый рисунок все объясняет».

В 1688 г. итальянский ученый Франческо Реди решил проверить идею самопроизвольного зарождения жизни. Он рассказывал о своем опыте: «Я взял четыре сосуда, поместил в один из них мертвую змею, в другой – немного рыбы, в третий – дохлых угрей, в четвертый – кусок телятины, плотно закрыл их и запечатал. Затем я поместил то же самое в четыре других сосуда, оставив их открытыми. Вскоре мясо и рыба в открытых сосудах зачервивели. Можно было видеть, как мухи свободно залетают в сосуды и вылетают из них. Но в запечатанных сосудах я не увидел ни одного червяка, хотя прошло много дней после того, как в них была положена дохлая рыба и мясо».

В 1675 г. итальянский ученый Ладзаро Спаланцани прокипятил в запаянном сосуде крепкий мясной бульон. Прошло несколько дней, но никаких признаков жизни в бульоне не обнаружилось.

Наконец, в 1860 г. Луи Пастер с помощью ряда блестящих опытов, похожих на опыт Спалланцани, окончательно доказал, что жизнь в современных условиях не самозарождается. Он показал, что даже бактерии могут возникать только от других бактерий.

КАК ЖЕ ВОЗНИКЛА ЖИЗНЬ?

Опыты Пастера не разрешили вопрос о происхождении жизни, а поставили его с новой остротой. Если жизнь в современных условиях не самозарождается, то когда и как она возникла впервые?

Наблюдаемая нами Вселенная, по данным современной науки, возникла в результате Большого Взрыва около 15-20 млрд. лет назад. Возраст нашей планеты – около 5 млрд. лет. Сейчас большинство ученых склоняется к мнению о том, что жизнь зародилась на Земле на заре ее существования.

Древнейшая Земля весьма мало напоминала планету, на которой мы живем. Ее атмосфера состояла из водяных паров, углекислого газа и, по одним данным, - из азота, по другим – из метана и аммиака. Кислорода в воздухе безжизненной планеты не было. И, надо сказать, отсутствие кислорода было необходимо для возникновения жизни. Возможно, что необычное словосочетание «смертоносный кислород» вызовет некоторое удивление. Между тем кислород разрушительно действует на органические молекулы. Мы привыкли к его воздействию, но на Земле и сейчас есть бактерии, которые воспринимают кислород как яд и в его присутствии жить не могут. Кислородная атмосфера делает невозможным в наше время самозарождение жизни.

Итак, в атмосфере древней Земли гремели грозы, ее пронизывало жестокое ультрафиолетовое излучение Солнца, на планете извергались вулканы.

Под влиянием всех этих воздействий в первичном океане, покрывавшем поверхность Земли, образовывались органические вещества – простейшие «кирпичики», из которых строится все живое. В наше время их немедленно поглотили бы бактерии и грибы. Но тогда их еще не было, и поэтому органические вещества накапливались, пока весь первичный океан не превратился в «теплый разбавленный бульон».