§ 42. Еволюційна ідея в біології

• До змісту відповідей

ПОМІРКУЙТЕ Й ОБГОВОРІТЬ СИТУАЦІЮ

Астрономи говорять про еволюцію планет і зорь, геологи — про еволюцію тектонічних плит, лінгвісти — про еволюцію мов, соціологи — про еволюцію суспільних систем, біологи — про еволюцію видів. Що всі вони мають на увазі під цим поняттям?

Усі ці науковці мають на увазі поступовий, тривалий і незворотний історичний розвиток будь-якої системи від простіших станів до нових, більш складних.

Що таке еволюція?

Еволюція — це процес незворотних історичних змін у часі, під час якого виникають якісно нові властивості, структури та форми. У живій природі це розвиток організмів із постійним пристосуванням до змін навколишнього середовища.

Які процеси можна назвати еволюційними?

Еволюційними можна назвати лише ті процеси, які є поступовими, тривають довгий час і призводять до незворотних якісних перебудов системи, коли повернення до первинного стану стає неможливим.

РОБОТА В ГРУПІ

Наведіть приклади історичних процесів. Доведіть, що вони є незворотними, і поясніть чому.

Прикладами є насичення атмосфери Землі киснем завдяки фотосинтезу, вихід хребетних тварин на суходіл або вимирання динозаврів. Вони є незворотними, тому що планетарні умови та генофонди організмів безупинно змінюються. Навіть якщо клімат колись знову стане подібним до мезозойського, накопичені мутації не дозволять відтворити вимерлі види в їхньому первинному вигляді.

Наведіть приклади адаптивних біологічних процесів. Поясніть їхнє біологічне значення.

Прикладами є сезонне линяння ссавців (зміна літнього хутра на густе зимове), виникнення захисного маскувального забарвлення у комах або перетворення листя кактусів на колючки для зменшення випаровування води. Біологічне значення цих процесів полягає у підвищенні виживання організмів, їхньому збереженні від винищення хижаками та пристосуванні до екстремальних умов довкілля.

ПОДІЛІТЬСЯ СВОЇМИ ДУМКАМИ

Давньогрецький філософ Емпедокл (490–430 до н. е.) спробував розібратися в процесах походження живих істот. Він уважав, що виникнення живих істот відбувається в певній послідовності. Спочатку виникають окремі компоненти (частини), не здатні з’єднатися в організм. Потім вони дістають змогу з’єднуватися. Невдалі з’єднання цих компонентів (монстри) гинуть, а вдалі — виживають. Чим цікавою є його думка?

Думка Емпедокла цікава тим, що він ще в античні часи інтуїтивно передбачив ідею природного добору. Філософ першим висловив геніальну здогадку, що нежиттєздатні форми відсіюються, а закріплюються і виживають лише вдалі комбінації частин організму.

Про яку особливість еволюційного процесу ця думка свідчить?

Ця думка свідчить про вибірковий характер еволюції: природа залишає тільки гармонійні та життєздатні форми, пристосовані до умов існування, а всі нежиттєздатні структури неминуче гинуть.

ЗНАЙДІТЬ ІНФОРМАЦІЮ Й ВИКОНАЙТЕ ЗАВДАННЯ

Це мурахоїд. Він належить до надряду неповнозубих ссавців. Основною їжею представників цього підряду є терміти та мурахи. Мурахоїди не мають зубів. Дізнайтеся, як пояснював Ламарк відсутність зубів у мурахоїдів.

⚠️

Ламарк пояснював це дією свого закону про тренування або нетренування органів. Предки мурахоїдів почали живитися дрібними комахами, яких ковтали цілими за допомогою довгого клейкого язика. Оскільки потреби розжовувати їжу не було, щелепи й зуби взагалі не вправлялися, тому з кожним наступним поколінням зуби поступово зменшувалися, дегенерували й повністю зникли, а ця ознака передалася нащадкам.

ЗАВДАННЯ

Розгляньте малюнок 42.1. Чи підтверджує він правильність еволюційних поглядів Фалеса й Анаксімандра Мілетського? Відповідь обґрунтуйте.

Так, малюнок підтверджує головну ідею Фалеса й Анаксімандра про виникнення життя саме у водному середовищі. На малюнку зображено прадавній океан із трилобітами та іншими водними істотами, що свідчить про первинність морських екосистем задовго до заселення суходолу. Хоча конкретні деталі античних мислителів були наївними, їхній ключовий висновок про походження життя з води повністю узгоджується із сучасною наукою.

ВІДКРИТИЙ МІКРОФОН

У процесі еволюції в приматів, особливо в людини, спостерігається збільшення розмірів мозку стосовно розміру тіла. У людини мозок значно більший і важчий, ніж у більшості тварин. Поясніть із позиції Ламарка, чому це відбулося.

З позиції Ламарка, мозок збільшився через його постійне активне тренування. Предкам людини доводилося розв’язувати складні завдання, взаємодіяти між собою та шукати їжу, тому мозок як орган інтенсивно вправлявся й розвивався. Набутий за життя розвиток передавався нащадкам у кожному поколінні разом із внутрішнім прагненням організму до самовдосконалення.

ЗНАЙДІТЬ ІНФОРМАЦІЮ Й ВИКОНАЙТЕ ЗАВДАННЯ

Жирафа — найвища наземна тварина на планеті. Висота цих тварин може бути понад п’ять метрів! Дізнайтеся, як пояснював Ламарк високий зріст і довгу шию в жирафа. З’ясуйте, діями яких факторів еволюції пояснюють ці ознаки сучасні біологи-еволюціоністи.

За Ламарком, предки жирафи тягнулися за листям на верхівках дерев під час нестачі корму на землі. Постійне витягування шиї тренувало її м’язи та хребці, шия подовжувалася, а набута ознака закріплювалася в наступних поколіннях.

Сучасна еволюційна біологія пояснює це дією спадкової мінливості та природного добору. Серед предків жираф випадково з’являлися особини з мутаціями, які давали довшу шию. У посушливі періоди саме вони мали перевагу в харчуванні, виживали, давали плідне потомство й передавали корисні алелі генів далі.

ПОШУК, ОЦІНЮВАННЯ, СИСТЕМАТИЗАЦІЯ ТА ПРЕЗЕНТАЦІЯ ІНФОРМАЦІЇ

1. Як еволюційна гіпотеза Ж.-Б. Ламарка вплинула на розвиток еволюційних ідей?

Гіпотеза Ламарка стала першою цілісною науковою теорією, яка показала, що види не є незмінними, а розвиваються від простого до складного. Вона започаткувала широку наукову дискусію та підготувала ґрунт для робіт Чарльза Дарвіна, хоча механізми успадкування набутих ознак згодом не підтвердилися.

2. Аристотель був першим філософом-натуралістом, який дослідив, що в крота є рудиментарні очі, у риб — органи слуху, у комах — органи, що видають звуки. Це він уперше описав зимову сплячку риб, повний і неповний метаморфоз у комах, перельоти птахів, міграції ссавців і риб, а також дав опис життя таких маловідомих на той час тварин, як-от дромадер (одногорбий верблюд) і гепард. Дізнайтеся, що ще зробив Аристотель як натураліст. Завдяки яким відкриттям він здобув звання «батька зоології»?

⚠️

Аристотель створив першу масштабну систему класифікації тваринного світу, розділивши близько 500 відомих тоді видів на тварин з кров’ю (хребетні) і без крові (безхребетні). Він заклав основи порівняльної анатомії та ембріології, описавши розвиток курячого зародка в яйці та живородіння в деяких акул. Завдяки енциклопедичній праці «Історія тварин», де вперше було поєднано анатомію, фізіологію та спостереження за поведінкою тварин у природі, його й визнали «батьком зоології».

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

1. Яке практичне значення має виявлення закономірностей розвитку органічного світу?

Розуміння закономірностей еволюції дозволяє успішно виводити нові сорти рослин і породи тварин у селекції. У медицині це допомагає долати стійкість бактерій до антибіотиків і створювати вакцини проти вірусів, що мутують. Також ці знання потрібні екологам для збереження рідкісних видів і відновлення пошкоджених природних екосистем.

2. Зачатки яких еволюційних уявлень і поглядів можна знайти в працях античних філософів?

Античні філософи першими висловили ідею про природне виникнення живого та його поступові зміни. Фалес і Анаксімандр вважали, що життя зародилося у воді, після чого тварини вийшли на суходіл, а Емпедокл висловив здогад про виживання лише життєздатних організмів і загибель невдалих форм, що стало першим прообразом природного добору.

3. Які еволюційні ідеї подарував природознавству давньогрецький філософ Геракліт?

Геракліт висунув ідею про те, що життя — це постійний рух і безперервна зміна. Він стверджував, що все живе перебуває в невпинному розкладанні й оновленні, заклавши основу для розуміння мінливості живої природи.

4. Про які еволюційні погляди французького зоолога, анатома й натураліста Ж.-Б. Ламарка ви знаєте?

Жан-Батист Ламарк створив першу цілісну еволюційну теорію у своїй праці «Філософія зоології». Він стверджував, що природа розвиває організми від найпростіших до складних завдяки внутрішньому прагненню до вдосконалення (принцип градації). За Ламарком, органи тренуються та розвиваються під час активного вживання або атрофуються і зникають без навантаження, а всі набуті за життя ознаки передаються нащадкам.

5. Організуйте мінідискусію на тему «Як еволюційна гіпотеза Ж.-Б. Ламарка вплинула на розвиток еволюційних ідей?».

Тези для проведення мінідискусії:

1. Позитивна роль гіпотези полягає в тому, що Ламарк першим довів історичний розвиток живої природи від простих форм до складних і змусив науковий світ відмовитися від уявлення про незмінність створених видів.
2. Критичний погляд на гіпотезу вказує на хибність її рушійних сил: твердження про «внутрішнє прагнення організмів до досконалості» є ненауковим, а набуті тренуванням ознаки не змінюють генетичну інформацію і не успадковуються.
3. Загальний висновок полягає в тому, що попри помилкові пояснення механізмів спадковості, праця Ламарка підготувала природознавство до сприйняття теорії природного добору Чарльза Дарвіна.