Биология. Общая биология. 11 класс. Углубленный уровень - Екатерина Захарова

Вопросы и задания для повторения

1. Какие данные геологии послужили предпосылкой эволюционной теории Дарвина?

2. Охарактеризуйте естественно-научные предпосылки формирования эволюционных взглядов Ч. Дарвина.

3. Какие наблюдения Ч. Дарвина поколебали его веру в неизменность видов?

1.3. Эволюционная теория Ч. Дарвина

Основной труд Ч. Дарвина – «Происхождение видов путём естественного отбора, или Сохранение избранных пород в борьбе за жизнь», в корне изменивший представления о живой природе, появился в 1859 г. Этому событию предшествовала более чем двадцатилетняя работа по изучению и осмысливанию богатого фактического материала, собранного как самим Дарвином, так и другими учёными.

1.3.1. Учение Ч. Дарвина об искусственном отборе

Дарвин вернулся в Англию из кругосветного путешествия убеждённым сторонником изменяемости видов под влиянием условий обитания. Данные геологии, палеонтологии, эмбриологии и других наук также указывали на изменяемость органического мира. Однако большинство учёных не признавали эволюцию, ведь никто не наблюдал превращения одних видов в другие. Поэтому Дарвин сосредоточил свои усилия на раскрытии механизма эволюционного процесса. С этой целью он обратился к практике сельского хозяйства Англии. Английские фермеры вывели к этому времени более 150 пород голубей (рис. 1.6), множество пород собак (рис. 1.7), лошадей, крупного рогатого скота, кур и т. д. Интенсивно велась работа по селекции новых пород животных и сортов культурных растений. Сторонники постоянства видов утверждали, что каждый сорт, каждая порода имеют особого дикого предка. Дарвин доказал, что это не так. Все породы кур происходят от дикой банкивской курицы, домашние утки – от дикой утки кряквы, породы кроликов – от дикого европейского кролика. Предками крупного рогатого скота были два вида диких туров, а предками собаки – волк и для некоторых пород, возможно, шакал. При этом породы животных и сорта растений могут очень резко различаться. Рассмотрите рисунок 1.6, на нём показаны некоторые породы домашнего голубя. У них неодинаковые пропорции тела, размеры, оперение и т. д., хотя все они происходят от одного предка – дикого скалистого голубя. Чрезвычайно разнообразны головные придатки у петухов (рис. 1.8), причём они типичны для каждой породы.

Рис. 1.6. Породы голубей (2 – павлиный; 3 – совиный; 4 – почтовый; 5 – дутыш; 6 – якобинец) и их дикий предок (1)

Рис. 1.7. Волк (1) и произошедшие от него породы собак: 2 – такса; 3 – английский бульдог; 4 – бассет; 5 – чау-чау; 6 – сеттер: 7 – йоркширский терьер; 8 – скотчтерьер; 9 – далматин

Рис. 1.8. Разнообразие головных придатков у петухов различных пород

Аналогичная картина наблюдается среди сортов культурных растений. Очень отличаются между собой, например, сорта капусты. Из одного дикого вида человеком получены кочанная капуста, цветная капуста, кольраби, кормовая капуста, стебель которой превышает рост человека, и др. (см. рис. 11.2 в учебнике 10 класса).

Сорта растений и породы животных служат для удовлетворения потребностей человека – материальных или эстетических. Одно это убедительно доказывает, что они созданы человеком. Каким же образом человек получил многочисленные сорта растений и породы животных? Ответ на этот вопрос Дарвин нашёл, изучая методы английских фермеров. В их основе лежал один принцип: разводя животных или растения, люди искали среди особей экземпляры, несущие нужный признак в наиболее ярком выражении, и оставляли для размножения только такие организмы. Если, например, поставлена задача повысить урожайность пшеницы, селекционер из огромной массы растений выбирает несколько лучших экземпляров с наибольшим числом колосков. В следующем году высеиваются зёрна только этих растений и среди них снова отыскиваются организмы, имеющие наибольшее количество колосков. Так продолжается несколько лет, и в результате появляется новый сорт многоколосковой пшеницы.

В основе всей работы по выведению нового сорта растений или породы животных лежит изменчивость признаков у организмов и отбор человеком носителей таких изменений, которые наиболее уклоняются в желательную для него сторону. В ряду поколений такие изменения накапливаются и становятся устойчивым признаком породы или сорта. Для отбора имеет значение только индивидуальная, неопределённая (с современных позиций – мутационная) изменчивость.

Поскольку мутации – явление достаточно редкое, искусственный отбор может быть успешным только в том случае, если он проводится среди большого числа особей. Известны также случаи, когда к возникновению новой породы приводит единичная крупная мутация. Так появились анконская порода коротконогих овец, такса, утка с крючковатым клювом, некоторые сорта растений. Особи с резко изменёнными признаками были сохранены и использованы для создания новой породы.

Следовательно, под искусственным отбором понимается процесс создания новых пород животных и сортов культурных растений путём систематического сохранения и размножения в ряду поколений особей с определёнными, ценными для человека признаками и свойствами.

Дарвин выделил две формы искусственного отбора: методический, или сознательный, и бессознательный.

Методический отбор. Методический, или сознательный, отбор заключается в том, что селекционер ставит перед собой определённую задачу и ведёт отбор по одному-двум признакам. Такой приём позволяет достигнуть больших успехов. Дарвин приводит пример быстрого выведения новых пород. Когда была поставлена задача превратить свисающий гребень испанского петуха в стоячий, то уже через пять лет была получена намеченная форма. Куры, имеющие «бороды», были выведены через шесть лет. Возможности искусственного отбора в изменении и преобразовании строения и свойств чрезвычайно велики. Например, полудикая корова даёт удой 700–800 л молока в год, а отдельные особи современных молочных пород – до 10 тыс. л. У мериноса число волос на единицу площади почти в 10 раз больше, чем у беспородных овец. Очень велики различия в строении тела у различных пород собак: борзой, бульдога, сенбернара, пуделя или шпица.

Одним из условий успеха методического искусственного отбора является большое исходное число особей. Такой отбор невозможен при мелкотоварном (крестьянском) сельскохозяйственном производстве. Новую породу нельзя вывести, если в хозяйстве имеется всего 1–2 лошади или несколько овец.

Таким образом, изучение методов селекции, применявшихся в крупнотоварном капиталистическом сельском хозяйстве Англии XIX в., позволило Дарвину сформулировать принцип искусственного отбора и с помощью этого принципа объяснить не только причину совершенствования форм, но и их многообразие.

Однако домашние животные, так значительно отличающиеся от диких предков, появились ещё у доисторического человека, задолго до сознательного применения методов селекции. Как это произошло? По Дарвину в процессе приручения диких животных человек осуществлял примитивную форму искусственного отбора, которую он назвал бессознательным.

Бессознательный отбор. Бессознательным такой отбор назвали потому, что человек не ставил цель вывести какую-то определённую породу или сорт. Например, убивали и съедали в первую очередь худших животных, а сохраняли наиболее ценных (более удойная корова, хорошо несущаяся курица и т. д.). Дарвин приводит в пример жителей Огненной Земли, которые в период голода поедают собак и кошек, хуже ловящих выдр, а лучших животных стараются сохранить во что бы то ни стало. Да и в повседневной практике людям, занимающимся молочным животноводством, совершенно естественно оставить корову, дающую больше молока, в живых, а ту, что даёт мало молока, пустить на мясо. Это естественным образом приводит к оставлению большего потомства высокоудойными коровами. Сельскохозяйственным работникам при этом совершенно необязательно осознавать, что они занимаются селекцией.

Не только фермеры и другие сельхозпроизводители, но и обычные, не связанные с животноводством и растениеводством горожане подчас проводят активный, хотя и бессознательный отбор. Например, некоторые владельцы беспородных собак и кошек иногда избавляются от большинства потомства своих любимцев, оставляя в живых одного котёнка или щенка.

Важнейшее отличие культурных злаков от дикорастущих предков заключается в том, что у первых семена достаточно прочно держатся в колосе, а у диких легко выколашиваются. Древние собиратели и первые земледельцы попросту не доносили до дома семена, осыпавшиеся в пути. В их распоряжении окультуривались семена, лучше удерживающиеся в колосе, они же использовались и для очередного посева. Таким образом происходил бессознательный отбор злаков (рис. 1.9).