Общая характеристика биологии в додарвиновский период - ЭВОЛЮЦИОННОЕ УЧЕНИЕ - ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ

Развитие ботаники и зоологии. Господство в науке представлений о неизменности природы и «изначальной целесообразности». Труды К. Линнея по систематике. Зарождение эволюционных идей. Учение Ж.-Б. Ламарка об эволюции органического мира. Первые русские эволюционисты.

Общие указания. В этом разделе курса следует обратить внимание на то, что эволюционное учение появилось лишь с возникновением в философии материалистического мировоззрения. Господствовавшее до того идеалистическое мировоззрение провозглашало творцом всей природы Бога. А согласно материалистическому учению первоначально возникла неживая, а затем живая природа и в ходе ее длительного развития появились высокоразвитые существа. Их никто не создавал, они — следствие эволюционных преобразований живой материи, вершиной которых стал человек. Рассматривая природу с идеалистических позиций, ученые считали ее раз и навсегда созданной Богом, неизменной, отвечающей цели своего существования, т. ё. целесообразной. Такое направление в науке называется метафизическим. Из представителей данного направления следует отметить К. Линнея (XVIII в.), наиболее прогрессивного ученого, работы которого — «Система природы» и «Философия ботаники» — не только сыграли огромную роль для своего времени, но и послужили фундаментом для новых исследований живой природы.

С накоплением научной информации меняются взгляды в философии — формируется материалистическое учение; в биологии появляются первые представления об эволюции, содержавшиеся уже в поздних работах К. Линнея, а затем эволюционное учение Ж.-Б. Ламарка (XVIII-XIX вв.).

В России еще в XVIII в. складывались эволюционные представления, которые нашли отражение в трудах М. В. Ломоносова и А. Н. Радищева. В XIX в. исследованиями зародышевого развития животных большой вклад в науку внес К. М. Бэр; разработанные им закономерности были отмечены Ч. Дарвином и названы «законом зародышевого сходства». Зоолог К. Ф. Рулье обосновал положение о взаимосвязях организма и внешней среды. Проанализировав значение наследственности и изменчивости как условий для приспособления видов к окружающей среде, он пришел к выводу, что процесс этот постепенный, эволюционный. В классическом труде А. И. Герцена «Письма об изучении природы» утверждается, что материя никем не сотворена и не уничтожаема, а все ее формы и свойства есть продукт развития.

Вклад в науку К. Линнея (1707-1778)

— Открыл около 1,5 тыс. видов растений.

— Описал около 10 тыс. видов растений и около 4,5 тыс. видов животных.

— Разработал короткие и четкие определения (диагнозы) каждой группы организмов, что значительно облегчало их описание. Многие из этих диагнозов не устарели и в наши дни.

— Ввел удобную бинарную (двойную) номенклатуру вместо употреблявшихся ранее громоздких полиноминальных (т. е. состоящих из многих слов) названий; эта номенклатура употребляется и в наше время («Система природы», 1735).

— Разработал принципы построения классификации живой природы («Философия ботаники»). На этих принципах он построил первую научную систему живой природы, которая включала в себя всех известных в то время животных и все растения и была самой совершенной для своего времени.

— Впервые поместил человека в один отряд с обезьянами на основании морфологического сходства.

Взгляд К. Линнея на понятие о виде. К. Линней считал вид реальной и элементарной единицей живой природы. Он уточнил само понятие вида, привлекая для его определения не только морфологический, но и физиологический критерий (скрещиваемость между представителями одного вида и нескрещиваемость их с представителями других видов). Поскольку Линней был креационистом и метафизиком, то он считал, что виды не изменяются и их существует столько, сколько разных форм было с самого начала создано Творцом. Однако к концу своей жизни Линней уже не был таким решительным сторонником неизменности видов.

Принципы систематики. В качестве основы классификации К. Линней принял категорию вида. Сходные виды объединяются в роды, роды — в отряды, отряды — в классы, которые являлись высшей категорией. Таким образом, в основу классификации был положен принцип иерархичности (т. е. соподчиненности) таксонов. С развитием науки в эту систему был введен ряд категорий: семейство, подкласс и др., а высшим таксоном стал тип. Но принципы систематики, заложенные Линнеем, остались неизменными до наших дней. При классификации организмов ученый учитывал не весь комплекс признаков, а лишь небольшое их число. Поэтому классификация Линнея, несмотря на то что была научной, оказалась искусственной. Сам Линней осознавал искусственность своей системы природы и указывал на необходимость разработки естественной. Он писал: «Искусственная система служит только до тех пор, пока не создана естественная».

Систематика животных. Все животные подразделялись Линнеем на следующие шесть классов по признаку строения дыхательной и кровеносной систем: черви, насекомые, рыбы, гады, птицы, звери.

Систематика растений. Все растения подразделялись на 24 класса: 23 класса явнобрачных (цветковых) и 1 класс тайнобрачных (голосеменных и споровых). Среди явнобрачных первые 12 классов выделялись только по числу тычинок, к 13-му относились растения, имевшие более двенадцати тычинок, а при отнесении растений к 14-23 классам учитывалось еще и строение андроцея (однобратственный, двубратственный, двусильный, четырехсильный и т. д.)

Из приведенных примеров видно, что согласно этой системе в один класс попадают растения, имеющие мало общего между собой, а родственные друг другу представители одного семейства злаковых (душистый колосок, рис и бамбук) оказались разбросанными по разным классам. Однако было бы несправедливо не отметить, что при отнесении растений к 14-23 классам такого разнобоя уже не наблюдается. Это объясняется тем, что в этом случае учитывался уже и тип гинецея, который объективно отражает эволюционное родство растений. Так, относящиеся к 23-му классу растения семейств молочайные и сумаховые являются родственными. Они имеют мелкие невзрачные цветки, собранные в компактные соцветия, в которых встречаются как обоеполые, так и тычиночные и пестичные цветки (полигамные).

Схема 3. Система К. Линнея

Вклад в науку Ж.-Б. Ламарка (1744-1829)

— Ввел термины «биология» (1802), «зоология беспозвоночных» (1794) и определил их содержание.

— Заложил основы систематики беспозвоночных.

— Проводил обширные исследования в области ботаники, зоологии, систематики, палеонтологии, гидрогеологии, минералогии, метеорологии, психологии.

— Разработал основные принципы классификации растений и животных в виде родословного древа от простейших до человека.

— Создал первую эволюционную теорию. Его главный научный труд — двухтомная «Философия зоологии» (1809) — наиболее крупное теоретическое обобщение в биологии начала XIX в., в котором с материалистических позиций обосновывается идея постепенного развития во времени живой природы под действием естественных причин и разрабатываются основы естественной системы животных.

Эволюционная теория Ламарка может быть разделена на две части: учение о градации организмов и учение об изменчивости. Учение о градации организмов. Ламарк считал, что все животные формы — растения и животные — являются подлинными произведениями природы, т. е. не существовали изначально, а возникли в определенное время. Первые организмы произошли (и происходят ныне) путем самозарождения из тел неорганической природы. Развитие природы началось и всегда начинается с образования простейших живых тел; его ход — от простого к сложному. Поэтому классификация организмов не может быть произвольной, она должна отражать действительный порядок природы, т. е. отображать процесс развития от низших форм к высшим. Этот процесс повышения организации носит ступенчатый характер, т. е. образует «лестницу существ». Последовательные ступени усложнения организации организмов Ламарк назвал градациями.

Все многообразие животных Ламарк подразделил на 14 классов, которые распределил по 6 градациям. При выделении градаций он учитывал анатомо-физиологические особенности основных систем организма (главным образом нервной и кровеносной). Ламарк считал также, что подобная ступенчатость имеет место и в растительном мире.

Ламарк предложил более совершенную, чем Линней, классификацию животных. Вместо двух линнеевских классов — черви и насекомые — Ламарк предложил 10 самостоятельных классов, заложив, таким образом, основы систематики беспозвоночных. В отличие от системы Линнея Ламарк разместил все классы животных в восходящем порядке.

Суть учения об изменчивости отражают два закона, сформулированные Ламарком.

I закон — «Постоянное употребление органа ведет к его усиленному развитию, а неупотребление — к ослаблению и исчезновению».

II закон — «Под действием постоянных упражнений или неупражнений органы изменяются, и возникшие изменения наследуются».

Таким образом, главными факторами изменчивости Ламарк считал влияние внешней среды и упражнение или неупражнение органов. При этом изменения среды приводят, по Ламарку, к адекватным изменениям организма, которые затем наследуются. Причиной прогрессивных изменений Ламарк идеалистически считал врожденное внутреннее стремление организмов к совершенствованию.

Схема 4. Лестница существ по Ж.-Б. Ламарку

Изменчивость представлялась Ламарку ничем не ограниченной, постоянно и непрерывно размывающей границы вида. Поэтому он отрицал реальность существования видов в природе.

Ламарк о происхождении человека. Положения об эволюции органического мира Ламарк распространил и на объяснение происхождения человека от высших «четвероруких обезьян». Он рассматривал человека как часть природы, показал его анатомо-физиологическое сходство с животными и отметил, что развитие человека подчиняется тем же законам, что и развитие всех других живых существ.

Значение эволюционной теории Ламарка

1) Первая целостная эволюционная теория об историческом развитии органического мира от простейших форм до человека.

2) Ламарк подробно проанализировал предпосылки эволюции (изменчивость, наследственность), главные направления эволюции (усложнение организации, т. е. градации классов и многообразие форм внутри класса вследствие изменчивости).

3) Теория показала: изменчивость организмов имеет естественные причины.

4) Эта теория позволила разработать первую генеалогическую классификацию животных, т. е. классификацию, построенную на принципах родственности организмов, а не только их сходства. Однако эта теория не смогла дать материалистического объяснения причин эволюции. (Эту проблему решил Ч. Дарвин, разработав теорию естественного отбора.)

Первые русские эволюционисты

Ломоносов М. В. (1711-1765) — выдающийся русский ученый- энциклопедист, поэт, мыслитель, основоположник отечественного материалистического естествознания. Положил начало русской научно-технической терминологии, обосновал положения о материальности мира и его развитии. Развивал исторический взгляд на природу, утверждал, что земная кора и ее слои — результат сложных естественных процессов, происходящих на протяжении длительного времени.

Радищев А. Н. (1749-1808) — русский философ-демократ. Развивал материалистические идеи о единстве и развитии мира, взаимосвязи явлений природы, их причинной обусловленности. Все предметы неорганической и живой природы он связывал в одно целое, рассматривал их в развитии и разместил в виде восходящего ряда — от минералов до растений, животных и человека. Считал мозг материальным органом мышления и старался решить проблему мышления. Близко подошел к пониманию роли внешней среды в изменчивости организмов.

Паллас П. С. (1741-1811) — высказал гипотезу о происхождении видов от общих родоначальных форм, выдвинул идею классификации организмов по типу ветвящегося древа, связывал ископаемые формы с ныне живущими.

Каверзнев А. А. (1748—?) — разрабатывал проблему развития животных («О перерождении животных», 1775). На основании изучения домашних и диких животных сделал вывод, что организмы всегда связаны с особенностями земной поверхности. Обосновал положение об изменчивости животных под влиянием пищи, климатических факторов, одомашнивания, скрещивания. Многообразие животного мира и его развитие пытался объяснить тем, что индивидуальные изменения, возникший вследствие естественных причин, усиливаются от поколения к поколению и приводят к образованию новых форм животных.

Дядьковский И. Е. (1784-1841) — обосновал положение о материальности мира, единстве природы и ее развитии, об изменчивости видов под влиянием условий их жизни.

Двигубский И. А. (1771-1839) — развивал идеи о постепенной изменяемости земной поверхности и населяющих ее существ под влиянием естественных причин.

Таушер М. — на основании материалов, собранных во время экспедиций на юго-восток России, опубликовал работы о последовательности развития отдельных групп организмов и о непрерывном появлении новых организмов благодаря закономерно действующим силам природы. На основе исторического метода и идеи о поступательном прогрессивном развитии он пытался создать естественную классификацию организмов.

Кайданов Я. К. (1779-1855) — анализировал этапность развития природы от примитивных форм к высокоорганизованным. Максимович М. А. (1804-1873) — отстаивал мысль о прогрессивном развитии как универсальном законе природы, о широкой изменчивости видов под влиянием внешних условий и других причин. Утверждал, что в природе не бывает двух абсолютно одинаковых особей; они отличаются тем больше, чем больше отличаются условия их существования. Считал, что длительные влияния обусловливают более стойкие изменения, которые затем наследуются, вследствие чего возникает новый вид. Горянинов П. Ф. (1796-1865) — обосновывает идею единства природы и ее развития от первичного эфира до человека.

Вольф К. Ф. (1733-1794), Пандер X. И. (1794-1865), Бэр К. М. (1792-1876) — заложили основы эмбриологии (см. табл. 2). Результаты их исследований дали богатый материал для обоснования идеи общности животного мира и его развития.

Рулье К. Ф. (1814-1858). Его труды положили начало развитию экологии и эволюционной палеонтологии. В противовес упрощенным взглядам на изменчивость видов Рулье выдвинул положение о том, что характер изменений животных обусловлен двумя причинами: особенностями самого организма и внешними причинами. Показал, что изменчивость — необходимое условие для формирования приспособлений к новым условиям. Проанализировал значение для эволюции другого фактора — наследственности, которая вырабатывается исторически и несет на себе отпечаток влияния среды в предыдущих поколениях. В трудах Рулье есть указания на то, что организмы, которые не способны изменяться, приспосабливаться, гибнут.

Основные положения учения Рулье об эволюции:

1. Постепенность образования всего существующего; последующее является развитием предыдущего с добавлением нового.

2. Усложнение организации в процессе эволюции.

3. Многообразие видов растений и животных нарастает вследствие эволюции.

Задание 1

• Повторить имеющийся по теме материал.

• Ответить на вопросы для самоконтроля.

Вопросы для самоконтроля

• Чем характеризуется додарвиновский период в биологии?

• Каковы отличия эволюционных взглядов от метафизических?

• Чем можно объяснить господство метафизических взглядов у ученых XVIII в.?

• Какой вклад внес К. Линней в ботанику и зоологию?

• Назовите главные работы К. Линнея.

• Что такое бинарная номенклатура и каково ее значение?

• Почему системы К. Линнея называют искусственными?

• Как определял вид К. Линней?

• Какие взгляды характерны для естествоиспытателей второй половины XVIII в.?

• В чем сущность эволюционной теории Ж.-Б. Ламарка? В каком труде она отражена?

• Что такое градация, с точки зрения Ламарка?

• Что является движущей силой эволюции, по Ламарку?

• Как объяснял Ламарк происхождение человека?

• Как относился Ламарк к пониманию категории вида?

• Какие вопросы остались без ответов в теории эволюции Ламарка?