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

Большое влияние на развитие представлений о живой природе оказали исследования и умозрительные концепции других учёных Античности: Пифагора, Эмпедокла, Демокрита, Гиппократа и многих других.

В Древнем мире были собраны многочисленные для того времени сведения о живой природе. Систематическим изучением животных занимался Аристотель, описавший более 500 видов животных и расположивший их в определённом порядке: от просто устроенных ко всё более сложным. Намеченная Аристотелем последовательность начинается с неорганических тел и через растения идёт к прикреплённым животным – губкам и асцидиям, а затем к свободно-подвижным морским организмам. Аристотель и его ученики также изучали строение растений.

Во всех телах природы Аристотель различал две стороны – материю, обладающую различными возможностями, и форму – душу, под влиянием которой реализуется данная возможность материи. Он различал три вида души: растительную, или питающую, присущую растениям и животным; чувствующую, свойственную животным, и разум, которым, помимо двух первых, наделён только человек.

На протяжении всего Средневековья труды Аристотеля были основой представлений о живой природе.

С установлением господства христианской церкви в Европе распространяется официальная точка зрения, основанная на библейских текстах: всё живое создано Богом и остаётся неизменным. Такое направление в развитии биологии Средневековья называют креационизмом (от лат. creatio – создание, творение). Характерной чертой этого периода является описание существующих видов растений и животных, попытки их классификации, которые в большинстве своём носили чисто формальный (по алфавиту) или прикладной (по характеру использования человеком) характер. Было создано множество систем классификаций животных и растений, в которых за основу произвольно принимались отдельные признаки.

Интерес к биологии возрос в эпоху Великих географических открытий (XV в.) и развития товарного производства. Интенсивная торговля и открытие новых земель расширяли сведения о животных и растениях. Из Индии и Америки в Европу завезли новые растения: корицу, гвоздику, картофель, кукурузу, табак. Ботаники и зоологи описывали множество новых невиданных ранее растений и животных. В практических целях они указывали, какими полезными или вредными свойствами обладают эти организмы.

1.1.2. Система органической природы К. Линнея

Потребность в упорядочении быстро накапливающихся знаний привела к необходимости систематизировать их. Создаются практические системы, в которых растения и животные объединяют в группы в зависимости от их пользы для человека или приносимого ими вреда. Например, выделяли лекарственные растения, садовые или огородные культуры. Понятия «домашний скот» или «ядовитые животные» служили для обозначения самых разных по своему строению и происхождению животных. Вследствие удобства практическая классификация видов применяется до сих пор.

Однако учёных классификация живых организмов по такому признаку удовлетворить не могла. Они искали свойства, которые позволили бы объединять растения и животных в группы по сходству в строении и жизнедеятельности. Первоначально в основу систематики брали один или небольшое число произвольно выбранных признаков. Понятно, что при этом в одну и ту же группу попадали совершенно неродственные организмы.

На протяжении XVI–XVII вв. продолжалась работа по описанию животных и растений, их систематизации. Большой вклад в создание системы природы внёс выдающийся шведский естествоиспытатель Карл Линней. Учёный описал более 8 тыс. видов растений, установил единообразную терминологию и порядок описания видов. Он объединил сходные виды в роды, сходные роды – в отряды, а отряды – в классы. Таким образом, в основу своей классификации он положил принцип иерархичности (соподчинённости) таксонов (от греч. taxis – расположение в порядке). Таксон – это систематическая единица того или иного ранга. В системе Линнея самым крупным таксоном был класс, самым мелким – вид, разновидность. Это был чрезвычайно важный шаг на пути к установлению естественной системы. Линней закрепил использование в науке бинарной (т. е. двойной) номенклатуры для обозначения видов. С тех пор каждый вид называется двумя словами: первое слово означает род и является общим для всех входящих в него видов, а второе слово – собственно видовое название. С развитием науки в систему были введены некоторые дополнительные категории – семейство, подкласс и др., а высшим таксоном стал тип. Но принцип построения системы остался неизменным. Например, систематическое положение домашней кошки можно описать следующим образом. Кошка домашняя (ливийская) входит в род мелких кошек семейства кошачьих отряда хищных класса млекопитающих подтипа позвоночных типа хордовых. Наряду с домашней кошкой род мелких кошек включает европейскую дикую лесную кошку, амурского лесного кота, камышового кота, рысь и некоторых других.

Линней создал самую совершенную для того времени систему органического мира, включив в неё всех известных тогда животных и все известные растения. Будучи крупным учёным, он во многих случаях правильно объединил виды организмов по сходству строения. Однако произвольность в выборе признаков для классификации (строение тычинок и пестиков у растений, строение клюва у птиц, строение зубов у млекопитающих) привела Линнея к ряду ошибок.

Линней сознавал искусственность своей системы и указывал на необходимость разработки естественной системы природы. Он писал: «Искусственная система служит только до тех пор, пока не найдена естественная».

Однако, что означало для учёного XVIII в. понятие «естественная система»? Как теперь известно, естественная система отражает происхождение животных и растений и основана на их родстве и сходстве по совокупности существенных черт строения. Во времена господства религиозных представлений учёные полагали, что виды организмов созданы независимо друг от друга Творцом и неизменны. «Видов столько, – говорил Линней, – сколько различных форм создал в начале мира Всемогущий». Поэтому поиски естественной системы природы означали для биологов попытки проникновения в план творения, которым руководствовался Бог, создавая всё живое на Земле. Совершенство строения видов, взаимное соответствие внутренних органов, приспособленность к условиям существования объяснялись мудростью Творца.

Однако среди философов и естествоиспытателей XVII–XIX вв. была распространена и иная система представлений об изменяемости организмов, базировавшаяся на взглядах некоторых античных учёных. Такое направление в развитии биологии носит название трансформизм (от лат. transformo – превращаю, преобразую). Сторонниками трансформизма были такие выдающиеся учёные, как Р. Гук, Ж. Ламетри, Д. Дидро, Ж. Бюффон, Эразм Дарвин, И. В. Гёте и многие другие. Трансформисты допускали возможность целесообразности реакций организмов на изменения внешних условий, но не объясняли эволюционные преобразования организмов.

1.1.3. Развитие эволюционных идей. Эволюционная теория Ж. Б. Ламарка

Несмотря на господство взглядов о неизменности живой природы, биологи, кто осмысленно, а кто и бессознательно, продолжали накапливать фактический материал, который противоречил этим представлениям. Открытие микроскопа в XVII в. и его применение в биологических исследованиях сильно расширили кругозор учёных. Возникли цитология и гистология, оформилась как наука эмбриология. Из кладоискательства и археологии выделилась палеонтология. Множество фактов, свидетельствующих об изменяемости живой природы, требовали объяснения. Учёным, создавшим первую эволюционную теорию, был выдающийся французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк.

В отличие от многих своих предшественников, Ламарк в своей теории эволюции опирался на факты. Мысль о непостоянстве видов возникла у него вследствие глубокого изучения строения растений и животных. Своими трудами Ламарк внёс большой вклад в биологию. Сам термин «биология» ввёл он. Занимаясь систематикой животных, Ламарк обратил внимание на сходство существенных черт строения у животных, не относящихся к одному виду. На основе сходства учёный выделил 10 классов беспозвоночных вместо двух классов у Линнея (Насекомые и Черви). Среди них такие группы, как Ракообразные, Паукообразные, Насекомые, сохранились до наших дней, а другие – Моллюски, Кольчатые черви – возведены в ранг типа. Известное несовершенство систематики Ламарка объясняется невысоким уровнем развития науки того времени, но в ней есть главное – стремление избежать искусственности группировок. Можно сказать, что Ламарк заложил основы естественной системы классификации. Он же впервые поставил вопрос о причинах сходства и возникновения различий у животных: «Мог ли я рассматривать… ряд животных от самых совершенных из них до несовершеннейших, – писал Ламарк, – и не попытаться установить, от чего может зависеть этот столь замечательный факт? Не должен ли был я предположить, что природа последовательно создавала различные тела, восходя от простейшего к наиболее сложному?» Обратим внимание на слова «природа создавала». Впервые со времён Лукреция учёный осмеливается сказать, что не Бог создавал организмы разной степени сложности, а природа на основе естественных законов привела к появлению на Земле огромного разнообразия живых организмов.