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

К межвидовой борьбе относятся и взаимоотношения в форме паразитизма. Паразиты ослабляют организм хозяина, делают его менее конкурентоспособным.

Борьба с неблагоприятными условиями внешней среды. Факторы неживой природы оказывают огромное влияние на выживаемость организмов. Много растений гибнет во время холодных малоснежных зим. В сильные морозы смертность увеличивается и среди животных, обитающих в почве (кроты, дождевые черви). Зимой при недостатке растворённого в воде кислорода погибает рыба. Семена растений нередко заносятся ветром в неблагоприятные места обитания и не прорастают.

Все формы борьбы за существование сопровождаются истреблением в каждом поколении огромного количества организмов или приводят к тому что часть их не оставляет потомства.

Кто же выживает в этой постоянно происходящей борьбе за существование? Наблюдения показывают, что для растительных и животных организмов характерна всеобщая изменчивость признаков, свойств и бесконечное разнообразие их комбинаций. Даже в потомстве одной пары родителей нет совершенно одинаковых особей (за исключением монозиготных близнецов). В борьбе за существование выживают и оставляют потомство индивидуумы, обладающие таким комплексом признаков и свойств, который позволяет наиболее успешно конкурировать с другими. Таким образом, в природе в результате борьбы за существование происходят процессы избирательного уничтожения одних особей и преимущественного размножения других – явление, названное Дарвином естественным отбором, или выживанием наиболее приспособленных. При изменении условий внешней среды полезными для выживания могут оказаться какие-то иные, чем прежде, признаки. В результате меняется направление давления отбора, перестраивается генетическая структура вида, благодаря размножению широко распространяются новые признаки – появляется новый вид.

Следовательно, виды изменяются в процессе приспособления к условиям внешней среды. Движущей силой изменения видов, т. е. эволюции, является естественный отбор. Материалом для отбора служит наследственная (неопределённая, индивидуальная, мутационная) изменчивость. Изменчивость, обусловленная прямым влиянием внешней среды на организмы (групповая, модификационная), не имеет значения для эволюции, поскольку по наследству не передаётся.

1.3.2.3. Образование новых видов

Возникновение новых видов Дарвин представлял себе как длительный процесс накопления полезных индивидуальных изменений, увеличивающихся из поколения в поколение. Почему это происходит? Жизненные ресурсы (пища, места для размножения и пр.), как отмечалось ранее, всегда ограничены. Поэтому самая ожесточённая борьба за существование происходит между наиболее сходными особями. Напротив, между различающимися в пределах одного вида особями одинаковых потребностей меньше, а конкуренция слабее. Поэтому несхожие особи имеют преимущество в оставлении потомства. С каждым поколением различия становятся всё более выраженными, а промежуточные формы, сходные между собой, вымирают. Так, из одного вида образуется два или несколько. Явление расхождения признаков, ведущее к видообразованию, Дарвин назвал дивергенцией (от лат. divergo – отклоняюсь, отхожу).

Понятие дивергенции Дарвин иллюстрирует примерами, имеющимися в природе. Конкуренция между четвероногими хищниками привела к тому что часть их перешла на питание падалью, другие переселились в новые места обитания, из них некоторые сменили даже среду обитания – стали жить в воде или на деревьях и т. д.

Причиной дивергенции могут стать и неодинаковые условия внешней среды в разных районах территории, занимаемой видом. Например, две группы особей какого-либо вида вследствие этого будут накапливать различные изменения. Возникает процесс расхождения признаков. Через определённое число поколений такие группы становятся разновидностями, а затем и видами.

Действие естественного отбора можно наблюдать в эксперименте. В нашей стране широко распространён богомол обыкновенный – крупное хищное насекомое (длина тела у самок может достигать 7,5 см), питающееся разнообразными мелкими насекомыми: тлёй, клопами, мухами. Окраска разных особей этого вида бывает зелёной, жёлтой и бурой. Богомолы зелёного цвета встречаются среди трав и кустарников, бурые – на растениях, выгорающих от солнца. Неслучайность такого распределения животных учёные доказали в эксперименте на расчищенной от травы площадке блёкло-бурого цвета. К колышкам на площадке были привязаны богомолы всех трёх цветов. За время опыта птицами были уничтожены 60 % жёлтых, 55 % зелёных и только 20 % бурых богомолов, у которых окраска тела совпадала с цветом фона. Аналогичные опыты были поставлены с куколками бабочки-крапивницы. В случае несоответствия окраски куколки окраске фона птицами уничтожалось гораздо больше куколок, чем в случае совпадения фона с окраской. Водоплавающие птицы в бассейне ловят преимущественно рыбу, окраска которой не соответствует цвету дна.

Важно отметить, что для выживания имеет значение не один какой-либо признак, а комплекс признаков – фенотип организма. Так, в том же опыте с богомолами, очень простом по сравнению с реальными природными условиями, среди бурых особей, защищённых окраской тела, птицы склёвывали беспокойных, активно двигающихся насекомых. Спокойные малоподвижные богомолы избегали нападения. Следовательно, один и тот же признак в зависимости от окружающих условий может способствовать выживанию или, напротив, привлекать внимание врагов. На рисунке 1.10 изображены две формы бабочки берёзовой пяденицы. Светлая форма мало заметна на берёзе, в то время как мутантная тёмноокрашенная форма хорошо видна на ней (Б). Тёмные бабочки преимущественно склёвываются птицами. Ситуация меняется вблизи промышленных предприятий: копоть, покрывающая стволы деревьев, создаёт защитный фон для мутантов, в то время как светлая бабочка на ней хорошо заметна (А).

Мутации и половой процесс создают генетическую неоднородность внутри вида. Их действие, как видно из приведённых примеров, ненаправленно. Эволюция же – процесс направленный, связанный с выработкой приспособлений по мере прогрессивного усложнения строения и функций животных и растений. Существует лишь один направленный эволюционный фактор – естественный отбор.

Рис. 1.10. Берёзовая пяденица: светлая и тёмная расы на тёмном (А) и светлом (Б) фоне

Под действие отбора могут попасть либо отдельные особи, либо целые группы. В любом случае отбор сохраняет наиболее приспособленные к данной среде организмы. Нередко отбором поддерживаются признаки и свойства, невыгодные для отдельной особи, но полезные для группы особей или вида в целом. Примером такого приспособления служит зазубренное жало пчелы. Ужалившая пчела оставляет жало в теле врага и погибает, но гибель особи способствует сохранению пчелиной семьи.

Факторами отбора служат условия внешней среды, точнее, весь комплекс абиотических и биотических условий среды. В зависимости от этих условий отбор действует в разных направлениях и приводит к неодинаковым эволюционным результатам. В настоящее время различают несколько форм естественного отбора. Основные из них будут рассмотрены в разделе 1.4.4.

Дарвин показал, что принцип естественного отбора объясняет возникновение всех без исключения основных характеристик органического мира – от признаков, свойственных крупным систематическим группам живых организмов, до мелких приспособлений. Теорией Дарвина завершились длительные поиски естествоиспытателей, которые пытались найти объяснение многим чертам сходства, наблюдаемым у организмов, относящихся к разным видам. Учёный объяснил это сходство родством и показал, как идёт образование новых видов, как происходит эволюция.

С общетеоретической точки зрения главное в учении Дарвина – это идея развития живой природы, противостоящая представлению о застывшем неизменяющемся мире. Признание учения Дарвина стало переломным моментом в истории биологических наук. Факты, накопленные в додарвиновский период развития биологии, получили новое освещение. Возникли новые направления в биологии: эволюционная эмбриология, эволюционная палеонтология и др.

Учение Дарвина служит естественнонаучной основой для доказательства ложности религиозных взглядов. Материалистическое объяснение целесообразности строения живых организмов, происхождения и многообразия видов в самой основе подрывает устои религии.

Труд Ч. Дарвина явился одним из крупнейших достижений естествознания XIX в.

Опорные точки

• Для особей любого вида характерна всеобщая индивидуальная (наследственная) изменчивость.

• Численность потомства в пределах каждого вида организмов очень велика, а пищевые ресурсы всегда ограничены. Отсюда вытекает неизбежность борьбы за существование.