Что не смог объяснить ламарк
Упорядочение представлений о развитии жизни на Земле
Вопрос 1. Что такое практическая система классификации живых организмов?
Ещё в древности возникла потребность в упорядочении быстро накапливающихся знаний в области зоологии и ботаники, которая привела к их систематизации. Были созданы практические системы классификаций, по которым животные и растения объединялись в группы в зависимости от приносимой ими пользы или вреда для человека.
Например, лекарственные растения, огородные растения, декоративные растения, ядовитые животные, домашний скот. Эти классификации объединяли совершенно разные по строению и происхождению организмы. Однако в связи с удобством использования подобные классификации и сейчас применяются в популярных и прикладных литературных источниках.
Вопрос 2. Какой вклад в биологию внес К. Линней?
К. Линней описал более 8 тыс. видов растений и 4 тыс. видов животных, установил единообразную терминологию и порядок описания видов. Он объединил сходные виды в роды, роды в отряды, а отряды в классы. Таким образом, в основу своей классификации он положил принцип иерархии (соподчинения) таксонов. Ученый закрепил использование в науке бинарной (двойной) номенклатуры, когда каждый вид обозначается двумя словами: первое слово означает род и является общим для всех входящих в него видов, второе — собственно видовое название. Причём названия для всех видов даются на латинском языке и на родном, что даёт возможность всем учёным понимать о каком растении или животном идёт речь. Например, Rozana conana (Шиповник обыкновенный). К. Линней создал самую современную для своего времени систему органического мира, включив в нее все известные к тому времени виды животных и растений.
Вопрос 3. Почему систему Линнея называют искусственной?
К. Линней создал самую совершенную для своего времени систему органического мира, включив в нее все известные к тому времени виды животных и растений. Будучи крупным ученым, он во многих случаях правильно объединил виды организмов по сходству строения. Однако произвольность в выборе признаков для классификации — у растений строение тычинок и пестиков, у птиц — строение клюва, у млекопитающих — строение зубов — при- вела Линнея к ряду ошибок. Он сознавал искусственность своей системы и указывал на необходимость разработки естественной системы природы. К. Линней писал: «Искусственная система служит только до тех пор, пока не найдена естественная». Как теперь известно, естественная система отражает происхождение животных и растений и основана на их родстве и сходстве по совокупности существенных черт строения.
Вопрос 4. Изложите основные положения эволюционной теории Ламарка.
Ж. Б. Ламарк описал основные положения своей теории в книге «Философия зоологии», изданной в 1809 г. Он предложил 2 положения эволюционного учения. Эволюционный процесс представляется в виде градаций, т.е. переходов от одной ступени развития к другой. В результате происходит постепенное повышение уровня организации, возникают более совершенные формы, от менее совершенных. Таким образом, первое положение теории Ламарка называют «правилом градации».
Ламарк считал, что в природе виды не существуют, что элементарной единицеё эволюции является отдельно взятая особь. Многообразие форм возникло в результате влияния сил внешнего мира, в ответ на которые у организмов вырабатываются приспособительные признаки — адаптации. При этом влияние среды носит прямой, адекватный характер. Ученый полагал, что каждому организму присуще стремление к совершенствованию. Организмы, находясь под влиянием факторов окружающего их мира, определенным образом реагируют: упражняя или не упражняя свои органы. В результате возникают новые сочетания признаков и сами признаки, передающиеся в ряду поколений (т.е. происходит «наследование приобретенных признаков»). Это второе положение теории Ламарка называется «правилом адекватности»
Вопрос 5. Какие вопросы не получили ответа в эволюционной теории Ламарка?
Ж. Б. Ламарк не смог объяснить возникновения приспособлений, обусловленных «мертвыми» структурами. Например, окраска скорлупы птичьих яиц носит явно приспособительный характер, но объяснить этот факт с позиций его теории невозможно. Теория Ламарка исходила из представлений о слитной наследственности, свойственной целому организму и каждой из его частей. Однако открытие вещества наследственности — ДНК и генетического кода — окончательно опровергло идеи Ламарка.
Вопрос 6. В чем сущность принципа корреляций Кювье? Приведите примеры.
Ж. Кювье говорил о соответствии строения различных органов животных друг другу, которое он называл принципом корреляции (соотносительности).
Например, если у животного имеются копыта, то вся его организация отражает травоядный образ жизни: зубы приспособлены к перетиранию грубой растительной пищи, челюсти имеют соответственное строение, желудок многокамерный, очень длинный кишечник и т. д. Если у животного желудок служит для переваривания мяса, то и другие органы сформированы соответственно: острые зубы, челюсти, приспособленные для разрывания и захвата добычи, когти для ее удержания, гибкий позвоночник для маневрирования и прыжков.
Вопрос 7. В чем заключаются отличия трансформизма от эволюционной теории?
Среди философов и естествоиспытателей XVIII—XIX вв. (Ж. Л. Бюффен, Э. Ж. Сент-Илер и др.) была распространена идея об изменяемости организмов, базировавшаяся на взглядах некоторых античных ученых. Такое направление носило название трансформизма. Трансформисты допускали, что организмы реагируют на изменение внешних условий изменением своего строения, но не доказывали эволюционных преобразований организмов при этом.
Теория Ламарка
Теория наследования приобретенных признаков Ламарка — эволюционная теория, созданная французским биологом Жаном Батистом Ламарком.
Всех животных Ламарк распределил по шести ступеням, уровням (или, как он говорил, «градациям») по сложности их организации. Дальше всего от человека стоят инфузории, ближе всего к нему — млекопитающие. При этом всему живому присуще стремление развиваться от простого к сложному, продвигаться по «ступеням» вверх.
В живом мире постоянно происходит плавная эволюция. Исходя из этого, Ламарк пришёл к выводу, что видов в природе на самом деле не существует, есть только отдельные особи. Ламарк последовательно применил в своей теории знаменитый принцип Лейбница: «Природа не делает скачков». Отрицая существование видов, Ламарк ссылался на свой огромный опыт систематика:
«Только тот, кто долго и усиленно занимался определением видов и обращался к богатым коллекциям, может знать, до какой степени виды сливаются одни с другими. Я спрашиваю, какой опытный зоолог или ботаник не убеждён в основательности только что сказанного мною? Поднимитесь до рыб, рептилий, птиц, даже до млекопитающих, и вы увидите повсюду постепенные переходы между соседними видами и даже родами.»
На вопрос о том, почему человек не замечает постоянного превращения одних видов в другие, Ламарк отвечал так: «Допустим, что человеческая жизнь длится не более одной секунды в сравнении с жизнью вселенной, в этом случае ни один человек, занявшийся созерцанием часовой стрелки, не увидит, как она выходит из своего положения». Даже через десятки поколений её движение не будет заметным.
Совершенствуясь, организмы вынуждены приспосабливаться к условиям внешней среды. Как это происходит согласно теории Ламарка?
Для объяснения этого учёный сформулировал несколько «законов». Прежде всего, это «закон упражнения и не упражнения органов». Наибольшую известность из примеров, приведённых Ламарком, приобрёл пример с жирафами. Жирафам приходится постоянно вытягивать шею, чтобы дотянуться до листьев, растущих у них над головой. Поэтому их шеи становятся длиннее, вытягиваются. Муравьеду, чтобы ловить муравьёв в глубине муравейника, приходится постоянно вытягивать язык, и тот становится длинным и тонким. С другой стороны, кроту под землёй глаза только мешают, и они постепенно исчезают.
Если орган часто упражняется, он развивается. Если орган не упражняется, он постепенно отмирает.
Другой «закон» Ламарка — «закон наследования приобретённых признаков». Полезные признаки, приобретённые животным, по мнению Ламарка, передаются потомству. Жирафы передали потомкам вытянутую шею, муравьеды унаследовали длинный язык, и так далее.
Как же восприняли современники теорию Ламарка? Одни учёные оставили «Философию зоологии» без всякого внимания, другие принялись разносить её в пух и прах. Ламарк преподнёс свою книгу в подарок французскому императору Наполеону Бонапарту, но тот так отругал её, что пожилой учёный не смог удержаться от слёз.
Даже Чарльз Дарвин первоначально весьма резко отзывался о книге Ламарка: «Да сохранит меня небо от глупого ламарковского „стремления к прогрессу“, „приспособления вследствие хотения животных“»; «Ламарк повредил вопросу своим нелепым, хотя и умным трудом». Однако впоследствии вынужден был принять некоторые принципы учения Ламарка. В частности, им была выдвинута гипотеза пангенеза, которая была развитием идеи Ламарка о наследовании приобретённых признаков.
Но, тем не менее, возрождение ламаркизма началось именно с появлением эволюционной теории Дарвина в 1859 году. Весьма символично, что Дарвин родился в тот самый год, когда во Франции была напечатана книга Ламарка.
Опровержение теории
Август Вейсман проверил несостоятельность теории Ламарка. Он разводил мышей, из поколения в поколение отрубая им хвосты. По теории Ламарка, в результате они должны были атрофироваться, так как не использовались при жизни. Однако, никаких изменений не произошло. Это можно объяснить тем, что на генетическом уровне не происходило каких-либо изменений, способствующих отмиранию хвоста в будущих поколениях мышей.
Основные положения теории Ламарка. Эволюционная гипотеза
Жану-Батисту Ламарку часто приписывают большой прорыв в современной эволюционной теории, потому что он был первым, кто оказался способен предложить механизм, по которому протекал процесс смены видов. Кроме того, он расширил определение эволюционных изменений, сказав, что жизнь начиналась просто и становилась все более сложной. В 1809 году он опубликовал работу «Философия зоологии». В ней он описал часть механизма, с помощью которого в вид постепенно вносились изменения и передавались из поколения в поколение. Его теория также иногда называется теорией трансформации или просто ламаркизмом. Хотя сегодня основные положения теории Ламарка считаются большим шагом вперед в теории эволюции, в течение своей жизни он не получил особого признания.
Вам будет интересно: Нормы оценок в начальной школе по ФГОС: положение, приемы, контроль и система оценивания
Пример для объяснения теории Ламарка
Классический пример, используемый для объяснения его концепции — удлиненная шея жирафа. Согласно теории Ламарка, если животному в течение его жизни приходилось долгое время напрягать шею для того, чтобы достать до высоких ветвей, в итоге она начинала вытягиваться. Основным минусом его теории было то, что он не мог объяснить, как это может произойти, хотя обсуждал «естественную тенденцию к совершенству».
Другой пример, который использовал Ламарк, — пальцы ног водоплавающих птиц. Он предположил, что годами напрягая пальцы ног, преодолевая сопротивление воды, эти птицы получили удлиненные перепонки, чтобы лучше плавать. Эти два примера показывают, как использование какого-то органа может изменить характерную черту вида. По тому же принципу Ламарк утверждал, что прекращение подобной работы приводит к атрофированию признака. Крылья пингвинов, например, меньше, чем у других птиц, потому что они не используют их для полетов.
Наследование в теории Ламарка
Второе основное положение эволюционной теории Ламарка было посвящено наследованию приобретенных черт. Ученый считал, что измененные или приобретенные черты могут быть переданы потомству. Жирафы, у которых появились длинные шеи, будут иметь потомство с длинными шеями, а не с короткими. Такой тип наследования иногда называют вторым законом ламаркизма. Но он был опровергнут после открытия наследственной генетики.
Основное положение теории Ламарка о наследовании, которое выдержало испытание временем — идея, что эволюционные изменения происходят постепенно и постоянно. Он изучал древние ракушки и заметил, что чем старше они были, чем проще выглядели. Из этого он пришел к выводу, что виды начали с простоты и последовательно усложнялись или совершенствовались.
Недостатки теории Ламарка
То, что сегодня называют теорией эволюции Ламарка, на самом деле не было его идеей. Имя настоящего ее создателя потерялось в истории. Ламарк описал эту теорию в одной из своих книг. И было очевидно, что изначальная идея была не его собственной. Основные положения теории Ж.-Б. Ламарка стали очень популярны, и в результате идеи стали ассоциироваться с его именем. Современная эпигенетика тоже не является результатом труда этого ученого.
Отсутствие механизма наследственных черт
Основные положения теории Жана-Батиста Ламарка — это теория не эволюции, а адаптации, которая является лишь частью эволюции. Она аналогична естественному отбору, а не эволюционной теории в целом. Теория Ламарка перестала быть популярной, так как было установлено, что ее первый постулат, принцип использования и неиспользования определенных органов, можно применить лишь к небольшому количеству органов, систем или приспособлений. А для большинства наследственных черт такой механизм просто не работает.
Доказательства несостоятельности теории
Основные положения эволюционной теории Жана-Батиста Ламарка не прошли практической проверки. У взрослого жирафа не происходит удлинения шеи в течение его жизни независимо от того, насколько трудно ему дотянуться до высоких ветвей. Некоторые системы органов фактически деградируют из-за чрезмерного использования. Постоянное использование суставов не делает их сильнее, а наоборот, ускоряет артритическую деградацию. И некоторые приспособления используются только один раз в жизни любого животного, например, нерестовое поведение лососей. Если родитель использует адаптацию только один раз, а затем умирает, возникает вопрос, как могут произойти какие-либо изменения от повторного использования или отказа от использования, чтобы перейти на всех потомков.
Наследственность и потомство
Наконец, если бы этот принцип был общим для всех животных, можно было бы ожидать, что потомство, родившееся в конце жизни родителя, будет иметь более развитые приобретенные характеристики, чем то потомство, которое родилось в начале его жизни. Поскольку родитель жил дольше и у него было больше времени, чтобы приобрести больше характеристик, переданные черты могли быть совсем другими. Кроме того, были найдены убедительные доказательства несостоятельности основных положений эволюционной теории Ж.-Б. Ламарка, потому что многие приобретенные черты не передаются по наследству. Но все же эти черты по-прежнему развивались и менялись с течением времени. Это говорит о том, что механизм наследования, названный Ламарком, не может быть основной причиной приспособительных изменений в процессе эволюции. Но с другой стороны, это не исключает возможности того, что механизмы, описанные ученым, могут быть ответственны за некоторые эволюционные адаптации как незначительные. Но до сих пор не было ни одного наблюдения какого-либо признака, развивающегося в результате передачи приобретенных характеристик.
Что такое эпигенетика
Эпигенетика — это механизм, с помощью которого родитель иногда в ответ на стимулы внешней среды различного рода может изменить экспрессии генов или фенотип клетки без изменения ДНК. Это в основном частный пример нормальной фенотипической пластичности, в котором организм может изменить картину экспрессии генов подмножеств собственных клеток в ответ на экологические триггеры. Это может произойти в гаметах, поэтому оказывает влияние на потенциальное потомство. Но это ни в коем случае не «наследование приобретенных характеристик», как говорилось в основных положениях теории Ламарка. Новых характеристик не приобретается. Гены, чьи модели экспрессии изменились, уже были там и не изменяются. Другими словами, потенциал для фенотипической пластичности был там, эволюционировав, предположительно, через дарвиновские механизмы за несколько поколений до этого.
Отличие одноклеточных и многоклеточных организмов
Все что изменилось — это выражение фенотипа. За исключением дополнительных мутаций, что является нео-дарвиновским механизмом, не происходит постоянного изменения в наследуемой информации, передаваемой будущим поколениям в долгосрочной перспективе. Таким образом, все то, что потомство в конечном итоге выражает, не является новой или измененной характеристикой вообще, а выступает чертой, которую родители всегда имели возможность выразить. Но стоит отметить, что все вышесказанное относится в первую очередь к многоклеточным формам жизни, которые были основными типами организмов, с которыми биологи были связаны во время Ламарка и Дарвина. Если говорить об основных положениях теории Ламарка, то стоит упомянуть, что в области одноклеточной жизни различие между новой мутацией и «приобретенной характеристикой» довольно размыто и более или менее сводится к вопросу семантики.
Теория эволюции Ламарка
Теория эволюции Ламарка — что из себя представляет
Ламаркизм — эволюционная концепция, основывающаяся на теории, выдвинутой в начале XIX века Жаном Батистом Ламарком в трактате «Философия зоологии».
Основные положения работы:
Причины и движущие силы эволюции по Ламарку
Эволюционная теория Ламарка может быть разделена на составляющие, раскрывающие причины и движущие силы эволюции организмов.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
Градация организмов
Ученый считал, что первые существа появились путем самозарождения и развивались благодаря усложнению от низших форм к высшим.
Градация — это имеющее закономерный характер развитие организмов, которое происходит в направлении постепенного и неуклонного совершенствования, повышения общего уровня организации.
Ученый создал классификацию организмов, которая отражала их развитие от простых до сложных систем организации:
Объясняя способ развития организмов от низшего уровня к высшему, Ламарк пришел к выводу, что в каждом организме есть стремление к совершенствованию, которое изначально заложено Богом.
Ламарк видел ограниченность своего учения о градации в его приемлемости лишь в отношении классов, полагая, что каждый класс есть новый шаг развития, новая, более высокая организация. Следовательно, выделение классов должно быть основано на результатах изучения строения не любых органов, а лишь «существенных» их систем:
Изменчивость организмов
Изменчивость как процесс, с точки зрения Ламарка, присуща развитию материи. Причины изменчивости заключаются в изменении климата, питания, почвы, влаги, а также заложенной Богом способности изменяться. Процесс может отклоняться из-за условий окружающей среды, вызывая тем самым приспособление организмов.
Исходя из уровня организации живых существ, Ламарк выделял две формы изменчивости:
Как происходит косвенная изменчивость:
Наследственность
Изучение изменчивости организмов привело Ламарка к другому важному фактору эволюции — наследственности. Ученый считал, что уникальные изменения организма, которые передаются из поколения в поколение, являются признаками определенного вида. Ламарк предположил, что в процессе эволюции многие изменения наследственно закрепляются, что позволяет одним видам превращаться в другие и развиваться в определенном направлении.
Закономерности в теории эволюции Ламарка наиболее полно раскрылись в его труде «Естественная история беспозвоночных животных»:
Свою теоретическую позицию Ламарк проиллюстрировал примерами:
Птица, постоянно находящаяся в поисках добычи, необходимую ей для поддержания жизни, растопыривает пальцы ног, когда хочет грести и двигаться по поверхности воды. Постоянные движения растягивают кожу, соединяющую пальцы у их основания, что приводит к возникновению перепонок. Таким образом такие птицы, как гуси и утки, получили возможность искать еду на воде с помощью перепонок.
Птица, которая ищет пищу на берегу, опасается каждый раз окунать тело в воду из-за риска погрузиться в ил. Птица вынуждена прилагать усилия, чтобы удлиниться, из-за чего ее ноги со временем стали длиннее. Примером такой птицы выступает цапля.
Достоинства теории Ламарка
Несмотря на ошибочные тезисы Ламарка, которые были опровергнуты исследователями процесса эволюции, теория ученого обладает определенными достоинствами:
Недостатки теории Ламарка
Теория Ламарка, несмотря на свою целостность, активно критиковалась как его современниками, так и последователями. Минусы теории Ламарка:
Дарвин отрицательно отнесся к позиции Ламарка о возникновении изменений в организме из-за необходимости. Наивность представления о целесообразности раскрывается в примерах, которые приводил ученый:
Ламарк считал приспособление результатом заложенной способности изменяться, когда на самом деле способность приспособительно изменяться является лишь формой самого приспособления, что также нуждается в причинном объяснении.
Данное заблуждение тесно связано с приравниванием Ламарком процессов изменения и приспособления. Изменение связано с физиологическим аспектом, приспособление — историческим. Изменение является основой приспособления, поэтому для изучения эволюции важно дифференцировать данные понятия.
Принципиальная разница между ламаркизмом и дарвинизмом состоит в том, что ламаркизм видит творческие силы эволюционного процесса в активности организма, имеющего возможности совершенствовать свою организацию, а дарвинизм — в работе внешнего по отношению к организму фактора — отбора, действующего на поле неопределенной наследуемой изменчивости.
Сравнение теорий Дарвина и Ламарка
Сравнение теорий Дарвина и Ламарка можно произвести по нескольким позициям:
Доказательства несостоятельности теории
Несостоятельность теории Ламарка ярко проявляется в концепциях, которые стали основой эволюционных выводов ученого:
Данные концепции опровергаются современной наукой, фактами и законами генетики.
Некоторые ученые проводили опыты для доказательства несостоятельности теории Ламарка. Например, немецкий зоолог Август Вейсман, который первоначально был сторонником идеи о наследовании приобретенных признаков Ламарка, впоследствии стал ее противником. Исследователь утверждал, что вопрос о наследовании приобретенных признаков может быть решен только опытным или экспериментальным путем с помощью механического воздействия.
Эксперимент Вейсмана заключался в следующем: ученый разводил мышей поколение за поколением, обрубая им хвосты. Согласно теории Ламарка, из-за таких воздействий хвосты у животных должны атрофироваться из-за отсутствия необходимости их использовать. Ошибка Ламарка заключалась в том, что механические изменения не затрагивают генетический уровень, поэтому естественное отмирание хвоста оказалось невозможным.
Однако эксперимент Вейсмана был неточным ввиду отсутствия у мышей упражнения, которое требовало бы избавления от хвоста для выживания. Август не учитывал фактор необходимости и стремления организмов к изменению органов, о котором говорил Ламарк, поэтому данное доказательство несостоятельности теории ученого требует дополнительных уточнений.
Серьезной ошибкой Ламарка было суждение, что приобретаемые в ходе жизни полезные свойства передаются по наследству.
Дарвином и современной наукой доказано, что только мутации в половых клетках организмов могут передаваться по наследству. Мутации чаще всего носят случайный характер и не связаны с определенной окружающей средой, системно воздействующей на живое существо.