Конференция по биологии на тему "Основные направления биологического прогресса"
методическая разработка (биология) на тему

Конференция по биологии на тему:

ОСНОВНЫЕ  НАПРАВЛЕНИЯ  БИОЛОГИЧЕСКОГО ПРОГРЕССА

Разработчик: учитель химии и  биологии Капин Артем Витальевич

ЦЕЛЬ: ПОЗНАКОМИТЬ С ОСНОВНЫМИ НАПРАВЛЕНИЯМИ  ЭВОЛЮЦИИ.

ЗАДАЧИ  УРОКА:

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:  

-  знать определения понятий (ароморфоз, идиоадаптация, дегенерация);

- знать критерии биологического прогресса и  регресса;

- знать пути достижения прогресса;

- знать соотношение путей эволюции.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

- продолжать работу по формированию умения выделять главное в изученном материале, сравнивать, анализировать и обобщать изучаемый материал.

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

-  воспитывать ответственное отношение к окружающей природе;

-  воспитывать чувство гордости за отечественную науку;

ОБОРУДОВАНИЕ:

-  раздаточный материал для проверки домашнего задания и закрепления изученного материала, презентация по теме «Основные направления эволюции».

ТИП УРОКА: изучение нового материала.

ВИДЫ РАБОТЫ НА УРОКЕ:

- индивидуальная, фронтальная, групповая.

                        ХОД    КОНФЕРЕНЦИИ

1.Организационный момент.

2.Проверка домашнего задания.

(Тесты для индивидуальной работы прилагаются).

3.Сообщение темы и целей урока.

ДЕВИЗОМ  НАШЕГО УРОКА  Я ВЫБРАЛ СЛОВА  ЖАНА РОСТАНА «НИЧТО  В БИОЛОГИИ  НЕ  ИМЕЕТ  СМЫСЛА, КРОМЕ  КАК  В  СВЕТЕ  ЭВОЛЮЦИИ»

А что же такое  эволюция? (Высказывания обучающихся).

Верно, эволюция-это процесс исторического развития живой природы на основе наследственности, изменчивости и естественного отбора.

Благодаря эволюционному процессу на Земле появилось огромное разнообразие  живых организмов. Все они приобретали специальные приспособления к условиям среды, то есть эволюционировали.

СЕГОДНЯ НА УРОКЕ ВЫ УЗНАЕТЕ, КАКИМ ЖЕ ОБРАЗОМ ПРОИСХОДИЛА ЭВОЛЮЦИЯ, В ЧЕМ РАЗНИЦА БИОЛОГИЧЕСКОГО ПРОГРЕССА И БИОЛОГИЧЕСКОГО РЕГРЕССА.

ТЕМА НАШЕГО УРОКА: СЛАЙД  №1.

4.ОБЪЯСНЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА.  СЛАЙД  №2.

Эволюционный процесс идет в двух направлениях - это биологический регресс и биологический прогресс.  ЗАПИСЬ В ТЕТРАДЬ.

б). Что же такое биологический регресс? СЛАЙД   №3.  Это ни что, иное, как уменьшение приспособляемости организмов к окружающей среде. В чем оно проявляется?

               Уменьшение численности.

               Сужение ареала.

               Уменьшение интенсивности видообразования.

               Снижение приспособляемости.

Какие же факторы способствуют биологическому регрессу?

ЭТО  АБИОТИЧЕСКИЕ  И  АНТРОПОГЕННЫЕ  ФАКТОРЫ.

НАЗОВИТЕ АБИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ?       СЛАЙД   №4.

Перед вами животные, исчезнувшие в результате воздействия абиотических факторов.

ЧТО ТАКОЕ АНТРОПОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ?      СЛАЙД  №5.

         Перед вами результат деятельности человека. Этих и ещё много других животных нет, и уже никогда не будет на нашей Земле. Ведь вымирание вида означает, что утрачены гены, которыми мог бы воспользоваться человек для восстановления вида или его селекции.

         С каждым годом на планете Земля под  угрозой исчезновения оказываются все новые виды животных и растений. Посмотрите, (СЛАЙД  №6) только от нас зависит, увидят ли ваши потомки эти замечательные экземпляры.

            Для охраны исчезающих видов в мире создана  КРАСНАЯ  КНИГА. Такая книга есть и в России. (СЛАЙД  №7).

г). ТЕПЕРЬ ДАВАЙТЕ ПОГОВОРИМ О ХОРОШЕМ.

           Вторым направлением эволюции является БИОЛОГИЧЕСКИЙ  ПРОГРЕСС, то есть возрастание приспособляемости организмов к окружающей среде. В чем проявляется БП?  (СЛАЙД  №8).

                   УВЕЛИЧЕНИЕ ЧИСЛЕННОСТИ

                    РАСШИРЕНИЕ АРЕАЛА

                    ВЫСОКАЯ ИНТЕНСИВНОСТЬ ВИДООБРАЗОВАНИЯ

                    ВОЗРАСТАНИЕ ПРИСПОСОБЛЯЕМОСТИ

д). КАКИМ ЖЕ ОБРАЗОМ  ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ  БИОЛОГИЧЕСКИЙ  ПРОГРЕСС?

           Идея о возможных путях достижения БП была разработана крупным российским ученым-эволюционистом Алексеем Николаевичем Северцовым. (СЛАЙД  №9)

е). СЕВЕРЦОВ СЧИТАЛ, ЧТО ЭВОЛЮЦИЯ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ ТРЕМЯ ПУТЯМИ. (СЛАЙД  №10). ЗАПИСЬ СХЕМЫ В ТЕТРАДЬ.

           1. АРОМОРФОЗ – УСЛОЖНЕНИЕ  СТРОЕНИЯ И ФУНКЦИЙ ОРГАНИЗМОВ, ВЕДУЩЕЕ К ПОВЫШЕНИЮ ОРГАНИЗАЦИИ И ЖИЗНЕСПОСОБНОСТИ ОРГАНИЗМОВ В НОВЫХ УСЛОВИЯХ ОБИТАНИЯ (ПОВЫШЕНИЕ УРОВНЯ АДАПТИВНОЙ СРЕДЫ).

           Другими словами, благодаря ароморфозам организмы получают  большие преимущества в борьбе за существование и получают возможность осваивать новые прежде недоступные источники питания и новые местообитания. Все эти изменения, не будучи частными приспособлениями к конкретным  условиям среды, повышают интенсивность жизнедеятельности, уменьшают зависимость от условий существования.

          Общая черта ароморфозов заключается в том, что они сохраняются в поколениях и ведут к возникновению новых систематических групп – типов, классов и отделов живых организмов.

ПРИМЕРЫ  НЕКОТОРЫХ  АРОМОРФОЗОВ  (СЛАЙД  №11).

2. СЛЕДУЮЩИЙ  ПУТЬ  БП:  ИДИОАДАПТАЦИЯ — ЧАСТНЫЕ   ПРИСПОСОБЛЕНИЯ  К  ОПРЕДЕЛЕННЫМ  УСЛОВИЯМ   СРЕДЫ, ПОЛЕЗНЫЕ В БОРЬБЕ  ЗА  СУЩЕСТВОВАНИЕ, НО НЕ МЕНЯЮЩИЕ УРОВНЯ ОРГАНИЗАЦИИ ОРГАНИЗМА (адаптивная среда остаётся прежней).

          ИДИОАДАПТАЦИИ следуют за ароморфозами. После того, как организмы освоят новую среду обитания, начинается приспособление отдельных популяций к данной среде.

          ИДИОАДАПТАЦИИ ведут к узкой специализации группы, что при быстром изменении условий среды может привести к вымиранию.

          В результате идиоадаптаций возникают мелкие систематические группы: виды, роды, семейства.

              ПРИМЕРЫ  ИДИОАДАПТАЦИЙ  (СЛАЙД  №12)

3. ТРЕТИЙ  ПУТЬ  БП: ОБЩАЯ  ДЕГЕНЕРАЦИЯ — УПРОЩЕНИЕ  ОРГАНИЗАЦИИ  ОРГАНИЗМОВ (УТРАТА РЯДА СИСТЕМ  И ОРГАНОВ)   В  РЕЗУЛЬТАТЕ  ПРИСПОСОБЛЕНИЯ  К  БОЛЕЕ  ПРОСТЫМ  УСЛОВИЯМ  ЖИЗНИ  (УПРОЩЕНИЕ АДАПТИВНОЙ СРЕДЫ).

          Несмотря на упрощение организма, дегенерация  ведет к процветанию вида.

                  ПРИМЕРЫ   ДЕГЕНЕРАЦИЙ (СЛАЙД  №13)

           БЫЧИЙ ЦЕПЕНЬ, НАПРИМЕР, УТРАТИВ  ПИЩЕВАРИТЕЛЬНУЮ  СИСТЕМУ  И ОРГАНЫ  ЧУВСТВ, ПРИОБРЕЛ  ПРИСОСКИ, КРЮЧКИ И СИЛЬНОРАЗВИТУЮ  ПОЛОВУЮ  СИСТЕМУ.  БЫЧИЙ  ЦЕПЕНЬ  ЗА  СВОЮ  ЖИЗНЬ(18-20 ЛЕТ) ПРОИЗВОДИТ ОКОЛО 11 МЛРД  ЯИЦ.

ж). МЫ  РАССМОТРЕЛИ  ОСНОВНЫЕ  НАПРАВЛЕНИЯ  И ПУТИ ЭВОЛЮЦИИ. А ТЕПЕРЬ ДАВАЙТЕ ПОСМОТРИМ, КАК ВЫ СУМЕЕТЕ РАСПОЗНАТЬ СУЩЕСТВУЮШИЕ ПУТИ ЭВОЛЮЦИИ.

Перед вами таблица, вы должны установить соответствие между событием  и путями эволюции. Проверка в классе.

 з). КАКОВО  ЖЕ СООТНОШЕНИЕ ЭТИХ  НАПРАВЛЕНИЙ ЭВОЛЮЦИИ? СООТНОШЕНИЕ И ЧЕРЕДОВАНИЕ ЭТИХ ПРОЦЕССОВ СЕВЕРЦОВ ИЗОБРАЗИЛ ВВИДЕ СХЕМЫ.  СЛАЙД №14.

            Для того чтобы лучше понять смысл каждого направления и пути эволюции,  на уроке мы рассмотрели их по отдельности. НА САМОМ ЖЕ ДЕЛЕ В ПРИРОДЕ ЭТИ  ПРОЦЕССЫ ИДУТ  НЕПРЕРЫВНО  И ОДНОВРЕМЕННО, СОЧЕТАЯСЬ  МЕЖДУ  СОБОЙ,  И  СМЕНЯЯ  ДРУГ  ДРУГА. Из всех рассмотренных путей достижения БП наиболее редки ароморфозы. Их можно рассматривать как переломные пункты развития жизни. Обычно ароморфозы задают и определяют новые направления и этапы в развитии живого мира. За каждым ароморфозом следует множество идиоадаптаций, которые помогают организмам более полно использовать все имеющиеся ресурсы и места обитания. Некоторые организмы, попав в постоянную, сравнительно однородную среду, следуют по пути общей дегенерации.  По истечении некоторого времени весь этот процесс может многократно повторяться, увеличивая многообразие форм организмов и их групп.

6. Выступление учащегося.

ПРОГРЕСС ГЛАЗАМИ НАУКИ И РЕЛИГИИ

Причина этих бесконечных разногласий, очевидно, в том, что положения современного эволюционного учения сами по себе недостаточны для объяснения феномена эволюционного прогресса, то есть последовательного развития биосферы Земли от господства простейших форм жизни к доминированию все более сложных и современных. В Большом энциклопедическом словаре этому понятию дается такое определение: "Прогресс (от латинского слова progressus - движение вперед) в живой природе - совершенствование и усложнение организмов в живой природе". Причиной споров вокруг факта биологического прогресса как движения живого в сторону усовершенствования является и то, что все спорящие - и ученые-биологи, и небиологи - как бы разделились на два противоположных лагеря. Одни признают изначальной материю, для которой характерно движение, эволюция и прогресс, другие - отрицают существование какого-либо движения вообще. Например, немецкий биолог Г. Шауинсланд говорил, что никакого биологического прогресса нет в природе, а все изменения организмов возникают как приспособления к условиям окружающей среды. Поэтому амеба так же хорошо приспособлена к среде, как и человек.

Носители идеологического мировоззрения часто вспоминают Библию, труды богословов: "Первые главы Святой Библии - это не что иное, как история творения, прогрессирующего и завершаемого во времени... Творение не пришло в бытие мгновенно, но претерпело ряд последовательных появлений, развитие в шесть разных "дней". Как еще назвать этот прогресс творения, как не эволюцией?.. Кто отрицает эволюцию - тот отрицает Священное Писание". (Александр Каломирос, греческий богослов, 1974). "Как бы по ступеням природа совершает свое восхождение жизненных свойств от наименьших к совершенным... Человек был создан последним после растений и животных, потому что природа следует пути, постепенно приводящему к совершенству" (Григорий Нисский, святой отец). Даже в таких необычных для богословов высказываниях тем не менее хорошо заметна глубокая вера в то, что все разнообразие живой природы создано Богом, Творцом, великим разумом. Изначальную природообразующую роль Творца признавали не только богословы, но и ученые - Ж. Кювье, Линней, биологи-неоламаркисты.

Не стоит считать, что идеи божественного сотворения и изначального совершенства природы остались далеко в прошлом. Безусловно, религия оказывает огромное влияние и на мировоззрение современного поколения и даже на развитие современной науки. Порой высказываются мнения, которые господствовали в Средневековье, когда людей сжигали на кострах за рассуждения о развитии природы, даются буквальные и однозначные трактовки Библии и богословов. Идеалистическое мировоззрение можно проиллюстрировать следующими словами.

Душа "возносится умом своим к тому, что предшествовало сложению мира, когда не было никакой твари, ни неба, ни земли, ни ангелов, ничего из приведенного в бытие, и к тому, как по единому благоволению своему, внезапно привел все из небытия в бытие, и всякая вещь предстала перед ним в совершенстве" (Исаак Сирин, Слово двадцать первое).

То есть Бог сотворил природу в шесть дней и привел ее в бытие одним своим словом. Иеромонах Серафим (Роуз) в работе "Православный взгляд на эволюцию" (1974) приводит такие умозаключения: "Никогда бы не помыслили об эволюции люди, верующие в Бога... Современная наука знает только то, что наблюдает, и что можно разумно вывести из наблюдений.., ее догадки имеют значение не большее и не меньшее, чем мифы и басни древних язычников... Вам придется представить более веские доказательства, чем те, какие существуют, ибо для объективного и беспрестанного наблюдателя "научные доказательства" эволюции крайне слабы".

Следует признать, что и религия, и наука хранят неисчерпаемые знания о мире, нас окружающем. И, по-видимому, споры об эволюции и прогрессивном развитии будут продолжаться всегда, пока человек пытается познать и осознать этот мир, пока в человеческой цивилизации живы и наука, и религия. Целью данной работы стало изучение строго материалистического, строго научного подхода к проблеме эволюционного прогресса в живой природе, поиск необходимых научных доказательств этого процесса и ответа на старый вопрос: каким образом могли возникнуть крупные эволюционные усовершенствования, например такие, как глаз осьминога, столь близкий к глазу позвоночного животного и столь далекий от примитивного глазка улитки.

Таким образом, одной из главных проблем эволюционного учения является обозначение главных направлений эволюционного процесса, то есть какими путями вообще может происходить эволюция (куда двигалось и движется все живое). Одним из таких направлений эволюции и является биологический прогресс.

7. Выступление учащегося.

РАЗНЫЕ ВЗГЛЯДЫ НА ПРОГРЕСС В ЖИВОЙ ПРИРОДЕ ЛАМАРКА И Ч. ДАРВИНА

Впервые вопрос о путях эволюции попытался разрешить Ж.Б. Ламарк. Главным направлением в философии Ламарка стала идея о том, что все живое в ходе развития стремится к самосовершенствованию себя под действием внутренних потребностей, воли, "внутренних ощущений". Разнообразие видов живых существ, по Ламарку, не является хаосом всевозможных форм. В этом разнообразии можно усмотреть определенный порядок, как бы ступени последовательного и неуклонного повышения уровня организации от самых простых до наиболее сложных и совершенных. Это привело ученого к принятию первых и важнейших постулатов.

Во-первых, виды организмов не остаются вечно неизменными, как это утверждает религия, а изменяются во времени. Во-вторых, развитие живых организмов идет в направлении постепенного и неуклонного усовершенствования от простых - к сложным по пути прогресса. Это постепенное усовершенствование организации Ламарк назвал градацией. На каждом градационном уровне возникло разнообразие типов живого. Движущей силой градации он как раз считал "стремление природы к прогрессу". А такое "стремление к прогрессу" свойственно всем живым существам, будучи вложено в них Творцом, то есть Богом. В этой части своей теории Ламарк объясняет прогрессивную эволюцию теологически - природа внутренне стремится к какой-то цели по велению Божьему, и именно высший Творец создал "материю и природу" и тем самым косвенным образом является Творцом всех продуктов саморазвивающейся природы.

Из биологов нового времени советский специалист по биомеханике Н. А. Бернштейн также считает, что понятие эволюционного прогресса требует признания цели в эволюции. (Может ли быть эволюция направленной, если впереди нет цели?) В понимании Бернштейна у живых организмов существует заранее разработанная кодовая модель цели и программа действий для прокладывания путей к этой цели. По его мнению, любой организм имеет нечто вроде ДНК-автопилота, который запрограммирован на достижение эволюционного результата и подавляет отклонения в развитии как несовершенства, идет ли речь о развитии эмбриона или целой эволюционной группы. Идеалистичность идей Ламарка и его современных последователей вполне очевидна.

Идея направленности эволюции легла в основу и более поздних концепций "батмогенеза" Э. Копа, "ортогенеза" Т. Эймера, "аристогенеза" Г. Осборна, "номогенеза" Л. С. Берга, хотя их авторы отнюдь не склонны признавать свое духовное родство с классическим ламаркизмом. Сущность всех этих концепций заключается в утверждении, что эволюция проходит на основе неких "закономерностей" по пути прогресса, что обусловлено изначальным свойством живой материи самосовершенствоваться.

Материалистический подход к проблеме изучения направлений эволюционного процесса отличается от идеалистического в двух важнейших моментах: во-первых, эволюция в целом не имеет предопределенного характера, поскольку путь прогресса (понимаемого здесь как морфофизиологическое усовершенствование организации) - лишь одно из возможных ее направлений; во-вторых, прогрессивная эволюция протекает под контролем тех же механизмов, что и другие направления эволюционного процесса (ненаправленная мутационная изменчивость, естественный отбор, преадаптация и др.), а отнюдь не обусловлена "изначальными свойствами" живой материи.

Ч. Дарвин рассматривал эволюцию иначе, чем Ламарк (хотя они оба, несомненно, признавали сам факт эволюции). Он считал эволюцию процессом приспособления, а, следовательно, повышение уровня организации - только частным результатом этого процесса. Возрастание приспособленности в ходе эволюции обычно сочетается с усложнением организации: по мере постоянного изменения и усложнения условий среды адаптационно усложняется и строение организмов. Дарвин отрицал какой-либо божественный замысел в развитии природы. Дарвин пишет: "Некоторым трудно избежать олицетворения слова "природа". Что касается меня, то под словом "природа" я понимаю совокупность действия и результаты этого действия многих законов природы, а под словом "законы" в свою очередь, очередные, проверенные нами результаты явлений".

8. Выступление учащегося.

ПРОБЛЕМА УСЛОЖНЕНИЯ ОРГАНИЗМОВ В ТЕОРИЯХ ДЖ. ХАКСЛИ И А. Н. СЕВЕРЦОВА

После Ч. Дарвина проблема адаптационного усложнения организмов разрабатывалась в двух направлениях: одно развивалось Б. Реншем и Дж. Хаксли за рубежом, другое - у нас в стране А. Н. Северцовым и его школой.

Б. Ренш, так же как и Ламарк, справедливо считал, что эволюция может идти и по горизонтали, и по вертикали. Дж. Хаксли для обозначения уровней организации вернулся к ламарковскому термину "грады" (ступени). Анализ направлений эволюции привел Дж. Хаксли к постановке вопроса: куда вообще идет эволюция и что может служить критерием прогрессивности? Отсюда парадокс Дж. Хаксли: кто более прогрессивен - человек или туберкулезная бацилла, вызывающая его заболевание?

Эти вопросы Дж. Хаксли пытался разрешить в своей теории ограниченного и неограниченного прогресса, согласно которой эволюция, несомненно, прогрессивный процесс, но прогресс этот в основном ограниченный, групповой. Переходя от грады к граде, каждая группа организмов (таксон) развивается прогрессивно, но в конце концов приходит к стасигенезу или вымиранию, играющему стабилизирующую роль. Лишь одно направление эволюции, которое привело к возникновению человека, представляет собой путь неограниченного прогресса, поскольку обусловливает выход на совершенно новый уровень эволюции - социальный. В литературе некоторое время спустя после публикаций идей Дж. Хаксли широко обсуждался вопрос о том, правомерно ли выделение неограниченного прогресса или же это идеалистический подход. Н. В. Тимофеев-Ресовский, Н. Н. Воронцов, А. В. Яблоков (1969) поддержали мнение зарубежного ученого. Действительно, только человек начал приспосабливать среду к себе, снизив действие естественного отбора: достижения в области медицины позволили найти способы лечения многих заболеваний, использование новых технологий в земледелии решило проблему продовольствия и борьбы за пищевые ресурсы, использование одежды и открытие природных энергоресурсов позволило человеку освоить места, которые раньше были бы недоступны для его жизни. Кроме того, для человека открываются бескрайние просторы в области самосовершенствования личности, интеллектуальных способностей, что отличает его от других представителей царства животных.

Однако теория Дж. Хаксли, констатируя явление, не позволяет проанализировать его на досоциальном уровне и не объясняет причин ограниченности прогресса всех живых организмов, кроме предков человека. Гораздо более плодотворным представляется подход А. Н. Северцова (1925). И Дж. Хаксли, и А. Н. Северцов исходили из дарвинского положения о том, что повышение уровня организации - частный и необязательный результат эволюции, возникающий под действием тех же факторов, которые вызывают любое другое приспособление. Преимущество же теории А.Н. Северцова в том, что основное внимание обращено не на критерии, а на результаты различных путей эволюции.

9. Выступление учащегося.

ПУТИ ДОСТИЖЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО ПРОГРЕССА ПО А. Н. СЕВЕРЦОВУ. БИОЛОГИЧЕСКИЙ РЕГРЕСС И ПРОБЛЕМА ВЫМИРАНИЯ ВИДОВ

А. Н. Северцов (1866-1936) - выдающийся биолог, зоолог, сравнительный анатом и эволюционист. Он основал новое, оригинальное направление в биологии - эволюционную морфологию. Учение о биологическом прогрессе и регрессе он основал на добытых знаниях об эволюции отдельных систем организмов низших позвоночных в индивидуальном и историческом развитии.

Именно А. Н. Северцов впервые предложил различать два типа прогресса в живой природе: биологический и морфофизиологический прогресс. Он исходил из того, что широкое распространение и процветание какого-либо вида в природе не всегда сопровождается высокой организацией.

Биологический прогресс проявляется в том, что та или иная группа животных сильно размножается, расселяется и захватывает новые ареалы. Это происходит при особенно благоприятных обстоятельствах, когда данная группа имеет обильный корм, у нее мало врагов и нет серьезных препятствий для размножения.

Непрерывно возрастающее число особей данного вида служит признаком биологически прогрессивной эволюции этого вида. Например, в надклассе рыб, включающем более 20 тысяч видов, 95 % составляют биологически прогрессивные костистые рыбы, а современные двоякодышащие рыбы представлены всего 6 видами, очень малочисленными. Первые освоили различные места обитания, вторые обитают только в пресной воде на ограниченных участках. Итак, биологический прогресс, по Северцову, характеризуется тремя признаками:

1) численным увеличением особей данной систематической группы;

2) прогрессивным расселением и захватом новых ареалов;

3) распадением группы на соподчиненные систематические единицы (разновидности, подвиды, виды и т. д.).

А. Н. Северцов подчеркивает, что содержание, которое он вкладывает в выражение "биологический прогресс", равнозначно дарвинскому понятию "победы в борьбе за существование". Оно обозначает, что потомки какого-либо прогрессивного вида занимают доминирующее положение в природе по сравнению с представителями родственной им группы, которая не прошла подобной эволюции. Возникает вопрос, почему же количество "низших", непрогрессивных организмов значительно больше, чем высокоорганизованных и прогрессивных. Так, например, в 1 м3 почвы живет до 20 миллиардов (!) особей простейших. А. Н. Северцов пришел к выводу, что биологический прогресс как успех группы в борьбе за существование может достигаться разными путями - усложнением или упрощением организации; следовательно, "носителями биологического прогресса могут быть как высоко - так и низкоорганизованные формы. На знаменитый вопрос Дж. Хаксли "кто прогрессивнее, туберкулезная бацилла или человек" можно дать такой ответ: и туберкулезная бацилла, и человек - формы биологически прогрессивные, поскольку не сокращается занимаемый ими ареал и не падает их численность.

Таким образом, пути достижения биологического прогресса (по Северцову) следующие:

1) Морфофизиологический прогресс - ароморфоз - такие значимые изменения строения организма и его функций, которые поднимают энергию жизнедеятельности на новый качественный уровень. То есть морфофизиологический прогресс является лишь частным способом биологического прогресса, одним из способов его достижения.

2) Морфофизиологическое приспособление (адаптация в узком смысле слова, или идиоадаптация).

3) Эмбриональные приспособления (ценогенезы).

4) Морфофизиологическая дегенерация (упрощение строения).

Для организма паразита, обитающего внутри тела хозяина, большинство систем органов оказываются бесполезными. Упрощение строения при паразитизме объясняется переходом животных и растений от активного способа питания к пассивному, от активного образа жизни к сидячему. При этом у организмов редуцируются органы, несущие активные функции (конечности, нервная система, корни, листья), но значительного развития достигают такие органы, как присоски, крючья, половая система. То есть упрощение строения ведет к увеличению численности вида и его экологическому процветанию. Например, водные цветковые растения, растения-паразиты и полупаразиты, животные-паразиты, усоногие раки, некоторые оболочники являются биологически процветающими формами.

Практически нельзя найти особь животного и растения, у которой не были бы обнаружены те или иные паразиты. Паразитические существа есть во всех классах одноклеточных, в 13 из 14 классов червей, в 5 классах членистоногих, есть паразиты и среди позвоночных животных. Среди высших растений паразитические виды встречаются более чем 2 000 родов (повилика, заразиха и т. д.).

Упрощение строения или общая дегенерация - один из путей достижения биологического прогресса, является не чем иным, как следствием вторичной утраты потомками ароморфозов, приобретенных предками. Ароморфозы представляют собой кардинальные морфологические перестройки, которые обеспечивают организмам переход на новый уровень организации. Крупными ароморфозами являются возникновение внутреннего скелета у хордовых, поперечно исчерченной мускулатуры у членистоногих, трахейной системы у насекомых.

Рассмотрим в качестве примера ароморфных изменений класс головоногих моллюсков. Известно, что завоевание новых мест обитания связано с развитием подвижности организмов. Головоногие моллюски произошли от малоподвижных животных - моноплакофор, живших в придонном слое свыше полумиллиарда лет назад, в конце кембрийского периода. Моноплакофоры считались вымершими, пока в начале 1950-х годов в глубинах Тихого океана не был открыт первый современный представитель - неопилина.

Моноплакофоры ползали по дну, имели широкую ногу и высококоническую колпачковидную раковину. Верхняя часть внутренностного мешка, включавшего пищеварительную и половую железы, занимала примакушечную часть раковины и отделялась от нее несплошной перегородкой. Затем образовалась целая серия таких как бы вставленных друг в друга колпачковидных перегородок, пронзенных отверстием, в которое входила вершина внутренностного мешка. Пространство между ними и стенкой раковины - незамкнутые камеры - заполняла жидкость, мало чем отличающаяся от морской воды.

И вот тут-то произошло событие, которое сразу отделило образовавшуюся новую форму от моноплакофор. Обычный в мембранах клеток самых разных организмов фермент - мембранная натрий-калиевая аденозинтрифосфатаза, или Nа+-К+-атфаза, регулирующий обмен одновалентных ионов через мембрану, - стал откачивать из внутрикамерной жидкости ионы натрия (калия в морской воде мало), а с ними стали выходить и ионы хлора. Жидкость в камерах опреснялась и становилась легче морской воды. Ионы перекачивались через мембрану в кровь, кровь осолонялась, между нею и камерной жидкостью создавалась разница осмотического давления, которая выгоняла жидкость из камер в кровь. В камерах создавалось разрежение (конечно, относительно гидростатического давления на той глубине, где жил моллюск), и туда пассивно диффундировали растворенные в крови газы. Кислород быстро поглощался тканями, а азот оставался.

В камерах появлялись газовые пузыри. Моллюск становился легче воды и мог всплывать над дном. Активно плавающих в толще воды хищников тогда не было, и оторвавшийся от дна моллюск оказывался в безопасности. Откачивать ионы нужно было непрерывно, поэтому когда ему нужно было опуститься на дно, он просто прекращал это делать. Соленая вода через кровь поступала в камеры, и моллюск становился тяжелее.

Так возник механизм регуляции плавучести жесткого жидкостного типа ("подводная лодка"): прочная структура, способная противостоять раздавливающему гидростатическому давлению морской воды, и в ней камеры, которые могут либо пассивно заполняться морской водой, либо активно опустошаться и впоследствии пассивно заполняться газом. Это был первый важнейший ароморфоз на пути эволюционного развития головоногих. Он положил начало самому классу. На основе этого ароморфоза - и только после него - возникли новые приспособления очень широких возможностей: ползательная нога моллюска превратилась в воронковидную трубку, соединенную с мантийной полостью. Возникло, стало быть, сопло нового - гидрореактивного движителя. Основным источником движущей силы стали парные мускулы. Быстро втягивая голову моллюска в мантийную полость, они тем самым выжимали воду из мантийной полости через воронку и создавали реактивный толчок назад или вниз в зависимости от того, куда было направлено подвижное устье воронки. Эластичные коллагеновые волокна, растянувшиеся при сокращении мышц, подобно пружине, возвращали голову в первоначальное положение, а мантийная полость пассивно заполнялась водой - холостой ход движителя.

Эти два независимых и существенно разных ароморфоза, из которых второй мог возникнуть только после первого, и привели к возникновению основного плана строения головоногих моллюсков. За ними последовали другие, менее масштабные, но не менее важные приспособления. Щупальца моноплакофор преобразовались в руки головоногого моллюска, способные удерживать добычу. Усовершенствовались органы дыхания, кровоснабжения и пищеварения.

Таким образом, от малоподвижности путем ароморфоза моллюски перешли к подвижному образу жизни. Головоногие развивались одновременно с рыбами, которые охотились на них. Поэтому, чтобы успешно выжить в мире рыб, надо было сравняться с рыбами в бросковой скорости и маневренности, либо уйти в глубины океана. А для этого необходим был полный отказ от раковины не только как от средства пассивной защиты, но и от механизма плавучести. Отсюда головоногих моллюсков ждал еще один ароморфоз - переход к внутренней раковине и далее полный отказ от нее. В настоящее время головоногие моллюски - наиболее высокоразвитые беспозвоночные, которых недаром называют приматами моря. Это одна из бурно развивающихся групп.

Кроме масштабных ароморфозов, которые приводят к возникновению новых таксономических групп (например, классов, типов), существуют и менее масштабные эволюционные изменения, ведущие к биологическому прогрессу, - это идиоадаптации. При идиоадаптации происходит перестройка признаков, характерных для предков.

В отличие от ароморфоза идиоадаптации существенно не меняют уровень организации и происходят на уровне подвида, вида, рода - все сводится к лучшему приспособлению к условиям среды.

Например, черепахи отделились от котилозавров еще в пермскую эпоху и приобрели характерные черты строения: плотный костный спинной щит и брюшной щит. Оба щита образовали прочный защитный панцирь, в который при опасности могут спрятаться голова и конечности. Эти изменения оказались очень стойкими, и в таком виде черепахи дожили до наших дней.

Однако различные виды черепах приспособились к различному образу жизни. Одни из них живут в сухих местностях - это сухопутные черепахи (Testudo graeca), есть болотные формы (например, наша болотная черепаха - Emis lutaria), имеются пресноводные черепахи (Clemis) и чисто пелагические формы (Sphariis, Chelone), обитающие в открытой части водоемов.

Существуют различия и по способу питания: одни черепахи употребляют только растительную пищу, другие питаются животной пищей.

Несмотря на все эти изменения адаптивного характера, общий уровень организации черепах в течение многих миллионов лет эволюции не повысился - они остались всего лишь рептилиями. Разнообразие видов черепах возникло не путем ароморфозов (повышающих уровень организации), а путем частных приспособлений к различным условиям среды - идиоадаптаций.

Аналогичная картина наблюдается у змей. Эти рептилии отделились от общего предкового ствола с ящерицами. От ящериц они отличаются способом питания и передвижения. Змеи - хищники, глотающие добычу целиком. В связи с этим у них произошло изменение ротового аппарата, способного значительно растягиваться. У змей атрофировались передние и задние конечности, увеличилось число позвонков, сильно удлинилось тело и произошли другие изменения во внутренних органах (например, редукция одного легкого).

Хотя змеи отличаются от ящериц, их организация не выше, чем у ящериц.

А. Н. Северцов считает, что идиоадаптации являются самым распространенным способом эволюции. Таким путем происходила эволюция внутри каждого класса животного мира. К идиоадаптациям относятся различные изменения окраски животных, включая случаи покровительственной и защитной окраски (полосатая зебра по уровню организации не выше, чем однотонно окрашенная дикая лошадь Пржевальского), мимикрия, различные изменения конечностей млекопитающих (стопохождение у енотовых, роющая конечность крота, летательная - у летучей собаки, лазательная конечность у ленивца, хватательная конечность у обезьяны, плавательная конечность кита, пальцеходная конечность у лошади).

А. Н. Северцов отмечает, что прогрессивная эволюция идет путем чередования периодов ароморфоза и идиоадаптации. Периоды подъема уровня организации путем ароморфозов сменяются периодами, когда не происходит никакой морфофизиологической прогрессивной эволюции. Причем периоды ароморфозов значительно короче во временном плане, чем периоды идиоадаптаций. Во время идиоадаптаций, идущих следом за ароморфозом, прогрессивная группа распадается (дивергирует) на множество дочерних групп, которые отличаются друг от друга различными признаками, являющимися приспособлениями к разнообразной среде обитания.

Например, млекопитающие произошли от примитивных рептилий в пермский период. В мезозое их эволюция шла очень медленно. Она пошла быстрыми темпами только с начала эоцена. Ароморфные изменения, появившиеся в этот период, были связаны с увеличением и усложнением легких, с образованием четырехкамерного сердца и с дифференцировкой зубов, обеспечившей лучший способ захватывания и пережевывания пищи. Волосяной покров уменьшил чувствительность к переменам температуры. К числу ароморфозов можно причислить и развитие млечных желез. Важным прогрессивным изменением мозга явилось увеличение и усложнение больших полушарий и мозжечка, что обеспечило развитие высших психических способностей млекопитающих. В своей работе "Эволюция и психика" А. Н. Северцов доказал, что психическая деятельность значительно повышает пластичность млекопитающих по отношению к быстрым изменениям внешней среды. Возникающие приспособительные механизмы происходят не путем видоизменения каких-либо органов, а путем изменения привычек, поведения, социальных отношений. Поэтому развитие мозга у млекопитающих - важнейший ароморфоз.

После периода накопления ароморфозов, описанных выше, начался период идиоадаптаций. В пределах класса млекопитающие развивались в различных направлениях: одни приспособились к наземному образу жизни (копытные), другие - к водной среде (ластоногие, китообразные), к жизни в почве (кроты, землеройки), к жизни на деревьях (белки) и т. д.

Помимо ароморфозов и идиоадаптаций биологический прогресс видов может происходить путем возникновения различных полезных приспособлений, обеспечивающих выживание и развитие организмов в эмбриональном и личиночном периоде их жизни. Такие приспособления А. Н. Северцов назвал ценогенезами, пользуясь термином, который впервые применил Эрнст Геккель.

Ценогенезы - это эмбриональные и личиночные приспособления, которые позже исчезают, но очень помогают развивающемуся организму. Например, ценогенезами являются возникновение вторичных яйцевых оболочек у амниот, плаценты у млекопитающих, развитие наружных жабр у амфибий.

Стоит отметить, что главное значение разработанной А. Н. Северцовым теории главных направлений эволюционного процесса заключается в том, что она объяснила факт существования в одно и то же время форм, находящихся на разных уровнях организации: они равно идут по пути биологического прогресса, только разными дорогами.

Каким же образом могли возникнуть крупные эволюционные усовершенствования, какие материальные основы несет процесс биологического прогресса? Даже современная теория эволюции не может найти удовлетворительного ответа на этот вопрос, хотя существует множество гипотез и теорий, которые все-таки пытаются объяснить причины этого процесса. Многие ученые пытались примирить факты резкого ускорения эволюционного развития в периоды ароморфозов, быстрого появления "эволюционных новшеств" с материалистическим духом дарвинизма.

Для этого создавали гипотезы о внезапных, но вполне целесообразных и с самого начала совершенных перестройках генотипа, например макромутациях, поддерживаемых отбором, или крупных скачках (сальтациях). В последние годы к ним прибавились идеи о переносе генетических элементов от других членов существующего сообщества разных организмов плазмидами или вирусами. Сюда же можно отнести и описанные выше идеалистические представления о внешней или внутренней силе, направляющей развитие в сторону усовершенствования.

Многие признают, что у жизни нет другой цели, кроме нее самой, - "жить чтобы жить", и стало быть, понятие биологического прогресса в смысле А. Н. Северцова вполне соответствует цели эволюционного развития. Отсюда понятие эволюционного прогресса - это лишь наше впечатление о реальной истории жизни на Земле, наше антропоцентрическое представление о том, чего в действительности нет. Поэтому материалистический взгляд на эволюцию сильно критикуется и православными богословами, и сторонниками идеалистического мировоззрения в биологии.

К. Н. Несис, доктор биологических наук, опытный ихтиолог, видит решение загадки прогрессивной эволюции в следующем.

Биологический прогресс формирующегося вида рождается в активной конкурентной борьбе за место в адаптивной зоне (место обитания, новое для этого вида, но обладающее лучшими условиями для жизни). В этой борьбе силы конкурирующих животных приблизительно равны. Любое новое приспособление к условиям новой среды немедленно давало одному из конкурентов преимущество в конкурентной борьбе и немедленно вызывало ответную реакцию - приспособление у другого.

Например, в последнее время чаще развивается идея о том, что головоногие моллюски и рыбы, относящиеся к разным типам животного мира, очень сходны между собой (конвергенция). Черты их сходства обнаруживаются в форме тела, способах плавания, в строении органов зрения (что подчеркивал еще Дарвин) и других органов, в поведении, особенно в стайном, и т. д.

Основной движущей силой прогрессивной эволюции головоногих на протяжении сотен миллионов лет была конкуренция, прежде всего с рыбами. Головоногие питались и питаются рыбами, а рыбы - головоногими. Кроме того, они конкурируют из-за общей пищи. Молодь рыб поедает личинок кальмаров, молодь кальмаров - личинок рыб, взрослые рыбы едят молодых кальмаров, а взрослые кальмары - молодь рыб, а эвфаузиидами или креветками питаются и те и другие. Борьба между этими животными шла за верхнюю часть склона шельфов тропической зоны и эпипелашаль. Там, в зонах наиболее острой конкуренции, с конца палеозоя складывались все более прогрессивные формы головоногих. В результате средний геологический возраст видов, обитающих на тропических шельфах, - самый молодой.

Смена одной доминирующей в развитии группы другой - всегда крупный переворот в истории биосферы. Он влечет за собой изменения целых экосистем. Виды постоянно сменяют друг друга. Обычное существование вида у наземных позвоночных - сотни тысяч лет, а у морских беспозвоночных - несколько миллионов лет. Явление, противоположное биологическому прогрессу, - биологический регресс - свидетельствует об угасании филогенетической группы, ведущем к вымиранию. Вымирание видов - такой же естественный процесс, как их возникновение. Но крупные перевороты в истории Земли - это вымирание целых крупных таксонов.

Вот еще одна до конца не разгаданная загадка - синхронное вымирание крупных таксонов. Так же, как и биологический прогресс, состояние регресса может длиться очень долго. Оставшиеся немногочисленные представители некогда биологически прогрессивных групп, найдя свою экологическую пищу, существуют и в настоящее время. Они называются реликтами и практически не эволюционируют. Например, современная кистеперая рыба - латимерия, ближайшие родственники которой жили в девонском периоде более 200 миллионов лет назад.

10. Заключение конференции

Иосиф Бродский в "Элегии" очень красиво написал о явлении эволюции: "Эволюция - не приспособленье вида к незнакомой среде, но победа воспоминаний над действительностью". Исторически сложилось так, что проблемы эволюции и эволюционного прогресса всегда вызывали широкий резонанс не только в научной среде, но и у всех людей, спрашивающих себя: кто мы, откуда мы и куда мы идем. В зависимости от сложившихся знаний об окружающем мире, каждый человек пытается дать ответ на эти очень непростые вопросы.

Необходимо помнить, что прогресс - понятие условное. "В лестнице природы, построенной муравьем, на вершине наверняка стоял бы муравей", - размышляет В. А. Красилов.

Развитие биосферы Земли - процесс прерывистый, он представляет собой периоды прогресса и расцвета каких-то жизненных форм, сменяющихся периодами регресса и вымирания этих форм. Так, в девонском периоде появились первые земноводные, вставшие на путь накопления ароморфозов. Заселив наземную среду обитания, они господствовали на ней в течение 75 миллионов лет. На границе палеозойской и мезозойской эр бурный биологический прогресс претерпевают пресмыкающиеся, быстро вытесняющие земноводных, которые с тех времен и до современного состояния переживают биологический регресс. Освобождающиеся вымирающими динозаврами экологические ниши стали занимать бурно развивающиеся млекопитающие и птицы, биологический прогресс которых продолжается и до настоящего времени. А такой класс, как костистые рыбы, пройдя период бурного расцвета к началу мезозойской эры и прочно заняв разнообразные места обитания, до настоящего времени находится в состоянии стабильного господства среди позвоночных в водной среде обитания.

Таким образом, эволюционный прогресс - это одновременно и история макроэволюции (эволюции надвидовых таксонов), и история ароморфозов (принципиально новых приобретений живых организмов, обеспечивающих им превосходства в новых условиях). В таком понимании эволюционный прогресс - не только эпоха господства человека, но и в то же время - эпоха господства высших приматов, копытных, зубатых китов, насекомых с полным превращением и безраковинных головоногих моллюсков.

Человек силой ума смог проследить эволюционную линию "амеба - человек", однако в настоящий момент сложно определить дальнейшие пути эволюции человечества, скажем, на ближайшие несколько тысяч лет. Ждет ли нас путь биологического прогресса либо путь биологического регресса, остается неизвестным. Ведь степень вмешательства человека в процесс эволюции очевидна (например, биотехнический прогресс, научно-техническая революция, появление глобальных экологических проблем, вызванных нерациональной деятельностью человека, нарушают естественное движение эволюции).