Дарвинизм и эволюционные учения программа
..pdfМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ДАРВИНИЗМ И ЭВОЛЮЦИОННЫЕ УЧЕНИЯ
Для специальности 012100 «Генетика»
УФА 2005
Печатается по решению редакционно-издательского совета Башкирского государственного педагогического университета
Дарвинизм и эволюционные учения. Программа / сост. О.А. Абро-
симова. – Уфа: Изд-во БГПУ, 2005. – 20с.
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности 012100 «Генетика».
Программа одобрена на заседании учебно-методической комиссии естественно-географического факультета Башгоспедуниверситета, прото-
кол № 28 от 21.01.04 г.
Составитель: О.А.Абросимова, канд. биол. н., доц. БГПУ
Рецензенты: В.Г. Шамратова, д-р биол. н., проф. (БГУ); Р.Р. Кабиров, д-р биол. н., проф. (БГПУ).
© Издательство БГПУ, 2005
2
ДАРВИНИЗМ И ЭВОЛЮЦИОННЫЕ УЧЕНИЯ
1. Цели и задачи дисциплины
Цель дисциплины – формирование научного представления о причинах и путях развития жизни на Земле на основе выявления основных закономерностей развития органического мира.
Основные задачи курса:
¾объяснить законы развития жизни на всех уровнях ее организации;
¾сформировать единую систему взглядов на процессы, протекающие в органическом мире;
¾показать место человека в биосфере и его ответственность за ее состояние.
2.Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Врезультате изучения курса «Дарвинизм и эволюционные учения» у студентов формируются:
¾общебиологическое мышление;
¾общие представления о методах исследования и моделирования эволюционных процессов;
¾системный взгляд на природу;
¾понимание роли эволюционных идей в биологическом мировоззрении.
Студент должен знать:
¾историю развития эволюционных идей и современные проблемы эволюционного учения;
¾основные проблемы микроэволюции и пути видообразования в природе;
¾основные проблемы и механизмы макроэволюции;
¾эволюционное развитие жизни на Земле и становление человека. Студент должен уметь:
¾выделять причинно–следственные связи природных явлений;
¾излагать материал из различных областей биологии в эволюционном аспекте;
¾объяснять общие закономерности и движущие силы развития органического мира;
¾аргументировать современный эволюционный подход к изучению биологических процессов.
3
3. Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы |
Всего |
Семестр |
часов |
||
Общая трудоемкость |
100 |
7 |
Аудиторные занятия |
70 |
|
Лекции |
40 |
|
Лабораторно–практические занятия |
30 |
|
Самостоятельная работа |
30 |
|
Вид итогового контроля: |
|
экзамен |
4.Содержание дисциплины
4.1.Разделы дисциплины и виды занятий
№ |
Разделы дисциплины |
Лек- |
Практ. |
Лаб. |
СРС |
п/п |
|
ции |
зан. |
раб. |
|
1. |
Введение |
1 |
– |
– |
2 |
2. |
Формирование эволюционной идеи |
2 |
2 |
– |
2 |
|
(додарвиновский период) |
|
|
|
|
3. |
Научные и общественно- |
2 |
2 |
– |
2 |
|
исторические предпосылки возник- |
|
|
|
|
|
новения дарвинизма |
|
|
|
|
4. |
Эволюционное учение Ч.Дарвина |
4 |
2 |
– |
2 |
5. |
Развитие эволюционной теории в |
2 |
– |
– |
2 |
|
последарвиновский период |
|
|
|
|
6. |
Происхождение и развитие жизни |
4 |
2 |
– |
2 |
|
на Земле |
|
|
|
|
7. |
Основные уровни организации |
2 |
2 |
– |
2 |
|
жизни и эволюционный процесс |
|
|
|
|
8. |
Генетико-экологические основы |
2 |
– |
2 |
2 |
|
эволюционного процесса |
|
|
|
|
9. |
Движущие силы эволюции |
6 |
– |
2 |
3 |
10. |
Микроэволюционный процесс |
2 |
– |
2 |
2 |
11. |
Вид и видообразование |
2 |
2 |
2 |
2 |
12. |
Макроэволюция и ее закономерно- |
4 |
2 |
2 |
2 |
|
сти |
|
|
|
|
13. |
Происхождение человека (антропо- |
6 |
2 |
2 |
3 |
|
генез) |
|
|
|
|
14. |
Практическое и общенаучное зна- |
1 |
2 |
– |
2 |
|
чение эволюционной теории |
|
|
|
|
|
ВСЕГО: |
40 |
18 |
12 |
30 |
|
4 |
|
|
|
|
4.2.Содержание разделов дисциплины
1.Введение
Предмет и задачи курса «Дарвинизм и эволюционные учения». Понятие биологической эволюции. Методы исследования эволюционного процесса и основные принципы эволюционного учения. Место эволюционного учения в системе биологических наук и в школьном курсе общей биологии.
2. Формирование эволюционной идеи (додарвиновский период)
Элементы эволюционизма в античной философии (Гераклит, Эмпедокл, Аристотель, Лукреций). Метафизический период в развитии науки и господство креационистских взглядов. Накопление материалов для формирования эволюционной идеи. Развитие систематики. Значение работ Д. Рея и К.Линнея. Концепции преформизма и эпигенеза. Гипотеза «вложения зародышей» и учение о лестнице существ (Ш.Бонне). Зарождение эволюционной идеи (трансформизм). Ж.Бюффон, М.В.Ломоносов, И.Гете, Э.Дарвин и др. Взгляды французских материалистов XVIII в. Борьба трансформизма и креационизма.
Эволюционная концепция Ж.Б.Ламарка. Философские основы взглядов Ламарка. Идея эволюционного развития природы. Трактовка причин эволюции: принцип градации, влияние внешней среды, «законы» прямого приспособления, упражнения и не упражнения органов, наследования приобретенных признаков. Представления Ламарка о виде. Оценка эволюционной концепции Ламарка.
3. Научные и общественно-исторические предпосылки возникновения дарвинизма
Общее состояние естествознания и философские воззрения в первой половине ХIХ в.
Накопление доказательств единства строения и происхождения организмов и исторического развития живой природы. Успехи систематики, учение о естественных группах. Развитие сравнительной анатомии и сравнительной эмбриологии. Работы К.Бэра. Значение научного наследия Ж. Кювье и Ж.Сент-Илера для дальнейшего формирования эволюционных воззрений. Создание клеточной теории. Возникновение биогеографии. А. Гумбольдт. П.Паллас. Усиление экологических аспектов в изучении природы. К.Ф.Рулье. Исторический метод в геологии. Ч.Лайель. Успехи палеонтологии. Общественно-экономические предпосылки возникновения
5
дарвинизма. Развитие капиталистических производственных отношений. Достижения практической селекции. Политико-экономические идеи (А.Смит, Т.Мальтус).
4. Эволюционное учение Ч. Дарвина
Биография и научная деятельность Ч.Дарвина. История создания труда «Происхождение видов», его краткая характеристика.
Дарвин о формах, закономерностях и причинах изменчивости. Анализ происхождения пород домашних животных и сортов культурных растений. Учение об искусственном отборе. Бессознательный и методический отбор. Условия, благоприятствующие отбору.
Доказательства эволюции природных видов. Учение о борьбе за существование и естественном отборе как причине эволюции. Предпосылки борьбы за существование, ее формы. Естественный отбор как переживание наиболее приспособленных. Творческая роль отбора в формировании приспособленности организмов и видообразовании. Принцип монофилии и дивергенции. Сравнительная характеристика эволюции культурных форм и природных видов. Проблема происхождения человека и половой отбор. Общая оценка эволюционного учения Ч.Дарвина.
5. Развитие эволюционного учения в последарвиновский период
Общая характеристика основных этапов развития эволюционного учения после Дарвина. Пропаганда дарвинизма передовыми учеными (Т.Гексли, А.Уоллес, А.Грей и др.).
Формирование эволюционной биологии и развитие дарвинизма как научного направления. Проникновение в биологию исторического метода. Филогенетические исследования. Развитие эволюционной палеонтологии (В.О.Ковалевский, О.Неймайр, Л.Долло и др.). Становление эволюционной эмбриологии (А.О.Ковалевский, И.И.Мечников) и морфологии (Э.Геккель, Ф.Мюллер, А.Дорн). Биогенетический закон.
Экологические исследования. Изучение пассивных защитных приспособлений с позиций дарвинизма (работы Г.Бэтса, А.Уоллеса). Экологофизиологическое направление (работы К.А.Тимирязева). Зарождение экспериментальной физиологии (И.М.Сеченов, И.П.Павлов).
Три течения в дарвинизме (классический дарвинизм, ламаркодарвинизм, неодарвинизм). Дарвинизм в России.
Начало экспериментальных исследований предпосылок и движущих сил органической эволюции.
Изучение наследственной изменчивости как фактора эволюции природных видов (С.И.Коржинский, Г.Де Фриз). Первые экспериментальные
6
исследования роли естественного отбора в происхождении покровительственных окрасок у насекомых (Е.Паультон, А.Чеснола). Работы Н.В.Цингера по изучению отбора как причины образования сезонных рас у растений.
Кризис эволюционного учения в первой четверти XX в. Причины и сущность кризиса. Расхождение данных ранней генетики и дарвинизма. Основные направления генетического антидарвинизма (мутационизм, гибридогенное, преадаптационное) и их оценка. Возникновение неоламаркизма как фронта антидарвинизма (механоламаркизм, ортоламаркизм и психоламаркизм). Социал-дарвинизм, его реакционная сущность. Критика антидарвинистических течений в начале XX столетия.
Формирование синтетической теории эволюции. Исследования генетических основ эволюционного процесса. Работы С.С.Четверикова. Зарождение популяционной генетики. Обнаружение запаса изменчивости в популяциях. Работы Р.Фишера, С.Райта, Д.Б.С.Холдейна по созданию генетической теории естественного отбора. Возникновение новой систематики и политипической концепции вида (Н.И.Вавилов, Дж.Хаксли). Опыты по созданию видов путем отдаленной гибридизации (И.В.Мичурин, Г.Д.Карпеченко).
Исследования экологических факторов эволюционного процесса. Экспериментальное изучение борьбы за существование. Опыты по исследованию конкуренции в смешанных посевах растений (А.А.Сапегин, В.Н. Сукачев) и у животных (В.В.Алпатов, Г.Ф.Гаузе, Р.Чэпмен). Успехи популяционной экологии (Д.Н.Кашкаров, С.А.Северцов, Ч.Элтон).
Краткая характеристика работ Ф.Добжанского, И.И.Шмальгаузена, Э.Майра, Д.Г.Симпсона, Н.В.Тимофеева–Ресовского. Успехи в исследовании молекулярных основ изменчивости. Познание генетических механизмов эволюционного процесса. Изучение экологических факторов эволюции. Общая характеристика синтетической теории эволюции.
6. Происхождение и развитие жизни на Земле
Развитие представлений о сущности жизни. Работы В.И.Вернадского. Основные уровни организации жизни (клеточный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический). Геологические, космические и биотические факторы изменения условий жизни. Эволюционные преобразования – необходимое условие существования жизни на Земле.
Краткие сведения о геохронологии. Возникновение жизни (биогенез). Современные гипотезы происхождения жизни. Значение работ А.И. Опарина, Д.Холдейна, Д.Бернала. Основные этапы биогенеза и их экспериментальное моделирование (работы С.Миллера, С.Фокса и др.), после-
7
дующие стадии биохимической эволюции. Становление клеточной организации, развитие метаболизма и репродукции протобионтов. Проблема возникновения генетического кода. Оформление ядра и полового процесса, происхождение эукариотных форм. Эволюция энергетических процессов (брожение, фотосинтез, дыхание).
Деятельность биосферы в архее и протерозое. Изменение атмосферы и литосферы Земли живыми организмами. Возникновение многоклеточности. Жизнь в докембрийских и кембрийских морях. Становление типов беспозвоночных животных и типа хордовых. Появление высших растений. Завоевание жизнью суши. Основные этапы дальнейшего развития жизни на Земле по данным палеонтологии и филогенетики. Смена флор и фаун. Краткая характеристика органического мира и состояния биосферы в палеозое, мезозое и кайнозое.
7. Основные уровни организации жизни и эволюционный процесс
Организм как объект эволюционных преобразований. Популяция – элементарная единица эволюции. Типы популяций. Разнородность генетической структуры популяций как предпосылка ее эволюционных преобразований. Интегрированность популяционных генофондов.
Биогеоценоз как арена эволюционного процесса. Влияние абиотической среды и взаимодействие организмов как основа борьбы за существование и естественного отбора.
8. Генетико-экологические основы эволюционного процесса
Роль наследственной изменчивости в эволюции. Мутации как основной материал для эволюционного процесса. Эволюционное значение разных форм мутаций. Зависимость проявления мутаций от генотипического фона. Комбинативная изменчивость и ее роль в эволюции. Эволюционное значение мейоза. Кроссинговер и его роль в рекомбинации. Значение половой и других форм перекомбинации генетического материала в эволюции эукариот и прокариот. Понятие нормы реакции и адаптивной нормы. Эволюционное значение адаптивных модификаций.
Генетико-автоматические процессы (дрейф генов) в популяциях. Их роль в изменении генофонда популяций. Влияние динамики численности популяций (волн жизни) на генотипический состав популяций.
Миграция. Значение миграции в изменении генетической структуры популяций. Принцип «основателя» (Э.Майр). Роль миграции в поддержании устойчивости видов.
Изоляция. Географический и биологический способы изоляции. Географическая изоляция озерных, островных и других популяций. Основные
8
формы биологической изоляции (биотопическая, сезонная, экологоэтологическая, генетическая). Эволюционная роль изоляции популяций.
9. Движущие силы эволюции
Борьба за существование как взаимодействие организмов с окружающей средой. Формы борьбы за существование: конституциональная, межвидовая, внутривидовая. Направления отбора при разных формах борьбы за существование. Эволюционная роль отношений хищник – жертва, паразит – хозяин, конкуренция, мутуализм. Формы внутривидовой конкуренции как результат действия естественного отбора и как фактор, регулирующий численность популяций.
Представления об отборе во времена Ч.Дарвина и в синтетической теории эволюции. Особенности естественного отбора как основной движущей силы эволюции (вероятностный характер, накапливающее и интегрирующее действие, адаптивное содержание). Элиминация как способ осуществления естественного отбора. Формы элиминации (избирательная и неизбирательная, прямая и косвенная, групповая, тотальная). Эволюционные следствия разных форм элиминации. Ведущее значение в эволюции избирательной элиминации.
Количественная характеристика естественного отбора: коэффициент, эффективность, скорость отбора. Зависимость скорости отбора от генетического разнообразия особей в популяции (Р.Фишер). Движущий отбор и его разновидности (направленный, дизруптивный). Стабилизирующий отбор. Примеры действия разных форм отбора. Замена ненаследственной изменчивости мутациями в процессе отбора. Дестабилизирующий отбор и его роль в изменении животных при доместикации. Понятие полового отбора.
Эволюция адаптаций – основной результат действия естественного отбора. Классификация адаптаций. Механизмы формирования организменных и видовых адаптаций. Противоречивость процесса адаптациогенеза.
Факторы, ограничивающие эволюцию адаптаций. Относительность органической целесообразности.
10. Микроэволюционный процесс
Определение понятия микроэволюции. Мобилизационный резерв изменчивости в популяциях. Нарушения закона Харди-Вайнберга как неизбежное явление природы. Изменения генофонда популяций при мутационном процессе и отборе. Микроэволюция как результат взаимодействия направленных и ненаправленных факторов эволюции. Сравнительный анализ роли этих факторов в изменении генофонда популяций. Популяцион-
9
ная дифференцировка вида как результат микроэволюции. Микроэволюционные процессы и видообразование.
11. Вид и видообразование
Понятие вида. История развития понятия. Типологическая концепция вида. Номиналистическая концепция (Ж.Б.Ламарк). Понимание вида Ч.Дарвином. Учение об элементарных видах. Накопление материалов об экологической и генетической структуре вида. Современная биологическая концепция политипического вида. Реальность существования и биологическое значение видов. Критерии вида. Общие признаки вида (дискретность, численность, целостность, устойчивость, историчность).
Структура вида. Генетический полиморфизм, биотипы, чистые линии. Экологическая неоднородность. Аллопатрические и симпатрические формы. Географическая изменчивость в пределах ареала. Подвиды. Географические изоляты. Гибридные зоны.
Видообразование. Значение изолирующих механизмов для внутривидовой дифференциации и обособления новых видов. Гибридогенное видообразование и роль полиплоидии в формировании новых видов. Видообразование у агамных, партеногенетических и самооплодотворяющихся форм. Постепенное видообразование как завершение микроэволюционного процесса. Теория и доказательства аллопатрического (географического) видообразования. Примеры незавершенного расхождения видов в природе. Возможность симпатрического образования новых видов на основе микроэволюционного процесса.
12. Макроэволюция и ее закономерности
Определение понятия «макроэволюция». Соотношение процессов макроэволюции и микроэволюции.
Пути макроэволюции: филетическая, дивергенция, конвергенция и параллелизм. Дивергенция как основной путь эволюции. Значение дивергенции в образовании новых систематических групп. Роль конвергенции и параллелизма в образовании сходных морфо–экологических типов организмов (жизненных форм). Биологическое значение этих процессов.
Проблема происхождения таксонов. Принципы монофилии и полифилии. Представления о сетчатой эволюции и способы ее осуществления. Сопряженная эволюция таксонов.
Направленность эволюционного процесса. Критика антидарвиновских теорий ортогенеза. Возможности и ограничения внутренних и внешних факторов эволюции как причина направленности макроэволюции. Формы направленной эволюции (ортоселекция, параллельная эволюция).
10