естественно научные предпосылки возникновения учения дарвина
Естественно научные предпосылки возникновения учения дарвина
В полувековой период между выходом в свет работ Ламарка (1809) и Дарвина (1859) естествознание обогатилось рядом открытий, способствовавших утверждению эволюционных взглядов на живую природу.
В химии было установлено, что живая и неживая природа состоит из одних и тех же элементов. В геологии Ч.Лайель (1797-1875) доказал, что поверхность Земли изменяется не в результате катастроф, а постоянно. В этом процессе играют роль колебания температуры, ветер, дождь, морской прибой, деятельность организмов (растений и животных), землетрясения, извержения вулканов и т.д.
Теория Лайеля сыграла прогрессивную роль в развитии всего естествознания. Первый том его выдающегося труда «Основы геологии» Дарвин брал с собой в кругосветное путешествие. Геологические наблюдения во время путешествия убедили его в обоснованности теории Лайеля. Знакомство с этой теорией способствовало формированию эволюционных взглядов Дарвина.
Влияние учений Кювье, Шванна и Бэра
Сравнительная анатомия пополнилась крупными обобщениями. Ж.Кювье создал теорию типов строения животных. Сравнительно-анатомическое изучение животных в пределах типа подтверждало сходство и возможное родство организмов, происхождение их от единого корня.
Создание клеточной теории Т.Шванном, согласно которой в основе микроскопического строения всех организмов лежит клетка, относится к числу крупнейших открытий первой половины XIX в. Клеточная теория показала глубокое единство всей живой природы и этим, как отметил Ф.Энгельс, подготовила создание эволюционной теории.
Эмбриологические исследования русского академика К.М.Бэра показали, что развитие всех организмов начинается с яйцеклетки. Бэр показал, что обнаруживается поразительное сходство в строении зародышей животных, относящихся к разным классам, особенно на ранних стадиях развития.
Накопившиеся к этому времени в большом количестве палеонтологические находки и материалы из области географического распространения животных и растений также не укладывались в прежние метафизические представления.
Рождение теории
Итак, в первой половине XIX в. уже был собран огромный материал из различных областей естествознания (геологии, палеонтологии, биогеографии, эмбриологии, сравнительной анатомии, учения о клеточном строении организмов, селекции), противоречащий метафизическому мировоззрению и свидетельствующий в пользу эволюции.
Нужна была идея, теория, обобщение, которое сумело бы объяснить накопившиеся факты, дать им правильное толкование. Это и сумел сделать Дарвин. Тому, что Дарвин произвел переворот в науке, способствовали как его личные качества, так и та социально-экономическая и научная обстановка, в которой протекала его деятельность и формировалось его мировоззрение.
Предпосылки возникновения теории Дарвина (Таблица)
Справочная таблица содержит основные научные и социально-экономические предпосылки возникновения теории эволюции Чарльза Дарвина, ученые из различных областей науки и их труды, вклады в формирование эволюционных взглядов.
Область науки (или направление биологии)
Научный труд или теория, автор, ученый
Вклад в формирование эволюционных взглядов
Научные предпосылки теории Чарльза Дарвина
Иммануил Кант (1724-1804гг.)
«Всеобщая естественная история и теория неба»
Идея о происхождении космических тел естественным путем (а не в результате Божественного творения) и возможности их эволюции
Пьер Лаплас (1749-1827гг.)
«Изложение системы мира»
Идея развития во времени Земли и всей Солнечной системы
Чарлз Лайель. «Основы геологии», 1830г.
Геологическая эволюция поверхности Земли непрерывна и продолжается в настоящее время. Она происходит постоянно под действием повседневных факторов — ветра, дождя, колебаний температуры, морского прибоя, жизнедеятельности растений и животных
Фридрих Веллер — впервые осуществил синтез органических веществ, 1824г.
Показал, что образование органических веществ происходит без участия особой «жизненной силы»
Й.Берцелиус (1779-1848гг.) показал общность элементного состава живой и неживой природы
Идея о единстве всей природы
Трансформизм XVIIIв. — Д.Дидро, Ж.Ламетри, П.Гольбах, Ж.Бюффон
Изменяемость форм растений и животных под влиянием естественных причин
Работы ГётеИ.В. (1749-1832гг.), A.Декандойля (1806-1893гг.), B.Гофмейстера (1824-1877гг.)
Единство плана строения растений
Карл Линней. «Система природы», 1735г.
Классификация растений и животных. Бинарная номенклатура. Определение вида. Идея иерархичности (соподчинения) таксонов
ЛамаркЖ.Б.. «Философия зоологии», 1809г.
Первое эволюционное учение. Доказательство факта прогрессивной эволюции, разработка классификации животных, построенной на принципе родственности организмов, а не только их сходства
Первая половина XIXв. Результаты исследований О.Декандойля, П.Латрейля, ПалласаП.С., ТревиранусаГ.Р. и других.
Разнообразие видов в пределах более крупных таксонов трактовалось данными учеными как результат изменчивости этих видов. Поэтому их исследования дали материал для обоснования мысли об общности происхождения живых существ на основании сходства строения
Теория катастроф, Жорж Кювье (1762-1832гг.)
Показана последовательная смена форм животных на Земле; нарастание сходства строения вымерших животных с современными по мере приближения к более поздним геологическим напластованиям; усложнение организации животных во времени
Принцип корреляций, Жорж Кювье
Соответствие строения органов животных друг другу. (Каждая часть тела отражает принципы строения всего организма. Ни одна часть тела не может измениться без соответствующего изменения других частей.)
Теория типов, Жорж Кювье
Сходство строения животных в пределах типа объективно указывало на их возможное родство и общее происхождение. При этом сам Ж.Кювье отрицал возможность изменения видов и эволюции (исторического развития) живой природы.
Э.Ж. Сент-Илер (1772-1844гг.) Положение о «едином плане строения всех животных»
Сходство строения органов, выполняющих одинаковые функции, и сохранение основных черт строения при изменении функции органа. Понятие гомологичных органов
М.Шлейден, Т.Шванн. Клеточная теория, 1839г.
Идея общности строения всех организмов, поскольку основой их строения является единообразный структурный элемент — клетка
Каспар Фридрих Вольф
Идея развития — впервые (1759г.) привел данные о постепенном формировании органов в ходе зародышевого развития (в определенном порядке)
И.Ф. Меккель (1781-1833гг.) «Закон параллелизма»
Впервые сформулировал положение о том, что «взрослые формы низших животных подобны зародышам высших животных»
X.И. Пандер. Открытие зародышевых листков и универсальности их закладки (1818г.)
Показал сходное течение развития зародышей животных различных систематических групп
Карл Максимович Бэр
Закон зародышевого сходства («История развития животных», 1828-1837гг.)
Показал, что развитие всех организмов начинается с яйцеклетки. При этом наблюдаются следующие закономерности, общие для всех позвоночных: на ранних этапах развития обнаруживается поразительное сходство в строении зародышей животных, относящихся к разным классам (при этом эмбрион высшей формы похож не на взрослую животную форму, а на ее эмбрион); у зародышей каждой большой группы животных общие признаки образуются раньше, чем специальные; в процессе эмбрионального развития происходит расхождение признаков от более общих к специальным. Термин «закон зародышевого сходства» принадлежит Чарльзу Дарвину, он считал этот закон одним из основных доказательств эволюции.
Биогеография и экология
Исследования Александра Гумбольдта (1769-1859гг.), К.Ф. Рулье
Показали зависимость географического распространения организмов от условий их существования; взаимосвязь организмов с окружающей средой
Николай Алексеевич Северцов (1827-1885гг.)
Предположение о том, что образование новых видов — приспособительный (адаптивный) процесс
Социально-экономические предпосылки возникновения теории Дарвина
Выведение огромного количества пород животных и сортов растений
Было показано, что путем отбора можно создавать новые формы организмов. Это явилось наглядным опровержением представлений о неизменности видов
Адам Смит (1723-1790гг.), учение о «свободной конкуренции»
Устранение неприспособленных в процессе свободной конкуренции
Томас Мальтус (1766-1834гг.) «Опыт о законе народонаселения»
Ограничение роста численности группы организмов (нарастающей в геометрической прогрессии) нехваткой ресурсов для ее существования (нарастающих в арифметической прогрессии). (Именно Томасу Мальтусу принадлежит выражение «борьба за существование».)
_______________
Источник информации: Биология: Справочник для старшеклассников и поступающих в вузы/ Т.Л.Богданова —М.: 2012.
Характеристика предпосылок возникновения учения Чарлза Дарвина
Вопрос 1. Какие данные геологии послужили предпосылкой эволюционной теории Ч. Дарвина?
Благодаря исследованию слоев земной коры было получено большое количество палеонтологических данных и показано, что в самых древних слоях присутствуют лишь остатки моллюсков и рыб, в более поздних появляются остатки рептилий, еще позднее — млекопитающих. Жорж Кювье объяснял это своей теорией катастроф (резкие изменения условия обитания и глобальные стихийные бедствия), однако английский геолог Чарлз Лайель доказал, что поверхность Земли изменяется постепенно под действием природных факторов (ветра, дождя, прибоя, извержения вулканов и др.). Следовательно, теория катастроф, как способ объяснения палеонтологических находок, некорректна.
Вопрос 2. Назовите открытия в биологии, способствовавшие формированию эволюционных взглядов Ч. Дарвина.
Формированию взглядов Чарлза Дарвина способствовали следующие биологические открытия:
• Т. Шванн создал клеточную теорию, которая постулировала, что живые организмы состоят из клеток, общие черты которых одинаковы у всех растений и животных. Это послужило весомым доказательством единства происхождения живого мира;
• К. М. Бэр показал, что развитие всех организмов начинается с яйцеклетки, причем в ходе эмбрионального развития у позвоночных, принадлежащих разным классам, на ранних этапах обнаруживается явное сходство зародышей;
• исследуя строение позвоночных, Ж. Кювье установил, что все органы животного являются частями одной целостной системы. Строение каждого органа отвечает принципу строения всего организма, и изменение одной части тела должно вызывать изменения других частей.
Вопрос 3. Охарактеризуйте естественнонаучные предпосылки формирования эволюционных взглядов Ч. Дарвина.
Многие научные открытия стали предпосылками к формированию эволюционных взглядов Чарлза. Дарвина. Среди них:
• теория о происхождении космических тел естественным путем (И. Кант);
• математическое обоснование теории И. Канта (П. С. Лаплас);
• единство элементного состава живой и неживой природы (И. Берцелиус);
• клеточная теория (Т. Шванн);
• наличие общих черт в эмбриональном развитии у зародышей разных классов(К. М. Бэр);
• взаимосвязанность всех органов животного и соответствие их строения (Ж. Кювье).
Вопрос 4. В чем сущность принципа корреляции Ж. Кювье? Приведите примеры.
Сущность принципа корреляции состоит в соответствии строения органов животного друг другу. Строение каждого органа отвечает принципу строения всего организма, и изменение одной части тела вызывает изменения других частей. Например, для хищника характерны когти и острые клыки, а для травоядных — копыта и сложный многокамерный желудок.
Вопрос 5. Какую роль в формировании эволюционной теории сыграло развитие сельского хозяйства?
Развитие животноводства и растениеводства привело к созданию новых пород коров, овец, свиней, выведению высокоурожайных сортов культурных растений. Были разработаны методы селекции, которые позволили максимально быстро менять в нужном направлении свойства и признаки животных и растений. Результаты этих работ противоречили представлениям о неизменности видов и способствовали постепенному развитию эволюционных идей.
План-конспект урока по теме «Естественно-научные и социально-экономические предпосылки возникновения учения Ч. Дарвина».
План-конспект урока по теме «Естественно-научные и социально-экономические предпосылки возникновения учения Ч. Дарвина» может использоваться на уроках биологии в 11 классе.
Содержимое разработки
Тема «Естественно-научные и социально-экономические предпосылки возникновения учения Ч. Дарвина».
Цель: познакомить учащихся с состоянием науки и особенностями социально–экономических условий начала 19 века.
— дать определение понятиям «эволюционная палеонтология», «корреляция».
— учить называть естественно–научные и социально–экономические предпосылки возникновения учения Ч. Дарвина.
— продолжить формирование навыков работы с текстом.
— развивать воображение, логическое мышление, память.
Методы и методические приемы: репродуктивные, частично–поисковый, рассказ с элементами беседы, демонстрация.
Оборудование: презентация, рисунки учебника, медиа-проектор.
1) § 4.2 вопросы 1-4 на стр. 204. Проверка работы с новыми терминами.
2) Обратная связь. Работа с заданиями (7 вопросов). Взаимоконтроль (даны критерии оценок). Суммативное оценивание.
А) Как переводится с лат. языка слово evolutio?
Б) Кто в 18 в. ввел термин «эволюция»?
В) Когда возникли первые доклеточные организмы, давшие начало современным многоклеточным?
Г) С чем связано пополнение Евразии новыми видами растений и животных с 1492 г.?
Д) Кто из ученых ввел понятие «вид» в биологию?
Е) Кому принадлежит создание первой эволюционной теории и термин «биология»?
Ж) Что являлось главным фактором эволюции по Ламарку?
З) Назовите автора «теории катастроф».
И) Какой закон К. Бэра гласит: Эмбрионы обнаруживают, уже начиная с самых ранних стадий, известное общее сходство в пределах типа
К) Напишите название корабля, на который Ч. Дарвин был приглашен в качестве натуралиста в 5-летнее кругосветное путешествие.
Чтобы полнее оценить все значение переворота в биологической науке, совершенного Ч. Дарвином, обратим внимание на состояние науки в первой половине 19 века.
Объяснение нового материала.
Плавный переход к новой теме (зачитываю стих о работе Ч. Дарвина).
Чарльз Дарвин, известный ученый, Однажды синичку поймал.
Ее красотой увлеченный, Он зорко за ней наблюдал.
Он видел головку змеиную И рыбий раздвоенный хвост,
«Однако,- подумал Чарлз Дарвин,- Однако, синичка сложна.
С ней рядом я просто бездарен. Пичужка, а как сложена!
Зачем же меня обделила Природа своим пирогом?
Зачем безобразные щеки всучила, И пошлые пятки, и грудь колесом?»
. Тут горько заплакал старик омраченный. Он даже стреляться хотел!
Был Дарвин известный ученый, Но он красоты не имел.
Стадия «вызов». О чем это стихотворение? Что этим хотел показать ученный? С чем идет сравнение, а значит, о чем мы будем с вами говорить сегодня на уроке?
Все предпосылки, способствующие созданию эволюционной теории Ч. Дарвина, можно условно разделить на:
Рассмотрим естественно-научные предпосылки. (презентация)
В середине 18 века (1755) немецкий философ Иммануил Кант, опубликовал книгу «Всеобщая естественная история и теория неба». В ней он изложил гипотезу, о происхождении Солнечной системы и о возможной эволюции космических тел, т.е. теорию о происхождении космических тел, естественным путем, а Пьер Симон Лаплас математически ее доказал.
Матиас Шлейден и Теодор Шванн, немецкие биологи, создали клеточную теорию, утверждающую единство клеточного строения растений и животных.
В конце 20-х годов 19 века, Российский эмбриолог Карл Максимович Бэр, доказал происхождение хордовых животных. В последствии, обобщение Бэра были названы Дарвином законом зародышевого сходства и использовались им для доказательства эволюции.
В начале 19 века появилась первая эволюционная теория Ж.Б. Ламарка.
В 1830 году, английский ученый Ч. Лайель, обосновал идею об изменяемости поверхности Земли, под влиянием различных причин (дожди, ветра, вулканы, землятресение и т.д.).
Развитие органического мира, было подтверждено результатом палеонтологических исследований. Палеонтология – это (от греч. полиос- древний, онтос – существа) наука о вымерших растениях и животных, сохранившихся в виде ископаемых остатков. Рис. 99, стр. 206.
Французский зоолог Ж.Кювье описал большое число ископаемых форм и предложил определить по ним возраст геологических слоев, в которых они обнаружены. Выявил соответствие строения организмов друг другу и назвал его принципом корреляции, рис. 100, стр. 207.
Общественно – экономические предпосылки.
Развитие капитализма и резкий рост населения в развитых странах требовал быстрого развития сельского хозяйства. Достижения селекционеров свидетельствовали о том, что человек может изменять породы и сорта, приспосабливать их к своим потребностям, путем искусственного отбора. В Англии успешно развивалось животноводство и растениеводство. Были разработаны методы селекции, позволяющие изменить в нужном направлении породы животных и сорта растений.
Сделанные к началу 19 века географические открытия, освоение новых территорий, позволили собрать огромные коллекции растений и животных (Васко да Гама, Христофор Колумб, Фернан Магеллан, Джеймс Кук).
Формированию взглядов способствовали и некоторые политико – экономические идеи. Адам Смит создал учение согласно, которому устранение неприспособленных особей происходит в процессе свободной конкуренции.
Особое значение имело учение о перенаселении, созданное английским экономистом Томасом Мальтусом. Идея перенаселения в живой природе, будет использовано Ч. Дарвином, для объяснения возникновения борьбы за существование.
Все перечисленные открытия, и многие другие ускорили процесс создания эволюционной теории.
III. Подведение итогов. Тестовые задания.
Основоположник клеточной теории
б) М. Шледен и Т. Шванн
2) Какой ученый выдвинул теорию, что развитие всех животных начинается с яйцеклетки.
б) М. Шледен и Т. Шванн
3) Кто выявил принцип корреляции, при котором в целостном организме, строение одного органа соответствует строению другого органа.
б) М. Шледен и Т. Шванн
4) Кто опроверг теорию катастроф и доказал, что поверхность Земли изменяется постепенно.
б) М. Шледен и Т. Шванн
5) кто впервые применил выражение, «борьба за существование».
б) М. Шледен и Т. Шванн
Ответы: 1- б; 2- в; 3- д; 4 –а; 5 – г.
Список использованной литературы
1. Сивоглазов В.И., Агафонова И.Б., Захарова Е.Т. Общая биология 10-11 классы – «Дрофа» М. 2008;
2. Чайка Т.И. Биология 11 класс – «Учитель» Волгоград 2008;
3. Петунин О.В. Уроки биологии в 11 классе – «Академия развития» Ярославль 2003;
4. Кулев А.В. Общая биология – книга для учителя – «Притет» С-П 2001;
Биология в лицее
Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation
Многочисленные наблюдения строения клетки и анализ результатов позволили Т. Шванну в 1839 году сделать ряд выводов и сформулировать основное положение клеточной теории: все живые организмы состоят из клеток, клетки растений и животных принципиально схожи между собой.
Однако Шванн, как и Шлейден, считали, что основную роль в клетке выполняет оболочка, при этом клетки образуются из бесструктурного вещества.
Зародышевое сходство. Карл Бэр в результате изучения эмбрионального развития всех классов позвоночных установил: на ранней стадии все зародыши очень сходны между собой, а различия приобретаются в ходе дальнейшего развития.
На основании своих наблюдений Карл Максимович Бэр сформулировал закон зародышевого сходства, который гласит: зародыши животных, относящихся к одному типу, более сходны, чем взрослые формы. Признаки типа появляются в ходе развития раньше, чем признаки класса, отряда и т. д.; последними появляются видовые признаки.
Кругосветное путешествие Ч. Дарвина на корабле «Бигль» (1831 — 1836) дало богатейший материал для его последующей работы. Дарвин проводит наблюдения за живой природой, собирает данные по геологии, а также интересуется этнографией и антропологией.
Первоочередным заданием экспедиции на корабле «Бигль» было:
Чарлз Дарвин создал замечательную теорию коралловых рифов, произвёл геологические наблюдения над процессами поднятия и опускания земной коры, собрал оригинальный материал по животному миру Южной Америки и Тихоокеанских островов. На основании собранных материалов Дарвин написал морфолого-систематическую и палеонтологическую сводку об усоногих раках.
В совокупности все научные наблюдения за время кругосветного плавания на корабле «Бигль» дали начало эволюционному учению Дарвина.
В 1839 году вышла в свет книга под заглавием: «Ч. Дарвин. — Дневник изысканий по геологии и естественной истории различных стран, посещённых кораблем «Бигль». в 1832—1836 годах», но начиная с третьего издания (1860) в названии книги появляется добавочное заглавие, под которым книга и осталась широко известной: «Путешествие натуралиста вокруг света на корабле «Бигль»».
Скелеты вымерших гигантских млекопитающих. В Пунта-Альте Дарвин исследовал тектонический разрез с многочисленными остатками гигантских животных и нашёл несколько скелетов — мегатерия, мегалоникса, сцелидотерия, милодона, макраухении, токсодона.
В Санта-Фе-Бахаду Дарвин пробыл 5 дней, занимаясь раскопками древних остатков гигантских животных — похожего на броненосца глиптодона и вымершей лошади.
Виды вьюрков Галапагосского архипелага. К дарвиновским вьюркам относится 14 видов птиц: из них 13 видов населяют острова Галапагосского архипелага, а 1 вид — обитает на о. Кокос. Считается, что все 13 видов вьюрков на Галапагосских островах произошли от одного материкового вида, который поселился здесь сотни тысяч лет назад. Данному видообразованию способствовала географическая изоляция между птицами разных островов. Наличие двух и более родственных видов на одних островах вызывает острую конкуренцию между ними. Поэтому одни из галапагосских вьюрков приспособились питаться семенами и цветами на поверхности почвы, другие находят насекомых на деревьях, а третьи не отказываются ни от семян, ни от насекомых.
Род Земляные вьюрки представлен 6 видами. Это ширококлювые птицы, которые кормятся на земле семенами и цветками опунции.
Род Древесные вьюрки также включает 6 видов. Это тонкоклювые птицы, кормящиеся на деревьях. Один вид питается растительной пищей, остальные — насекомоядные.
Род Славковые вьюрки — монотипический (представлен одним видом); этот вид наименее специализирован и встречается повсеместно.
Таким образом, специализация по типу питания зависит от вида и размеров клюва: более широкий и высокий клюв дает возможность поедать крупные семена.
Древняя фауна Австралии. Животный мир Австралии и островов очень беден высшими млекопитающими. Многих групп животных, характерных для других материков, в Австралии совсем нет. Характерной чертой фауны Австралии является широкое распространение низко организованных млекопитающих — однопроходных и сумчатых. Однопроходные (клоачные) сохранились только в Австралии и на отдельных островах. Здесь обитают два семейства однопроходных: утконосы и ехидны. Сумчатые, кроме Австралии, встречаются ещё в Южной Америке, хотя в Австралии они более многочисленны и представлены несколькими семействами, в Южной Америке — одним. В Австралийской области насчитывается до 130 видов сумчатых, причём они представлены различными группами, соответствующими различным биологическим типам высших млекопитающих; существуют сумчатые хищники, грызуны, лазающие, насекомоядные и травоядные. Сумчатые проникли в Австралию сравнительно недавно — в начала четвертичного периода, предположительно из Антарктической области, которая ранее была связана с Южной Америкой.
Утконос и два вида австралийской ехидны — единственные сохранившиеся представители одной из самых ранних групп млекопитающих, так называемых — однопроходных. Возраст древнейших млекопитающих, обнаруженных к настоящему моменту среди ископаемых останков животных, — 210 миллионов лет; предполагается, что это были небольшие, похожие на грызунов животные, которые вели ночной образ жизни и, скорее, не откладывали яйца, а рожали очень недоразвитых детенышей. Предки современных однопроходных появились около 140 миллионов лет назад, до разделения огромного древнего материка Гондвана. Окаменелые останки однопроходных были найдены в Южной Америке, но там эволюция и быстрый рост разнообразия плацентарных млекопитающих привели к их поражению в борьбе за выживание. Раннее отделение Австралии от основного континентального массива означало более низкую конкуренцию, и хотя открытия недавнего времени показывают, что плацентарные млекопитающие достигли Австралии до её отделения, они здесь не выжили. Утконос и ехидна являются живыми свидетельствами жизненно важного этапа эволюции, давая бесценную информацию о процессе развития от рептилий к плацентарным млекопитающим.