Evoluția lumii vii de pe Pământ. Dezvoltarea biologiei în perioada pre-darwiniană

A avut aceeași semnificație pentru biologie ca și tabelul periodic puțin mai târziu pentru chimie. Deja în secolul al XIX-lea, biologia a devenit o știință cu drepturi depline, cu orizonturi promițătoare și o gamă largă de aplicații. Mai mult, era imposibil să te pierzi în acest domeniu larg. Orice organism viu nou găsit și-a găsit „raftul”.

„Rafturile” din sistemul lui Linnaeus s-au dovedit a fi grupuri de clasificare numite taxoni. Cuvântul „taxon” provine din cuvântul grecesc antic „taxis” („structură, organizare”), iar prin acest cuvânt „taxon” este asociat cu termenul „tactică” (însemnând inițial metode de organizare a trupelor). Și prin limba latină, cuvântul „tax” („plată”) a fost format din „taxis”. Deci, din punct de vedere al etimologiei, „taxon” este o rudă îndepărtată a taxiului, o mașină care transportă persoane și mărfuri contra cost.

În clasificarea lui Linnaeus, taxonii sunt aranjați după un principiu ierarhic, adică formează niveluri. Toți taxonii de același nivel nu se suprapun. Aceasta înseamnă că sunt construite în așa fel încât orice organism viu poate fi clasificat într-un singur taxon. Prădătorii sunt un taxon separat, iar rozătoarele sunt unul separat.

În acest caz, nu ar trebui să existe un singur organism viu care să aparțină simultan la doi taxoni. De exemplu, ar fi atât un prădător, cât și un rozător. Și, în plus, nu există un singur organism viu care să nu fie inclus într-un taxon de cel mai de jos nivel.

Pe de altă parte, taxonii de nivel superior includ complet unul sau mai mulți taxoni de nivel inferior. Taxonul „mamiferelor” de nivel superior include pe deplin atât taxonul „rozătoare”, cât și taxonul „prădători”, precum și o duzină de alți taxoni. Toate rozătoarele sunt mamifere și toate carnivorele sunt mamifere. Fara exceptie.

În clasificarea sa, Linnaeus a identificat cinci niveluri de ierarhie, pe care le-a numit (dacă sunt urmate de sus în jos) clasele, detașamente, familii, naştereŞi specii. Mai târziu, oamenii de știință au adăugat mai multe niveluri superioare de ierarhie, precum și niveluri intermediare, la clasificarea lui Linnaeus, dar principiul sistematizării obiectelor biologice nu s-a schimbat.

La cel mai de jos nivel al ierarhiei organismelor vii se află specia. O specie este un grup de animale, plante sau microorganisme, care unește indivizi care au un aspect comun, structură, fiziologie și biochimie, precum și comportament. Toate organismele vii care alcătuiesc o specie se încrucișează și produc descendenți fertili, locuiesc pe un anumit teritoriu (zonă) și, în mod similar, se schimbă sub influența mediului extern. După cum vedem, pentru a clasifica un organism viu ca o specie anume, ar trebui să ia în considerare un set de o mare varietate de caracteristici. Prin urmare, descrierea unei specii este o sarcină serioasă și dificilă, de care nu orice om de știință o poate face față, ci doar erudit și pedant. Iar descoperirea unei noi specii în biologie este o mare realizare științifică.

Mai multe specii similare sunt combinate într-un gen. În acest caz, un gen poate include mai multe specii, un număr mic de specii sau chiar o singură specie. În același mod, mai multe specii formează familii, mai multe familii formează ordine și mai multe ordine formează o clasă.

Iată, de exemplu, cum arată locul unei persoane în ierarhia biologică. Specia biologică Homo sapiens aparține genului Homo din familia Hominidae din ordinul Primate din clasa Mammalia.

Genul Homo conține în prezent o singură specie, Homo sapiens, dar anterior includea cel puțin o altă specie de Homo sapiens, Homo neanderthalensis sau Neanderthal.

Să mai urcăm un nivel. Pe lângă genul Homo, familia hominicilor include și alte genuri, și anume, genurile marilor maimuțe: urangutani (Pongo), gorile (Gorilla) și cimpanzeii (Pan).

Familia hominide face parte din ordinul primatelor, care include, de asemenea, mai mult de o duzină de familii de diferite maimuțe, de exemplu, maimuțe (Cercopithecidae).

Și toată această diversitate este inclusă în clasa mamiferelor, care include, pe lângă primate, un număr mare de alte ordine, de exemplu, prădători (Carnivora), rozătoare (Rodentia), cetacee (Cetacea) și altele. În general, este clar că cu cât nivelul ierarhiei într-un sistem de clasificare este mai ridicat, cu atât mai multe animale, plante sau microorganisme includ taxonii de la acel nivel. La cel mai de jos nivel sunt mai mulți taxoni, dar nu sunt atât de numeroși.

Taxonomia biologică trebuie să fie universală. Adică, toți biologii din lume ar trebui să o înțeleagă în același mod. Prin urmare, pentru numele în biologie, nu se folosesc limbi vii, ci o limbă artificială, creată, în plus, pe baza unei limbi moarte, latină. Această limbă artificială se numește latină biologică. Latina biologică diferă semnificativ de latina clasică. Folosește alfabetul latin cu adăugarea acelor litere care nu erau cunoscute în Roma Antică și anume „j”, „k” și „w”. În plus, latina biologică folosește regulile gramaticale latine, de exemplu pentru a forma plurale și adjective. Cuvintele latine și cuvintele latinizate din alte limbi, în primul rând greaca veche, pot fi folosite ca rădăcini pentru nume.

Numele științific al oricărei specii este întotdeauna dublu (binar). Aceasta înseamnă că este format din două cuvinte: în primul rând, numele genului căruia îi aparține specia și, în al doilea rând, numele speciei. Primul cuvânt este un substantiv, al doilea este un adjectiv. Primul cuvânt este scris cu o literă mare, iar al doilea - cu o literă mică. Exemple de nume de specii: grâu dur (Triticum durum), grâu moale (Triticum aestivum), speltă (Triticum dicoccum) - toate acestea sunt diferite tipuri de grâu. Triticum (grâu) este numele generic. La rândul său, genul Triticum face parte din familia Poaceae.

Sau un alt exemplu: floarea Linnaea borealis, numită după însuși Carl Linnaeus - linnaea de nord.

Datorită sistemului lui Linnaeus, fiecare specie de animal sau plantă își avea locul în grandiosul mozaic al lumii vii. ȘI .

Biologie. Biologie generală. clasa a XI-a. Nivel de bază Sivoglazov Vladislav Ivanovici

1. Dezvoltarea biologiei în perioada predarwiniană. Lucrarea lui C. Linnaeus

Ține minte!

Ce puncte de vedere asupra originii vieții au existat în perioadele antice și medievale?

Lumea organismelor vii are o serie de trăsături comune care au evocat întotdeauna un sentiment de surpriză la oameni și au ridicat multe întrebări. Prima dintre aceste caracteristici comune este complexitatea extraordinară a structurii organismelor. A doua este oportunitatea evidentă a structurii, fiecare specie din natură este adaptată la condițiile de existență. Și, în sfârșit, a treia trăsătură pronunțată este diversitatea imensă a speciilor existente.

Cum au apărut organismele complexe? Sub influența ce forțe s-au format trăsăturile structurii lor? Care este originea diversității lumii organice și cum se menține? Ce loc ocupă o persoană în această lume și cine sunt strămoșii lui? La aceste întrebări și la multe alte întrebări le răspunde teoria evoluției, care este baza teoretică a biologiei.

Termenul „evoluție” (din latină evolutio - desfășurare) a fost introdus în știință în secolul al XVIII-lea. Zoologul elvețian Charles Bonnet. Sub evoluţie intelege biologia un proces ireversibil de schimbare istorică a ființelor vii și a comunităților lor.Învățătura evoluționistă este știința cauzelor, forțelor motrice, mecanismelor și modelelor generale de transformare a ființelor vii în timp. Teoria evoluției ocupă un loc aparte în studiul vieții. Joacă rolul unei teorii unificatoare, care formează fundamentul pentru toată știința biologică.

Idei antice și medievale despre esența și dezvoltarea vieții. Oamenii au încercat să explice originea vieții și a omului încă din cele mai vechi timpuri. Multe religii și teorii filozofice au apărut ca încercări de a rezolva aceste probleme globale.

Ideile despre schimbarea lumii înconjurătoare au apărut cu multe mii de ani în urmă. În China antică, filozoful Confucius credea că viața a apărut dintr-o singură sursă prin divergență și ramificare. În epoca Antichității, filozofii greci antici căutau acel principiu material care era sursa și principiul fundamental al vieții. Diogene credea că toate ființele sunt asemănătoare cu o ființă originală și au apărut din aceasta ca urmare a diferențierii. Thales a presupus că toate organismele vii provin din apă, Anaxagoras a susținut că din aer, iar Democrit a explicat originea vieții prin procesul de generare spontană din nămol.

Orez. 1. Sistemul lumii animale după Aristotel. Denumirile sistematice moderne corespunzătoare sunt date între paranteze

Cercetările și teoriile filozofice ale unor oameni de știință remarcabili ai Antichității precum Pitagora, Anaximandru și Hipocrate au avut o mare influență asupra dezvoltării și formării ideilor despre natura vie.

Cel mai mare dintre oamenii de știință greci antici, Aristotel, deținând cunoștințe enciclopedice, a pus bazele dezvoltării biologiei și a formulat teoria dezvoltării continue și treptate a viețuitoarelor din materie nevie. În lucrarea sa „Istoria animalelor”, Aristotel a dezvoltat pentru prima dată taxonomia animalelor (Fig. 1). El a împărțit toate animalele în două grupuri mari: animale cu sânge și cele fără sânge. El, la rândul său, a împărțit animalele cu sânge în ovipare (ovipare) și vivipare. Într-o altă dintre lucrările sale, Aristotel a exprimat pentru prima dată ideea că natura este o serie continuă de forme din ce în ce mai complexe: de la corpuri neînsuflețite la plante, de la plante la animale și mai departe la oameni (Fig. 2).

În lucrarea sa „Originea animalelor”, Aristotel a descris dezvoltarea unui embrion de pui și a sugerat că embrionii animalelor vivipare provin și dintr-un ou, dar numai fără coajă tare. Astfel, Aristotel, într-o oarecare măsură, poate fi considerat fondatorul embriologiei, știința dezvoltării embrionare.

Orez. 2. Scara creaturilor a lui Aristotel

Odată cu apariția Evului Mediu, în Europa s-a răspândit o viziune idealistă asupra lumii bazată pe dogmele bisericești. Mintea Supremă, sau Dumnezeu, este proclamată creatorul tuturor ființelor vii. Luând în considerare natura din astfel de poziții, oamenii de știință credeau că toate ființele vii sunt întruchiparea materială a ideilor Creatorului, sunt perfecte, îndeplinesc scopul existenței lor și sunt neschimbabile în timp. Această direcție metafizică în dezvoltarea biologiei se numește creaţionismul(din lat. creatio - creație, creație).

În această perioadă, au fost create multe clasificări ale plantelor și animalelor, dar cele mai multe au fost de natură formală și nu reflectau gradul de relație dintre organisme.

Interesul pentru biologie a crescut în epoca Marilor Descoperiri Geografice. America a fost descoperită în 1492. Comerțul intensiv și călătoriile au extins cunoștințele despre plante și animale. Au fost aduse noi plante în Europa - cartofi, roșii, floarea soarelui, porumb, scorțișoară, tutun și multe altele. Oamenii de știință au descris multe animale și plante nevăzute anterior. Există o nevoie urgentă de a crea o clasificare științifică unificată a organismelor vii.

Sistem de natură organică de K. Linnaeus. Remarcabilul naturalist suedez Carl Linnaeus a adus o mare contribuție la crearea sistemului naturii. Omul de știință a considerat o specie ca fiind o unitate reală și elementară a naturii vii, având nu numai criterii morfologice, ci și fiziologice (de exemplu, neîncrucișarea diferitelor specii). La începutul carierei sale științifice, C. Linnaeus a aderat la concepții metafizice, așa că a crezut că speciile și numărul lor sunt neschimbate. După ce a dezvoltat definiții scurte și clare ale caracteristicilor, omul de știință a descris aproximativ 10 mii de specii de plante și mai mult de 4 mii de specii de animale. La vârsta de 28 de ani, C. Linnaeus a publicat cea mai faimoasă lucrare a sa, „Sistemul naturii”, în care a descris principiile de bază ale sistematicii - știința clasificării organismelor vii. El și-a bazat clasificarea pe principiul ierarhiei (subordonării) taxonilor (din grecescul taxis - aranjare în ordine), când mai mulți taxoni (specii) mici sunt combinați într-un gen mai mare, genurile sunt combinate în ordine etc. Cea mai mare unitate în sistem Linnaeus era de clasă. Odată cu dezvoltarea biologiei, la sistemul de taxon au fost adăugate categorii suplimentare (familie, subclasă etc.), dar principiile taxonomiei stabilite de Linnaeus au rămas neschimbate până în prezent. Pentru a desemna specii, omul de știință a introdus o nomenclatură binară (dublă), primul cuvânt al numelui indicând genul, al doilea – specia. În secolul al XVIII-lea Limba științifică internațională era latină, așa că Linnaeus a dat nume speciilor în latină, ceea ce a făcut sistemul său universal și ușor de înțeles în întreaga lume.

Carl Linnaeus a construit primul sistem științific al naturii vii, care includea toate animalele și toate plantele cunoscute la acea vreme și era cel mai perfect pentru timpul său. Pentru prima dată, omul a fost pus în același grup cu maimuțe. Cu toate acestea, la distribuirea organismelor în grupuri taxonomice, Linnaeus a luat în considerare un număr limitat de caracteristici. De exemplu, toate animalele au fost împărțite în 6 clase în funcție de structura sistemului respirator și circulator: viermi, insecte, pești, reptile, păsări și animale. În cadrul claselor, Linnaeus s-a bazat pe caracteristici mai mici, de exemplu, el a unit păsările prin ciocul și animalele prin structura dinților lor.

Orez. 3. Sistem de plante cu flori de C. Linnaeus

Linnaeus a ales numărul de stamine ca principală caracteristică a plantelor cu flori. Acest lucru a condus la faptul că organismele care erau departe unele de altele în ceea ce privește gradul de înrudire se încadreau într-un singur grup (Fig. 3). De exemplu, liliac și salcie au fost incluse într-una dintre cele 24 de clase de plante, iar arpașul și laleaua în alta. Linnaeus a identificat toate plantele care nu au flori într-o clasă separată - secretogamia. Cu toate acestea, alături de alge, spori și gimnosperme, el a inclus și ciuperci și licheni acolo. Dându-și seama de artificialitatea sistemului său de natură, Linnaeus a scris: „Un sistem artificial servește doar până când este creat unul natural”.

Linnaeus și-a exprimat credo-ul ca om de știință: „Când am început să studiez natura, am văzut contradicția acesteia cu ceea ce ar putea fi considerat planul Creatorului. Mi-am lăsat deoparte prejudecățile, am început să mă îndoiesc de totul, apoi mi s-au deschis ochii pentru prima dată și am văzut adevărul.”

Odată cu aceasta, în secolele XVII–XIX. În Europa, a existat un sistem diferit de vederi asupra variabilității organismelor, care s-a format pe baza viziunilor asupra lumii ale filosofilor antici. Mulți oameni de știință remarcabili din acea vreme credeau că organismele sunt capabile să se schimbe sub influența mediului. Totuși, în același timp, oamenii de știință nu s-au străduit și nu au avut ocazia să demonstreze transformările evolutive ale organismelor. Această direcție în dezvoltarea biologiei se numește transformism(din latinescul transformo - transform). Printre reprezentanții acestei tendințe s-au numărat Erasmus Darwin (bunicul lui Charles Darwin), Robert Hooke, Johann Wolfgang Goethe, Denis Diderot, iar în Rusia - Afanasy Kaverznev și Karl Roulier.

Revizuiți întrebările și temele

1. Ce se știa despre natura vie în lumea antică?

2. Cum se poate explica dominația ideilor despre imuabilitatea speciilor în secolul al XVIII-lea?

3. Ce este taxonomia?

4. Pe ce principiu se bazează clasificarea organismelor a lui K. Linnaeus?

5. Explicați ideea exprimată de K. Linnaeus: „Sistemul este firul Ariadnei al botanicii, fără el afacerea cu herbariul se transformă în haos”. Sunteți de acord cu această afirmație?

Gândește-te! Fă-o!

1. Descrieți și comparați transformismul și creaționismul.

3. Luați în considerare sistemul lumii animale după Aristotel (vezi Fig. 1). Ce grupuri (tipuri) de organisme nu și-au găsit loc în el?

Lucrul cu un computer

Consultați aplicația electronică. Studiați materialul și finalizați sarcinile.

Repetați și amintiți-vă!

Plante

Principiile clasificării botanice. Bogăția lumii plantelor necesită o clasificare strictă, care ar trebui să ajute la înțelegerea diversității existente a plantelor. Sistemul taxonilor subordonați reflectă relațiile evolutive dintre organisme. Principala categorie sistematică utilizată în taxonomia biologică este vedere. Unirea speciilor strâns înrudite constituie gen, nașteri apropiate - familial, familiile alcătuiesc comanda, comenzi - Clasă, cursuri - departament, care sunt combinate în regat.În conformitate cu nomenclatura binară propusă de C. Linnaeus, numele plantei este format din două cuvinte latine, primul fiind numele genului, iar al doilea este epitetul speciei, de exemplu: păpădie (Taraxacum officinale) . Să determinăm poziția păpădiei în sistemul lumii vegetale:

Regatul plantelor (Plantae)

Înflorire de departament sau angiosperme (Magnoliophyta sau angiosperme)

Clasa Dicotiledone (Dicotiledone)

Comanda Asterales

Familia Compositae sau Asteraceae

Genul Păpădie (Taraxacum)

Specie Papadie (Taraxacum officinale)

Oamenii de știință moderni disting între plante un grup de plante superioare. Acestea sunt plante al căror corp este împărțit în organe separate, au organe de reproducere multicelulare specializate, iar în ciclul lor de viață există o alternanță de generații sexuale și asexuate. Plantele superioare includ diviziunile Briofite, Licofite, Coada-calului, Ferigi, Gimnosperme și Angiosperme (Flori).

Animale

Principiile clasificării zoologice. Animalele sunt cel mai divers grup de organisme de pe Pământ. În prezent, sunt cunoscute aproximativ 2 milioane de specii.

Sistemul animal modern este construit pe baza identificării rudeniei și originii comune a formelor individuale. În funcție de gradul de similaritate și diferență, animalele sunt împărțite în grupuri. Cea mai înaltă unitate sistematică este regnul animal este împărțit în tipuri (regnul vegetal este împărțit în diviziuni). În taxonomia modernă, animalele sunt împărțite în mai mult de 20 de tipuri. Filamentele sunt împărțite în clase, clasele în ordine (în botanică, ordine), ordinele în familii. Familiile constau din genuri, genuri - de specii individuale. Criteriile pentru specii nu sunt numai caracteristicile structurii externe și interne a indivizilor adulți, ci și caracteristicile dezvoltării embrionare, fiziologiei, distribuției și multe alte caracteristici. În conformitate cu nomenclatura binară propusă de C. Linnaeus, numele unui animal, ca și numele unei plante, este format din două cuvinte latine, primul fiind numele genului, iar al doilea este un epitet specific, de exemplu: vulpea comună (Vulpes vulgaris). Uneori este necesară o împărțire mai fracțională în aceste cazuri, se adaugă prefixe la numele categoriilor taxonomice deasupra-, dedesubt-, infra-. Să determinăm poziția vulpii în sistemul lumii animale:

Regatul animal

Phylum Chordata

Subphylum Vertebrata sau Cranial (Craniata)

Clasa de mamifere (Mammalia)

Subclasa Fiare reale (Theria)

Infroclass Animale superioare sau placentare (Eutheria, sem. Placentalia)

Comanda Carnivora

Familia Canidae

Genul Vulpi (Vulpes)

Specie Vulpe comună (Vulpes vulgaris)