Понятие «популяция»: генетические и эволюционные аспекты

Уже в 7-м классе можно теоретически предположить, что популяция неоднородна, а затем убедиться в этом в результате наблюдений и сравнений. В результате ничто не мешает уже во вводном курсе сформировать абстракции наследственности и изменчивости. Дискуссионной остается целесообразность краткого введения в генетику в это время. Если окажется, что школьникам средних классов вполне доступны понятия «ген», «генотип», «фенотип», «мутация», «комбинации», то можно уже на этой ступени начать формирование генетических и эволюционных понятий. Если же генетические понятия окажутся непосильными для семиклассников, то сохраняется возможность сделать введение в эволюционную теорию на уровне, близком к классическому дарвинизму.

Понятие «популяция» доступно семиклассникам. Важное методологическое значение для последующего усвоения эволюционной теории имеет понятие «биотический потенциал» (потенциал размножения).

Дальнейшее развитие эволюционных понятий в старших классах происходит в рамках соответствующих теорий, при рассмотрении смены классического дарвинизма синтетической теорией эволюции.

Эволюционное учение, по словам К. А. Тимирязева, — это философия биологии, путеводная звезда биолога, «когда, отрывая свой взгляд от ближайших, узких задач своего ежедневного труда, он пожелает окинуть взором всю совокупность биологического целого». Эволюционное учение представляет собой результат использования в биологии абстрактных объектов, конкретизации принципа историзма. Это второе после клеточной теории обобщение биологии как самостоятельной науки.

Эволюционные процессы приурочены в основном к популяциям и видам, но в то же время затрагивают все формы жизни, поэтому понятие эволюции объединяет все биологические знания и должно проходить через все разделы школьной биологии.

Анализ программ и учебников показывает, что в 6—9-м классах (основной школе) эволюционное учение не находит должного отражения (нет сведений ни о механизмах, ни о результатах, ни о направлениях, ни о популяции как элементарной эволюционной единице). Не показана методологическая роль эволюционной идеи.

Рассмотрим, как осуществляется интегрирующая роль эволюционных понятий в курсе общей биологии.

Понятие мутаций и комбинаций начинает формироваться в теме «Эволюционное учение», где рассматривается неопределенная изменчивость, подчеркивается ее наследственный характер, неадекватность воздействиям среды, а также изменчивость при скрещивании как результат сочетания неопределенных изменений. Материальная основа мутационной и комбинативной изменчивости раскрывается здесь лишь в описательном плане, а глубже — при изучении основ цитологии и генетики. Изменение строения ДНК, генов, хромосом, кариотипа рассматривается как основной источник новых образований, причина мутаций. Возникновение комбинаций находит обоснование в механизмах мейоза и оплодотворения. При изучении генетики развиваются знания мутаций как факторов дезинтеграции исторически сложившихся целостных генных систем, выясняется их вредность, расшатывающее влияние на механизм онтогенеза. Комбинативная изменчивость рассматривается как мощный источник получения новых комбинаций генов, один из факторов нейтрализации под влиянием естественного отбора вредного эффекта мутаций, включения их в генофонд популяций и видов.

Сведения о распространении мутаций в популяции дают возможность ознакомить учащихся со скрытым резервом наследственной изменчивости, имеющим огромное значение для эволюции и служащим материалом для отбора.

Понятия эволюционных факторов — борьбы за существование, волны жизни, генного потока, изоляции, дрейфа генов, естественного отбор — формируются в разделе «Основы эволюционного учения».

Понятие о формах естественного отбора развивается при изучении генетики. Стабилизирующий отбор трактуется как фактор обезвреживания мутаций, накопление скрытого резерва обезвреженных мутаций. Движущий отбор рассматривается как фактор, существенно изменяющий генетическую структуру популяций, весь механизм онтогенеза, сдвигающий норму реакции и приводящий ее в соответствие с новыми условиями среды.

Понятие изоляции как эволюционного фактора в общих чертах дается при изучении видообразования, а более полно раскрывается при освещении генетических основ эволюционной теории.

Роль волн численности в эволюции раскрывается в «Основах эволюции», а затем конкретизуется при изучении основ экологии.

Понятие направленной эволюции начинает закладываться при изучении теории эволюции Ламарка. Градация и отклонение от них в дальнейшем выступают в известной степени как аналогии ароморфозов и идиоадаптаций. Необходимо дедуктивно вводить понятия о направлениях эволюции, а в дальнейшем конкретизировать их в теме «Развитие органического мира».

Конкретизация результатов ароморфоза и идиоадаптации происходит при изучении развития органического мира, генетики, основ экологии, биосферы, когда рассматриваются понятия нормы реакции, широкои узкоприспособленных видов.

Понятие эволюции развивается при изучении генетической информации, ее воплощениях в фенотипе и оценке в биогеоценозе, который рассматривается как арена эволюционного процесса и его регулятор. Собранная информация от биогеоценоза либо останавливает дальнейший путь генетической информации, либо обеспечивает ее передачу последующим поколениям.

Элементарный эволюционный материал порождается процессами, совершающимися на молекулярном и клеточных уровнях; в системе организма реализуется наследственная информация, проявляются мутации и комбинации, которые подвергаются сопоставлению и оценке в биогеоценозе.

Процессы, совершающиеся на уровне популяции, составляют главную основу эволюции, так как здесь формируются ценные генные комплексы.