Эволюционные идеи. История развития.


Начиная с XVIII века, получила развитие точка зрения о живой природе как о динамичном образовании, изменяющемся постоянно во времени, что существенно подвинуло понимание человеком Вселенной в целом и живой природы в частности. Представление человека о Вселенной сегодня базируется на понимании адаптивной эволюции развития живых организмов на Земле и условий среды обитания, их постоянного и постепенного изменения; вызванного активностью направленных естественных изменений, определяемых законами физики и химии. Именно параллелизм направленных естественных процессов и обусловливает общность и расхождение небиологической и биологической эволюции. Бесспорно, что биологическая эволюция значительно сложнее небиологической. Естественно также, что формирующиеся в процессе биологической эволюции системы живых организмов существенно сложнее неорганических систем.

Еще при жизни английского биолога Дарвина его представление о нестатичности окружающего мира, о его непрерывном развитии было принято многими учеными; была принята и его концепция общего происхождения организмов. Отношение к другим постулатам Дарвина было негативным, и даже талантливые ученые в течение длительного периода выступали с их резкой критикой.

Особенно негативным было отношение к концепции о постепенности развития органического мира. Даже Т.Г. Гексли (Т.Н. Huxley), считавшийся ярым защитником Дарвина, так и не согласился с представлением о постепенном возникновении высших таксономических категорий и новых видов (он был сторонником скачкообразного развития). Сторонниками сальтационной теории (теории скачков) был также Гуго де Фриз (Hugo de Vries), вторично открывший законы наследственности, открытые первоначально Грегором Менделем, Де Фриз в 1901 году предложил теорию возникновения новых видов как результат мутаций. В 1940 году генетик Р. Гольдшмидт утверждал, что именно "системные мутации" являются источником возникновения новых типов. Аналогичных взглядов придерживались и другие исследователи в разных странах мира. Тем не менее, под влиянием ряда обстоятельств ученые со временем отказались от теории скачкообразного развития. Одним из таких обстоятельств было новое понимание физического мира и его изменений.

С давних времен в науке преобладали философские взгляды (по Карлу Попперу, "эссенциализм"), утверждавшие, что мир состоит из ограниченного числа неизменяемых сущностей ("идеи", по Платону), а изменчивые проявления, происходящие в мире, являются лишь неполным и неточным их отражением. Иными словами, по Платону, истинное изменение может произойти только при появлении новой сущности, возникающей в результате акта творения или спонтанного скачка (мутации). Поскольку физические объекты и в самом деле состоят из идентичных реальных единиц, а физические постоянные остаются неизменными при одинаковых условиях, то в XIX веке особых противоречий между физическими науками и философией эссенциализма не проявлялось.

Несколько иначе обстояло дело с биологией, поскольку живые организмы явно характеризуются своей уникальностью (любая популяция организмов состоит из особей, обладающих своей, отличной от других, индивидуальностью). Значение популяций состоит в том, что они представляют собой генофонд разнообразия, подтверждающий возможность постепенной эволюции, но не выражают абстрактную среднюю величину. В настоящее время при рассмотрении основных аспектов эволюционной теории преобладает именно популяционный подход.

Важным обстоятельством в пользу теории Дарвина и отказа от теории скачков было установление большого спектра изменчивости природных популяций и понимание роли дискретных факторов (при условии необходимого числа таких факторов и относительно малых разрывов между ними), проявляющихся в непрерывной изменчивости определенного организма. Кроме того, процессы постепенной эволюции помогали биологам объяснить происхождение новых видов и новых типов, а также новых органов (например, крыльев у птиц, легких у позвоночных и т.д.).

Наконец, концепция Дарвина о естественном отборе, которую ученые долго отказывались признать, поскольку она не была детерминистской в соответствии с требованиями стиля, принятого в науке, и потому предлагать «закон природы», целиком зависящий от случая (естественный отбор), было невозможно.

Объяснение гармонии живого мира действием естественного отбора входило также в противоречие с идеями представителей богословия о существовании Создателя, величиях его замысла, проявляющегося во всех его творениях.

Противники естественного отбора, исходя из разных побуждений (религиозных, философских и т.д.), в течение многих лет предлагали различные гипотезы (ортогенез, номогенез, аристогенез и т.д.), каждая из которых базировалась на каком-либо внутреннем стремлении к совершенствованию (все они постулировали ту или иную форму космической телеологии). Финалистические теории были опровергнуты генетическими и палеонтологическими данными. Изучение направления эволюции любого признака показывает, что это направление многократно изменяется (иногда даже на прямо противоположное). Высокая частота вымирания в каждом геологическом периоде служит еще одним доводом против финалистического стремления к совершенству.

Процесс отбора не является чисто случайным; случайными факторами порождается изменчивость; появившиеся признаки изменения отбираются на втором этапе процесса, когда происходит неслучайный отбор на выживание, хотя некоторая часть эволюционных изменений может быть результатом случая.

Теория естественного отбора Дарвина в целом дает хорошую основу для объяснения долгого пути эволюционного развития, начиная от возникновения жизни (около 4 млрд. лет назад) и до высших форм растений и животных (включая и человека). Естественный отбор обеспечивает не только дифференциальное выживание и адаптивные изменения внутри каждого вида, но и образование новых видов с другими адаптивными признаками. Каждый организм конкурирует как с особями того же вида, так и с представителями других видов. Новая адаптация (усовершенствование физиологической организации) повышает возможности особи или ее потомков захватить лидерство в межвидовой конкуренции, что будет способствовать появлению разнообразия и специализации.

Эволюция благоприятствует всякому изменению, которое дает организму преимущество в конкуренции с другими членами популяции и с особями другого вида. Именно такая изменчивость миллионы и миллионы лет способствовала эволюционному процессу. Никакой программы регуляции или направления этого процесса в природе не было и нет; он был и есть результат естественного отбора.

В отношении источника изменчивости, поставляющего естественному отбору материал, Дарвин высказался неопределенно, что явилось большим недостатком его теории. Спустя некоторое время этот недостаток устранили законы Менделя, открытые в 1865 году и показавшие, что наследственную информацию передают дискретные единицы, сохраняющие свою чистоту, перераспределяющиеся в каждом поколении и получаемые потомками от обеих родительских особей. Дарвин не знал о работах Менделя, которые оставались практически неизвестными до их вторичного открытия в 1900 году. Известно, что ДНК в клеточном ядре организована в многочисленные самовоспроизводящиеся гены ("менделевские единицы наследственности"), способные мутировать с образованием разных аллелей, или альтернативных форм; выделяются структурные гены, в которых закодирована информация, необходимая для синтеза белков, и гены-регуляторы, включающие и выключающие структурные гены. Мутации структурного гена приводят к синтезу измененного белка, что в свою очередь ведет к созданию отклоняющегося признака; гены расположены в хромосомах в линейном порядке и могут рекомбшшровать друг с другом во время клеточного процесса - мейоза, предшествующего образованию половых клеток у видов с половым размножением. Многообразие генотипов, которые создаются в результате мейоза, очень велико, и основная его часть, несмотря на действие естественного отбора, сохраняется в популяции.

Первые сторонники Менделя не признавали теорию естественного отбора и оставались приверженцами эссенциализма и сальтационной теории, рассматривая мутационный процесс в качестве основной движущей силы эволюции. И только благодаря развитию популяционной генетики в 20-е годы XX века теория естественного отбора была признана менделистами. В 30 - 40-х годах XX века произошел своего рода синтез достижений разных наук и трудов, нашедший отражение в работах Ф. Добжанского, Д. Гексли, Б. Ренша, Дж. Стеббинса и некоторых других, определивших новую (синтетическую) теорию эволюции, которая дополнила теорию Дарвина на основе данных хромосомной теории наследственности, популяционной генетики, популяционной экологии, биологической концепции вида и других биологических и палеонтологических концепций. Основой этой теории явилось:
1) отрицание наследования приобретенных признаков;
2) постепенность эволюционного процесса;
3) прохождение эволюционных явлений на популяционном уровне;
4) подтверждение всеобщего значения естественного отбора.

Развитие эволюционного учения на основе синтетической теории оказало глубокое влияние на всю биологию, обусловив понимание того, что все биологические проблемы имеют эволюционный характер. В отношении каждой биологической структуры, функции или процесса вполне приемлем вопрос: почему они возникли и каким селективным преимуществом они обладали в то время, когда появились. Такие вопросы оказали значительное влияние на различные области биологии (например, на молекулярную биологию, экологию и др.).

Не только широкая публика, но и многие ученые продолжают испытывать затруднения, когда стараются понять современную теорию органической эволюции путем естественного отбора. Рискуя повторить некоторые положения, уже высказанные при обсуждении истории вопроса, мы все же позволим себе обрисовать в общих чертах особенности современной теории и, в частности, привлечь внимание к тому, чем отличается органическая эволюция от эволюции Вселенной и от других процессов, которые изучаются физико-математическими дисциплинами.
Эволюция путем естественного отбора происходит в два этапа:
1) создание в результате рекомбинации, мутационного процесса и случайных событий генетической изменчивости;
2) упорядочение этой изменчивости путем отбора.
Значительная часть изменчивости организмов, возникающая на первом этапе, имеет случайный характер (она не вызвана прямыми потребностями организма или особенностями окружающей его среды). Естественный отбор успешно действует благодаря огромным запасам изменчивости, имеющимся в его распоряжении в силу индивидуальности каждой клетки, каждой особи, каждого вида, каждой экосистемы.

В процессе развития особи, отличные от всех других, образуют скрещивающиеся популяции и виды, представляющие собой "индивидуумы", претерпевающие эволюционные изменения. Любая особь имеет двойственную природу и состоит из генотипа (полного набора имеющихся у данной особи генов, которые не всегда все проявляются) и фенотипа (высшего проявления активности генов, содержащихся в генотипе). Каждый генотип образует часть генофонда популяции; каждый фенотип конкурирует с другими фенотипами за успех в размножении, не зависящий от каких-либо внутренних факторов, а являющий собой результат множественных взаимодействий с конкурентами, врагами, возбудителями заболеваний и другими давлениями отбора, сочетание которых изменяется в зависимости от времени года, конкретных условий местообитания и т.д.

Собственно отбор представляет собой второй этап естественного отбора. Некоторые особи в популяции содержат наборы генов, более соответствующие экологическим факторам в данной местности; вероятность выживания и воспроизведения жизнеспособных потомков у таких особей выше, чем у других в этой популяции. Поэтому второй этап естественного отбора и определяет направление эволюции, повышает частоту генов и генных сочетаний, которые адаптированы к условиям данного времени и места, повышая приспособленность определенной группы организмов, что способствует специализации и дает начало адаптивной радиации. Эволюцию путем отбора нельзя рассматривать ни как случайное, ни как детерминированное явление; этот процесс состоит из двух последовательных этапов и совмещает их преимущества.

Сегодня уже мало кто из эволюционистов сомневается, что процессы органической эволюции несовместимы с законами естественных наук. Биологическая эволюция является результатом особых процессов, вторгающихся в особые системы, и ее можно объяснить на тех уровнях сложности, на которых находятся сами эти процессы и системы.

Окружающий мир не статичен, он непрерывно изменяется, и тот вид, к которому принадлежит человек, также представляет собой продукт эволюции. Это оказало очень сильное влияние на развитие наших знаний о человеке: эволюционная линия, к которой относится человек, берет начало миллионы лет назад от обезьяноподобных предков, а наиболее важные события в его эволюции произошли за последний миллион лет. Иными словами, эволюция человека также была обусловлена естественным отбором. В органической эволюции отсутствует элемент финализма, а приобретенные признаки не наследуются, поэтому, очевидно, только отбор является единственным механизмом, оказывающим влияние на биологическую эволюцию человека.

Евгеника (преднамеренный отбор в отношении человека) несовместима как с основами естественного отбора, так и с общепринятыми морально-этическими нормами. Наука сейчас располагает той информацией, которая могла бы быть в основе такого отбора, однако реально мало что известно о генетической компоненте нефизических признаков человека. Есть множество разнообразных «хороших», «полезных» или адаптированных человеческих личностей. Если бы даже удалось выработать комплекс идеальных для нынешнего времени признаков, то изменения, вызываемые в обществе техническим прогрессом, происходят с огромной быстротой, и никто не может предсказать подходящее сочетание талантов, способное привести в будущем к гармоничному обществу. По Добжанскому, человечество все еще эволюционирует, но мы не можем осмыслить направление его биологической эволюции.

Культурная эволюция, которая имеет место только у человека и при помощи которой человек до некоторой степени формируется и адаптируется к окружающей его среде (например, птицы, летучие мыши и насекомые приобрели способность к полету в результате генетической эволюции, продолжавшейся миллионы лет, человек стал летать, построив летающие машины и не перестраивая свой генотип), является процессом более быстрым, чем биологическая эволюция. Глубоко заложенная в человеке способность к культурной эволюции осуществляется путем передачи от одного поколения другому накопленной информации, в том числе моральных критериев и оценок. Мы не можем влиять на собственную биологическую эволюцию, но мы можем оказать влияние на свою культурную и нравственную эволюцию. Естественно, что здесь можно добиться еще многого с учетом весьма скромного уровня нравственности, достигнутого сегодня человечеством. Поэтому воздействие на культурную эволюцию в направлениях, являющихся адаптивными для всего человечества, может быть вполне реалистичной задачей. Однако не следует забывать, что вид Homo sapiens не подвергается генетическому контролю и возможности его культурной и нравственной эволюции все-таки ограничены.

Теоретические взгляды Дарвина на происхождение человека получили дальнейшее подтверждение в многочисленных прямых и косвенных сравнительно-анатомических, эмбриологических и палеонтологических доказательствах родства человека с животным миром. Решающую роль сыграли находки останков ископаемого человека (питекантропа, синантропа, неандертальца и др.) и ископаемых человекообразных обезьян. Доказав животное происхождение человека, Дарвин, однако, не смог объяснить причины превращения человекообразных обезьян в человека. Только впоследствии Ф. Энгельс указал на роль труда в процессе очеловечивания обезьяны. Энгельс вскрыл главные особенности, отличающие человека от животных, подчеркнув, что
1) человек существо общественное, умеющее изготовлять и применять орудия труда, и подчиненное законам развития общества (труд превратил обезьяну в человека, обусловив высшее развитие центральной нервной системы, речи, сознания и мышления; труд создал из стада коллектив, общество);
2) благодаря труду человек ушел из-под власти законов животного мира;
3) в эволюции человека вступили в силу социальные общественные законы развития.

Вопрос о качественных различиях человека и животных развит И.П. Павловым, показавшим, что связь организма со средой у животных осуществляется только первой сигнальной системой, тогда как у человека, помимо того, существует специфическая для него вторая сигнальная система.

В ряде стран Запада до последнего времени широкое распространение имеет антидарвинизм, который приобрел только новые формы: неокреационизм, теория цикличности жизни вида, квази-дарвинизм и др. Неокреационисты или совсем не признают видообразования и изменения видов (палеонтологи Ф. Ан-дерман, Э. Дакке), или допускают изменение низших систематических групп, отрицая эволюцию органического мира в целом (зоолог Д. Дьюор, биологи П. Лемуан и Л. Море и др.). Сторонники теории цикличности жизни вида уподобляют историю вида жизненному циклу особи с периодами юности, зрелости и старости и утверждают, что жизнь вида подчинена неким внутренним причинам, приводящим его к смерти, вызванной израсходованием «жизненных сил» (Дж. Брокки, палеонтологи О. Шиндевольф, А.С. Вудворд, К. Фонтан и др.).

Квази-дарвинисты искажают учение Дарвина о дивергентной эволюции. Крупные таксоны (семейства, отряды, классы, типы) возникают как виды и подвиды в результате постепенной дивергенции признаков и вымирания менее приспособленных форм. Однако многие квази-дарвинисты считают, что видообразование - это микроэволюция, а возникновение крупных таксонов - макроэволюция, мегаэволюция, или квантовая эволюция, и пути этих двух форм эволюции якобы принципиально различны (биолог Р. Гольдшмидт, зоолог Дж. Симп-сон и др.). Некоторые квази-дарвинисты считают возможным примирить эволюционное учение с религией (Дж. Гексли).
0
422
RSS
Нет комментариев. Ваш будет первым!
Загрузка...