Мало кто избежал знакомства с теорией эволюции Чарлза Дарвина. Его книга - "Происхождение видов путем естественного отбора" - впервые появилась в конце ноября 1859 года и быстро выдержала три издания.
Выдвигая в качестве фактора нашего происхождения скорее случай, нежели божественный замысел, теория Дарвина вступала в открытую конфронтацию с буквальным пониманием библейского рассказа о творении. А из-за одного-единственного указания на эволюционную связь между человеком и приматами ее стали широко высмеивать как "обезьянью теорию". Во время спора с биологом-эволюционистом соратником Дарвина Томасом Гексли епископ Оксфордский Вильберфорс вопросил с изысканным сарказмом: "А вы полагаете, что произошли от обезьяны по линии дедушки или бабушки?"
И то верно, конечно, что теория Дарвина имела враждебные для религии цели, ведь она подразумевала, что жизнь является случайным процессом, не имеющим никакой другой цели, кроме выживания.
Теория Дарвина покоится на двух фундаментальных моментах:
В природе происходят небольшие изменения случайного характера в структуре или функции. Те, кто получает преимущество, путем естественного отбора сохраняются; те же, кто нет, отбрасываются.
Этот процесс эволюционных изменений постепенный, долговременный и непрерывный: он происходит сейчас точно так же, как происходил в прошлом. Накопление этих небольших изменений за длинные промежутки времени приводит к созданию новых видов.
Теория эта была, безусловно, привлекательна: в ней была логика, простота, а главное - она казалась самоочевидной. Уже через десятилетие Дарвин снискал широкую и мощную научную поддержку, которая продолжается и по сей день.
Происхождение видов.
Дарвин утверждал, что развитие всякого вида из своего предка является длительным и постепенным процессом изменения, который проходит через бесчисленное количество промежуточных форм. Он сознавал, что если его теория верна, то должны были существовать тысячи этих промежуточных форм. И более того, он сознавал, что от существования этих форм как раз и зависела прочность его теории. Так, Дарвин писал, что "между всеми живущими и вымершими видами должно было быть немыслимое число промежуточных и переходных связей. Но без сомнения, если эта теория верна, таковые существовали на нашей Земле". Однако почему же тогда, задавался он вопросом, выражая свои собственные сомнения, "мы не находим их без счета в отложениях земной коры?". Он мучительно сознавал недостаток подобных ископаемых в геологических пластах, но обманывал себя и своих читателей: "Ответ преимущественно в том, что [ископаемые] данные не столь полны, как принято думать".
Тем не менее, факт этот не давал ему покоя, и он даже посвятил ему целую главу в своей книге, рассуждая в ней на тему "неполноты геологических данных". Невзирая на его вескую аргументацию, он явно по-прежнему испытывал некоторую неловкость по поводу этой ситуации, коль скоро счел необходимым высказать в печати свою уверенность в том, что в "будущие века... будут обнаружены многочисленные ископаемые связи".
Пребывая в восторге от теории и в уверенности, что, охватив больше геологических пластов, содержащих остатки ископаемых, они успешно устранят эту "неполноту", геологи и палеонтологи (ученые, изучающие ископаемые) приложили титанические усилия, чтобы заполнить пробелы в ископаемых данных. Как ни удивительно, если учесть те огромные ресурсы, которые задействовались для решения задачи на протяжении многих лет, но усилия эти не дали результата. Профессор Гулд поведал, что "чрезвычайная редкость переходных форм в ископаемой истории продолжает оберегаться как профессиональный секрет палеонтологии". В 1978 году коллега Гулда, профессор Найлс Элдридж, признался в интервью, что "никому не удавалось найти каких-либо "промежуточных" существ: среди ископаемых свидетельств не обнаруживается никаких "отсутствующих связей", и многие ученые теперь все больше склоняются к убеждению, что эти переходные формы никогда не существовали". Профессор Стивен Стэнли пишет: "В действительности в ископаемой истории нет ни одного убедительно подтвержденного случая перехода одного вида в другой. Кроме того, виды существовали поразительно длительные периоды времени". Никому, например, не удавалось найти ископаемого жирафа с шеей среднего размера. Если ископаемая история отказывается демонстрировать ожидаемые связи, что же она демонстрирует? И что же она доказывает?
Ископаемая история.
Ископаемая история в том виде, как она нам известна, начинается в период, именуемый геологами кембрийским, который, по их подсчетам, был примерно 590 миллионов лет назад. Несколько крошечных окаменелых останков было обнаружено в породах более раннего времени: несколько бактерий и несколько очень необычных существ, не похожих ни на что из того, что было найдено до или после, - эдиакарская фауна, возраст которой насчитывает около 565 миллионов лет. Но все они, по-видимому, вымерли вскоре после этого. Создается впечатление, что в книге жизни было нацарапано несколько тренировочных упражнений, перечеркнутых затем жирной линией: с этого момента началась реальная эволюция - или, по крайней мере, началось нечто.
И это нечто имело драматический характер: что касается животного царства, то все появилось одновременно. Столь внезапным и загадочным было появление разнообразия форм жизни в то время, что ученые, как мы видели, говорят о кембрийском взрыве, произошедшем, согласно их данным, около 530 миллионов лет назад.
Самым поразительным открытием явилось то, что тогда зародились животные всех известных форм - ископаемые или живущие ныне. В этот период жизнь избрала свои основные формы и больше их не меняла.
Более того, хотя полагают, что полностью период кембрия продолжался около 85 миллионов лет, но фактическое появление всех этих новых форм, вероятно, состоялось примерно за 10 миллионов лет или меньше.
Другими словами, история жизни на Земле обнаруживает около 2 процентов творчества и 98 процентов последующего развития.
Ученые пребывают в недоумении. Обращая наше внимание на тот факт, что "все эволюционные изменения со времени кембрия являлись лишь вариациями на все те же базовые темы", профессор Джеффри Левинтоп из Нью-Йоркского университета вопрошает: "Почему же древние формы так устойчивы?" У него нет ответа.
Что весьма определенно вытекает из геологических данных, так это то, что такая стабильность является нормой. Ископаемые формы животных или растений появляются, существуют и развиваются миллионы лет, а затем исчезают - однако строение их мало меняется. Если и наблюдаются какие-то изменения, то они имеют постепенный характер и ограничиваются по преимуществу размерами: увеличивается все животное или растение - или отдельные его признаки. Не наблюдается того, чтобы одна форма изменялась в другую, даже относительно близкую: мышь никогда не эволюционировала в крысу; воробей никогда не становился дроздом.
К тому же подобные изменения носят, суда по всему, весьма избирательный характер. Огромное число и по сей день обитающих на Земле существ, не претерпели никаких значительных изменений в своем строении за все длительное время своего существования. Это идет вразрез со всеми ожиданиями Дарвина.
Устрицы и двустворчатые моллюски сейчас имеют они появились впервые около 400 миллионов лет назад. Целакант и двоякодышащие рыбы обитают на Земле без каких-либо существенных изменений уже около 300 миллионов лет. Акулы сохраняют свой нынешний вид уже 150 миллионов лет. Осетр, каймановая черепаха, аллигаторы и тапиры - все эти виды демонстрируют завидную стабильность формы уже свыше 100 миллионов лет. Современные опоссумы отличаются от тех, что обитали 65 миллионов лет назад, только в самых незначительных чертах. Первая черепаха имела тот же панцирь, что и сегодня; первые змеи почти ничем не отличаются от современных змей; летучие мыши тоже практически не изменились, так же как и лягушки и саламандры.
Что же в таком случае, эволюция остановилась? Или действует какой-то иной механизм или фактор?
Пример, часто используемый для демонстрации эволюции, - лошадь. Предполагается, что она началась с маленького четырехпалого гиракотерия, который жил 55 миллионов лет назад и развился в современную Equus, живущую уже около 3 миллионов лет [Эквус, или лошадь настоящая.] Повсюду можно наблюдать элегантные и убедительные схемы и музейные экспозиции, изображающие поступательную эволюцию лошади. Они искусно демонстрируют, как пальцы постепенно свелись к одному, как заметно увеличился размер животного и как с изменением рациона изменились зубы.
Однако теперь эксперты, как правило, признают, что эта линия медленного, но верного превращения животного размером с собаку в сегодняшнюю крупную лошадь является "по большей части апокрифической". Проблема в том - и это обычная проблема реконструкции эволюции по ископаемым данным, - что имеется множество пробелов между различными видами ископаемой лошади, которые включены в этот ряд. Начиная с первого вида, гиракотерия, чей собственный предок остается загадкой, неизвестно никакой связи с предполагаемой "второй" лошадью и так далее.
То, что мы имеем, не является линией развития, это не является даже генеалогическим древом, приводящим к современной Equus, но представляет собой огромный куст, у которого очевидны только кончики многочисленных ветвей, а всякий вопрос относительно существования его ствола оставляется открытым. Во всякий отдельно взятый период времени существовало несколько различающихся видов лошади - одни с четырьмя пальцами, другие с меньшим их числом, одни с большими зубами, другие с маленькими. Лошади также сначала увеличились в размерах, потом уменьшились, а затем снова увеличились. И как постоянный источник раздражения - отсутствие объединяющихся видов.
Наконец, мы также должны признать, что предполагаемая лошадь-предок не так уж сильно отличается от современной лошади. Не считая нескольких второстепенных изменений касательно ступней и зубов и увеличения размера, мало что существенно изменилось. Это очень незначительное отличие, подаваемое как доказательство эволюции, даже если оно и соответствует действительности, едва ли впечатляет на фоне тех 52 миллионов лет, которые ушли на это. Говоря прямо, рассматривать эту псевдопоследовательность как доказательство эволюции - это в большей степени акт веры, чем научный факт.
Внезапное происхождение видов.
Ископаемую историю характеризуют два момента. Первое, как мы уже видели, стабильность растительных или животных форм, когда они уже появились. Второе - внезапность, с которой эти формы появляются и, собственно говоря, в последующем исчезают.
Новые формы возникают в ископаемой истории, не имея очевидных предков; точно так же неожиданно они исчезают, не оставляя каких-либо очевидных потомков. Можно сказать, что практически ископаемые свидетельства представляют собой историю огромной цепочки творений, объединенных лишь выбором формы, а не эволюционными связями. Профессор Гулд так подытоживает ситуацию: "Во всяком отдельном районе вид не возникает постепенно путем планомерной трансформации его предков; он появляется вдруг и сразу и "полностью сформировавшимся".
Мы можем наблюдать этот процесс едва ли не повсеместно. Когда, скажем, около 450 миллионов лет назад появились первые ископаемые наземные растения, то они возникли без каких-либо признаков предшествовавшего развития. И однако даже в ту раннюю эпоху налицо все основные разновидности. Согласно теории эволюции этого не может быть - если только мы не допустим, что ни одна из ожидаемых связующих форм не фоссилизировалась, т. е. не превратилась в окаменелость. Что представляется весьма маловероятным.
То же самое с цветущими растениями: хотя период, предшествовавший их появлению, отличается большим разнообразием ископаемых, не было найдено никаких форм, которые могли бы быть их предками. Их происхождение также остается неясным.
Та же аномалия обнаруживается и в животном царстве. Рыбы с позвоночником и мозгом впервые появились около 450 миллионов лет назад. Их прямые предки неизвестны. И дополнительным ударом по эволюционной теории оказывается то, что у этих первых бесчелюстных, но имевших панцирь рыб был частично костный скелет. Обычно излагаемая картина эволюции хрящевого скелета (как у акул и скатов) в костный скелет является, откровенно говоря, неверной. В действительности эти не имеющие костного скелета рыбы появляются в ископаемой истории на 75 миллионов лет позднее.
Кроме того, существенным этапом в предполагаемой эволюции рыб было развитие челюстей. Однако первая челюстная рыба в ископаемой истории появилась внезапно, при этом невозможно указать на какую-либо более раннюю бесчелюстную рыбу как на источник ее будущей эволюции. Еще одна странность: миноги - бесчелюстные рыбы - прекрасно существуют и поныне. Если челюсти давали такое эволюционное преимущество, то почему же тогда не вымерли эти рыбы? Не менее загадочно и развитие амфибий - водных животных, способных при этом дышать воздухом и обитать на суше. Как объясняет в своей книге "За гранью естественного отбора" д-р Роберт Уэссон:
"Этапы, на которых рыбы дали жизнь земноводным, неизвестны... самые первые сухопутные животные появляются с четырьмя хорошо развитыми конечностями, плечевым и тазовым поясом, ребрами и отчетливо выраженной головой... Через несколько миллионов лет, свыше 320 миллионов лет назад, в ископаемой истории неожиданно появляется дюжина отрядов земноводных, причем ни один, по-видимому, не является предком какого-либо другого".
Млекопитающие демонстрируют ту же внезапность и стремительность развития. Самые ранние млекопитающие были маленькими животными, ведшими скрытный образ жизни в эру динозавров - 100 или более миллионов лет назад. Затем, после загадочного и все еще не объясненного вымирания последних (около 65 миллионов лет назад), в ископаемой истории в одно и то же время - около 55 миллионов лет назад - появляется дюжина с лишним групп млекопитающих. Среди ископаемых этого периода находят окаменелые образчики медведей, львов и летучих мышей, имеющих современный вид. И что еще больше усложняет картину - они появляются не в одном каком-то районе, а одновременно в Азии, Южной Америке и Южной Африке. В довершение, ко всему этому, нет уверенности, что мелкие млекопитающие эпохи динозавров и вправду были предками позднейших млекопитающих.
Вся ископаемая история изобилует пробелами и загадками. Неизвестно, к примеру, никаких ископаемых связей между первыми позвоночными и примитивными существами более раннего периода - хордовыми, - которых считают предками позвоночных. Существующие сегодня земноводные разительно отличаются от первых известных амфибий: между этими древними и позднейшими формами в ископаемой истории зияет пробел в 100 миллионов лет. Как представляется, дарвиновская теория эволюции буквально на глазах рассыпается в прах. Вероятно, как-то можно спасти дарвиновскую идею "естественного отбора", но только в существенно видоизмененной форме. Ясно, что нет никаких свидетельств развития каких-либо новых форм растений или животных. Лишь когда живая форма появилась, тогда только, возможно, играет свою роль естественный отбор. Но работает он только на том, что уже существует.
Не только ученые, но и студенты колледжей и университетов проводят селекционные эксперименты на плодовой мушке - дрозофиле. Им объясняют, что они демонстрируют наглядное доказательство эволюции. Они создают мутации вида, дают ей глаза различной окраски, ножку, растущую из головы, либо, возможно, двойной торакс. Быть может, им даже удается вырастить мушку с четырьмя крыльями вместо обычных двух. Однако эти изменения - лишь модификация уже существующих видовых признаков мушки: четыре крыла, к примеру, не более чем удвоение изначальных двух. Никогда не удавалось создать какой-нибудь новый внутренний орган, как не удавалось превратить плодовую мушку в нечто, напоминающее пчелу или бабочку. Невозможно даже превратить ее в другой вид мухи. Как и всегда, она остается представителем рода Drosophila. "Естественный отбор, может быть, и объясняет происхождение адаптационных изменений, но он не может объяснить происхождения видов". И даже это ограниченное применение сталкивается с проблемами.
Как, например, естественный отбор способен объяснить тот факт, что люди - единственный вид живых существ - имеют разные группы крови? Как он способен объяснить то, что один из самых ранних известных науке ископаемых видов - трилобит кембрийского периода - имеет глаз с таким сложным устройством и настолько эффективный, что не был превзойден никаким более поздним представителем его филюма? И как могли эволюционировать перья? Д-р Барбара Сталь, автор академического труда по эволюции, признается: "Как они возникли, предположительно из чешуи рептилий, - анализу не поддается".
Уже в самом начале Дарвин понимал, что столкнулся с глубокими проблемами. Развитие сложных органов, к примеру, до предела подрывало его теорию. Ибо до тех пор, пока такой орган не начал функционировать, за какой надобностью должен был поощрять его развитие естественный отбор? Как вопрошает профессор Гулд: "Какая польза от несовершенных зачаточных стадий, дающих преимущество структур? Какой прок от полчелюсти или полкрыла?" Или, возможно, от полглаза? Тот же вопрос возник где-то и в сознании Дарвина. В 1860 году он признался коллеге: "Глаз до сего дня приводит меня в холодную дрожь". И немудрено.
Неправильная эволюция.
О проблемах с ископаемыми данными было известно с самого начала. В течение столетия или чуть дольше ученые попросту уповали на то, что проблемы носят временный характер, что будут сделаны открытия, которые заполнят пробелы. Или, возможно, будет найдено некое доказательство того, что причина этих пробелов не в проблемах с эволюцией, а в нерегулярности геологического процесса. В конце концов, однако, терпение стало иссякать. Согласие в научном мире было нарушено в 1972 году, когда Стивен Джей Гулд и Найлс Элдридж представили на конференции по эволюции совместный доклад, носивший революционный характер. Их доклад прямо опровергал дарвиновскую теорию.
Они высказали утверждение, что, хотя ископаемые данные, безусловно, отнюдь не удовлетворительны, наблюдаемые внезапные появления новых видов не являются свидетельством неполноты ископаемых Данных, - напротив, они отражают реальность. Происхождение видов могло быть не постепенным эволюционным процессом, а процессом, в котором длительные периоды стабильности изредка перемежались внезапными масштабными изменениями в живущих формах. С помощью этого аргумента Гулд и Элдридж могли объяснить отсутствие "недостающих звеньев": они утверждали, что их попросту не было.
Как бы хорошо эта идея ни объясняла, возможно, ископаемую историю, она по-прежнему базируется на представлении о том, что развитие жизни носит беспорядочный, случайный характер. Однако может быть продемонстрировано, что эволюция, каким бы образом она ни происходила, вряд ли была случайным процессом.
Программы развития для растительных и животных форм содержатся в генетическом коде. Этот код очень сложен, а количество вариаций, которые могли бы быть задействованы, огромно. Мог ли этот код эволюционировать случайным образом? Простое знакомство с цифрами показывает, что этого не могло быть. Если бы, к примеру, обезьяна сидела за пишущей машинкой, ежесекундно стуча наобум по клавишам, то сколько бы потребовалось времени, чтобы у обезьяны - случайно - вышло осмысленное слово из двенадцати букв? Для этого ей бы понадобилось почти 17 миллионов лет.
Сколько бы времени потребовалось все той же обезьяне, чтобы у нее - случайно - получилось осмысленное предложение из 100 букв - цепочка знаков, куда менее сложная, чем генетический код? Вероятность этого столь низка, что шансы против нее превышают общее число атомов во всей Вселенной. Фактически же следует говорить о невозможности того, чтобы случайным образом могла получиться осмысленная последовательность из 100 символов. Остается сделать вывод, что столь же невозможно и то, чтобы случайно мог получиться сложный генетический код жизни, как того требует теория эволюции.
Астроном Фред Хойл, со свойственной ему меткостью писал, что вероятность случайного создания высших форм жизни подобна вероятности того, чтобы "проносящийся по свалке торнадо мог собрать "Боинг-747".
А в таком случае, если генетический код не создан случайным процессом, тогда он, надо полагать, создан неслучайным процессом. К чему же могла бы привести нас эта мысль?
Направляемая эволюция. В 1991 году книга Уэссона "За гранью естественного отбора" стала новым и мощным вызовом, брошенным официальной науке. Он отбросил привязанность к дарвиновской эволюции как "потачку стародавней грезе о Вселенной, уподобленной огромному часовому механизму". Уэссон указывает, что нельзя рассматривать какое бы то ни было животное по отдельности. Он предлагает нам взглянуть более широко: "Организмы эволюционируют как часть общности, то есть как экосистема... которая неизбежно эволюционирует сообща. Скорее нужно говорить не о происхождении видов, а о развитии экосистем..."
Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. Ушинского
по концепции современного естествознания.
Тема:
«Основные проблемы теории эволюции».
Студентки:
педагогического факультета
ЯГПУ им. Ушинского
Кругликовой Любовь
Александровны.
Специальность:
«Педагогика и методика
дошкольного образования».
Преподаватель: Пизов
Александр Витальевич.
ДО 2960, группа 61 «Д»
1. ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………3
2. 1часть. РАННИЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЭВОЛЮЦИОННЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ .............................................................................................................4
3. ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ Ж.Б. ЛАМАРКА……………………………………………………………………5
4. ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ Ч. ДАРВИНА……………………………………………………...........6
5. 2часть . основные проблемы теории эволюции. КРИТИКА СОВРЕМЕННОЙ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ КРЕАЦИОНИСТАМИ………………………….10
6. ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ О ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ……………………………………………...13
7. СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ…………………………………………18
8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………………………23
9. ЛИТЕРАТУРА………………………………………………………………………………..24
Введение.
Основной факт исторического бытия состоит в том, что все живое и неживое приходит и затем исчезает.
Сама галактическая система существовала не всегда. Она родилась около десяти миллиардов лет назад и в какой-то момент в будущем она умрет. За время существования нашей вселенной она постепенно дала жизнь Солнцу, Земле и некой среде, способной поддерживать ту жизнь, которую мы знаем. Она дала рождение человеческой расе сравнительно недавно, самое большое - несколько миллионов лет назад. За то время пока жили и умерли миллиарды человеческих существ, мы сообща развили цивилизацию, способную высадить человека на Луне.
Современные ученые обычно полагаются на различные теории эволюции. Согласно современным представлениям жизнь есть результат эволюции материи. Взгляды на происхождение жизни, ее развитие и сущность имеют длинную историю, но обсуждение этих вопросов до недавнего времени было предметом философских размышлений. Лишь в последние десятилетия решение этих вопросов было поставлено на экспериментальную основу и ответ на многие из них получен в лаборатории.
В современных дискуссиях вокруг проблем теории эволюции считается почти общепризнанным, что теория эволюции сталкивается с серьезными трудностями в объяснении явлений живой природы и не в состоянии решать возникающие здесь проблемы. К числу таких проблем можно отнести, в частности, реальность видообразования и макроэволюции, возможность прогрессивного усовершенствования в эволюции, механизмы формирования и трансформации сложных структур в эволюции, целесообразность строения живых организмов. Стереотипные представления об этих разделах теории эволюции широко используются современными креационистами с целью дискредитации науки. Между тем обсуждение имеющихся данных позволяет утверждать, что в решении каждого из упомянутых вопросов теория эволюции дает вполне удовлетворительные объяснения наблюдаемым фактам. Эти вопросы составляют проблему скорее для креационизма, чем для теории эволюции.
В дискуссиях вокруг проблем теории эволюции постоянно всплывают и обсуждаются одни и те же вопросы, как принято считать, не решенные современной теорией эволюции, таких, например, проблем, как реальность видообразования и макроэволюции, возможность прогрессивного усовершенствования в эволюции, механизмы формирования и трансформации сложных структур в эволюции, целесообразность строения живых организмов. Во всех этих случаях теория эволюции дает достаточно удовлетворительные объяснения наблюдаемым фактам. На мой взгляд, эти вопросы составляют проблему скорее для креационизма, чем для теории эволюции. Относительная слабость современного эволюционизма неудивительна. В силу многих причин теория эволюции теснее, чем другие разделы естествознания, связана с философией и идеологическими доктринами и издавна служила ареной борьбы сторонников самых различных взглядов.
В результате этого в эволюционной биологии нередко закрепляются идеи и целые системы идей, признаваемые истинными без необходимого обоснования. Они становятся серьезным тормозом в развитии эволюционных исследований.
РАННИЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЭВОЛЮЦИОННЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ.
Представления об изменяемости окружающего мира, и в том числе живых существ, впервые сложились у ряда античных философов, среди которых наибольшей известностью и авторитетом пользуется Аристотель (384-322 до н.э.). Аристотель не поддерживал явно идею изменяемости окружающего мира. Однако многие его обобщения, сами по себе укладывавшиеся в общую картину неизменности мира, сыграли в дальнейшем важную роль в развитии эволюционных представлений. Таковы мысли Аристотеля о единстве плана строения высших животных (сходство строения соответствующих органов у разных видов было названо Аристотелем «аналогией»), о постепенном усложнении («градации») строения в ряду организмов, о многообразии форм причинности. Аристотель выделял 4 ряда причин: материальную, формальная, производящую или движущую, и целевую. Эпоха Поздней античности и, особенно последовавшая за ней эпоха Средневековья, стали временем затянувшегося почти на полторы тысячи лет застоя в развитии естественно-исторических представлений. Господствовавшие догматические формы религиозного мировоззрения не допускали идеи изменяемости мира. Соответствующие представления античных философов были преданы забвению.
Креационизм и трансформизм.
Постепенно были накоплены многочисленные данные, говорившие об удивительном разнообразии форм организмов. Эти данные нуждались в систематизации. Важный вклад в этой области был сделан знаменитым шведским естествоиспытателем К.Линнеем (1707-1778), которого справедливо называют создателем научной систематики организмов. Следует отметить, что Линней последовательно придерживался точки зрения о неизменности видов, созданных Творцом.
В XVII-XVIII вв. наряду с господствовавшим мировоззрением, основанным на религиозных догмах о неизменности созданного Творцом мира и получившим название - креационизм, постепенно начали вновь формироваться представления об изменяемости мира и, в частности, о возможности исторических изменений видов организмов. Эти представления именовались «трансформизмом».
Наиболее яркими представителями трансформизма были естествоиспытатели и философы Р. Гук (1635-1703), Ж.Ламеттри (1709-1751), Ж.Бюффон (1707-1788), Д Дидро (1713-1784), Эразм Дарвин (1731-1802), И.В. Гёте (1749-1832), Э.Жоффруа Сент-Илер (1772-1844).
У трансформистов еще не сложилось целостной концепции эволюции органического мира; их взгляды были во многом эклектичными и непоследовательными, объединявшими материалистические и идеалистические представления. Общим для всех трансформистов было признание изменяемости видов организмов под воздействием окружающей среды, к которым организмы приспосабливаются благодаря заложенной в них изначально способности целесообразно реагировать на внешние воздействия, а приобретенные этим путем изменения наследуются (так называемое «наследование приобретенных признаков»). При этом изменения видов не столько доказывались, сколько постулировались трансформистами, что делало слабыми их позиции в дискуссиях со сторонниками креационизма. Честь создания первых эволюционных теорий принадлежит великим естествоиспытателям XIX в. Ж. Б.Ламарку (1744-1829) и Ч.Дарвину (1809-1882). Эти две теории почти во всем противоположны: и в своей общей конструкции, и в характере доказательств, и в основных выводах о причинах и механизмах эволюции, и в своей исторической судьбе. Данные классические теории XIX в. продолжают сохранять актуальность, хотя и по-разному.
ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ Ж.Б. ЛАМАРКА.
Основы своей концепции Жан Батист Ламарк изложил в наиболее известном своем труде «Философия зоологии» (1809). Название этой книги удачно подчеркивает важную особенность обобщений Ламарка - их умозрительный характер. Эта теория представляет собой стройное здание логических построений, дающих ответы на большинство основных вопросов эволюционистики, но эти ответы отыскивались не столько путем анализа научных (т.е. хорошо проверенных, достоверных) фактов, сколько выводились логически из нескольких основных положений, принятых как постулаты. Такой философский подход характерен для ранних этапов развития науки, когда накопленные факты уже нуждаются в логическом осмысливании, но их еще недостаточно для строгого научного анализа и обобщений.
Изменчивость организмов.
Среди этих проявлений изменчивости наиболее очевидными были приспособительные изменения организмов, подвергавшихся воздействию новых условий (например, развитие из одинаковых семян при их выращивании в разных условиях растений различного облика; усиление мускулов у человека и животных при их усиленном упражнении и ослабление этих мускулов при отсутствии соответствующей физической нагрузки и т.п.). Общим выводом Ламарка из этих наблюдений было признание исторической изменяемости, трансформации организмов во времени, т. е. их эволюции. Однако этот вывод уже не был оригинальным: исторические преобразования видов организмов под влиянием изменений внешней среды признавали, как уже было отмечено, все трансформисты. Учение о градации. Разнообразие видов живых существ, по Ламарку, не является просто хаосом всевозможных форм - в этом разнообразии можно усмотреть определенный порядок, как бы ступени последовательного и неуклонного повышения уровня организации. Из этого Ламарк сделал важнейший вывод, что изменения организмов имеют не случайный, а закономерный, направленный характер: развитие органического мира идет в направлении постепенного совершенствования и усложнения организации.
Движущей силой градации Ламарк считал «стремление природы к прогрессу», которое изначально присуще всем живым существам, будучи вложено в них Творцом, т.е. Богом. С другой стороны, прогрессивное развитие живой природы, по Ламарку, представляет собой процесс саморазвития - автогенез. В осуществлении этого процесса (градации) организмы совершенно независимы от внешнего мира, от окружающей среды.
Идеалистичность концепций Ламарка вполне очевидна. Влияние на организмы внешних условий. По Ламарку влияние на организмы внешних условий нарушает правильность градаций. Градация, так сказать, «в чистом виде» проявляется при неизменности, стабильности внешней среды; всякое изменение условий существования понуждает организмы приспосабливаться к новой обстановке, чтобы не погибнуть. Этим нарушается равномерное и неуклонное изменение организмов на пути прогресса, и различные эволюционные линии уклоняются в сторону, задерживаются на примитивных уровнях организации.
Так Ламарк объяснял одновременное существование на Земле высокоорганизованных и простых групп, а также разнообразие форм животных и растений. Изменения животных и растений под воздействием внешних условий, по Ламарку, происходят по-разному. Растения воспринимают изменения условий, так сказать, непосредственно - через свой обмен веществ с внешней средой (с усваиваемыми минеральными соединениями, водой, газами и светом). Для животных Ламарк разработал более сложный механизм преобразований:
1. всякая значительная перемена во внешних условиях вызывает изменение в потребностях животных;
2. это влечет за собой новые действия животных и возникновение новых «привычек»;
3. в результате животные начинают чаще употреблять органы, которыми они раньше мало пользовались; эти органы значительно развиваются и увеличиваются, а если требуются новые органы, то они под влиянием потребностей возникают «усилиями внутреннего чувства».
С обоснованием этого механизма эволюционных изменений животных под влиянием изменении внешних условий связана формулировка Ламарком двух так называемых законов:
1 закон
Во всяком животном, не достигшем предела своего развития, более частое и постоянное употребление какого-либо органа приводит к усиленному развитию последнего, тогда как постоянное неупотребление органа ослабляет его и в конце концов вызывает его исчезновение.
2 закон
Все, что организмы приобретают под влиянием преобладающего употребления или утрачивают под влиянием постоянного неупотребления каких-либо органов, в дальнейшем сохраняется в потомстве, если только приобретенные изменения являются общими для обеих родительских особей.
Особой заслугой Ламарка является то, что он впервые выдвинул эволюционный прогресс как одну из основных закономерностей эволюции организмов. Однако основные положения теории Ламарка были не столько выведены и доказаны исходя из научных фактов, сколько постулированы, так что теория в целом представляет собой, в сущности, умозрительную логическую схему. Ламарк не доказывал эволюцию организмов, а постулировал ее.
ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ Ч. ДАРВИНА.
Теория Чарльза Дарвина, известная под названием теории естественного отбора, является одной из вершин научной мысли XIX в. Однако ее значение выходит далеко за пределы своего века и за рамки биологии.
Теория Дарвина стала естественно-исторической основой материалистического мировоззрения. Теория Дарвина противоположна теории Ламарка не только по своим последовательно материалистическим выводам, но и по всему своему строю. Она представляет собой замечательный образец научного исследования, основываясь на огромном количестве достоверных научных фактов, анализ которых ведет Дарвина к стройной системе соразмерных выводов. Изменчивость организмов в одомашненном состоянии, по мнению Дарвина, стимулом для возникновения изменений животных и растений является воздействие на организмы новых условий, которому они подвергаются в руках человека. При этом Дарвин подчеркнул, что природа организма в явлениях изменчивости важнее природы условий, поскольку одинаковые условия нередко приводят к разным изменениям у разных особей, а сходные изменения последних могут возникнуть при совершенно разных условиях. В связи с этим Дарвин выделил две основные формы изменчивости организмов под влиянием изменения условий среды: неопределенную и определенную. Искусственный отбор. Так как основной формой изменчивости, по Дарвину, является неопределенная, очевидно, что признания наследственной изменчивости организмов было еще недостаточно для объяснения процесса выведения новых пород животных или сортов сельскохозяйственных растений.
Необходимо было указать еще силу, которая на основе незначительных различий особей формирует устойчивые и важные породные признаки. Ответ на этот вопрос Дарвин нашел в практике селекционеров, которые производят искусственный отбор на племя только тех особей, которые обладают интересующими человека признаками. В результате такого отбора от поколения к поколению эти признаки становятся все более ярко выраженными. Отбор представляет собой творческую силу, преобразующую частные различия отдельных особей в признаки, характерные для данной породы или сорта. Если искусственный отбор был основной силой, используя которую человек смог за относительно короткие сроки создать многочисленные породы домашних животных и сорта растений, существенно отличающиеся от своих диких предков, логично предположить, что подобные процессы могут обусловливать эволюционные преобразования также и в природе. Изменчивость организмов в природе. Дарвин собрал многочисленные данные, свидетельствующие о том, что изменчивость самых различных видов организмов в природе очень велика, а ее формы принципиально сходны с формами изменчивости домашних животных и растений. Разнообразные и колеблющиеся различия между особями одного вида образуют как бы плавный переход к более устойчивым различиям между разновидностями этого вида; в свою очередь, последние столь же постепенно переходят в более четкие различия еще более крупных группировок - подвидов, а различия между подвидами - во вполне определенные межвидовые различия. Таким образом, индивидуальная изменчивость плавно переходит в групповые различия. Из этого Дарвин сделал вывод, что индивидуальные различия особей представляют собой основу для возникновения разновидностей.
Разновидности при накоплении различий между ними превращаются в подвиды, а те, в свою очередь, - в отдельные виды. Следовательно, ясно выраженная разновидность может рассматриваться как первый шаг к обособлению нового вида. Подчеркнем, что Дарвин впервые поставил в центре внимания эволюционной теории не отдельные организмы (как это было характерно для его предшественников-трансформистов, включая Ламарка), а биологические виды, т.е., говоря современным языком, популяции организмов. Только популяционный подход позволяет правильно оценить масштабы и формы изменчивости организмов и прийти к пониманию механизма естественного отбора. Борьба за существование и естественный отбор, сопоставляя все собранные сведения об изменчивости организмов в диком и прирученном состоянии и о роли искусственного отбора для выведения пород и сортов одомашненных животных и растений. Дарвин подошел к открытию той творческой силы, которая движет и направляет эволюционный процесс в природе, - естественного отбора. Он представляет собой сохранение полезных индивидуальных различий или изменений и уничтожение вредных изменений, нейтральные по своей ценности (неполезные и невредные), не подвергаются действию отбора, а представляют непостоянный, колеблющийся элемент изменчивости. Разумеется, отдельные особи, обладающие каким-то новым полезным признаком, могут погибнуть, не оставив потомства, по чисто случайным причинам. Однако влияние случайных факторов уменьшается, если полезный признак появляется у большего числа особей данного вида - тогда возрастает вероятность того, что по крайней мере для части этих особей достоинства нового полезного признака сыграют свою роль в достижении успеха в борьбе за существование. Отсюда следует, что естественный отбор является фактором эволюционных изменений не для отдельных организмов, рассматриваемых изолированно друг от друга, но лишь для их совокупностей, т. е. популяций.
Результаты действия естественного отбора, возникновение приспособлений (адаптации) организмов к условиям их существования, придающее строению живых существ черты «целесообразности», является непосредственным результатом естественного отбора, поскольку самая сущность его - дифференцированное выживание и преимущественное оставление потомства именно теми особями, которые в силу своих индивидуальных особенностей лучше других приспособлены к окружающим условиям. Накопление отбором от поколения к поколению тех признаков, которые дают преимущество в борьбе за существование, и приводит постепенно к формированию конкретных приспособлений.
Вторым (после возникновения адаптации) важнейшим следствием борьбы за существование и естественного отбора является, по Дарвину, закономерное повышение разнообразия форм организмов, носящее характер дивергентной эволюции. Поскольку наиболее острая конкуренция ожидается между наиболее сходно устроенными особями данного вида в силу сходства их жизненных потребностей, в более благоприятных условиях окажутся наиболее уклонившиеся от среднего состояния индивиды. Эти последние получают преимущественные шансы в выживании и оставлении потомства, которому передаются особенности родителей и тенденция изменяться дальше в том же направлении (длящаяся изменчивость). В итоге от общего предка в ходе эволюции должны происходить все более разнообразные и отличающиеся друг от друга потомки.
Наконец, третье важнейшее следствие естественного отбора - постепенное усложнение и усовершенствование организации, т.е. эволюционный прогресс. Согласно Ч. Дарвину, это направление эволюции является результатом приспособления организмов к жизни в постоянно усложняющейся внешней среде. Усложнение среды происходит, в частности, благодаря дивергентной эволюции, увеличивающей число видов. Усовершенствование реакций организмов на усложняющуюся среду приводит к постепенному прогрессу организации. Частным случаем естественного отбора является половой отбор, который связан не с выживанием данной особи, а лишь с ее воспроизводительной функцией. По Дарвину, половой отбор возникает при конкуренции между особями одного пола в процессах размножения.
Заканчивая обзор теории эволюции Дарвина, отметим, что она дала логически последовательное и строго материалистическое объяснение важнейшим проблемам эволюции организмов и сложившейся в результате эволюционного процесса обшей структуре органического мира. Дарвин первым доказал реальность эволюционных изменений организмов. Взаимоотношения организма и внешней среды в его теории имеют характер диалектического взаимодействия: Дарвин подчеркивал роль изменений среды как стимула изменчивости организмов, но, с другой стороны, специфика этих изменений определяется самими организмами, и дивергентная эволюция организмов изменяет среду их обитания. Учение о естественном отборе и борьбе за существование представляет собой, в сущности, анализ этих сложных взаимоотношений организма и среды, в которых организм не противопоставляется среде как саморазвивающаяся автономная единица, но и не следует пассивно за изменениями среды (как трактуются взаимоотношения организма и среды в теории Ламарка).
Согласно теории Дарвина, эволюция представляет собой результат взаимодействия организма и изменяющейся внешней среды.
Современная эволюционная теория сложилась на основе теории Дарвина. Признавая это, и, оценивая конкретное место идей Дарвина в совокупности современных эволюционных взглядов, нередко впадают в одну из двух крайностей. Либо считают, что ныне концепция Дарвина как таковая имеет уже только исторический интерес, либо, напротив, утверждают, что со времени Дарвина основы теории не претерпели существенных изменений. В действительности, как это нередко бывает, истина находится между этими крайними точками зрения. В дальнейшем, рассматривая современную эволюционную теорию, мы будем специально оговаривать ее основные различия со взглядами Дарвина.
Здесь же необходимо упомянуть о некоторых нечеткостях и отдельных ошибочных утверждениях Дарвина. К ним относятся:
1. признание возможности эволюционных изменений на основе определенной изменчивости и упражнения и неупражнения органов;
2. переоценка роли перенаселения для обоснования борьбы за существование;
3. преувеличенное внимание к внутривидовой борьбе в объяснении дивергенции;
4. недостаточная разработанность концепции биологического вида как формы организации живой материи, принципиально отличающейся от подвидовых и надвидовых таксонов;
5. непонимание специфики макроэволюционных преобразований организации и их соотношений с видообразованием.
Однако все эти не вполне отчетливые или даже неверные представления по некоторым вопросам отнюдь не умаляют исторической значимости гениального труда Дарвина и его роли для современной биологии. Указанные неточности соответствуют уровню развития науки во время создания теории Дарвина. Теория эволюции на современном этапе: проблематика и критика. После создания теории эволюции Дарвина прошли годы, сменилась историческая эпоха, но дискуссия по проблемам эволюции не затихает.
ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ.
КРИТИКА СОВРЕМЕННОЙ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ КРЕАЦИОНИСТАМИ.
Сейчас активно пропагандируются и широко обсуждаются такие идеи, которые еще несколько лет назад были бы признаны абсурдными. В этом несомненная заслуга «научных» креационистов. Естественно, возникает вопрос, не связано ли всё это с объективной ложностью или не научностью теории эволюции? Не является ли она бесплодным тупиком в развитии науки? Очевидно, что это не так. Убеждают в этом отчасти успехи, достигнутые в последние десятилетия многими биологами, работающими в области эмпирического изучения эволюции, а отчасти изучение тех критических замечаний, которые чаще всего высказываются противниками эволюционизма. Рассмотрим наиболее распространенные положения современной эволюции, подвергаемые критике ее противниками. Часто утверждают, что мы можем наблюдать микроэволюционные изменения, но никогда не видим видообразования и макроэволюции. Действительно, обычно эти процессы протекают настолько медленно, что не могут быть объектом непосредственного наблюдения. Тем не менее, видообразование может быть зафиксировано эмпирически по прямым или косвенным данным.
Таких данных приведено достаточно много в общих сводках по видообразованию. Есть и более частные работы по отдельным группам животных или растений. Иногда видообразование может быть повторено экспериментально. Например, исследованиями В. А. Рыбина было показано, что предком обыкновенной сливы, по всей вероятности, был естественный гибрид алычи и тёрна. В результате экспериментального скрещивания этих растений с последующим удвоением хромосом был получены гибриды - вполне жизнеспособные, очень похожие на настоящие сливы, и хорошо скрещивающиеся как с ними, так и друг с другом. Обнаружены также и некоторые отличия синтезированных слив от настоящих. Можно предположить, что со времени своего возникновения эти последние успели несколько измениться в ходе дальнейшей эволюции. Искусственно созданными видами является, по-видимому, большинство наших домашних животных и сельскохозяйственных растений.
Иногда палеонтологические данные позволяют проследить, как путем постепенных преобразований один вид превращался в другой. Например, белый медведь, по-видимому, произошел в позднем плейстоцене от бурого медведя.Весь процесс документирован палеонтологическими данными; известны переходные стадии процесса. Можно было бы приводить и другие примеры видообразования.
Однако современные креационисты утверждают, что видообразование всегда идет путем утраты или перераспределения тех или иных уже существующих наследственных факторов и только в рамках некоего первичного типа строения, так называемого «барамина». Возникновение новой наследственной информации, а следовательно, и новых фенотипических структур, по мнению креационистов, невозможны. Невозможно и возникновение новых «бараминов». Эти последние были созданы непосредственно творцом. По поводу этих концепций необходимо отметить следующее. В эволюции действительно чаще используются старые структуры, чем возникают новые. Весьма распространены редукционные процессы, поэтому не составит проблемы подобрать примеры, не противоречащие взглядам креационистов. Например, слива произошла от тёрна и алычи путем гибридизации с последующей полиплоидией, то есть без возникновения новой генетической информации. Некоторые изменения этой информации, возможно, произошли в ходе дальнейших преобразований. Однако принципиально новые структуры появляются в эволюции также достаточно часто. В эволюции белого медведя возникли новые признаки комплекс всесторонних морфологических, физиологических и поведенческих адаптаций, связанных с переходом к жизни в экстремальных условиях Крайнего Севера и к полуводному образу жизни, определенно отсутствовавшие у бурого медведя. Генетически эти два вида остались очень сходными (в условиях зоопарка они могут образовывать плодовитые гибриды), но их морфологические и экологические отличия настолько велики, что некоторые ученые даже рекомендовали выделить белого медведя в отдельный род. При этом белый медведь стоит на таком же высоком уровне организации, как и бурый медведь. У него не менее, если не более, сложные образ жизни и поведение. Результатами редукции (в креационистском понимании) были среди его признаков разве что переход от всеядности к питанию чисто животной пищей, связанное с этим некоторое упрощение зубной системы и ещё депигментация шерсти.
Креационисты и некоторые эволюционисты утверждают, что современная теория эволюции не может объяснить ранние стадии формирования органов, а также возникновение структур высокого уровня совершенства, например человека. На самом деле возникающие тут проблемы связаны только с недостаточной изученностью строения и функционирования этих органов. В отношении хорошо изученных органов мы, как правило, представляем в общих чертах, как они могли сформироваться в процессе эволюции. Часто утверждают, что, например, глаз высших животных настолько совершенен, что никак не мог возникнуть в результате эволюционных процессов. Проиллюстрируем эту мысль на известном примере. Будем исходить из того, что наблюдаемые изменения органов и структур произвольны и не направлены, однако случайно могут оказаться более или менее полезными для своих носителей. В клетках практически всех организмов вырабатывается некоторое количество пигментов. Пигментом можно назвать, собственно говоря, любое непрозрачное вещество. Часто они синтезируются вне всякой связи с фоторецепцией. Но они могут быть использованы и для ориентации в пространстве, если это полезно для выживания организма. Способность реагировать на свет широко распространена в природе и характерна как для многих одноклеточных, так и для некоторых клеток многоклеточных организмов. Первый этап формирования сложных органов зрения у многоклеточных состоял в концентрации светочувствительных клеток с образованием так называемых глазных пятен. Сосредоточение рецепторов в одном месте способствовало восприятию света меньшей интенсивности, поэтому мутанты, у которых светочувствительные клетки были сближены, получали больше шансов выжить. Самые простые светочувствительные пятна расположены на поверхности тела (или под ней, если покровы прозрачны). Однако в ходе дальнейшей эволюции естественный отбор способствует погружению пигментных пятен под уровень покровов для защиты от повреждений и посторонних раздражителей. Пигментное пятно превращается в пигментную ямку (иногда в пигментный желоб или канал). Конечным этапом этого является замыкание ямки в глазной пузырек, передняя стенка которого становится прозрачной, а задняя - чувствительной. Однако даже прозрачное вещество преломляет световые лучи, и передняя стенка неизбежно начинает действовать как линза. Форма этой линзы может меняться вследствие случайных мутаций, но оптимальной для рецепции является такая ее кривизна, которая приводит к фокусировке лучей на поверхности внутреннего светочувствительного слоя. В результате на этой поверхности появится изображение окружающего мира. Это уже даже не результат естественного отбора, а просто следствие законов физики.
Таким образом, накопление мелких случайных количественных изменений приводит посредством естественного отбора к качественному скачку - появлению зрения в собственном смысле слова. В ходе дальнейшей эволюции орган зрения совершенствовался далее. Часто образуются, например, специализированные мышцы, изменяющие кривизну линзы или ее расстояние до светочувствительного слоя, или обе эти характеристики. Этим достигается возможность аккомодации глаза.
Другое важное эволюционное достижение - цветовое зрение. Наконец, появление стереоскопического зрения у некоторых птиц и млекопитающих позволяет определять расстояние до предметов путем триангуляции, а также, до определенной степени, форму предметов. Все эти процессы легко могут быть объяснены как результаты избирательного выживания носителей мелких случайных изменений. Данные процессы будут происходить даже в том случае, если очень незначительная часть мутаций изменяет структуры в нужном направлении. Только полное отсутствие таких мутаций сделало бы эти процессы невозможными.
Однако нам неизвестны механизмы, избирательно блокирующие мутагенез в определенных направлениях. Итак, описанный сценарий логически возможен и не противоречит ни одному из известных законов природы. Один из главных аргументов, высказываемых креационистами против эволюционизма, состоит в том, что в процессе прогрессивной эволюции возникает принципиально новая информация. Дело в том, что информацию может создавать, по их мнению, только разум, но никак не стохастические процессы. Наследственная информация живых организмов, считают креационисты, была создана Богом в ходе творения, а позднее может только утрачиваться.
Креационисты достаточно четко проводят аналогию между творческой деятельностью Бога и человеческим творчеством, видя в человеческом разуме пусть несовершенное, но всё-таки подобие разума Бога. Однако имеющиеся данные, скорее, позволяют утверждать, что в основе творческой деятельности человеческого разума лежат вполне естественные процессы.
Обсудим, как формируется новая информация, используя простую модель, охарактеризованную С. Хокингом. Устройство для получения и обработки информации можно упрощенно рассматривать как систему, состоящую из элементов, каждый из которых может находиться в одном из нескольких альтернативных состояний. Например, элементы памяти компьютера могут находиться в одном из двух состояний, а элементы генетического аппарата - в одном из четырех. Любое из этих состояний равновероятно, но в результате взаимодействия с системой, состояние которой надо запомнить, элементы оказываются во вполне определенных состояниях, зависящих от состояния системы. Устройство переходит из состояния беспорядка в более упорядоченное. Однако тут нет никакого противоречия со вторым началом термодинамики. Процесс упорядочивания идет с затратой энергии, которая в конечном итоге превращается в тепловую и увеличивает степень беспорядка во Вселенной, чем сложнее взаимодействие с изучаемой системой, тем больше элементов нашего устройства будет зафиксировано, и тем большая информация о системе будет определена. Можно представить себе и использование полученной информации. Для этого необходимы специальные машины, связанные с нашим устройством, и функционирующие по-разному в зависимости от того, какие состояния зафиксированы в элементах устройства. Возможны и дальнейшие усложнения, но механизм, лежащий в основе процесса, остается тем же. По этому принципу работает компьютер и, судя по всему, человеческий мозг. Но аналогичный процесс происходит и в популяциях живых организмов. Вследствие мутаций организмы в популяциях отличаются по генотипу. В процессе естественного отбора некоторые мутанты выживают, а некоторые гибнут. Таким образом, и в этом случае происходит запоминание выбора одной из более или менее равноценных возможностей, вполне аналогичное тому, которое происходит при деятельности человеческого разума.
Иными словами, новая информация может быть создана естественным отбором. В верховном разуме нет необходимости. Если уж зашла речь о высшем разуме, необходимо обсудить еще один аргумент в поддержку его существования, часто выдвигаемый фидеистами. По их мнению, существующие законы мироздания могут быть выявлены с помощью человеческого разума, само по себе свидетельствует о наличии разумного законодателя. Действительно, можно согласиться с тем, что существует некоторое соответствие логики нашего мышления логике процессов, происходящих в природе. Это соответствие не является абсолютным, поэтому процесс познания всегда сопровождается ошибками, а информация, полученная в результате познания, никогда не бывает исчерпывающей. Тем не менее, именно существование этого соответствия делает в принципе возможным познание окружающего мира. Нет, однако, никакой логической необходимости в том, чтобы объяснять это соответствие тем, что разум существ, познающих мир, подобен разуму творца, создавшего этот мир. Гораздо проще и убедительнее его можно объяснить тем, что в эволюции человека адаптивное преимущество получали носители таких мыслительных структур, которые лучше соответствовали реальности нашего мира. Так наша способность познавать мир постепенно совершенствовалась. В основе лежал всё тот же процесс естественного отбора.
ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ О ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ.
В современном понимании эволюция - это серия последовательных изменений с исторически значимым результатом. Мы не обязаны оговаривать, что изменяется генотип, признак, популяция, вид. Непрерывно, прерывисто, скачкообразно, направленно, обратимо - эти эпитеты более или менее условны, как мы еще увидим и с каким конкретным результатом (видообразование, филогенез, общее развитие жизни и т. п.). Но мы должны признать, что эволюция распознается апостериорно: изменение, происходящее на наших глазах, может быть или не быть эволюцией.
Принято думать, что палеонтологические факты подтверждают эволюцию. Однако самыми непримиримыми противниками эволюционизма были в прошлом именно палеонтологи - Ж. Кювье, Л. Агассис, Р. Оуэн и многие другие.
Палеонтологическая летопись как таковая - это перечень разрозненных событий. Чтобы составить из нее связную историю, нужна руководящая идея. Факты, которыми мы располагаем, заключаются в том, что организмы чрезвычайно разнообразны, приспособлены к тому образу жизни, который они ведут, их жизненное пространство ограничено и они сменяют друг друга в геологической летописи. Объяснения могут быть различными. Теория эволюции состоит в том, что органический мир, каким мы его знаем, - продукт эволюции (в указанном выше смысле). Если же предположить, что мы видим проявления каких-то изначальных свойств живого, не имеющих истории (изначальной целесообразности, например), то такая теория будет не эволюционной или, во всяком случае, содержащей не эволюционные элементы. Она будет противостоять общей теории эволюции, а не (как часто думают) частной теории естественного отбора. Немало недоразумений возникает из-за неумения отличить обще-эволюционный подход от частных метаэволюционных проблем и эти последние друг от друга. На вопрос, в чем различие между теориями Ж. Б. Ламарка и Ч. Дарвина, большинство отвечает: Ламарк утверждал наследование приобретенных признаков, Дарвин - естественный отбор. В действительности же и Ламарк и Дарвин верили в наследование приобретенных признаков (выражение крайне неудачное, так как никаких признаков, кроме приобретенных, не существует, но об этом позднее). В их время это было привычное представление, восходящее к Аристотелю, который верил даже в наследование шрамов (верить можно было во что угодно - теории наследования не существовало). Эволюционные проблемы группируются вокруг трех главных вопросов - «зачем», «как» и «почему», которые исторически задавались именно в такой последовательности.
Возможность расположить различные живые существа в виде лестницы от просто устроенных к более сложным, определенное сходство (параллелизм) между этой лестницей и последовательностью индивидуального развития, а также распределением ископаемых форм от древних слоев к более молодым, природа делимости на дискретные типы и виды, изменение населения Земли после библейского потопа или аналогичных катастроф, воздействие образа жизни на развитие органов - вот основные проблемы, которые изначально питали эволюционную мысль. Часто эволюционизму отказывают в статусе подлинной научной теории по следующим соображениям:
1. Это в основном описание всевозможных событий, а не теория (коллекционирование почтовых марок, по замечанию Резерфорда). История, конечно, основывается на фактах, но ее можно переписать заново, и факты предстанут в ином освещении. Эволюционная история - не столько описание, сколько реконструкция событий (хотя меж тем и другим нет четкой границы; любое историческое описание, даже подтвержденное прямыми свидетельскими показаниями, не свободно от интерпретации фактов), несущая теоретическую нагрузку.
2. Эволюция жизни известна пока только на нашей планете, в единственном экземпляре. Единичное не подлежит теоретическому осмыслению. На это можно возразить, что единичное действительно непригодно для выведения законов, но может стать объектом как телического, так и каузального анализа. К тому же эволюция идет параллельно многими стволами и какие-то явления повторяются многократно.
3. Эволюционизм невозможно опровергнуть.Это обвинение против теории Дарвина выдвинул в полушуточной форме Л. Берталанфи. По мере того как росла популярность принципиальной опровергаемости как критерия научности, становилось не до шуток. Однако каждый, кто знаком с историей биологии, не может не знать о многочисленных непрекращающихся попытках опровержения как общей, так и частных теорий эволюции. Сам Дарвин указал, по крайней мере два положения, опровержение которых влекло бы за собой, по его словам, крах всей его теории: вывод о том, что резкие изменения органического мира соответствуют пробелам в геологической летописи, и заключение о невозможности развития альтруизма под действием естественного отбора. То и другое опровержимо не только в принципе, но и, что уже хуже, на практике (во избежание недоразумений напомним, что возможность опровержения теории - позитивный момент при оценке ее научности, успешное опровержение - негативный момент при оценке ее истинности, хотя значение того и другого, может быть, несколько преувеличено).
4. Теория эволюции - не теория в том понимании, какое принято у физиков. Проанализируем кратко данные принципиальные вопросы. Позиция ученых-физиков заключается в том, что к области науки относятся лишь повторяющиеся, воспроизводимые явления. Единичное, уникальное - это область коллекционера редкостей, а не ученого. Жизнь пока известна только на одной планете, биосфера существует в единственном экземпляре, каждый организм уникален, эволюция совершалась единожды и необратима. Биология имеет дело с неповторимым и, следовательно, представляет собой род деятельности, стоящий ближе к коллекционированию, чем к аналитической науке, каковой является в первую очередь физика. В определенном ракурсе возникает впечатление, что даже само развитие биологии в корне отличается от развития физики. В биологии происходит опровержение и отбрасывание отживших теорий (например, теории Ламарка), тогда как в физике новые теории не опровергают старые, а лишь указывают пределы их применимости.
Одно из возможных возражений, как мы уже говорили, заключается в том, что организмам, наряду с индивидуальным, свойственно общее повторенное в каждом из них, что эволюция органического мира в целом состоит из огромного множества эволюционных линий, которым в той или иной степени свойственны параллелизм, многократное повторение однотипных событий и т. д. Можно также протестовать против гносеологического редукционизма, настаивая на не сводимости одной области знаний к другой, на принципиальном различии методологических установок физики и биологии, имеющей дело с неизмеримо более сложными явлениями, требующими особого, более индивидуализированного подхода, не умаляющего научности. По мнению ряда ученых, однако, традиционные сомнения в научности биологических теорий, как и традиционные попытки развеять их, не отражают существа дела, которое заключается в противоречии между историческим и вне историческим подходами. На самом деле принципиального различия между уникальностью биологических явлении и повторяемостью физических, по-видимому, не существует: любое историческое событие уникально. Конечно, биологу легче понять это благодаря ярче выраженной индивидуальности его объектов, хотя вирусы одного штамма кажутся вполне идентичными и лишь очень тонкие исследования могут вскрыть их индивидуальность. Физик же находится в положении человека, впервые попавшего в толпу инопланетян и считающего, что все они на одно лицо.
Наличие истории является главным и, может быть, единственным критерием существования. Ученый, исследующий явления, которые не имеют истории, не может быть уверен в том, что они на самом деле существуют. Противоречия между моделями познания и физике и биологии также, по-видимому, связаны с различным ощущением историзма. Известный закон необратимости эволюции выведен бельгийским палеонтологом Л. Долло, парадоксальным образом, на основании обратимого появления - утраты панциря у черепах, переселяющихся из воды на сушу и обратно. Долло заметил, что вновь обретенный панцирь отличается от утраченного, и, следовательно, - полной обратимости нет. Человеку настолько свойственно ошибаться, что он, в конце концов, начинает сомневаться в своих познавательных способностях. Подобные ситуации служат питательной средой для утверждений, что конечная истина недоступна по тем или иным причинам. То, что мы сейчас считаем очевидным, теоретически нагружено и сформировалось в результате сложного взаимодействия наблюдения и объяснения, причем последнее все более доминирует, подменяя непосредственное видение и даже навязывая видение несуществующих объектов (так многие поколения «видели» небесную твердь). Такого рода издержки теоретизации видения и породили сомнения в реальности внешнего мира, ведущие прямым путем к солипсизму.
Лучшее средство от солипсизма - это теория эволюции. Несуществующее не может эволюционировать, и тем более нет смысла к нему приспосабливаться. Далее, теория эволюции подсказывает, что органы чувств не могут нас постоянно обманывать, так как в противном случае они способствовали бы вымиранию, а не выживанию. Теоретически есть все основания доверять непосредственному наблюдению. Эволюционный подход помогает также понять наши гносеологические затруднения. Они - продукт эволюции мышления и, по-видимому, свойственны переходному этапу, на котором уже утрачена острота и безошибочность непосредственного видения, отточенного миллионами лет борьбы за существование, а объяснительная способность еще недостаточно развита. Теория эволюции подсказывает, что отношения между наблюдением и теорией не остаются постоянными, а со временем изменяются. И, наконец, эволюционизм объясняет, почему нам никогда не добраться до конечной истины: она не ждет нас где-то в конце пути, за семью замками, а эволюционирует вместе с нами, нашим мышлением и всем окружающим. Неодарвинизм (синтетическая теория эволюции). Если кого и можно назвать Ньютоном биологии, то, разумеется, Г. Менделя. Он сделал все, что требовалось для превращения биологии в «подлинную науку» наподобие классической физики, а именно:
1. ввел невидимые сущности-«зачатки», впоследствии гены;
2. без всяких объяснений установил для них законы;
3. прибег к математике.
Гены, казалось, помогли ответить на ряд вопросов, смущавших Дарвина, в частности, почему полезные изменения не «растворяются» при скрещивании с неизмененными особями, и, таким образом, дополнить классический дарвинизм, превратив его в неодарвинизм, или синтетическую теорию эволюции (СТЭ). Основной заслугой СТЭ обычно считают объяснение исходной изменчивости, устранение из эволюционизма телеологических (пангенез, «ламарковские факторы») и типологических (макромутации, скачкообразное видообразование) элементов, перевод эволюционных построений на экспериментальную основу. Каркас новой теории образовали постулаты о случайном характере мутаций, постоянной скорости мутирования и постепенном возникновении больших изменений путем суммирования мелких. Возможности проверки этих постулатов в период построения СТЭ были весьма ограниченными. Считается, что постулат о случайности мутирования впоследствии получил подтверждение на молекулярном уровне. Однако молекулярные мутации неадекватны тем их фенотипическим проявлениям, которые наблюдали ранние генетики, само понимание мутации изменилось. На молекулярном уровне есть некоторые основания говорить о пространственно-временной неопределенности единичного мутационного акта, но (по аналогии с квантовой механикой) неопределенность не может быть априорно экстраполирована на уровень фенотипических свойств, подлежащих естественному отбору. Постулат о постоянной скорости мутирования не выдержал проверки.
Сейчас уже относительно хорошо изучен взрывной мутагенез, в частности, транспозиционные взрывы. Представление о макроэволюции как суммировании мельчайших мутационных шагов под действием отбора неявно предполагает какой-то ортогенетический фактор, поскольку вероятность своевременного случайного появления последовательных «нужных» мутаций ничтожно мала. Поэтому пришлось ввести дополнительный фактор - дрейф генов, ускоряющий фиксацию новой мутации и при резком сокращении численности популяции производящий «генетическую революцию», по С. Райту и Э. Майру.
Таким образом, преимущества СТЭ перед классическим дарвинизмом не вполне очевидны. Некоторые противоречия исходной теории Дарвина, устраненные СТЭ, вероятно, отражали внутреннюю противоречивость непрерывно-прерывистого процесса эволюции и невозможность сведения всего многообразия движущих сил к естественному отбору.
Критика дарвинизма . Одно из направлений критики основывается на противопоставлении «борьбы» и «любви» как движущих сил эволюции. Действительно, Дарвин испытывал определенные трудности в объяснении альтруизма.
Сейчас, однако, выполнены весьма основательные работы, связывающие возникновение альтруистического поведения с отбором. Более эффективна критика, отводящая отбору роль консервативной, а не творческой силы. Многие исследователи, выделявшие стабилизирующую и творческую формы отбора, имели в виду, что отбор в одних случаях сохраняет сложившуюся норму, а в других, при изменении условий, формирует новую. Можно ли путем постепенных сдвигов нормы получить что-либо существенно новое? Строго говоря, ответа на этот вопрос нет, так как никто не проверял (искусственный отбор не в счет, принцип его действия иной). Кажется логичным предположить, вслед за Дарвином, что на постепенное создание нового отбору нужно очень много времени. Геологическое время исчисляется миллионами лет, но в критические моменты Земной истории этих миллионов в наличии не оказывается, поэтому Дарвин и полагал, что геологическая летопись недостоверна. Здесь действительно открывается возможность проверки теории. Если показания летописи подтвердятся, то будет получен существенный довод в пользу скачкообразного возникновения нового и снова окажется в центре внимания теория эволюции за счет резких отклонений в индивидуальном развитии, отодвинутая синтетической теорией на задний план. В конце концов, искусственный отбор, достижения которого так вдохновляли Дарвина, оперирует резкими отклонениями от нормы, можно сказать уродствами.
Почему же естественному это противопоказано? Но один из парадоксов эволюционизма как раз и заключается в том, что естественный и искусственный отборы дают противоположные результаты: первый повышает приспособленность, второй - понижает (выведенные человеком сорта и породы, как правило, нуждаются в его поддержке). Или они вообще не имеют ничего общего (и тогда не следует рассматривать искусственный отбор как модель естественного), или мы чего-то недопонимаем в механизме естественного отбора.
Критика синтетической теории эволюции. СТЭ в большей степени, чем классический дарвинизм, построена по образцу классической физики. Она имеет свои аксиомы, вневременные законы, в том числе выводимые математически. СТЭ активно пропагандирует такой путь построения биологической теории, наводя на мысль о том, что прогресс в данной области требует более полной аксиоматизации и математизации (крайние сторонники этих взглядов могут даже выступать в роли критиков СТЭ, вменяя ей в вину недостаточную формализацию). Те же убеждения заставляют видеть в массивном вторжении физико-химических методов революцию в биологии, её превращение в подлинно экспериментальную науку, т.е. настоящую науку. Однако оцепенение науки, скованной аксиомами и законами, нельзя считать прогрессом. А теории эволюции такие «не эволюционирующие» установки особенно противопоказаны. Как и всякая парадигма, СТЭ оказывает практическое влияние на науку, определяя, чем стоит, а чем не стоит заниматься.
Сильная парадигма задает направление исследований одному или даже нескольким поколениям ученых. Затем это направление исчерпывается, и ученые обращают взоры к альтернативной теории, которую до сих пор поддерживали лишь отдельные чудаки. Однако оставим достижения и обратимся к тому, что оказалось за бортом СТЭ. Это в первую очередь то, что называется макроэволюцией, - крупные преобразования органов, возникновение новых категорий признаков, филогенез, происхождение видовых и надвидовых группировок, их вымирание - в общем то ради чего создавалась теория эволюции. Ничуть не преуменьшая значение индустриального меланизма и отношений между однотонными и полосатыми улитками, отметим, что они все же интересуют нас главным образом как модель исторически более значительных явлений.
Но могут ли они служить такой моделью? Позиция СТЭ в отношении макроэволюции определяется общей установкой на экспериментирование как единственный путь подлинно научного исследования. В области макроэволюционных процессов возможности экспериментирования весьма ограничены. Поэтому исследовать их можно лишь с помощью микроэволюционных моделей, полагая, что различия главным образом количественные - в масштабах времени. И в прошлом, и особенно в последние годы раздавались голоса против этой редукционистской позиции СТЭ.
В противовес ей был выдвинут тезис о не сводимости филогенеза к микроэволюционным процессам, необходимости дополнения СТЭ теорией макроэволюции. При этом предполагалось, что микроэволюция удовлетворительно объяснена СТЭ. В действительности ни микропроцессы, ни макропроцессы еще не поняты и говорить об их сводимости или не сводимости друг к другу пока преждевременно. СТЭ, как и классическая эволюционная теория Дарвина, разработана главным образом для процессов, протекающих в устойчивых условиях. Сейчас же средовые кризисы интересуют нас больше, чем что-либо другое, и, кроме того, появилось предположение (проверка которого превратилась в первоочередную задачу), что самые важные эволюционные события происходили в кризисных условиях. И, наконец, из поля зрения СТЭ почти выпал общий биологический прогресс, сведенный к увеличению численности. Хронологическая последовательность от цианофитов до человека, как бы ее ни называть, представляет собой один из немногих достоверных эволюционных феноменов. Для миллионов людей именно эта последовательность воплощает саму эволюцию. Следовательно, от эволюционной теории в первую очередь требуется ее объяснение. СТЭ дать такового не может, поскольку в решении признаваемых этой теорией эволюционных задач - приспособляемости, выживании, росте численности и разнообразия - цианофиты нисколько не уступают человеку. Поэтому совершенно непонятной оказалась и эволюция человека. Она или совершенно отрывается от предшествующей биологической эволюции, или искусственно вводится в рамки школьного СТЭ. В силу всех этих обстоятельств современное состояние теории эволюции не вызывает чувства удовлетворения.
ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ПРОБЛЕМ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ.
Геологические и биологические науки в последние десятилетия накопили огромную новую информацию об эволюции органического и неорганического миров Земли, а также о физико-географических, геологических и биогеохимических предпосылках возможного существования каких-либо форм жизни в прошлом или настоящем на других планетах солнечной группы.
Эволюция во многих случаях может быть представлена теперь мерой и числом. Собрана обширная информация о многочисленных биологических катастрофах (кризисах), прежде всего, в течение последнего миллиарда лет; об их корреляции с абиотическими кризисами, о возможных общих причинах этих явлений. Одновременно с этим накоплены огромные объемы информации о структурной организации и молекулярно-генетических механизмах функционирования клеток - основы жизни, факторов изменчивости геномов и о закономерностях молекулярной эволюции клеток и организмов. В то же время, несмотря на обширные данные о молекулярно-генетических механизмах, обуславливающих реакции геномов, клеток и организмов на изменения внешней среды, нам мало, что известно о связях этих механизмов с процессами биоэволюции, происходившими на Земле в моменты глобальных геологических перестроек. Несмотря на обилие информации о закономерностях эволюции органического и неорганического миров, полученных науками о Земле и биологией, она до сих пор остается разрозненной и требует системного обобщения.
К числу крупнейших достижений последних десятилетий можно отнести расшифровку палеонтологами и геологами докембрийской летописи развития органического мира Земли, расширившую геохронологический диапазон наших знаний об эволюции жизни от 550 млн. до почти 4 млрд. лет. Классические концепции эволюции органического мира, основанные на опыте изучения его фанерозойской истории, когда в основных чертах уже сложилась таксономическая и экосистемная иерархия биологических систем, начиная с Ч. Дарвина, развивались в рамках градуалистического понимания филогенетического процесса, центральным звеном которого является вид.
Изучение докембрийских форм жизни и условий ее существования поставило в повестку дня новые проблемы. Благодаря достижениям молекулярной биологии, включая молекулярную филогению, с начала 80-х годов ХХ века стало понятно, что пути биологической эволюции жизни в условиях первоначальной бескислородной (восстановительной) атмосферы и постепенного перехода ее в окислительную (увеличение концентрации кислорода в среде обитания), связаны с жизнью трех царств (доменов организмов) безъядерных прокариот:
1. истинных эубактерий;
2. бархеобактерий, геном которых имеет некоторые черты сходства с геномом эукариот;
3. эукариот, имеющих оформленное ядро и карпатментализированную цитоплазму с различными типами органелл.
Важнейшим звеном на пути становления биоразнообразия живой оболочки земли являются открытые в последнее десятилетия вендские бесскелетные вендобионты с загадочными особенностями метаболизма, непосредственные предшественники основных типов современных беспозвоночных, основные филогенетические стволы (на уровне типов и семейств), которых возникли около 540 млн лет назад в начале кембрийского периода.
Изучение микробиальных сообществ в современных экстремальных условиях и их экспериментальное моделирование позволили выявить особенности взаимодействия автотрофных и гетеротрофных форм прокариотной жизни как особый тип адаптации в пространственно неразрывной двуединой системе организм-экосистема. Развитие методов микробиальной палеонтологии и обнаружение с помощью этих методов в метеоритах, предположительно привнесенных на Землю с Марса, структур, напоминающих следы бактериальной жизнедеятельности, дало новый импульс проблеме «вечности жизни». В последние годы в палеонтологии и геологии накопилось много данных о корреляции глобальных геологических и биотических событий в истории биосферы. Особый интерес в последнее время вызвал «феномен» взрывной биодиверсификации органического мира в ордовикском периоде (450 млн. лет назад), когда возникло огромное количество новых экологических специализаций, в результате чего впервые сформировался глобальный замкнутый биогеохимический цикл в морских экосистемах. Накопившиеся данные о взаимосвязях главных трендов и периодичности глобальных процессов в эволюции внешних и внутренних оболочек Земли и биосферы как целостной системы поставили в повестку дня проблему управляющего звена в эволюции Земли и ее биосферы. В соответствии с новыми представлениями, согласующимися с теорией развития больших систем, эволюция биосферы определяется высшими иерархическими уровнями глобальной экосистемы, а на более низких уровнях (популяционном, видовом) обеспечивается ее более «тонкая» настройка. С этих позиций возникает проблема совмещения концепции видообразования Ч. Дарвина и биосферной концепции В.И. Вернадского. В связи с открытием в 1970-е годы ХХ столетия в современных океанах уникальных экосистем, следы которых установлены теперь и в отложениях древнего возраста (не менее 400 млн. лет), существующих за счет эндогенной энергии гидротерм, возникла еще одна проблема. Являются ли солнечная энергия и кислородная атмосфера необходимыми условиями эволюции жизни на планетах и каков эволюционный потенциал экосистем такого типа? Таким образом, можно сформулировать следующие современные проблемы теории эволюции:
1. Возникла ли жизнь на Земле в ходе естественной эволюции неорганического мира (теория самозарождения жизни из неорганической материи)? Или она привнесена из Космоса (теория панспермия) и, таким образом, значительно старше Земли и не связана напрямую в своем генезисе с условиями первобытной Земли на момент фиксации в геологической летописи первых следов жизни? В теории молекулярной эволюции накоплена значительная сумма знаний, указывающих на возможность самовозникновения жизни (в форме простейших самовоспроизводящихся систем) из неорганической материи в условиях первобытной Земли. В то же время имеются факты, которые свидетельствуют в пользу теории панспермии: а) древнейшие осадочные породы с возрастом 3,8 млрд. лет сохранили следы массового развития примитивных форм жизни, а изотопный состав углерода практически не отличается от такового в современном живом веществе; б) в метеоритах обнаружены особенности, которые могут интерпретироваться как следы жизнедеятельности примитивных форм жизни, хотя есть и возражения против этой точки зрения. При этом следует оговориться, что вопрос относительно вечности жизни во Вселенной в конечном счете упирается в вопрос о вечности самой Вселенной. Если жизнь на Землю привнесена из Космоса (теория панспермии), это не снимает проблемы возникновения жизни, а лишь переносит момент возникновения жизни в глубины времени и пространства. В частности, в рамках теории «большого взрыва» время возникновения и распространения жизни во Вселенной не может быть больше 10 млрд. лет. Следует, однако, иметь в виду, что эта дата относится только к нашей Вселенной, а не ко всему Космосу.
2. В чем заключались основные тенденции эволюции примитивных одноклеточных форм жизни на Земле в течение первых 3,5 млрд. лет (или более) развития жизни? Было ли основной тенденцией усложнение внутренней организации клетки с целью максимизировать потребление любых ресурсов малодифференцированной окружающей среды первобытной Земли, или уже тогда часть организмов вступила на путь приспособления к преимущественному использованию какого-либо одного ресурса (специализация), что должно было способствовать дифференциации глобальной первобытной биосферы на систему локальных биоценозов? В этой связи возникает также вопрос о соотношении экзогенных (солнце) и эндогенных (гидротермы) источников энергии для развития жизни на ранних и более поздних этапах. В настоящее время считается установленным, что простейшие безъядерные бактериальные организмы дали начало эукариотам с развитым ядром, компартментализированной цитоплазмой, органеллами и половой формой размножения. Эукариоты на рубеже около 1,2-1,4 млрд. лет назад значительно увеличили свое биоразнообразие, следствием чего стало интенсивное освоение новых экологических ниш и общий расцвет как ядерных, так и безъядерных форм жизни. Этим объясняется, в частности, массовое образование древнейших биогенных нефтяных месторождений 1,2-1,4 млрд лет назад, - возможно, самый крупномасштабный процесс преобразования существовавшей тогда биомассы Земли (в 10 раз превышающей современную биомассу) в косную материю. Здесь следует отметить, что существующие методики расчетов массы живого вещества для прошлых геологических эпох по количеству фоссилизированного органического вещества не учитывают балансовые соотношения автотрофного и гетеротрофного ярусов биосферы, что также нужно отнести к одной из важных проблем в изучении глобальных закономерностей эволюции биосферы. Возможно, что первое заметное увеличение биомассы и биоразнообразия эукариот произошло около 2 млрд. лет назад. Возникает вопрос о связи этого глобального эволюционного события с появлением свободного кислорода в атмосфере Земли.
3. Какие факторы обеспечили прогрессивное усложнение геномов эукариот и особенности геномов современных прокариот? Существовали ли на первобытной Земле условия, благоприятствовавшие эволюционному усложнению структурно-функциональной организации эукариотической клетки? Если да, то какова их природа, когда они возникли и продолжают ли они действовать по сей день? Какие механизмы обеспечивали согласование самосборки экосистем «снизу» (на популяционном и видовом уровнях) и «сверху» (т.е. на уровне взаимодействия глобальной экосистемы с глобальными эндогенными и экзогенными геологическими процессами)? Возникает также вопрос об эволюционном потенциале разных уровней биологической организации и условиях его реализации. В общем виде можно считать очевидным возрастание эволюционного потенциала на каждом новом уровне биологической организации, т.е. возможностей морфо-функциональной дифференциации жизни на организменном и экосистемном уровнях, однако неясными остаются триггерные механизмы и лимитирующие факторы автогенетического и внешнего (среды жизни) происхождения. В частности, остается загадочной природа давно установленных палеобиологией ароморфозов (кардинальных изменений планов строения организмов) и сальтаций (вспышек биодиверсификаций, сопровождающихся появлением таксонов высокого ранга). Ароморфозы и сальтации хорошо совпадают с эпохами глобальных биотических перестроек и кардинальных геологических изменений среды (баланса свободного кислорода и углекислого газа в атмосфере и гидросфере, состояния озонового экрана, консолидации и распада суперконтинентов, крупномасштабных флуктуаций климата). Возникновение новых ароморфозов (например, появление бесскелетных, затем скелетных морских, сосудистых растений, наземных позвоночных и т.д.) радикально изменяло функциональные и пространственные характеристики биосферы, а также эволюционные тренды в конкретных таксономических группах. Это хорошо согласуется с теоретическим положением кибернетики о направляющей роли в эволюционном процессе высших звеньев иерархических систем. Происходила ли в истории Земли глобальная смена эволюционных стратегий в рамках стабилизирующего отбора (постоянство условий внешней среды), движущего отбора (выраженные однонаправленные изменения критических параметров внешней среды) и дестабилизирующего отбора (катастрофические изменения параметров внешней среды, затрагивающие иерархически высокие уровни организации биосистем от молекулярно-генетического до биосферного)? Имеется представление о том, что на ранних этапах эволюции биосферы эволюционная стратегия определялась поисками оптимальных вариантов адаптации к физико-химическим условиям среды (некогерентная эволюция). А по мере стабилизации абиотической среды эволюция приобретает когерентный характер и ведущим фактором эволюционной стратегии в экологически насыщенных экосистемах становится выработка трофических специализаций под давлением конкуренции за пищевые ресурсы.
4. Какова природа триггерных механизмов, обеспечивающих радикальное изменение режимов эволюции жизненных форм? Имеет ли она имманентную сущность, обусловленную внутренними особенностями организации и эволюции биосистем, или обусловлена внешними причинами, например, геологическими перестройками? Как соотносятся эти факторы? По геологическим данным массовое развитие высокоорганизованных форм жизни произошло в венде около 600 млн. лет назад, хотя, возможно, они появились раньше, о чем свидетельствуют палеонтологические находки последних лет. Но это были бесскелетные мягкотелые Metazoa. Они не имели защитного скелета и при отсутствии озонового слоя, по-видимому, имели ограниченную экологическую нишу. На рубеже 540-550 млн. лет произошел таксономический взрыв (массовое, практически одновременное появление) всех основных типов и классов морских беспозвоночных, представленных в основном уже скелетными формами. Однако полное развитие форм жизни, занявших все основные биотопы на Земле, произошло позже, когда существенно увеличилось количество свободного кислорода в атмосфере и гидросфере и начал стабилизироваться озоновый экран. Все эти события, с одной стороны, коррелируются с крупнейшими геологическими событиями, а с другой, взрывной характер этих событий требует формирования новых подходов к построению сценариев эволюции на основе синтеза классических дарвиновских представлений и теории развития больших систем, которая хорошо согласуется с учением В.И.Вернадского о биосфере как глобальной биогеохимической системе Земли и современными эколого-геохимическими моделями экосистем разного типа. Все крупнейшие биотические кризисы коррелируются с крупнейшими геологическими перестройками, но подготавливаются саморазвитием биологических систем и накоплением экологического дисбаланса.
5. В какой мере фотосинтез и кислородный обмен являются обязательными и необходимыми условиями развития жизни на Земле? Переход от преобладающего хемосинтеза к фотосинтезу на основе хлорофилла произошел, вероятно, около 2 млрд. лет назад, что, возможно, и послужило «энергетической» предпосылкой последующего взрывного увеличения биоразнообразия на планете. Но в последней трети ХХ века был открыт и изучен феномен бурного развития жизни около сероводородных курильщиков на дне океана в полной темноте на основе хемосинтеза. Локальное (точечное) распределение «черных курильщиков» и приуроченность их к определенным геодинамическим обстановкам литосферы (срединно-океаническим хребтам - зонам растяжения земной коры) - важнейшие лимитирующие факторы, препятствующие образованию на этой основе пространственного континуума жизни на Земле в виде современной биосферы. Эволюционный потенциал эндогенного сектора биосферы лимитируется не только пространственными, но и временными ограничениями - недолговечным (в масштабе геологического времени) дискретным характером их существования, которое прерывается периодическим затуханием гидротерм, а в глобальном масштабе литосферными перестройками. Палеонтологические данные показывают, что в геологическом прошлом состав продуцентов этих экосистем (бактериальных сообществ) практически не изменялся, а гетеротрофное население формировалось за счет эмигрантов из «нормальных» биотопов (факультативные биоценозы). Экосистема «черных курильщиков», вероятно, может рассматриваться как хорошая эвристическая модель для решения проблем: 1) ранних этапов развития жизни на Земле в условиях бескислородной атмосферы; 2) возможностей жизни на других планетах; 3) эволюционного потенциала экосистем, существующих за счет эндогенных и экзогенных источников энергии. Перечень проблем происхождения и эволюции жизни, впервые возникших или получивших новое освещение в свете новейших данных биологии, геологии, палеонтологии, океанологии и других разделов естествознания, можно продолжить. Однако и вышеперечисленные проблемы убедительно свидетельствуют, что на современном этапе развития наших знаний на первый план выдвигается проблема междисциплинарного, системного синтеза этих знаний в рамках новой парадигмы, которую академик Н. Н.Моисеев назвал «универсальным эволюционизмом».
6. Закономерный и направленный характер макроэволюции позволяет поставить вопрос о возможности прогнозирования эволюции. Решение этого вопроса связано с анализом соотношений необходимых и случайных явлений в эволюции организмов. Как известно, в философии категориями необходимости и случайности обозначают разные типы связи явлений. Необходимые связи определяются внутренней структурой взаимодействующих явлений, их сущностью, коренными особенностями. Напротив, случайные связи имеют внешний характер по отношению к данному явлению, будучи обусловлены побочными факторами, не связанными с сущностью этого явления. При этом случайное, конечно, не беспричинно, но его причины лежат вне причинно-следственного ряда, определяющего сущность данного явления. Случайность и необходимость относительны: случайное для одного причинно-следственного ряда является необходимым для другого, и при изменении условий случайные связи могут превратиться в необходимые, и наоборот. Статистическая закономерность представляет собой выявление необходимых, т. е. внутренних, существенных связей среди многочисленных внешних случайных взаимодействий.
7. Среди центральных проблем современной теории эволюции следует назвать коэволюцию разных видов в естественных сообществах и эволюцию самих биологических макросистем - биогеоценозов и биосферы в целом. Продолжаются оживленные дискуссии о роли в эволюции нейтральных мутаций и дрейфа генов, о соотношениях адаптивных и неадаптивных эволюционных изменений, о сущности и причинах типогенеза и типостаза в макроэволюции, неравномерности ее темпов, морфофизиологическом прогрессе и т.д. Многое еще предстоит сделать даже в наиболее разработанных областях эволюционистики - таких, как теория отбора, учение о биологическом виде и видообразовании.
8. Насущной задачей эволюционистики является переосмысливание и интеграция новейших данных и выводов, полученных в последние годы в области молекулярной биологии, онтогенетики и макроэволюции.
Некоторые биологи говорят о необходимости "нового синтеза", подчеркивая устарелость классических представлений синтетической теории эволюции, являющейся, в сущности, в основном теорией микроэволюции, и необходимость преодоления характерного для нее узкоредукционистского подхода.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Подводя итоги, прежде всего вкратце изложу основные положения современной эволюционной теории. Эволюция организмов представляет собой процесс исторических преобразований всех уровней организации биологических систем - от молекулярного до биосферного. Эволюция является неизбежным следствием, вытекающим из основных свойств организмов - размножения и редупликации аппарата наследственности. В изменчивых внешних условиях эти процессы неизбежно сопровождаются возникновением мутаций, поскольку устойчивость любой системы имеет свои пределы.
Результатом действия естественного отбора является приспособительная волюция организмов. Можно сказать, что эволюция есть форма существования организмов в изменяющейся внешней среде. При этом отбор является основным движущим фактором эволюции, без участия которого невозможна реализация каких бы то ни было потенций развития, обусловленных системными свойствами организмов. Отбор движет эволюцию и придает эволюционным преобразованиям характер приспособлений к изменениям внешней среды, а организменные направляющие факторы определяют конкретные направления и формы происходящих эволюционных перестроек. Эволюционистика далеко еще не разрешила всего огромного круга стоящих перед нею проблем и продолжает стремительное развитие.
Помимо традиционного обобщения и переосмысливания данных, полученных в области других биологических наук, начинают формироваться ее собственные методы. Среди них следует упомянуть постановку экспериментов на природных популяциях различных видов для изучения действия естественного отбора, внутри- и межвидовых отношений и их эволюционной роли. Аналогичные проблемы решаются и на модельных лабораторных популяциях с использованием методов популяционной генетики. Развиваются методы математического моделирования различных эволюционных процессов. Вероятно, в недалеком будущем важную роль в решении эволюционных проблем будут играть методы генной инженерии и экспериментального вмешательства в онтогенез.
Интегрирующим началом современной эволюционной теории в ней должен стать системный подход, плодотворность которого уже продемонстрировали современные достижения в понимании механизмов макроэволюции. В связи с этим некоторые ученые предлагают именовать формирующуюся в результате современного синтеза эволюционную теорию «системной». Приживется ли это название, покажет будущее.
Список литературы:
1. Грант В. «Эволюционный процесс» Москва 1991г.
2. Кейлоу П. «Принципы эволюции» Москва 1986г.
3. Шамальгуазян И.И. «Пути и закономерности эволюционного процесса» Ленинград 1986г.
5. Красилов В.А. «Нерешенные проблемы эволюции» Владивосток 1986.
6. Реймерс Н.Ф. «Экология. Теории, законы, правила, принципы и гипотезы». Москва 1994г.
7. Кумура М. «молекулярная эволюция: теория нейтральности» Москва 1986г.
Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. Ушинского
Контрольная работа
по концепции современного естествознания.
Тема:
«Основные проблемы теории эволюции».
Студентки:
заочного отделения
педагогического факультета
ЯГПУ им. Ушинского
Кругликовой Любовь
Александровны.
Специальность:
«Педагогика и методика
дошкольного образования».
Преподаватель: Пизов
Александр Витальевич.
ДО 2960, группа 61 «Д»
1. ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………3
2. 1часть. РАННИЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЭВОЛЮЦИОННЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ .............................................................................................................4
3. ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ Ж.Б. ЛАМАРКА……………………………………………………………………5
4. ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ Ч. ДАРВИНА……………………………………………………...........6
5. 2часть . основные проблемы теории эволюции. КРИТИКА СОВРЕМЕННОЙ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ КРЕАЦИОНИСТАМИ………………………….10
6. ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ О ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ……………………………………………...13
7. СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ…………………………………………18
8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………………………23
9. ЛИТЕРАТУРА………………………………………………………………………………..24
Введение.
Основной факт исторического бытия состоит в том, что все живое и неживое приходит и затем исчезает.
Сама галактическая система существовала не всегда. Она родилась около десяти миллиардов лет назад и в какой-то момент в будущем она умрет. За время существования нашей вселенной она постепенно дала жизнь Солнцу, Земле и некой среде, способной поддерживать ту жизнь, которую мы знаем. Она дала рождение человеческой расе сравнительно недавно, самое большое – несколько миллионов лет назад. За то время пока жили и умерли миллиарды человеческих существ, мы сообща развили цивилизацию, способную высадить человека на Луне.
Современные ученые обычно полагаются на различные теории эволюции. Согласно современным представлениям жизнь есть результат эволюции материи. Взгляды на происхождение жизни, ее развитие и сущность имеют длинную историю, но обсуждение этих вопросов до недавнего времени было предметом философских размышлений. Лишь в последние десятилетия решение этих вопросов было поставлено на экспериментальную основу и ответ на многие из них получен в лаборатории.
В современных дискуссиях вокруг проблем теории эволюции считается почти общепризнанным, что теория эволюции сталкивается с серьезными трудностями в объяснении явлений живой природы и не в состоянии решать возникающие здесь проблемы. К числу таких проблем можно отнести, в частности, реальность видообразования и макроэволюции, возможность прогрессивного усовершенствования в эволюции, механизмы формирования и трансформации сложных структур в эволюции, целесообразность строения живых организмов. Стереотипные представления об этих разделах теории эволюции широко используются современными креационистами с целью дискредитации науки. Между тем обсуждение имеющихся данных позволяет утверждать, что в решении каждого из упомянутых вопросов теория эволюции дает вполне удовлетворительные объяснения наблюдаемым фактам. Эти вопросы составляют проблему скорее для креационизма, чем для теории эволюции.
В дискуссиях вокруг проблем теории эволюции постоянно всплывают и обсуждаются одни и те же вопросы, как принято считать, не решенные современной теорией эволюции, таких, например, проблем, как реальность видообразования и макроэволюции, возможность прогрессивного усовершенствования в эволюции, механизмы формирования и трансформации сложных структур в эволюции, целесообразность строения живых организмов. Во всех этих случаях теория эволюции дает достаточно удовлетворительные объяснения наблюдаемым фактам. На мой взгляд, эти вопросы составляют проблему скорее для креационизма, чем для теории эволюции. Относительная слабость современного эволюционизма неудивительна. В силу многих причин теория эволюции теснее, чем другие разделы естествознания, связана с философией и идеологическими доктринами и издавна служила ареной борьбы сторонников самых различных взглядов.
В результате этого в эволюционной биологии нередко закрепляются идеи и целые системы идей, признаваемые истинными без необходимого обоснования. Они становятся серьезным тормозом в развитии эволюционных исследований.
РАННИЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЭВОЛЮЦИОННЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ.
Представления об изменяемости окружающего мира, и в том числе живых существ, впервые сложились у ряда античных философов, среди которых наибольшей известностью и авторитетом пользуется Аристотель (384-322 до н.э.). Аристотель не поддерживал явно идею изменяемости окружающего мира. Однако многие его обобщения, сами по себе укладывавшиеся в общую картину неизменности мира, сыграли в дальнейшем важную роль в развитии эволюционных представлений. Таковы мысли Аристотеля о единстве плана строения высших животных (сходство строения соответствующих органов у разных видов было названо Аристотелем «аналогией»), о постепенном усложнении («градации») строения в ряду организмов, о многообразии форм причинности. Аристотель выделял 4 ряда причин: материальную, формальная, производящую или движущую, и целевую. Эпоха Поздней античности и, особенно последовавшая за ней эпоха Средневековья, стали временем затянувшегося почти на полторы тысячи лет застоя в развитии естественно-исторических представлений. Господствовавшие догматические формы религиозного мировоззрения не допускали идеи изменяемости мира. Соответствующие представления античных философов были преданы забвению.
Креационизм и трансформизм.
Постепенно были накоплены многочисленные данные, говорившие об удивительном разнообразии форм организмов. Эти данные нуждались в систематизации. Важный вклад в этой области был сделан знаменитым шведским естествоиспытателем К.Линнеем (1707-1778), которого справедливо называют создателем научной систематики организмов. Следует отметить, что Линней последовательно придерживался точки зрения о неизменности видов, созданных Творцом.
В XVII-XVIII вв. наряду с господствовавшим мировоззрением, основанным на религиозных догмах о неизменности созданного Творцом мира и получившим название - креационизм, постепенно начали вновь формироваться представления об изменяемости мира и, в частности, о возможности исторических изменений видов организмов. Эти представления именовались «трансформизмом».
Наиболее яркими представителями трансформизма были естествоиспытатели и философы Р. Гук (1635-1703), Ж.Ламеттри (1709-1751), Ж.Бюффон (1707-1788), Д Дидро (1713-1784), Эразм Дарвин (1731-1802), И.В. Гёте (1749-1832), Э.Жоффруа Сент-Илер (1772-1844).
У трансформистов еще не сложилось целостной концепции эволюции органического мира; их взгляды были во многом эклектичными и непоследовательными, объединявшими материалистические и идеалистические представления. Общим для всех трансформистов было признание изменяемости видов организмов под воздействием окружающей среды, к которым организмы приспосабливаются благодаря заложенной в них изначально способности целесообразно реагировать на внешние воздействия, а приобретенные этим путем изменения наследуются (так называемое «наследование приобретенных признаков»). При этом изменения видов не столько доказывались, сколько постулировались трансформистами, что делало слабыми их позиции в дискуссиях со сторонниками креационизма. Честь создания первых эволюционных теорий принадлежит великим естествоиспытателям XIX в. Ж. Б.Ламарку (1744-1829) и Ч.Дарвину (1809-1882). Эти две теории почти во всем противоположны: и в своей общей конструкции, и в характере доказательств, и в основных выводах о причинах и механизмах эволюции, и в своей исторической судьбе. Данные классические теории XIX в. продолжают сохранять актуальность, хотя и по-разному.
ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ Ж.Б. ЛАМАРКА.
Основы своей концепции Жан Батист Ламарк изложил в наиболее известном своем труде «Философия зоологии» (1809). Название этой книги удачно подчеркивает важную особенность обобщений Ламарка – их умозрительный характер. Эта теория представляет собой стройное здание логических построений, дающих ответы на большинство основных вопросов эволюционистики, но эти ответы отыскивались не столько путем анализа научных (т.е. хорошо проверенных, достоверных) фактов, сколько выводились логически из нескольких основных положений, принятых как постулаты. Такой философский подход характерен для ранних этапов развития науки, когда накопленные факты уже нуждаются в логическом осмысливании, но их еще недостаточно для строгого научного анализа и обобщений.
Изменчивость организмов.
Среди этих проявлений изменчивости наиболее очевидными были приспособительные изменения организмов, подвергавшихся воздействию новых условий (например, развитие из одинаковых семян при их выращивании в разных условиях растений различного облика; усиление мускулов у человека и животных при их усиленном упражнении и ослабление этих мускулов при отсутствии соответствующей физической нагрузки и т.п.). Общим выводом Ламарка из этих наблюдений было признание исторической изменяемости, трансформации организмов во времени, т. е. их эволюции. Однако этот вывод уже не был оригинальным: исторические преобразования видов организмов под влиянием изменений внешней среды признавали, как уже было отмечено, все трансформисты. Учение о градации. Разнообразие видов живых существ, по Ламарку, не является просто хаосом всевозможных форм – в этом разнообразии можно усмотреть определенный порядок, как бы ступени последовательного и неуклонного повышения уровня организации. Из этого Ламарк сделал важнейший вывод, что изменения организмов имеют не случайный, а закономерный, направленный характер: развитие органического мира идет в направлении постепенного совершенствования и усложнения организации.
Ольга Орлова : Около 10 лет назад палеонтолог Александр Марков, посещая различные форумы в интернете, с удивлением обнаружил, что теория эволюции не является для современных людей столь же очевидной, как таблица умножения. Несмотря на школьную программу и все открытия биологов, многие люди не принимают положения, сформулированные Чарльзом Дарвином, и тогда Марков решил заняться просвещением. Сегодня это один из самых известных научных популяризаторов в России, а его книги стали бестселлерами.
С лауреатом премии "Просветитель", доктором биологических наук, Александром Марковым мы беседуем по гамбургскому счету.
Александр Марков - доктор биологических наук, палеонтолог. В 1987 г. окончил биологический факультет МГУ и сразу был принят научным сотрудником в Палеонтологический институт РАН. В 2014 г. возглавил кафедру биологической эволюции биофака МГУ. Активно популяризирует науку в медиа. Создал сайт "Проблемы эволюции" . Готовит научные новости на портале "Элементы.ру" . Автор нескольких фантастических романов, а также книг, популяризирующих эволюционное учение - "Рождение сложности", "Эволюция. Классические идеи в свете новых открытий", "Эволюция человека". Автор главной в России премии в области научно-популярной литературы "Просветитель".
О.О. : Александр, спасибо большое, что пришли к нам в программу. Я хотела сегодня поговорить с Вами о современной теории эволюции. Дело в том, что со времен Дарвина прошло довольно много времени и произошло довольно много открытий, которые совершили ученые. Появились даже такие новые виды наук, не известные прежде Дарвину, как генетика, молекулярная биология. Расскажите, пожалуйста, что представляет собой современная теория эволюции. Что такое "эволюционный взгляд на мир" сегодня?
Александр Марков : Если требуется дать ответ в одной фразе, то я бы сказал вот что: несмотря на колоссальный прогресс науки, биологии, в частности, за прошедшие 150 лет, как ни удивительно, но основная идея, которую ввел в науку Дарвин, по-прежнему лежит в основании всей современной биологии. Она укрепилась, многократно с самых разных сторон доказана ее действенность. Эту идея часто называют просто механизмом естественного отбора, а по сути там очень простая логика: если у вас есть объект, который обладает способностью к размножению, изменчивостью (то есть, его потомки не являются абсолютно идентичными копиями, а немножко отличаются), наследственностью (то есть, эти индивидуальные различия, хотя бы некоторые из них, являются наследственными, передаются по наследству), и если хотя бы какие-то из этих наследственных различий влияют на эффективность размножения, то с чего мы начали - если эти 4 условия выполняются, то такой объект не может не эволюционировать. Он обязательно будет эволюционировать, по Дарвину, на основе того механизма, который он ввел в науку. Действительно, сегодня мы абсолютно уверены, что именно этот механизм лежит в основе развития жизни на Земле.
О.О. : А чем тогда объясняется то количество мифов и странных трактовок учения Дарвина, с которыми мы сталкиваемся сегодня. Есть довольно устойчивое выражение, с которым борются многие философы или современные теологи, о том, что Дарвин утверждал, что мы произошли от обезьяны, и дальше следует длинное опровержение: ну, разве мы похожи с обезьяной? Почему же тогда обезьяна не превратилась в человека? Вот же ходят обезьяны и так далее…
Мы даже не произошли от обезьян, а являемся одним из видов обезьян, которые жили когда-то на Земле
А.М. : Все дело в том, что мы понимаем под словом "обезьяна". Тут еще надо учитывать, что в русском языке слово "обезьяна" обозначает и мартышкообразных обезьян, и человекообразных вместе. Мы всех их называем одним словом "обезьяны". В английском языке, на котором писал Дарвин, это 2 разных слова: monkeys - это мартышкообразная обезьяна, apes - это человекообразные обезьяны. Поэтому тут еще путаница происходит из-за этого. Но русское слово "обезьяны" соответствует вполне определенно группе организмов, естественной группе, то есть происходящей от общего предка, к которой относятся обезьяны Нового света, обезьяны Старого света. Обезьяны Старого света делятся на мартышкообразных и человекообразных. Человек, наш вид, - это веточка на кусте человекообразных обезьян, то есть, формально говоря, мы относимся к обезьянам. Мы даже не произошли от обезьян, а являемся одним из видов обезьян, если строго следовать правилам биологической классификации. Мы произошли от вымерших обезьян, которые жили когда-то на Земле. Мы даже знаем, от каких конкретно обезьян произошли люди. Кости этих обезьян найдены в Африке, называются они "Австралопитеки". Общий предок человека и шимпанзе, вероятно, жил 6-7 млн. лет назад. Он являлся также предком и австралопитека. Но это была, конечно, человекообразная обезьяна. Дарвин, собственно, не такими словами, но по смыслу именно так прямым текстом и пишет.
О.О. : Почему людям так тяжело дается осознание своего родства с обезьянами?
А.М. : Невежество, необразованность, предрассудки, то, чем заражено естественным образом сознание любого человека, который не работает над развитием своих мозгов, просто глупость, невежество, недостаток образования с одной стороны. С другой стороны, по определенным причинам многим не хочется, чтобы Дарвин был прав, то есть, хочется, чтобы это оказалось неправдой. Обычно против Дарвина выступают всякого рода религиозные фундаменталисты.
О.О. : Если мы говорим все-таки не о мировоззренческом и не о религиозном факторе, а скорее о психологическом. Есть же люди, которые неверующие, и они не принимают креационистскую картину мира, но, тем не менее, им тяжело это принять чисто психологически…
Человек, которому выносимо быть родственником обезьян, почти наверняка - верующий
А.М. : Честно, я таких не знаю людей. Чтобы такое сочетание, чтобы человек был атеист, и чтобы при этом ему тяжело было признать родство человека с обезьяной - я не встречал таких людей никогда - либо одно, либо другое. То есть, человек, который говорит, что ему не выносимо быть родственником обезьян, он почти наверняка верующий - я таких атеистов не знаю, с такими взглядами на обезьян.
О.О. : То есть, вы считаете, что коренное противоречие здесь лежит в теологической картине мира?
А.М. : Да, это не обязательно верующий. Это будет человек, который верит, что у всего есть цель, есть какой-то высший смысл у всего, что эволюция, если она есть, то это движение к какой-то цели. Этому человеку обязательно нужен какой-то предзаданный смысл всего, чтобы был.
О.О. : А с точки зрения биологии у эволюции нет цели?
А.М. : С точки зрения естественных наук, вообще ни у чего нет цели. Это называется телеология - попытка объяснить природные процессы стремлением к какой-то цели. Фактически, это означает, что мы помещаем причину событий в будущее. Научная картина мира исходит из того, что, во-первых, причина существует - принцип причинности. Во-вторых, причины у событий находятся в прошлом. Вот что-то случилось, через какое-то время воздействие добралось до данного места - оно может повлиять. Причина должна находиться в прошлом - причина не может находиться в будущем - утверждает современная наука. Соответственно, из этого следует, что никаких целей не может быть ни у чего. Нет цели у вращения Земли вокруг Солнца - вот крутится в силу природных законов гравитации по какой-то орбите, но никакой цели у этого вращения нет.
О.О. : А как бы вы прокомментировали те попытки, которые, мне кажется, предпринимаются со времен первых трудов Дарвина, примирить то естественно-научное мировоззрение, которое вы описали, с религиозным. Мне кажется, одну из самых трогательных попыток предприняла жена Дарвина, когда ей было очень тяжело понять и принять то, чем занимается муж, его открытия, она была глубоко религиозным человеком, и тогда она сказала ему: “Пока ты честно ищешь истину, ты не можешь быть противником Бога”. Это, может быть, такая наивная попытка, но понятная. А вообще возможно ли такое примирение двух подходов?
С точки зрения естественных наук, вообще ни у чего нет цели
А.М. : Очень тонкое замечание Эммы, жены Дарвина. Суть проблемы вот этого психологического конфликта несовместимости состоит в следующем: книга Дарвина фактически изменила общий вектор развития естественных наук, будем говорить о биологии. До Дарвина изучение природы было очень богоугодным делом. Было такое философское направление, которое называлось естественное богословие natural theology. Суть идеи в следующем, и Ломоносов, кстати, об этом писал: Бог как бы дал нам две книги - “Священное писание”, в котором он изложил свою волю, и мир природы вокруг нас, в котором он продемонстрировал нам свое величие. Соответственно, ученые, изучающие природу, постигают замысел Бога, приближаются к пониманию этого замысла, в общем, приближаются к Богу, фактически, читают некое “Священное писание” - это было очень богоугодное дело.
Дарвин фактически показал, что эта поразительная гармония, сложность, адаптированность живых существ может быть объяснена без привлечения божественного вмешательства
В той же книге “Естественное богословие” Уильяма Пейли приводится знаменитая метафора на счет часов: дескать, если мы нашли на дороге в поле часы, разумеется, что мы не можем допустить, что эти часы сами собой случайно здесь зародились, возникли там из пыли, частиц. Ясно, что если есть часы, то существует и часовщик, который эти часы сделал. Посмотрите вокруг нас: любая букашка устроена сложнее, гармоничнее, чем вот эти несчастные часы. Так как же мы можем предполагать, что нет часовщика, который это создал? Конечно, Господь все это создал. Что сделал Дарвин? Дарвин фактически показал, что эта поразительная гармония, сложность, адаптированность живых существ может быть объяснена, не привлекая божественное вмешательство. Что она, на основе показанного Дарвином механизма естественного отбора, должна развиваться сама собой. То есть Бог стал не нужен. Он подобно тому, как Лаплас в разговоре с Наполеоном сказал свою знаменитую фразу: “Сир, я не нуждаюсь в этой гипотезе”, когда Наполеон спросил у него: "Где же Бог в вашей теории?" Биологи до Дарвина не могли так сказать - они нуждались в этой гипотезе. Только после Дарвина они смогли мысленно, так сказать, присоединится к Лапласу. После этого естественные науки перестали быть изучением священного писания, и это уже получилось движение в сторону от Бога, потому что чем дальше развивается биология теперь, тем лучше мы понимаем, что, да, действительно, оно само все так развивается, не под контролем какого-то разумного начала.
О.О. : А как с этой точки зрения трактовать агностицизм? Вы были научным редактором знаменитой книги Ричарда Докинза “Бог как иллюзия”. Там как раз Докинз, рассматривая агностиков, воспринимает их как неких интеллектуальных трусов, людей, которые проявляют интеллектуальную слабость, которым не хватает смелости избавиться, как Лаплас или как Дарвин, от божественного начала. Что такое агностицизм?
А.М. : Смотрите, Лаплас же не сказал: “Сир, я доказал, что Бога нет!” - он сказал: “Сир, я не нуждаюсь в этой гипотезе”, то есть я могу объяснить эти природные явления, не привлекая гипотезу о божественном вмешательстве. Это еще не атеизм - он еще не рассматривает этот вопрос. Сам Дарвин начинал как верующий человек, и даже какое-то время учился на священника, но бросил. Потом по мере того, как он развивал свою теорию эволюционную - он понял, что не мог Бог на каждом острове Галапагосского архипелага специально творить для каждого острова отдельные виды вьюрков чуть-чуть с таким клювом, еще с каким-то клювом. Бог бы не стал такой ерундой заниматься - это гораздо больше похоже на результат естественного природного процесса, каковым оно и является. Это было тяжелое потрясение. У него была верующая жена, которую он не хотел расстраивать. Все тогда было очень не просто: взять и отказаться от религии. Но сам Дарвин к концу жизни оценивал себя именно как агностика. Я знаю точно, галапагосских вьюрков Бог не сотворял такими: на каждом острове свои виды, а в остальном не знаю. Если сам Дарвин был агностиком, то чего же мы будем осуждать агностиков.
О.О. : Вы как сами расцениваете агностицизм? По-вашему опыту в вашей среде есть естественные ученые агностики?
А.М. : Скажем, Кирилл Еськов все время говорит о себе: “Я агностик”.
О.О. : Как вы это воспринимаете?
А.М. : Из тех, кто открыто об этом заявляет, поэтому это не секрет. Я могу понять, вообразить, построить модель психики человека, который считает себя агностиком.
О.О. : Одна из таких важнейших вещей, которые мы получаем в результате религиозной картины мира - это мораль и представление о добре и зле. Как-то так сложилось, что в культуре человека эти вещи непосредственно связаны с его мировоззрением и религиозными картинами и оттуда, собственно, они берут свое религиозное начало. Вот если мы говорим об эволюционном отношении к действительности с точки зрения эволюции, как тогда рождается мораль и представление о хорошем, о зле, о том, что допустимо, что недопустимо?
А.М. : Это очень интересная тема. Ею занимается такая область биологии, которая называется эволюционная этика - как раз проблемы эволюции альтруизма, доброты, различение добра и зла. Самая, пожалуй, разработанная модель или механизм развития альтруистического поведения, кооперативного поведения в ходе эволюции - это так называемая теория родственного отбора. Которая основывается на том обстоятельстве, что эволюция, очень грубо говоря метафорически, идет в интересах генов, а не в интересах индивидов. То есть распространяются в генофонде те генетические варианты, которые обладают способностью эффективнее распространяться по любой причине. Конкурируют между собой варианты генов или аллели. Вот есть, допустим, аллель А и аллель Б. В некоторых случаях бывает так, что “интерес” гена или генетического варианта может не совпадать с интересами того индивида, в котором этот ген сидит. Потому что индивид - это единичный объект, один организм, а аллель - это множественный объект, множество идентичных копий одного и того же гена в разных индивидах.
О.О. : То есть вы хотите сказать, что гены требуют одного решения, а само биологическое животное принимает другое решение, не то, которое нужно принять с точки зрения генетического улучшения.
А.М. : Да. Отбор поддерживает такие мутации, которые делают так, что копий нашего аллеля становится больше. Если ради того, чтобы этих копий стало больше одним или двумя носителями данного аллеля нужно пожертвовать, чтобы остальные носители получили выигрыш - это происходит.
О.О. : Приведите пример экспериментов, где показано, что животные ведут себя нерационально и альтруистично и, скажем, как-то жертвуют собой, и вообще, насколько уместно здесь говорить о морали в этом случае.
А.М. : Вы, наверное, хотите сразу млекопитающих.
О.О. : Хочу.
Если естественный отбор поддерживает альтруистическое поведение, то результатом этого отбора будет как раз то, что мы воспринимаем как совесть
А.М. : Вот есть такая вещь, как эмоции - это то, что мы испытываем - чувство радости, огорчения, страха, любви, каких-то там желаний сильных, стыда и т.д.. Соответственно, если мы говорим, что в ходе эволюции поведение изменилось так то и так то - это значит, что в ходе эволюции изменились эмоции, регулирующие поведение. Это значит, что млекопитающее начинает вести себя не так, а вот так, потому что ему вот так вот становится себя вести неприятно, а вот так приятно, она чувствует, что вот так вот плохо, а вот так вот хорошо. Значит, этот центр различения, что хорошо и что плохо очень глубоко сидит в среднем мозге, даже не в больших полушариях. Он интегрирует множество сигналов, которые туда приходят от разных органов чувств и как бы взвешивает их и выдает решения, что хорошо, а что плохо - такой центр различения добра и зла. Эти сигналы в виде отростков нейронов, которые выделяют такое вещество дофамин идут уже в кору наших больших полушарий в лобные доли, орбитофронтальная кора, и там-то мы осознаем работу этого центра различения добра и зла, и чувствуем хорошо это или плохо, когда мы делаем выбор, когда принимаем какое-то решение. Поэтому если естественный отбор поддерживает альтруистическое поведение у млекопитающих, например, у наших предков, то результатом этого естественного отбора будет как раз то, что мы воспринимаем как совесть - внутренний нравственный закон. Просто неприятно будет поступать определенным образом, а если мы так поступили, наша самооценка будет страдать. Совесть, этот нравственный закон, который Канта так удивлял - это естественный предсказуемый результат эволюции альтруистического поведения у таких животных, как млекопитающие, так и должно было быть.
О.О. : Ученые понимают, на каком этапе эволюции у человека появилось совесть? У некоторых не появилась?
А.М. : У некоторых не очень сильно она развита, то есть, не самодовлеющий инстинкт. Не то, что некоторые другие инстинкты, вот этот внутренний нравственный закон - его нужно доводить воспитанием обязательно, и он очень легко утрачивается. Социальная жизнь невозможна без определенного самоограничения. Обезьяны - очень социальные животные, жить в коллективе невозможно, если ты не считаешься с интересами других, если ты хотя бы иногда не поступаешься своими интересами ради других. Если ты этого делать не можешь, и другие делать не могут, социальная жизнь просто невозможна.
О.О. : Получается, совесть - это некое порождение социума.
А.М. : Однозначно.
О.О. : Вы уже более 10 лет занимаетесь активной популяризацией и в интернете есть ваши новости на elementy.ru, еще есть несколько книг, которые стали бестселлерами и продаются широко. Почему вы это делаете?
А.М. : Я обнаружил, что существует на свете такая фигня как креационисты - люди, которые в наши дни ухитряются считать на полном серьезе, что теория эволюции не доказана, что эволюция на самом деле это не факт, а только теория.
О.О. : Что нет переходных форм?
А.М. : Столько совершенно дикого безумного бреда, не имеющего ничего общего с действительностью. Люди в это верят, доказывают это себе, окружающим и что такие люди реально существуют и у них есть сайты в интернете. Я когда наткнулся, то подумал, Господи помилуй, что ж такое, это же какое невежество! Быстренько надо объяснить людям что к чему - они просто не знают, в школе биологию не проходили, не знают каких-то банальных фактов - надо сделать сайт и нам все популярненько быстренько объяснить.
О.О. : Вот это "быстренько" длится более 10 лет. Ученых много, а популяризаторов, действительно, очень мало.
А.М. : А с другой стороны, если я действительно чего-то не открою в науке, какой-то факт не обнаружу, который бы я открыл.
О.О. : Это сделает кто-то другой.
А.М. : Да, это сделает кто-то другой, допустим, на два дня позже. Собственно, потери для человечества никакой не будет, а вот популяризаторов реально мало. Если мои книжки людям нравятся, их читают, покупают, значит, я нашел свое призвание, надо этим и заниматься.
О.О. : Думаю, Дарвин вас не забудет. А что бы вы сказали Дарвину, если бы у вас появилась такая возможность с ним поговорить?
А.М. : Я бы ему сказал, первое, что не стоит верить лорду Кельвину - Земле 4,5 млрд. лет, все о’кей, времени для эволюции хватает. Потому что Дарвин очень переживал, что крупнейший специалист по возрасту Земли того времени лорд Кельвин утверждал, что Земле всего 10 млн. лет. Он это рассчитал, как выяснилось впоследствии, на основе неправильных посылок. 10 млн. - этого было недостаточно для эволюции жизни по Дарвину, а 4,5 млрд. - этого как раз достаточно. И второе, если можно было бы, я бы ему сказал, что как вы и предполагали, докебрийская палеонтологическая летопись найдена. То есть, для Дарвина это была очень большая головная боль, что не были известны ископаемые организмы из докембрийских самых древних слоев, и получалось, что жизнь как будто бы внезапно из ничего возникает вначале кембрийского периода, а сейчас нашли. Думаю, что Дарвина очень бы порадовали бы эти две новости.
О.О. : А если бы Дарвин наоборот отправился на машине времени к нам, какие открытия потрясли бы его больше всего, на ваш взгляд?
А.М. : ДНК. Потому что ДНК - это круто. Как молекула наследственности, ДНК - это одно из самых ярких и блестящих подтверждений правоты Дарвина.
О.О. : Спасибо большое. У нас в гостях был доктор биологических наук, заведующий кафедрой биологической эволюции Александр Марков.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
РЕФЕРАТ
Проблемы эволюции
Ведение
эволюция ламарк дарвин
Эволюция представляет собой постепенное изменение сложных систем во времени. Биологическая эволюция - это наследственное изменение свойств и признаков живых организмов в ряду поколений. В ходе биологической эволюции достигается и постоянно поддерживается согласование между свойствами живых организмов и условиями среды, в которой они живут. Поскольку условия постоянно меняются, в том числе и в результате жизненной активности самих организмов, а выживают и размножаются только те особи, которые наилучшим образом приспособлены к жизни в измененных условиях среды, то свойства и признаки живых существ постоянно меняются. Условия жизни на Земле бесконечно разнообразны, поэтому приспособление организмов к жизни в этих разных условиях породило в ходе эволюции фантастическое разнообразие жизненных форм.
Теория эволюции занимает главное положение в современном естествознании и биологии, объединяя все ее области и являясь их общей
теоретической основой. Показателем научной зрелости конкретных биологических наук является: 1) вклад в теорию эволюции; 2) степень использования выводов последней в их научной практике (для постановки задач, анализа полученных данных и построения частных теорий). Так же теория эволюции имеет важнейшее общее мировоззренческое значение: определенное отношение к проблемам эволюции органического мира характеризует различные общие философские концепции (как материалистические, так и идеалистические).
Основоположниками эволюционной биологии как отдельной самостоятельнойнауки считаются Жан Батист Ламарк и Чарльз Дарвин, которые первыми обратились к вопросам теории эволюции.
1 . Пр о блемы эволюции живых организмов
Проблемы эволюции живых организмов заключаются в самих теориях эволюции, то есть в ошибках рассуждения.
Согласно теории Ламарка растения и низшие животные прямо подвергаются воздействию среды и преобразуются. На высших животных среда действует опосредованно: перемена внешних условий - перемена возможностей - изменение привычки - активное функционирование одних органов и их развитие - потеря активности других органов и их отмирание.
Но рассуждения Ламарка содержали ошибку, которая заключалась в простом факте: приобретённые признаки не наследуются. В конце XIX в. немецкий биолог Август Вейсман поставил известный эксперимент - на протяжении 22 поколений отрезал хвосты подопытным мышам. И всё равно новорождённые мышата имели хвосты ничуть не короче, чем их предки.
В целом, теория Ламарка опередила свое время и была отвергнута научным сообществом. Но потом у него появилось много последователей. Неоламаркисты разных направлений составляли ударный кулак противников разработок Чарлза Дарвина111111
Так же можно выделить следующие проблемы:
1) Каким образом возникла жизнь на земле. Способом естественной эволюции неорганического мира или она привнесена из Космоса - теория Панспермия.
В теории молекулярной эволюции накоплена значительная сумма знаний, указывающих на возможность самовозникновения жизни (в форме простейших самовоспроизводящихся систем) из неорганической материи в условиях первобытной Земли.
В то же время имеются факты, которые свидетельствуют в пользу теории панспермии: а) древнейшие осадочные породы с возрастом 3,8 млрд. лет сохранили следы массового развития примитивных форм жизни, а изотопный состав углерода С12/С13 практически не отличается от такового в современном живом веществе; б) в метеоритах обнаружены особенности, которые могут интерпретироваться как следы жизнедеятельности примитивных форм жизни, хотя есть и возражения против этой точки зрения.
2. В чем заключались основные тенденции эволюции примитивных одноклеточных форм жизни на Земле. Было ли основной тенденцией усложнение внутренней организации клетки с целью максимизировать потребление любых ресурсов малодифференцированной окружающей среды первобытной Земли, или уже тогда часть организмов вступила на путь приспособления к преимущественному использованию какого-либо одного ресурса (специализация).
В настоящее время считается установленным, что простейшие безъядерные бактериальные организмы дали начало эукариотам с развитым ядром, компартментализированной цитоплазмой, органеллами и половой формой размножения. Эукариоты на рубеже около 1,2-1,4 млрд. лет назад значительно увеличили свое биоразнообразие, следствием чего стало интенсивное освоение новых экологических ниш и общий расцвет как ядерных, так и безъядерных форм жизни. Этим объясняется, в частности, массовое образование древнейших биогенных нефтей 1,2-1,4 млрд лет назад, возможно, самый крупномасштабный процесс преобразования существовавшей тогда биомассы Земли (в 10 раз превышающей современную биомассу) в косную материю.
3. Существовали ли на первобытной Земле условия, благоприятствовавшие эволюционному усложнению структурно-функциональной организации эукариотической клетки. Какова их природа, когда они возникли и продолжают ли они действовать по сей день.
Возникает также вопрос об эволюционном потенциале разных уровней биологической организации (на молекулярном, генном, клеточном, многоклеточном, организменном, популяционном) и условиях его реализации. В общем виде можно считать очевидным возрастание эволюционного потенциала на каждом новом уровне биологической организации (т.е. возможностей морфо-функциональной дифференциации жизни на организменном и экосистемном уровнях), однако неясными остаются триггерные механизмы и лимитирующие факторы автогенетического (имарджентного) и внешнего (среды жизни) происхождения. В частности, остается загадочной природа давно установленных палеобиологией ароморфозов (кардинальных изменений планов строения организмов) и сальтаций (вспышек биодиверсификаций, сопровождающихся появлением таксонов высокого ранга.
Происходила ли в истории Земли глобальная смена эволюционных стратегий в рамках стабилизирующего отбора (постоянство условий внешней среды), движущего отбора (выраженные однонаправленные изменения критических параметров внешней среды) и дестабилизирующего отбора (катастрофические изменения параметров внешней среды, затрагивающие иерархически высокие уровни организации биосистем от молекулярно-генетического до биосферного). Имеется представление о том, что на ранних этапах эволюции биосферы эволюционная стратегия определялась поисками оптимальных вариантов адаптации к физико-химическим условиям среды (некогерентная эволюция). А по мере стабилизации абиотической среды эволюция приобретает когерентный характер и ведущим фактором эволюционной стратегии в экологически насыщенных экосистемах становится выработка трофических специализаций под давлением конкуренции за пищевые ресурсы.
4. Какова природа триггерных механизмов, обеспечивающих радикальное изменение режимов эволюции жизненных форм. Какова имманентная сущность, обусловленную внутренними особенностями организации и эволюции биосистем, или обусловлена внешними причинами.
По геологическим данным массовое развитие высокоорганизованных форм жизни Metazoa (с мышечными тканями, пищевым трактом и т.д.) произошло в венде около 600 млн. лет назад, хотя, возможно, они появились раньше, о чем свидетельствуют палеонтологические находки последних лет. Но это были бесскелетные мягкотелые Metazoa. Они не имели защитного скелета и при отсутствии озонового слоя, по-видимому, имели ограниченную экологическую нишу. На рубеже 540-550 млн. лет произошел таксономический взрыв (массовое, практически одновременное появление) всех основных типов и классов морских беспозвоночных, представленных в основном уже скелетными формами. Полное развитие форм жизни, занявших все основные биотопы на Земле, произошло позже, когда существенно увеличилось количество свободного кислорода в атмосфере и гидросфере и начал стабилизироваться озоновый экран.
5. В какой мере фотосинтез и кислородный обмен являются обязательными и необходимыми условиями развития жизни на Земле. Переход от преобладающего хемосинтеза к фотосинтезу на основе хлорофилла произошел, вероятно, около 2 млрд. лет назад, что, возможно, и послужило «энергетической» предпосылкой последующего взрывного увеличения биоразнообразия на планете. Но в последней трети ХХ века был открыт и изучен феномен бурного развития жизни около сероводородных курильщиков на дне океана в полной темноте на основе хемосинтеза.
6. Закономерный и направленный характер макроэволюции позволяет поставить вопрос о возможности прогнозирования эволюции. Решение этого вопроса связано с анализом соотношений необходимых и случайных явлений в эволюции организмов.
7. Среди центральных проблем современной теории эволюции следует назвать коэволюцию разных видов в естественных сообществах и эволюцию самих биологических макросистем - биогеоценозов и биосферы в целом.
2 . Эв олюционная теория жизни на земле
История эволюционной теории чрезвычайно интересна сама по себе, поскольку в ней, сконцентрировалась борьба идей во всех областях биологии.
Эволюционная биология, как и любая другая наука, прошла длинный и извилистый путь развития. Возникали и проверялись различные гипотезы. Большинство гипотез не выдерживало проверки фактами, и лишь немногие из них становились теориями, неизбежно меняясь при этом.
Проблема возникновения жизни начала интересовать человека во времена античности. Разработкой идей о происхождении живых существ занимались такие ученые как Анаксагор, Эмпедокл, Гераклит, Ариcтотель.
Среди них Гераклит Эфесский (конец VI - начало V в. до н.э.) известен как создатель концепции вечного движения и изменяемости всего существующего. По представлениям Эмпедокла (ок. 490 - ок. 430 до н.э.), организмы сформировались из первоначального хаоса в процессе случайного соединения отдельных структур, причем неудачные варианты погибали, а гармоничные сочетания сохранялись (своего рода наивные представления об отборе как направляющей силе развития). Автор атомистической концепции строения мира Демокрит (ок. 460 - ок. 370 до н.э.) полагал, что организмы могут приспосабливаться к изменениям внешней среды. Наконец, Тит Лукреций Кар (ок. 95-55 до н.э.) в своей знаменитой поэме «О природе вещей» высказал мысли об изменяемости мира и самозарождении жизни.
Из философов античности наибольшей известностью и авторитетом среди натуралистов в последующие эпохи (в частности, в период Средневековья) пользовался Аристотель (384-322 до н.э.) Аристотель не поддерживал, во всяком случае, в достаточно ясной форме, идею изменяемости окружающего мира. Однако многие его обобщения, сами по себе укладывавшиеся в общую картину неизменности мира, сыграли в дальнейшем важную роль в развитии эволюционных представлений. Таковы мысли Аристотеля о единстве плана строения высших животных (сходство строения соответствующих органов у разных видов было названо Аристотелем «аналогией»), о постепенном усложнении («градации») строения в ряду организмов, о многообразии форм причинности (Аристотель выделял 4 ряда причин: материальную, формальную, производящую, или движущую, и целевую).
Эпоха Поздней античности и особенно последовавшая за ней эпоха Средневековья стали временем затянувшегося почти на полторы тысячи лет застоя в развитии естественно - исторических представлений. Господствовавшие догматические формы религиозного мировоззрения не допускали идеи изменяемости мира.
По мере развития науки стали накапливаться данные, противоречащие этой идеям античности. Были найдены ископаемые остатки древних животных и растений, сходных с современными, но в то же время отличающихся от них по многим особенностям строения. Это могло свидетельствовать о том, что современные виды - это измененные потомки давно вымерших видов. Обнаружилось удивительное сходство в строении и в особенностях индивидуального развития разных видов животных. Это сходство указывало на то, что разные виды в далеком прошлом имели общих предков.
Одним из значительных шагов на пути к возникновению эволюционной биологии стали работы Карла Линнея. Известный шведский ботаник и натуралист Карл-Линней проанализировал существовавшие классификации растений и животных, сам тщательно изучал их видовой состав и в результате разработал свою систему, основы которой были изложены в произведениях «Система природы», «Роды растений», «Виды растений». Классический труд «Система природы» (1735) только при жизни автора переиздавался 12 раз, он был широко известен и оказал большое влияние на развитие науки XVIII в. В качестве основы классификации Линней принял вид, который он рассматривал как реальную и элементарную единицу живой природы. Он описал около 10 тыс. видов растений (в том числе 1500 видов, открытых им самим) и 4200 видов животных. Близкие виды ученый объединил в роды, сходныt роды - в отряды, а отряды - в классы.
Разработанная великим шведским ученым Карлом Линнеем система живой природы была построена по принципу сходства, но она имела иерархическую структуру и наводила на мысль о родстве между близкими видами живых организмов. Анализируя эти факты, ученые приходили к выводу об изменяемости видов. Такие взгляды высказывали в XVIII в. и в начале XIX в. Ж. Бюффон, В. Гете, К. Бэр, Эразм Дарвин - дед Чарльза Дарвина и др. В частности, Жорж Бюффон высказывал прогрессивные идеи об изменяемости видов под влиянием условий среды (климата, питания и т.д.), а русский естествоиспытатель Карл Максимович Бэр, исследуя эмбриональное развития рыб, земноводных, пресмыкающихся и млекопитающих, установил, что зародыши высших животных напоминают не взрослые формы низших, а сходны лишь с их зародышами; в процессе эмбрионального развития последовательно появляются признаки типа, класса, отряда, семейства, рода и вида (законы Бэра). Однако ни один из этих ученых не предложил удовлетворительного объяснения, почему и как менялись виды.
Таким образом, теория эволюции занимает особое место в изучении истории жизни. Она стала той объединяющей теорией, которая служит фундаментом для всей биологии.
3. Теория эволюции Ламарка
Первая попытка построить целостную концепцию развития органического мира была предпринята французским естествоиспытателем Ж.Б. Ламарком. В своем труде «Философия зоологии» Ламарк обобщил все биологические знания начала XIX в. Им были разработаны основы естественной систематики животных и впервые обоснована целостная теория эволюции органического мира, поступательного исторического развития растений и животных.
В основу эволюционной теории Ламарком было положено представление о развитии, постепенном и медленном, от простого к сложному, с учетом роли внешней среды в преобразовании организмов. Ламарк считал, что первые самозародившиеся организмы дали начало всему многообразию существующих ныне органических форм. К этому времени в науке уже достаточно прочно утвердилось представление о «лестнице живых существ» как последовательном ряде независимых, неизменных, созданных Творцом форм. Он видел в градации этих форм отражение истории жизни, реального процесса развития одних форм из других. Развитие от простейших до самых совершенных организмов - главное содержание истории органического мира. Человек - тоже часть этой истории, он развился из обезьян.
Главной причиной эволюции Ламарк считал присущее живой природе изначальное стремление к усложнению и самосовершенствованию своей организации. Оно проявляется во врожденной способности каждого индивида к усложнению организма. Вторым фактором эволюции он называл влияние внешней среды: пока она не изменяется, виды постоянны, как только она становится иной, виды также начинают меняться. При этом Ламарк на более высоком уровне по сравнению с предшественниками разработал проблему неограниченной изменчивости живых форм под влиянием условий существования: питания, климата, особенностей почвы, влаги, температуры и т.д.
Исходя из уровня организации живых существ, Ламарк выделял две формы изменчивости:
1) прямую - непосредственную изменчивость растений и низших животных под влиянием условий внешней среды;
2) косвенную - изменчивость высших животных, которые имеют развитую нервную систему, воспринимающую воздействие условий существования и вырабатывающую привычки, средства самосохранения и защиты.
Показав происхождение изменчивости, Ламарк проанализировал второй фактор эволюции - наследственность. Он отмечал, что индивидуальные изменения, если они повторяются в ряде поколений, при размножении передаются по наследству потомкам и становятся признаками вида. При этом, если одни органы животных развиваются, то другие, не вовлеченные в процесс изменений, атрофируются. Так, например, в результате упражнений у жирафа появилась длинная шея, ведь предки жирафа, питаясь листьями деревьев, тянулись за ними и в каждом поколении шея и ноги росли. Тем самым Ламарк высказал предположение, что изменения, которые растения и животные приобретают в течение жизни, наследственно закрепляются и передаются по наследству потомкам. При этом потомство продолжает развиваться в том же направлении, и один вид превращается в другой.
Ламарк полагал, что историческое развитие организмов имеет не случайный, а закономерный характер и происходит в направлении постепенного и неуклонного совершенствования, повышения общего уровня организации. Кроме того, он подробно проанализировал предпосылки эволюции и сформулировал главные направления эволюционного процесса и причины эволюции. Он также разработал проблему изменчивости видов под влиянием естественных причин, показал значение времени и условий внешней среды в эволюции, которую рассматривал как проявление общего закона развития природы. Заслугой Ламарка является и то, что он первым предложил генеалогическую классификацию животных, построенную на принципах родственности организмов, а не только их сходства.
Сущность теории Ламарка заключается в том, что животные и растения не всегда были такими, какими мы их видим теперь. Он доказал, что они развивались в силу естественных законов природы, следуя эволюции всего органического мира. Для ламаркизма характерны два основных методологических признака:
1) телеологизм как присущее организмам стремление к совершенствованию;
2) организмоцентризм - признание организма в качестве элементарной единицы эволюции, прямо приспосабливающегося к изменению внешних условий и передающего эти изменения по наследству.
С точки зрения современной науки эти положения принципиально неверны, они опровергаются фактами и законами генетики. К тому же доказательства причин изменяемости видов, приводимые Ламарком, не были достаточно убедительными. Поэтому теория Ламарка не получила признания у современников. Но она не была и опровергнута, ее лишь забыли на некоторое время, чтобы вновь вернуться к ее идеям во второй половине XIX в., положив их в основу всех антидарвинистских концепций.
4. Теория эволюции Дарвина
Идея постепенного и непрерывного изменения всех видов растений и животных высказывалась многими учеными задолго до Дарвина. Поэтому само понятие эволюции - процесса длительных, постепенных, медленных изменений, в конечном итоге приводящих к коренным, качественным изменениям - возникновению новых организмов, структур, форм и видов, проникло в науку еще в конце XVIII в. Однако именно Дарвин создал совершенно новое учение о живой природе, обобщив отдельные эволюционные идеи в одну стройную теорию эволюции. Опираясь на огромный фактический материал и практику селекционной работы по выведению новых сортов растений и пород животных, он сформулировал основные положения своей теории, которые изложил в книге «Происхождение видов путем естественного отбора» в 1859 году под названием теории естественного отбора. Данная теория является одной из вершин научной мысли XIX в. Однако ее значение выходит далеко за пределы своего века и за рамки биологии: теория Дарвина стала естественно-исторической основой материалистического мировоззрения.
Теория Дарвина противоположна теории Ламарка не только по своим последовательно материалистическим выводам, но и по всему своему строю. Она представляет собой замечательный образец научного исследования, основываясь на огромном количестве достоверных научных фактов, анализ которых ведет Дарвина к стройной системе соразмерных выводов.
Дарвин пришел к выводу, что в природе любой вид животных и растений стремится к размножению в геометрической прогрессии. В то же время число взрослых особей каждого вида остается относительно постоянным. Так, самка трески мечет семь миллионов икринок, из которых выживает лишь 2%. Следовательно, в природе происходит борьба за существование, в результате которой накапливаются признаки, полезные для организма и вида в целом, а также образуются новые виды и разновидности. Остальные организмы гибнут в неблагоприятных условиях среды. Таким образом, борьба за существование - это совокупность многообразных, сложных взаимоотношений, существующих между организмами и условиями среды.
В борьбе за существование выживают и оставляют потомство только те особи, которые обладают комплексом признаков и свойств, позволяющим им наиболее успешно конкурировать с другими особями. Таким образом, в природе происходит процесс избирательного уничтожения одних особей и преимущественного размножения других, т.е. естественный отбор, или выживание наиболее приспособленных.
При изменении условий внешней среды полезными для выживания могут оказаться какие-то иные, чем прежде, признаки. В результате меняется направление отбора, перестраивается структура вида, благодаря размножению широко распространяются новые признаки - появляется новый вид. Полезные признаки сохраняются и передаются последующим поколениям, так как в живой природе действует фактор наследственности, обеспечивающий устойчивость видов.
Однако в природе нельзя обнаружить два одинаковых, совершенно тождественных организма. Все многообразие живой природы является результатом процесса изменчивости, т.е. превращений организмов под влиянием внешней среды.
Итак, концепция Дарвина построена на признании объективно существующих процессов в качестве факторов и причин развития живого. Основными движущими факторами эволюции являются изменчивость, наследственность и естественный отбор.
Первым звеном эволюции выступает изменчивость.
Под ней понимается разнообразие признаков и свойств у особей и групп особей любой степени родства. Присуща всем живым организмам. Явления наследственности и изменчивости лежат в основе эволюции
Изменчивость является неотъемлемым свойством живого. Вследствие изменчивости признаков и свойств даже в потомстве одной пары родителей почти никогда не встречается одинаковых особей. Чем тщательнее и глубже изучается природа, тем больше формируется убеждение во всеобщем универсальном характере изменчивости. В природе нельзя обнаружить два совершенно одинаковых, тождественных организма. При благоприятных условиях эти различия могут не оказывать заметного влияния на развитие организмов, но при неблагоприятных каждое мельчайшее различие может стать решающим в том, останется ли этот организм в живых и даст потомство или же погибнет.
Дарвин различал два вида изменчивости: 1) наследственную (неопределенную) и 2) ненаследственную (определенную).
Под определенной (групповой) изменчивостью понимается сходное изменение всех особей потомства в одном направлении вследствие влияния определенных условий (изменение роста в зависимости от количества и качества пищи, изменение толщины кожи и густоты шерстяного покрова при изменении климата и т.д.).
Под неопределенной (индивидуальной) изменчивостью понимается появление разнообразных незначительных отличий у особей одного и того же вида, которыми одна особь отличается от других. В дальнейшем «неопределенные» изменения стали называть мутациями, а «определенные» - модификациями.
Следующим фактором эволюции является наследственность - свойство организмов обеспечивать преемственность признаков и свойств между поколениями, а также определять характер развития организма в специфических условиях внешней среды. Это свойство не абсолютно: дети никогда не бывают точными копиями родителей, но из семян пшеницы всегда вырастает только пшеница и т.п. В процессе размножения от поколения к поколению передаются не признаки, а код наследственной информации, определяющий лишь возможность развития будущих признаков в определенном диапазоне. Наследуется не признак, а норма реакции развивающейся особи на действие внешней среды.
Дарвин подробно проанализировал значение наследственности в эволюционном процессе и показал, что сами по себе изменчивость и наследственность еще не объясняют возникновения новых пород животных, сортов растений, их приспособленности, поскольку изменчивость разных признаков организмов осуществляется в самых разнообразных направлениях. Каждый организм - это результат взаимодействия между генетической программой его развития и условиями ее реализации.
Рассматривая вопросы изменчивости и наследственности, Дарвин обратил внимание на сложные взаимоотношения между организмом и окружающей среды, на разные формы зависимости растений и животных от условий жизни, на их приспособление к неблагоприятным условиям. Такие разнообразные формы зависимости организмов от условий окружающей среды и других живых существ он назвал борьбой за существование. Борьба за существование, по Дарвину, - это совокупность взаимоотношений организмов данного вида друг с другом, с другими видами живых организмов и неживыми факторами внешней среды.
Борьба за существование означает все формы проявления активности данного вида организмов, направленные на поддержание жизни своего потомства. Дарвин выделил три основные формы борьбы за существование: 1) межвидовую, 2) внутривидовую и 3) борьбу с неблагоприятными условиями внешней среды.
Примеры межвидовой борьбы в природе встречаются часто и всем хорошо известны. Наиболее ярко она проявляется в борьбе хищников и травоядных животных. Травоядные животные смогут выжить и оставить потомство только в том случае, если сумеют избежать хищников и будут обеспечены пищей. Но растительностью питаются также разные виды млекопитающих, а кроме того - насекомые и моллюски. И здесь возникает ситуация: что досталось одному, не досталось другому. Поэтому в межвидовой борьбе успех одного вида означает неуспех другого.
Внутривидовая борьба означает конкуренцию между особями одного вида, у которых потребность в пище, территории и других условиях существования одинакова. Дарвин считал внутривидовую борьбу наиболее напряженной. Поэтому в процессе эволюции у популяций выработались различные приспособления, снижающие остроту конкуренции: разметка границ, угрожающие позы и т.п.
Борьба с неблагоприятными условиями среды выражается в стремлении живых организмов выжить при резких изменениях погодных условий. В этом случае выживают лишь наиболее приспособленные к изменившимся условиям особи. Они образуют новую популяцию, что в целом способствует выживанию вида. В борьбе за существование выживают и оставляют потомство индивиды и особи, обладающие таким комплексом признаков и свойств, которые позволяют успешно противостоять неблагоприятным условиям среды.
Однако основная заслуга Дарвина в создании теории эволюции заключается в том, что он разработал учение о естественном отборе как ведущем и направляющем факторе эволюции. Естественный отбор, по Дарвину, - это совокупность происходящих в природе изменений, обеспечивающих выживание наиболее приспособленных особей и преимущественное оставление ими потомства, а также избирательное уничтожение организмов, оказавшихся неприспособленными к существующим или изменившимся условиям окружающей среды.
В процессе естественного отбора организмы адаптируются, т.е. у них развиваются необходимые приспособления к условиям существования. В результате конкуренции разных видов, имеющих сходные жизненные потребности, хуже приспособленные виды вымирают. Совершенствование механизма приспособления организмов приводит к тому, что постепенно усложняется уровень их организации и таким образом осуществляется эволюционный процесс. При этом Дарвин обращал внимание на такие характерные особенности естественного отбора, как постепенность и медленность процесса изменений и способность суммировать эти изменения в крупные, решающие причины, приводящие к формированию новых видов.
Исходя из того, что естественный отбор действует среди разнообразных и неравноценных особей, он рассматривается как совокупное взаимодействие наследственной изменчивости, преимущественного выживания и размножения индивидов и групп особей, лучше приспособленных, чем другие к данным условиям существования. Поэтому учение о естественном отборе как движущем и направляющем факторе исторического развития органического мира является главным в теории эволюции Дарвина.
Естественный отбор является неизбежным результатом борьбы за существование и наследственной изменчивости организмов. По Дарвину, естественный отбор представляет собой важнейшую творческую силу, которая направляет эволюционный процесс и закономерно обусловливает возникновение приспособлений организмов, прогрессивную эволюцию и увеличение разнообразия видов.
Возникновение приспособлений (адаптации) организмов к условиям их существования, придающее строению живых существ черты «целесообразности», является непосредственным результатом естественного отбора, поскольку самая сущность его - дифференцированное выживание и преимущественное оставление потомства именно теми особями, которые в силу своих индивидуальных особенностей лучше других приспособлены к окружающим условиям. Накопление отбором от поколения к поколению тех признаков, которые дают преимущество в борьбе за существование, и приводит постепенно к формированию конкретных приспособлений.
Вторым (после возникновения адаптации) важнейшим следствием борьбы за существование и естественного отбора является, по Дарвину, закономерное повышение разнообразия форм организмов, носящее характер дивергентной эволюции. Поскольку наиболее острая конкуренция ожидается между наиболее сходно устроенными особями данного вида в силу сходства их жизненных потребностей, в более благоприятных условиях окажутся наиболее уклонившиеся от среднего состояния индивиды. Эти последние получают преимущественные шансы в выживании и оставлении потомства, которому передаются особенности родителей и тенденция изменяться дальше в том же направлении (длящаяся изменчивость).
Наконец, третье важнейшее следствие естественного отбора - постепенное усложнение и усовершенствование организации, т.е. эволюционный прогресс. Согласно Ч. Дарвину, это направление эволюции является результатом приспособления организмов к жизни в постоянно усложняющейся внешней среде. Усложнение среды происходит, в частности, благодаря дивергентной эволюции, увеличивающей число видов.
Частным случаем естественного отбора является половой отбор, который связан не с выживанием данной особи, а лишь с ее воспроизводительной функцией. По Дарвину, половой отбор возникает при конкуренции между особями одного пола в процессах размножения. Важность воспроизводительной функции самоочевидна; поэтому в некоторых случаях даже само сохранение данного организма может отступить на второй план по отношению к оставлению им потомства. Для сохранения вида жизнь данной особи важна лишь постольку, поскольку она участвует (прямо или косвенно) в процессе воспроизводства поколений. Половой отбор как раз и действует на признаки, связанные с различными аспектами этой важнейшей функции (взаимное обнаружение особей противоположного пола, половая стимуляция партнера, конкуренция между особями одного пола при выборе полового партнера и т.п.)
5 . Со временные эволюционные учения
Эволюционное учение широкая междисциплинарная область биологии, включающая несколько крупных и в разной степени развитых в настоящее время разделов. Первым таким разделом является история возникновения и развития эволюционных идей. Концепций и гипотез. Этот раздел имеет важное общеобразовательное и методологическое значение, поскольку без истории нельзя понять и современность.
Другой раздел эволюционного учения - частная филогенетика. Его содержание состоит в воссоздании путей исторического развития каждой группы живых организмов. В совокупности эти пути развития групп составляют филогенетическое дерево жизни. Несмотря на огромное достижения в этой области, многие важные детали остаются еще не ясными, начиная от проблем происхождения жизни до крайне частного, с точки зрения филогении всего живого, но важного для развития материи в целом возникновения мыслящего существа - homo sapiens.
Основу современной теории эволюции составляют проблемы микро- и макроэволюция. Это две стороны единого и непрерывного процесса эволюции, которые разделяются, однако, вполне естественно по грани видообразования и уже отмеченным выше различием в методических подходах к их изучению. Теоретические разработки в этих областях составляют фундамент современной эволюционной теории.
Современная теория эволюции представляет собой синтетическую науку, базирующуюся на всех науках биологического комплекса. Современная теория эволюции основана на учении Дарвина о происхождении жизни, возникновении разнообразия живой природы, адаптации и целесообразности у живых организмов, о возникновении человека, возникновении пород и сортов. Современный дарвинизм часто называют неодарвинизмом, синтетической теорией эволюции. Правильнее называть науку, изучающую процесс эволюции органического мира, эволюционной теорией.
Начиная с 60-х годов 20 века становится все более ясно. Что теория эволюции органического мира остается незавершённой без познания большого раздела, касающегося закономерностей эволюции биогеоценозов. Однако ни по фактическому материалу. Ни по теоретическим разработкам это направление пока не может быть названо среди исследованных разделов современного эволюционного учения. Это является важной задачей бедующего.
В современной эволюционистике сформировались три основных направления исследований эволюционного процесса:
1) молекулярно-биологическое (анализ молекулярной эволюции, т.е. процессов эволюционных преобразований биологических макромолекул, в первую очередь нуклеиновых кислот и белков, методами молекулярной биологии);
2) генетико-экологическое (исследования микроэволюции, т.е. преобразований генофондов популяций, и процессов видообразования, а также эволюции биологических макросистем - биоценозов и биосферы в целом - методами популяционной генетики, экологии, систематики, фенетики);
3) эволюционно-морфологическое (изучение макроэволюции - эволюционных перестроек целостных организмов и их онтогенезов методами палеонтологии, сравнительной анатомии и эмбриологии).
Современное эволюционное учение основано на фундаменте достижений генетики, раскрывшей материальную природу наследственности. Эволюционирующей единицей с таких позиций является не особь и не вид, а популяция, т.е. совокупность особей одного вида, длительно населяющих определенную территорию и свободно скрещивающихся между собой. В основе наследственных изменений в популяции лежит мутационная изменчивость как следствие внезапных мутаций - наследственных изменений генетического аппарата. Мутации могут возникать в любой клетке, на любой стадии развития как в обычных условиях существования (спонтанные мутации), так и под воздействием каких-либо физических или химических факторов (индуцированные мутации). Следовательно, с современных позиций движущими факторами эволюции являются мутагенез (т.е. процесс образований мутаций) и естественный отбор. Последний дает возможность выжить организмам, мутационные изменения которых обеспечивают наибольшую приспособленность к конкретным условиям окружающей среды. В выяснении роли мутаций в эволюционном процессе большую роль сыграли работы советских ученых С.С. Четверикова, Н.И. Вавилова, И.И. Шмальгаузена.
Одно из главных мест в современном эволюционном учении занимает генетический анализ популяций человека. Своеобразием их генетики является то, что естественный отбор потерял роль ведущего фактора в эволюции человека. Однако значение генетики для человека исключительно велико, так как она занимает ключевое место при анализе распространения наследственных болезней, при оценке эффекта радиации и других физических, а также химических воздействий на генетический аппарат.
Дальнейшее развитие эволюционного учения связано, прежде всего с успехами популяционной генетики, изучающей преобразование генетических систем в процессе исторического развития организмов. Новейшие достижения молекулярной биологии позволяют по-новому взглянуть на механизм эволюции. Открытие молекулярных механизмов, лежащих в основе мутагенеза, изучение проблемы развертывания генетической информации в процессе онтогенеза, закономерностей филогенеза подготовили почву для нового качественного скачка в развитии эволюционного учения и всей биологии в целом. Таким образом, эволюционное учение является основным оружием биологов-материалистов, постоянно обогащающихся новыми фактическими и теоретическими данными, развивающихся по мере углубления знаний в живой природе.
Заключение
Современная эволюционная теория сложилась на основе теории Ч. Дарвина. Концепция Ж.Б. Ламарка считается на сегодняшний момент ненаучной. Ламаркизм в любой его форме не дает объяснения ни прогрессивной эволюции, ни возникновению адаптации (приспособлений) организмов, поскольку «стремление к прогрессу», «эволюция на основе закономерностей», «изначальная способность организмов к целесообразной реакции», «ассимиляция условий внешней среды» и другие подобные концепции подменяют научный анализ постулированием неких метафизических свойств, якобы присущих живой материи. Однако нельзя отрицать значение теории Ламарка, поскольку именно научная полемика с выводами и концепциями французского естествоиспытателя явилась толчком к появлению теории Ч. Дарвина.
Выводы английского ученого также были подвергнуты в дальнейшем критике и детальному пересмотру, что было вызвано в первую очередь тем, что были выявлены многие неизвестные во времена Дарвина факторы, механизмы и закономерности эволюционного процесса и сформировались новые представления, значительно отличающиеся от классической теории Дарвина.
Тем не менее, несомненно, что современная теория эволюции является развитием основных идей Дарвина, остающихся до сих пор актуальными и продуктивными.
Список литературы
1. Н.Н. Иорданский учебник по теории эволюции. «Эволюция жизни». М.: Академия, 2001. - 425 с.
2. Гуляев С.А., Жуковский В.М., Комов С.В. «Основы естествознания», Екатеринбург, 1997 г.
3. Дубнищева Т.Я. «Концепции современного естествознания», Новосибирск, «Изд-во ЮКЭА», 1997 г.
4. Петровский Б.В. «Популярная медицинская энциклопедия», М., «Советская энциклопедия», 1997 г.
5. Хакен Г. «Синергетика», М.: Мир, 1980 г.
6. Бердников В.А. Эволюция и прогресс. Новосибирск, «Наука», 1991.
7. Ратнер В.А. и др. Проблемы теории молекулярной эволюции. - Новосибирск: Наука, 1985.
8. Рэфф Р., Кофмен Т. Эмбрионы, гены и эволюция. - М.: Мир, 1986.
9. А.П. Садохин. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2006.
10. Дарвин Ч. О происхождении видов путем естественного отбора или сохранении благоприятных пород в борьбе за жизнь. - Сочинения, т. 3 - М.: Изд-во АН СССР, 1939.
11. Карпенко С.Х. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. - М.: Академический проспект, 2000. - 639 с .
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Тайна появления жизни на Земле. Эволюция зарождения жизни на Земле и сущность концепций эволюционной химии. Анализ биохимической эволюции теории академика Опарина. Этапы процесса, приведшего к возникновению жизни на Земле. Проблемы в теории эволюции.
реферат , добавлен 23.03.2012
Истоки эволюционного учения: М.В. Ломоносов, Н.А. Северцов. Эволюционные исследования Ч. Дарвина. Основные положения, предпосылки и движущие силы эволюции по Ч. Дарвину. Основные результаты эволюции по Дарвину. К.Ф. Рулье и его генетические законы.
реферат , добавлен 16.01.2008
Предпосылки создания эволюционной теории Ч.Дарвина. Эволюционные исследования Ч.Дарвина. Основные положения эволюционного учения Ч. Дарвина. Предпосылки и движущие силы эволюции по Ч. Дарвину. Основные результаты эволюции (по Ч. Дарвину).
реферат , добавлен 29.03.2003
Предпосылки и движущие силы эволюции по Ч.Дарвину. Понятие об изменчивости и ее формах. Определение общей теории эволюции и обстоятельства ее появления. Основные положения эволюционного учения Ч. Дарвина. Основные результаты эволюции по Ч. Дарвину.
контрольная работа , добавлен 14.02.2009
Характеристика общих представлений об эволюции и основных свойствах живого, которые важны для понимания закономерностей эволюции органического мира на Земле. Обобщение гипотез и теорий происхождения жизни и этапы эволюции биологических форм и видов.
курсовая работа , добавлен 27.01.2010
Сравнение основных определений понятия "жизнь". Анализ проблемы происхождения и эволюции жизни на Земле. Общая характеристика современных теорий возникновения жизни, а также процесса эволюции ее форм. Сущность основных законов биологической эволюции.
курсовая работа , добавлен 04.10.2010
Главная особенность организации живых материй. Процесс эволюции живых и неживых систем. Законы, лежащие в основе возникновения всех форм жизни по Дарвину. Молекулярно-генетический уровень живых организмов. Прогрессия размножения, естестенный отбор.
реферат , добавлен 24.04.2015
реферат , добавлен 19.11.2010
Первая классификация живых организмов, предложенная Карлом Линнеем. Три этапа Великих биологических объединений. Концепция эволюции органического мира Жан-Батиста Ламарка. Основные предпосылки возникновения теории Дарвина. Понятие естественного отбора.
реферат , добавлен 06.09.2013
Проблема происхождения и эволюции жизни на Земле. Моделирование как метод естественнонаучных исследований. Открытие принципа униформизма Ч. Лайелем. Учение Чарльза Дарвина о факторах эволюции путем естественного отбора, современные представления о ней.