Предшественники эволюционного учения в биологии

Понятие эволюции отождествляется с процессом длительных, постепенных, медленных изменений, которые в конечном итоге приводят к изменениям коренным, качественным, завершающимся возникновением новых материальных систем, структур, форм и видов. В этой лекции мы познакомимся с основными идеями как классической эволюционной теории Дарвина, так и неклассических теорий, в которых были обобщены результаты новых открытий в области наследственности, изменчивости и естественного отбора.

Издавна люди пытались найти объяснение многообразию и причудливости мира. На протяжении тысячелетий господствовало элементарное объяснение, будто бы все виды организмов были созданы однажды в их нынешних формах и больше никогда не изменялись. Подобная концепция, признающая неизменность видов живых существ и рассматривающая многообразие живого мира как результат его творения Богом, получила название креационизма (от лат. creatio — создание, творение).

Именно под влиянием религиозной идеи о неизменности всего живого биологическая парадигма долгое время, вплоть до XVIII в., сводилась лишь к описанию многочисленных видов животных и растений. Такова была и наиболее совершенная для своего времени, но оставшаяся в рамках старой парадигмы и потому во многом искусственная, классификация, предложенная знаменитым шведским естествоиспытателем К. Линнеем.

В месте с тем ряд ученых, например, Жорж Луи Бюффон (1707 – 1788) во Франции, Эразм Дарвин(1731 - 1802), дед Ч. Дарвина в Англии, Михаил Васильевич Ломоносов (1711 – 1765) в России пришли к выводу, что организмы, населяющие Землю, претерпевают эволюцию. Этот вывод позволили им сделать обнаруженные в разных местах Земли ископаемые останки странных животных и растений, совершенно непохожих на современных. Некоторые высказывали даже такое предположение, что ископаемые — это не останки вымерших организмов, а некие предметы, которые Господь поместил в горные породы, чтобы людям интереснее было жить на свете.

Постепенно концепция креационизма стала сдавать позиции под воздействием эволюционных идей. Наиболее интересными представляются взгляды Ж. Б. Ламарка, который считал, что эволюция живых организмов происходит под направляющим воздействием условий окружающей среды. Так, предок жирафов, питавшийся листьями с деревьев, полагали они, имел недлинные ноги и короткую шею и, поэтому постоянно вынужден был вытягивать её, чтобы достать листья с верхушек деревьев. Даже незначительные удлинения шеи и ног, передаваясь по наследству, постепенно, в ряде поколений могли привести, в конце концов, к коренному изменению их анатомического строения. Конечно, в результате систематических упражнений можно добиться заметных успехов, например, в укреплении мускулатуры, но эти способности, как известно, не передаются по наследству. Между тем, согласно взглядам ламаркистов, изменения, приобретенные родителями в процессе приспособления к среде, должны непосредственно передаваться потомкам, и, следовательно, наследоваться ими.

Кроме того, он верил, что способность к самосовершенствованию и развитию заложена в самой природе живого существа, взгляд, который с теми или иными вариациями встречается в последующих неодарвинистских концепциях эволюции. Но ряд положений Ламарка заслуживают внимания:

во-первых, он подчеркивал, что изменения живых организмов происходят под непосредственным воздействием окружающей среды;

во-вторых, такие изменения происходят постепенно, в течение многих поколений;

в-третьих, способность к самосовершенствованию заложена в природе организма.

Таким образом, точку зрения Ламарка на эволюцию в природе можно рассматривать как строго детерминистическую, совершающуюся по жесткой схеме: окружающая среда Þ изменения в организме Þ передача их по наследству Þ новый вид.

Эти представления диаметрально противоположны взглядам другого французского биолога Жоржа Кювье (1769 - 1832), который предпринял специальные палеонтологические исследования, чтобы обнаружить промежуточные формы организмов, которые могли свидетельствовать в пользу их эволюционных изменений в природе. Не найдя такие промежуточные формы, Кювье пытался объяснить возникновение новых организмов периодически возникающими катаклизмами, или катастрофами, на земной поверхности, в результате которых происходило уничтожение старых и потом появление новых организмов. Ни о какой эволюции живых организмов в таком случае не могло быть речи.

5. Чарльз Дарвин – основоположник теории эволюции

Опираясь на огромный фактический материал и практику селекционной работы по выведению новых сортов растений и пород животных, Ч. Дарвин сформулировал основные принципы своей эволюционной теории.

Первый принцип постулирует, что изменчивость является неотъемлемым свойством живого.В природе нельзя обнаружить два совершенно одинаковых, тождественных организма. При поверхностном взгляде может, например, показаться, что все деревья в сосновом бору одинаковые, однако одна сосна дает более крупные семена, другая - в состоянии лучше переносить засуху, третья - обладает повышенным содержанием хлорофилла в иголках и. т.д. В крайне неблагоприятных условиях каждое такое мельчайшее отличие способно стать именно тем решающим изменением, которое определит, останется ли этот организм в живых или будет уничтожен.

Ч. Дарвин различает два типа изменчивости. К первому типу – индивидуальной или неопределенной изменчивости – он относит ту, которая передается по наследству. Второй тип – определенная, или групповая изменчивость. Ей подвержены те группы организмов, которые оказываются под воздействием определенного фактора внешней среды. В дальнейшем неопределенные изменения обычно стали называть мутациями, а определенные - модификациями.

Второй принцип теории Дарвина – принцип борьбы за существование. Он исходит из того, что, с одной стороны, все виды организмов имеют тенденцию к размножению в геометрической прогрессии, а с другой - выживают и достигают зрелости лишь в арифметической прогрессии, т.е. небольшая часть потомства.

Так, многие растения дают десятки и сотни тысяч семян, а рыбы выметывают от нескольких сот до нескольких миллионов икринок. В этих условиях и развертывается борьба за существование. Различают межвидовую и внутривидовую борьбу, причем наиболее ожесточенная борьба возникает между сходными организмами, поскольку именно они имеют одинаковые потребности.

Третий принцип обычно называют принципом естественного отбора, который играет фундаментальную роль в теории эволюции не только Дарвина, но и большинства теорий, появившихся позднее. Дарвин выдвинул гипотезу общего характера, согласно которой в природе существует особый механизм отбора. Этот механизм, по Дарвину, – следствие «одного общего закона, обусловливающего прогресс всех органических существ, именно – размножения, изменения, выживания наиболее сильных и гибель наиболее слабых»[18].

Дарвин подчеркивает такие характерные особенности естественного отбора, как постепенность процесса изменений и способность суммировать эти изменения в решающие изменения, которые в конечном итоге приводят к формированию новых видов. В противовес сторонникам идеи катастрофизма, Дарвин обращает внимание именно на постепенный характер изменений в биологии: «Выражаясь метафорически, можно сказать, что естественный отбор ежедневно и ежечасно расследует по всему свету мельчайшие изменения, отбрасывая дурные, сохраняя и слагая хорошие, работая неслышно и невидимо, где бы и когда бы ни представился к тому случай, над усовершенствованием каждого органического существа в связи с условиями его жизни, органическими и неорганическими»[19].

Слабым местом учения Ч. Дарвина были представления о наследственности. Действительно, если эволюция связана со случайным появлением полезных изменений и наследственной передачей приобретенных признаков потомству, то каким образом они могут сохраняться и даже усиливаться в дальнейшем? Ведь в результате скрещивания особей с полезными признаками с другими особями, которые ими не обладают, они передадут эти признаки потомству в ослабленном виде. В течение ряда поколений случайно возникшие полезные изменения должны постепенно ослабнуть, а затем и вовсе исчезнуть.

Сам Дарвин вынужден был признать эти доводы весьма убедительными, хотя они и подвергали сомнению именно основной принцип дарвиновской теории эволюции - естественного отбора. Между тем реальные факты свидетельствовали, что такой отбор происходит повсеместно. В дальнейшем были выявлены и некоторые другие недостатки теории Дарвина, касающиеся основных причин и факторов органической эволюции. Стало очевидным, что эта теория нуждалась в дальнейшей разработке и обосновании с учетом последующих достижений биологии, и в первую очередь - генетики.