Новоженов В.А. Концепции современного естествознания

Подождите немного. Документ загружается.

277

В процессе своих исследований Кювье заинтересовался ис-

торией Земли, земных животных и растений. В результате ог-

ромной работы он пришел к следующим выводам:

- Земля на протяжении своей истории изменяла свой об-

лик;

- Одновременно с изменением Земли изменялось и ее

население;

- Изменения земной коры происходили и до появления

живых существ.

Кювье был убежден в невозможности возникновения новых

форм жизни и доказал, что современные нам виды живых орга-

низмов не изменились, по крайней мере со времен фараонов. Но

самым существенным возражением против теории эволюции

Кювье считал видимое отсутствие переходных форм между со-

временными животными и теми, останки которых находили при

раскопках.

Многочисленные палеонтологические данные, тем не ме-

нее, неопровержимо свидетельствовали о смене форм животных

на Земле. Реальные факты вступали в противоречие с библей-

ской легендой. Сначала сторонники неизменности живой приро-

ды объясняли такие противоречия тем, что вымерли те живот-

ные которых Ной не взял в свой ковчег во время всемирного

потопа. Ненаучность этого заключения была опровергнута тогда,

когда была установлена разная степень древности вымерших

животных. Тогда Кювье выдвинул теорию катастроф. Согласно

этой теории, причиной вымирания были периодически происхо-

дившие крупные геологические катастрофы, уничтожавшие на

больших территориях растительность и животных. Потом эта

территория заселялась видами, проникавшими из соседних об-

ластей.

Последователи и ученики Кювье, развивая его учение, по-

шли дальше, утверждая, что катастрофы охватывали весь зем-

ной шар. После каждой катастрофы следовал новый акт божест-

венного творения. Таких катастроф и актов творения они насчи-

тывали 27.

Теория катастроф получила, в свое время, достаточно ши-

рокое распространение. Но целый ряд ученых очень критически

относился к ней.

278

Различные эволюционные концепции

Концепция эволюции занимает особое место в изучении ис-

тории жизни. Она стала той объединяющей теорией, которая

служит фундаментом для всей биологии. Эволюция подразуме-

вает всеобщее постепенное развитие, упорядоченное и после-

довательное. Применительно к живым организмам эволюцию

можно определить как развитие сложных организмов из предше-

ствующих более простых организмов с течением времени.

Представление об эволюции ведет свое начало не от Дар-

вина с его книгой «Происхождение видов». Еще задолго до Дар-

вина попытки человека объяснить очевидное разнообразие ок-

ру жающих его живых организмов парадоксальным образом при-

влекали его внимание к чертам структурного и функционального

сходства между ними. Выдвигались различные эволюционные

гипотезы, чтобы объяснить это сходство, и такие идеи сами

«эволюционировали» по мере развития науки.

История развития эволюционной концепции показывает, что

концепция непрерывности или постепенного развития более

сложных видов из предшествующих более простых форм воз-

никла у ряда философов и естествоиспытателей еще до фор-

мального провозглашения в начале XIX в. эволюционных гипо-

тез.

Концепция эволюции Ламарка

Французский биолог Ламарк в 1809 г. выдвинул гипотезу о

механизме эволюции, в основе которой лежали две предпосыл-

ки: упражнение и неупражнение частей организма и наследова-

ние приобретенных признаков. Изменения среды, по его мнению,

могут вести к изменению форм поведения, что вызовет необхо-

димость использовать некоторые органы или структуры по-

новому или более интенсивно (или, наоборот, перестать ими

пользоваться). В случае интенсивного использования органа, его

эффективность и (или) величина будут возрастать, а при неис-

пользовании может наступить дегенерация и атрофия. Эти при-

знаки, приобретенные индивидуумом в течение его жизни, со-

гласно Ламарку, наследуются, т.е. передаются потомкам.

С точки зрения ламаркизма, длинная шея и длинные ноги

жирафа – результат того, что многие поколения его некогда ко-

279

ротконогих и короткошеих предков питались листьями деревьев,

за которыми им приходилось тянуться все выше и выше. Незна-

чительное удлинение шеи и ног, происходившее в каждом поко-

лении, передавалось следующему поколению, пока эти части

тела не достигли своей нынешней длины. Перепонки между

пальцами у водоплавающих птиц и форму тела камбалы объяс-

няли таким же образом. Перепонки возникли в результате посто-

янного раздвигания пальцев и растягивания кожи между ними

при плавании в поисках пищи или для спасения от хищников, а

уплощенное тело – из-за лежания на боку на мелководье.

Таким образом, для ламаркизма характерны два основных

методологических признака:

- телеологизм – присущее организмам стремление к со-

вершенствованию;

- организмоцентризм – признание организма элементар-

ной единицей эволюции, прямо приспосабливающейся к

изменению внешних условий и передающей эти измене-

ния по наследству.

Также важно отметить, что Ламарк особо выделял значение

психического фактора в процессах приспособления высших жи-

вотных, которые стремятся к своему изменению.

Хотя концепция Ламарка способствовала подготовке почвы

для принятия эволюционной концепции, его взгляды на меха-

низм изменения не получили широкого признания.

Однако Ламарк был прав, подчеркивая роль условий жизни

в возникновении фенотипических изменений у данной особи.

Например, занятия физкультурой увеличивают объем мыш ц , но

хотя эти приобретенные признаки затрагивают фенотип, они не

являются генетическими, не могут передаваться потомству. Для

того чтобы доказать это, Вейсман на протяжении многих после-

довательных поколений отрезал мышам хвосты. По концепции

Ламарка вынужденное неупотребление хвостов должно было бы

привести к их укорочению у потомков; однако этого не произош-

ло. Вейсман постулировал, что признаки, приобретаемые сомой

(телом) и приводящие к изменению фенотипа, не оказывают

прямого воздействия на половые клетки (гаметы), с помощью

которых признаки передаются следующему поколению. Его кон-

цепция непрерывности «зародышевой плазмы» была историче-

ски необходима, для того чтобы стало возможным признание

наследования генетических особенностей при половом размно-

жении.

280

Дарвин, Уоллес и происхождение видов.

Естественный отбор

Чарлз Роберт Дарвин родился в 1809 г. Он был сыном со-

стоятельного врача и, подобно многим великим людям, вначале

как ученый особенно не выделялся. В 1831 г. он принял предло-

жение отправиться в качестве натуралиста (без жалования) в

путешествие на военном корабле «Бигль», который уходил на

пять лет в море для проведения топографических съемок у вос-

точного побережья Южной Америки. «Бигль» возвратился в

Фалмут в октябре 1836 г., проделав путь вдоль берегов Чили,

через Галапагосские острова, Таити, Новую Зеландию, Тасма-

нию и Южную Африку. Большую часть этого времени Дарвин

занимался геологическими исследованиями; однако во время

пятинедельного пребывания на Галапагосских островах его вни-

мание привлекло сходство между флорой и фауной этих остро-

вов и материка. Ос обенно его заинтересовало распространение

черепах и вьюрков. Он собрал множество данных об изменчиво-

сти организмов, которые убедили его в том, что виды нельзя

считать неизменяемыми. После возвращения в Англию Дарвин

занялся изучением практики разведения голубей и других пород

домашних животных, что привело его к концепции искусственно-

го отбора, однако он все еще не мог представить себе, каким

образом отбор мог бы действовать в природных условиях. В

1778 г. священник Томас Мальтус опубликовал свой труд «Трак-

тат о народонаселении», в котором ярко обрисовал, к чему мог

бы привести рост населения, если бы он ничем не сдерживался.

Дарвин перенес его рассуждения на другие организмы и обратил

внимание на то, что, несмотря на их высокий репродуктивный

потенциал, численность популяций остается относительно по-

стоянной. Сопоставляя огромное количество сведений, он начал

понимать, что в условиях интенсивной конкуренции между чле-

нами популяции любые изменения, б лагоприятные для выжива-

ния в данных условиях, повышали бы способность особи раз-

множаться и оставлять плодовитое потомство, а неблагоприят-

ные изменения, очевидно, невыгодны, и у обладающих ими ор-

ганизмов шансы на успешное размножение понижались бы. Эти

соображения послужили остовом для теории эволюции путем

естественного отбора, сформулированной Ч. Дарвином в 1839 г.

281

В сущности, наибольший вклад Ч. Дарвина в науку заключается

не в том, что он доказал существование эволюции, а в том, что

он объяснил, как она может происходить.

Тем временем другой естествоиспытатель, А. Уоллес, много

путешествовавший по Южной Америке и островам юго-

восточной Азии и тоже читавший Мальтуса, пришел к тем же

выводам о естественном отборе, что и Ч. Дарвин.

В 1858 г. А. Уоллес изложил свою теорию на 20 страницах и

послал их Дарвину. Это стимулировало и ободрило Дарвина, и в

июле 1858 г. Ч. Дарвин и А. Уоллес выступили с докладами о

своих идеях на заседании Линнеевского общества в Лондоне.

Спустя год с небольшим, в ноябре 1859 г., Ч. Дарвин опублико-

вал «Происхождение видов путем естественного отбора». Все

1250 экземпляров книги были проданы в первый же день, и гово-

рят, что по своему воздействию на человеческое мышление она

уступала только Библии.

Естественный отбор

Согласно Дарвину и Уоллесу, механизмом, с помощью кото-

рого из предшествовавших видов возникают новые виды, служит

естественный отбор. Эта гипотеза (или теория) основана на трех

наблюдениях и двух выводах, которые можно сформулировать

следующим образом:

Наблюдение 1. Особи, входящие в состав популяции, обла-

дают большим репродуктивным потенциалом.

Наблюдение 2. Число особей в каждой данной популяции

примерно постоянно.

Вывод 1. Многим особям не удается выжить и оставить по-

томство. В популяции происходит «борьба за существование».

Наблюдение 3. Во всех популяциях существует изменчи-

вость.

Вывод 2. В «борьбе за существование» те особи, признаки

которых наилучшим образом приспособлены к условиям жизни,

обладают «репродуктивным преимуществом» и производят

больше потомков, чем менее приспособленные особи.

Вывод 2 содержит гипотезу о естественном отборе, который

может служить механизмом эволюции.

282

Доказательства существования естественного отбора

Наблюдение 1. Мальтус привлек внимание к репродуктив-

ному потенциалу человека и отметил, что численность народо-

населения возрастает по экспоненте. Способность к размноже-

нию свойственна всему живому и представляет собой ту основ-

ную силу, которая обеспечивает сохранение вида. Это относится

к самым разным организмам. Если бы каждая женская гамета

была оплодотворена и развилась в половозрелую особь, Земля

через несколько дней оказалась бы перенаселенной.

Наблюдение 2. Численность всех популяций ограничивается

или контролируется различными факторами среды, такими как

пищевые ресурсы, пространство и свет. Размеры популяций

возрастают до тех пор, пока среда еще может выдерживать их

дальнейшее увеличение, после чего достигается некое равнове-

сие. Численность колеблется вокруг этого равновесного уровня.

Таким образом, величина популяции обычно остается относи-

тельно постоянной в течение периода времени, продолжитель-

ность которого зависит от продолжительности жизненного цикла

данного организма.

Вывод 1. Непрерывная конкуренция между индивиду умами

за факторы среды приводит к «борьбе за существование». Про-

исходит ли конкуренция в пределах одного вида (внутривидовая

конкуренция) или между представителями разных классов (меж-

видовая конкуренция), не имеет значения в смысле ее влияния

на численность популяции, но в любом случае некоторые орга-

низмы не смогут выжить или оставить потомство.

Наблюдение 3. Изучение жуков в студенческие годы в Кем-

бридже, наблюдения, сделанные во время путешествия на «Биг-

ле», и знания, приобретенные при разведении и селекции голу-

бей с целью выработки определенных признаков, убедили Дар-

вина в важном значении внутривидовой изменчивости. А адап-

тивное значение межвидовой изменчивости, обнаруженной у

галапагосских вьюрков (род Geospiza), дало Дарвину ключ к его

второму выводу. Материалы, собранные Уоллесом на Малай-

ском архипелаге, подтверждали существование межпопуляцион-

ных различий. Однако Дарвин и Уоллес не смогли выявить ис-

точники всех этих форм изменчивости. Вопрос оставался неяс-

ным до тех пор, пока Мендель не открыл корпускулярну ю приро-

283

ду наследственности и не показал, каким образом сохраняются

генетические различия.

Вывод 2. Поскольку все особи в пределах данной популяции

подвержены изменчивости и поскольку ясно, что неизбежна

«борьба за существование», из этого следует, что особи, обла-

дающие определенными признаками, будут более приспособле-

ны к тому, чтобы выжить и оставить потомство. Решающий фак-

тор, определяющий выживание, – это приспособленность к сре-

де. Любое, пусть самое незначительное физическое, физиологи-

ческое или поведенческое изменение, дающее одному организму

преимущество перед другими, будет действовать в «борьбе за

существование» как селективное преимущество (термин «селек-

тивное преимущество» имеет не столь эмоциональную окраску,

как термин «выживание наиболее приспособленных», созданный

философом и социологом Гербертом Спенсером). Благоприят-

ные изменения будут передаваться следующим поколениям, а

неблагоприятные отметаются (элиминируются) отбором, так как

они не выгодны организму. Действуя таким образом, естествен-

ный отбор ведет к повышению «мощности» вида, а в филогене-

тическом плане – обеспечивает его выживание (если условия

среды остаются постоянными). Вся суть теории естественного

отбора Дарвина и Уоллеса в наиболее сжатом виде выражена

самим Дарвином: «Так как рождается гораздо больше особей

каждого вида, чем может выжить, и так как между ними поэтому

часто возникает борьба за существование, то из этого следует,

что любое существо, если оно хотя бы незначительно изменится

в направлении, выгодном для него в сложных и нередко меняю-

щихся условиях его жизни, будет иметь больше шансов выжить

и, таким образом, будет сохраняться естественным отбором. В

силу действия закона наследственности всякая сохраненная

отбором разновидность будет размножаться в своей новой, ви-

доизмененной форме» (Дарвин, 1859).

Теория эволюции, сформулированная Дарвином, обросла

множеством неверных представлений; поэтому необходимо сде-

лать следующие замечания:

1. Дарвин не пытался объяснить возникновение жизни на

Земле; его интересовало, каким образом из существующих видов

могут возникать новые виды.

2. Естественный отбор – это не просто негативная, разру-

шающая сила; он может быть механизмом, с помощью которого

в популяцию вносятся позитивные новшества. В процессе попу-

284

ляризации идеи «борьбы за существование» распространялись

неудачные выражения, такие как «выживание наиболее приспо-

собленных» и «устранение неприспособленных», введенные

философом Гербертом Спенсером и подхваченные тогдашней

прессой.

3. Упрощенная, слишком прямолинейная трактовка прессой

концепции о «происхождении человека от обезьяны» болезненно

задевала чувства как клерикальных, так и мирских слоев обще-

ства. Церковь рассматривала это как оскорбление ее учения о

том, что бог создал человека «по своему образу и подобию», а

общество было возмущено принижением «высокого» положения

человека в царстве животных.

4. Явное противоречие между описанным в Книге Бытия со-

творением Вселенной за шесть дней и концепцией постепенного

формирования все новых видов еще более обострилось после

заседания Британской ассоциации по распространению научных

знаний, состоявшегося в июне 1860 г. На этом заседании епи-

скоп Оксфордский Самуэль Уилберфорс неистово обрушился на

выводы Дарвина, изложенные в «Происхождении видов», но,

поскольку он не был биологом, его выступление страдало неточ-

ностями. Заключая свою речь, епископ обратился к одному из

защитников дарвиновской теории – профессору Томасу Гексли –

с вопросом, считает ли он себя связанным с обезьянами пред-

ками через дедушку или бабушку. В ответ на это Гексли изложил

основные идеи Дарвина и указал на искажения, допущенные

Уилберфорсом. В заключение он дал понять, что предпочел бы

иметь своим предком обезьяну, чем «находиться в родстве с

человеком, который использует большие таланты для того, что-

бы затемнять истину». Эта досадная дискуссия продолжалась и

известна под названием «Книга Бытия против Эволюции». Про-

фессор Р. Дж. Берри охарактеризовал крайние группировки в

этих дебатах следующим образом:

а) те, кто преклоняется перед учеными и считает, что биб-

лейская история опровергнута;

б) те, кто остается под влиянием Священного писания и

собственной его интерпретации и закрывает глаза на тот факт,

что творение господа бога можно изучать научными методами.

Теорией Дарвина завершились длительные поиски естест-

воиспытателей объяснения многим чертам сходства, наблюдае-

мым у организмов, относящимся к разным видам. Дарвин объяс-

нил это сходство родством и доказал, как идет образование но-

285

вых видов, как происходит эволюция – направленный процесс,

связанный с выработкой приспособлений по мере прогрессивно-

го усложнения строения и функций животных и растений.

С возникновением дарвинизма на первый план биологиче-

ских исследований выдвинулись четыре задачи:

- сбор доказательств самого факта эволюции;

- накопление данных об аддитивном характере эволюции

и единстве организационных и приспособительных при-

знаков;

- экспериментальное изучение взаимодействия наследст-

венной изменчивости, борьбы за существование и есте-

ственного отбора как движущей силы эволюции;

- изу чение закономерностей видообразования и макро-

эволюции.

Основные успехи в развитии эволюционной теории были

достигнуты во второй половине XIX века в дву х областях. Был

доказан принцип эволюции на фактическом материале из разных

областей эволюционной биологии. Было доказано, что эволюция

имеет адаптивный характер, и положено начало изу чению отбо-

ра как причины формирования адаптаций. Но это было лишь

косвенным доказательством эволюционной теории. Одной из

главных причин возникновения антидарвинизма была слабая

экспериментальная база дарвинизма, которая позволила бы на

практике доказать, что отбор действительно является основной

движущей силой адаптациогенеза и видообразования.

Антидарвинизм конца XIX – начала XX века

Критика дарвинизма велась со дня его возникновения. Мно-

гим ученым не нравилось, что изменения, по Дарвину, могут идти

во всех направлениях и случайным образом. Одни из них утвер-

ждали, что изменения происходят не беспорядочно и случайно, а

по законам форм, другие придерживались идеи, в соответствии с

которой взаимопомощь являлась более важным фактором эво-

люции, чем борьба. Рост антидарвинизма имел вполне объек-

тивные причины: из поля зрения дарвинистов выпал ряд фунда-

ментальных, важных для эволюционной теории вопросов, ради

решения которых она создавалась. Это причины сохранения в

историческом развитии системного единства организмов, меха-

286

низмы включения в эволюционный процесс онтогенетических

перестроек, неравномерность темпов эволюции, причины макро-

и прогрессивной эволюции, крупномасштабные события в эпохи

биологических кризисов.

Основными течениями антидарвинизма в те годы были не-

оламаркизм и концепции телеогенеза.

Неоламаркизм – первое крупное антидарвинистское тече-

ние, возникшее еще в конце девятнадцатого века. Это течение

основывалось:

- на признании адекватной изменчивости, возникающей

под непосредственным или косвенным влиянием факто-

ров среды и обеспечивающей прямое приспособление

организма к ним;

- на идее наследования приобретенных таким образом

признаков;

- на негативном отношении к созидательной роли естест-

венного отбора.

Разновидностями неоламаркизма были:

- механоламаркизм (Г. Спенсер, Т. Эймер), который рас-

сматривал концепцию эволюции, согласно которой целесообраз-

ная организация создается путем прямого или «функционально-

го» приспособления (упражнения органов по Ламарку). Вся

сложность эволюционного процесса сводилась к простой теории

равновесия сил, по существу заимствованной из ньютоновской

механики;

- психоламаркизм (А. Паули, А. Вагнер) – основу которого

составили идеи Ламарка о значении в эволюции животных таких

факторов, как привычки, усиление воли, сознание, присущие не

только животным, но и составляющим их клеткам. Таким обра-

зом, эволюция представлялась как постепенное усиление роли

сознания в развитии от примитивных существ до разумных форм

жизни, что развивало учение о панпсихизме (всеобщей одушев-

ленности);

- ортоламаркизм (К. Негели, Э.Коп, Г. Осборн) – представ-

лял совокупность гипотез, развивающих идею Ламарка о стрем-

лении организмов к совершенствованию как внутренне присущей

всему живому движущей силе эволюции. Именно они определя-

ли прямолинейность эволюции.