В 2009 году весь мир отмечает 200-летие основоположника теории эволюции Чарльза Дарвина и 150-летие выхода в свет его труда «О происхождении видов». Естественно-научные музеи мира взяли на себя непростой труд по популяризации учения английского учёного, к которому по сей день отношение в обществе неоднозначно. Именно нехватка информации, понятной и доступной широкой публике, - одна из причин нелёгкой судьбы теории эволюции, ставшей основой современной биологии. В июле 2008 года на нашем портале www.nkj.ru состоялось интернет-интервью, в котором заведующий научно-исследовательским отделом эволюции Государственного Дарвиновского музея кандидат биологических наук Александр Сергеевич Рубцов ответил на вопросы посетителей сайта, касающиеся теории эволюции. Журнальный вариант этого интервью мы предлагаем вниманию читателей.
Если в двух словах, то эволюционная теория составляет теоретический базис всей современной биологии. Как справедливо заметил один из основателей современной синтетической теории эволюции Феодосий Григорьевич Добржанский, «ничто в биологии не имеет смысла, кроме как в свете эволюции». Возьмите хотя бы школьный учебник - там вся сравнительная анатомия описывается с позиций, что земноводные произошли от рыб, рептилии - от земноводных и т.д. Собственно, до дарвиновской теории биология как самостоятельная наука не существовала: чтобы изучать биологию, надо было получать либо медицинское, либо богословское образование.
Как и в любой науке, в теории эволюции гораздо больше вопросов, чем ответов. Синтетическая теория эволюции, объединяющая достижения генетики и классического дарвинизма, была создана 80 лет назад. Для всех биологов-эволюционистов сейчас очевидно, что она устарела, и многие факты не находят своего объяснения. Все говорят о необходимости нового синтеза, который бы объединил достижения палеонтологии, эмбриологии, зоопсихологии и других отраслей биологии, не учитываемые современной эволюционной теорией в полной мере. Но даже если третий синтез произойдёт (первым синтезом историки биологии называют дарвиновскую теорию), то, очевидно, он не решит всех проблем и поставит новые вопросы - такова специфика науки. Чтобы не быть голословным, обозначу несколько проблем, актуальных для современной эволюционной теории. Сразу хочу сказать, что это просто иллюстрация, а не критический обзор.
Один из проблемных вопросов: как образуются новые виды? Хотя Дарвин и назвал свой труд «Происхождение видов», он, как скрупулёзно последовательный учёный, честно признался, что вопрос, как из одного предкового вида образуются два новых, далёк от своего окончательного решения. Эти слова актуальны и поныне. Очевидно, что основным свойством вида, позволяющим ему существовать в качестве целостной автономной единицы в экосистеме, является его нескрещиваемость с другими видами, или, выражаясь научным языком, репродуктивная изоляция. Она обеспечивается системой изолирующих механизмов, куда входят: различия между местообитаниями близкородственных видов, брачной окраски и несходство брачных ритуалов, нежизнеспособность и бесплодность межвидовых гибридов. Становление изолирующих механизмов и является основным этапом процесса видообразования. На начальных стадиях видообразования ареал предкового вида в силу каких-либо внешних причин разделяется на несколько популяций, отделённых одна от другой географическими преградами на протяжении многих тысячелетий. В изолированных популяциях накапливаются морфологические и поведенческие различия, которые впоследствии могут выступать в качестве изолирующих механизмов. Через некоторое время изолированные популяции могут вступить во вторичный географический контакт. Если в зоне контакта возникнет гибридизация, то гибриды должны быть менее жизнеспособны, чем родительские формы, из-за накопившихся между ними (родительскими формами) генетических различий. Естественный отбор будет способствовать выработке изолирующих механизмов и снижению уровня гибридизации. Через некоторое время гибридизация прекратится, и процесс видообразования завершится. Так предсказывает теория. На практике же гибриды оказываются вполне жизнеспособными и плодовитыми, а гибридные популяции - процветающими на протяжении длительного времени. И это между такими формами, которые по уровню генетических различий, определяемому с помощью современных методов ДНК-диагностики, безусловно, являются самостоятельными видами. Как показали молекулярно-генетические исследования, гибридизация может приводить к вторичному генетическому сходству гибридизирующих видов даже за пределами зоны контакта, практически не затрагивая их внешний облик - фенотип. И как тут быть с теорией? И с критериями вида?
Дарвин писал свою основную книгу «Происхождение видов путём естественного отбора» как краткое изложение более общего труда, который так и не был им написан. И естественный отбор он считал основным, но, возможно, не единственным фактором эволюции. Может быть, стоит вернуться к этому замечанию Дарвина и подумать, какие ещё возможны факторы эволюции помимо отбора. В качестве такового можно назвать кооперацию. Действительно, все живые организмы стремятся к обществу себе подобных, хотя бы временно - во время размножения и выведения потомства. Нередко кооперация приводит к устойчивым социальным группировкам с иерархической структурой. В ходе эволюции интеграция социальной группировки способна зайти так далеко, что её члены уже не смогут существовать отдельно от группы, а весь социум придётся рассматривать как единый сверхорганизм. Как ни парадоксально звучит, но без кооперации жизнь на Земле не развилась бы дальше бактерий. Для любого специалиста, имеющего высшее биологическое образование, очевидно, что наши тела не что иное, как высокоинтегрированные колонии одноклеточных организмов. Но правомерен вопрос: кооперация - самостоятельный эволюционный фактор или одно из многих проявлений отбора? Ответ на него не очевиден. Например, у воробьиных птиц часто можно видеть такое явление: годовалые птицы, не имеющие возможности занять собственный гнездовой участок, нередко помогают своим родителям выкармливать очередное потомство. Такое поведение действительно могло закрепиться с помощью естественного отбора: выкармливая младших братьев и сестёр, птицы увеличивают шанс выживания собственных генов. Однако в пустынных районах, где пригодных для гнездования мест очень мало, помощников у гнездящейся пары из года в год становится всё больше, и они рискуют всю свою жизнь провести в качестве подсобных рабочих. Не желая мириться с подобным положением вещей, птицы начинают выяснять отношения у гнезда, что обычно приводит к гибели кладки или птенцов. Налицо отбор против кооперации, но почему-то социальные группировки «помощников» всё равно сохраняются. Вероятно, кооперация - самостоятельный эволюционный фактор, действующий наравне с естественным отбором. Дарвин объяснил, как возникает и работает естественный отбор. Но откуда берётся кооперация - вопрос открытый.
Вообще, нерешённые проблемы эволюционной теории - тема неисчерпаемая. Это вопросы направленности эволюции, соотношения между геном и признаком и т.д.
Как изменились взгляды учёных со времени Чарльза Дарвина?
Если кратко, то представления об отборе дополнились данными генетики: гены являются дискретными единицами наследственности и могут комбинироваться друг с другом в различных сочетаниях из поколения в поколение; наследственная изменчивость, дающая материал для отбора, формируется в результате мутаций; помимо направленных факторов эволюции (естественный отбор), есть ещё и стохастические (дрейф генов); изменились представления о характере действия отбора - он приводит к изменению соотношения частот генов в популяции из поколения в поколение. В корне изменились представления о виде и видообразовании. В методологическом плане натуралистический подход дополнился экспериментальным, теория стала более формализованной, появился довольно сложный математический аппарат.
Теория эволюции - единственное логичное объяснение развития жизни?
Эволюция - это и есть развитие жизни. Признание того, что эволюция происходит - единственное логичное объяснение наблюдаемых закономерностей современного биологического разнообразия, подтверждаемое также и палеонтологической летописью, и данными эмбриологии. Теория эволюции - это объяснение механизмов эволюции, теорий эволюции может быть много. На данный момент теория естественного отбора (вернее, синтетическая теория эволюции как «правопреемница» дарвиновской) является единственной теорией, отвечающей критериям научности - верифицируемости и фальсифицируемости: на основе этой теории можно строить гипотезы, которые проверяются эмпирически, и есть вероятность их экспериментального опровержения.
Создан ли в процессе искусственного отбора хоть один новый вид?
Нет, не создан, потому что не было такой задачи. Основной критерий вида - его нескрещиваемость с близкими видами в природе. При выведении домашних пород никто такую задачу не ставил: чистота пород поддерживается искусственно. А вот с лабораторными дрозофилами такие эксперименты ставили: вели искусственный отбор на нескрещиваемость между разными линиями. И добились успеха. Представим, что кто-то вдруг решится на такой эксперимент: выпустит на какой-нибудь необитаемый остров, где нет наземных хищников (если такие острова ещё остались), две сильно различающиеся по размерам породы собак, скажем, бульдогов и такс. Если обе породы на острове выживут, то думаю, спустя некоторое время они дадут начало двум разным видам. Вообще, процесс видообразования довольно длительный. Как показали молекулярно-генетические исследования, чтобы две изолированные популяции у мелких воробьиных птиц достигли видового уровня различий, обычно требуется от одного до шести миллионов лет.
 По современным критериям обыкновенная и белошапочная овсянки должны считаться одним видом: они не отличаются по митохондриальной ДНК, а в зоне их совместного обитания часто можно встретить гибридов. Более детальные молекулярно-генетические исследования показали, что сходство ДНК вторично. Гибридизация, хотя и носит массовый характер, не приводит к изменению внешнего облика родительских видов. На снимках: обыкновенная (слева) и белошапочная (справа) овсянки и варианты окраски гибридов (в центре). Фото: Александр Рубцов. |
Насколько справедливы аргументы противников теории? Проблемы принятия или непринятия теории лежат только в поверхностном её понимании?
Мне представляется, что всех противников теории естественного отбора можно разбить на три лагеря.
1. Неприятие теории вследствие якобы её противоречия принципам общечеловеческой морали и/или церковным догматам.
Эти аргументы не изменились за 150 лет, прошедших с момента опубликования теории Дарвина. Приводить в ответ научные доказательства эволюции бессмысленно: поскольку аргументы противников теории ненаучны, то и ответ должен быть таким же. И он у меня есть: помнится, в XVII веке Галилей доказал, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот. Что с ним сделали? Заставили отречься от своих убеждений, потому что они противоречили Священному Писанию. Ну и кто же оказался прав в итоге?
2. Научная критика антидарвинистов.
Довольно большое число учёных выступало и продолжает выступать с последовательной критикой теории естественного отбора. Я не могу сейчас в полном объёме осветить данный вопрос, поэтому рекомендую книгу Н. Н. Воронцова «Развитие эволюционных идей в биологии», где этому уделяется особое внимание. Такая критика вполне конструктивна и полезна. Проблема лишь в том, что, как правило, эти учёные предлагают свои альтернативные теории, которые в методологическом плане оказываются гораздо более слабыми, чем синтетическая теория эволюции, либо вообще не отвечают критериям научности, о которых я говорил выше.
3. Научная критика дарвинистов.
Теория естественного отбора настолько логически проста и понятна и подтверждается таким огромным количеством фактов, что просто не может быть ошибочной. Большинство биологов понимают это. Другое дело, что жизнь - очень сложное явление, и современная эволюционная теория даёт лишь сильно упрощённую картину. Это и создаёт почву для дальнейшего развития теории через конструктивную критику.
Как сегодня обстоит дело с эволюцией человека разумного? Что думает современная наука о выпавших звеньях «родственников»?
Прежде чем говорить о переходных звеньях между человеком и обезьянами, скажу несколько общих фраз о переходных формах вообще. Процесс эволюции - плавный и непрерывный, и выделять разные стадии, например временнЫе промежутки существования отдельных видов, можно лишь условно. Выделяя «переходные звенья», мы стараемся отобразить непрерывность процесса эволюции с помощью дискретного языка описания. И «переходное звено» - это не среднее арифметическое между двумя сравниваемыми видами, оно может и должно иметь какие-то свои специфические черты, отсутствующие у других видов (ведь оно - «звено» - должно где-то жить и чем-то питаться). Чтобы пояснить сказанное, приведу пример. Допустим, вы не проходили в школе физику и ничего не знаете о волновой теории света. Легко ли вам будет поверить, что зелёный цвет - переходное звено между красным и фиолетовым? В животном мире на самом деле всё состоит из переходных звеньев. Амфибии - переходное звено между рыбами и рептилиями. Динозавры - переходное звено между рептилиями и птицами. Человекообразные обезьяны - переходное звено между мартышкой и человеком. И с переходными звеньями между шимпанзе и современным человеком тоже всё в порядке: эволюционный ряд человека, пожалуй, наиболее полный из ныне изученных. Не имея возможности подробно останавливаться на этом вопросе, отсылаю читателей на сайт http://evolbiol.ru , где подробно изложены современные представления о происхождении человека.
Почему человек и обезьяна выжили, а промежуточные формы - нет? А вы можете себе представить параллельно существующие и мало взаимодействующие две высокоразвитые цивилизации двух разных видов людей? Я - нет. Ещё труднее представить их мирное сосуществование, если одна из цивилизаций находилась бы на более высокой ступени развития, чем другая. В каменном веке люди охотились на крупных животных - мамонтов, оленей. Чем бы они питались сейчас: совершали бы регулярные набеги на стада коров и овец? Нетрудно себе представить их дальнейшую судьбу. Два вида, занимающие одну и ту же экологическую нишу, не могут сосуществовать в пределах одной территории - известное экологическое правило. Так что об отсутствии других видов людей на Земле можно только пожалеть, но удивляться тут нечему. Справедливости ради надо сказать, что такая картина сложилась относительно недавно - 30 тысяч лет назад, когда конкуренция за пищу между племенами охотников возросла. До этого на протяжении более 4 миллионов лет разные виды предков современного человека уживались вместе. Например, в Европе племена неандертальцев и кроманьонцев жили бок о бок на протяжении 30 тысяч лет. Это почти в четыре раза больше, чем возраст современной цивилизации: первые государства появились примерно 7-8 тысяч лет назад.
Каким будет человек будущего в результате эволюции?
Естественный отбор приспосабливает случайные изменения генотипа под случайные изменения окружающей среды. Помимо направленных факторов эволюции (естественный отбор) есть ещё и стохастические (дрейф генов). Так что объяснить, как происходила эволюция в прошлом, можно, а вот строить прогнозы - увы. Могу только предсказать, что если не произойдёт глобальных катаклизмов и человечеству удастся избежать экологического кризиса, связанного с перенаселением, то рост и продолжительность жизни людей несколько увеличатся.
Существуют ли оценочные модели эволюции в результате глобальной катастрофы (столкновения с астероидом или ядерной войны)?
Наверное, существуют, я не знаю. Могу только дать свою оценку. За историю существования жизни на Земле было много столкновений с астероидами, но они не приводили к массовым вымираниям в масштабах всей планеты. Тем не менее массовых вымираний было несколько, но все они происходили постепенно (на протяжении нескольких десятков или сотен тысяч лет) в результате экологических кризисов. Почему возникают экологические кризисы, однозначного ответа не существует. Возможно, это связано со «старением» экосистем: эволюцией видов по пути специализации и появлением пустот в экологических нишах, которые нечем заполнить. Последний экологический кризис, характеризующийся самым быстрым за всю историю существования Земли массовым вымиранием видов, начался 10 тысяч лет назад и связан с появлением человеческой цивилизации.
Все виды можно условно разделить на r- и K-стратегов (термины берутся из названий переменных в уравнении роста численности популяции); r-стратеги характеризуются высокими показателями плодовитости, слабо выраженной заботой о потомстве, высокой смертностью особей (бактерии, мышевидные грызуны), у K-стратегов всё наоборот (крупные млекопитающие, человек). В случае экологической катастрофы K-стратеги с большей вероятностью погибнут, а r-стратеги - выживут.
Отражают ли музеи в своих экспозициях последние достижения теории эволюции? Кто ходит в музей Дарвина?
С января по октябрь 2008 года музей посетили 301 тысяча 157 человек - получается примерно 1000 человек в день. Поскольку экспозиция музея иллюстрирует и дополняет школьную программу по биологии, значительная часть посетителей - школьники всех возрастов в составе экскурсионных групп. Но музей не может удовлетворить все запросы по экскурсионному обслуживанию, потому что в противном случае экскурсоводы мешали бы друг другу. В год мы проводим 1500 экскурсий, что составляет примерно 15% от общей посещаемости. Как показывают результаты опросов, основные посетители музея - более 80% - родители с детьми. Свою работу с посетителями музей строит как раз с учётом того, что основные посетители музея - семейные группы. Разработаны обучающие пособия для всех возрастов и по всем тематическим разделам экспозиции. С их помощью посетители могут самостоятельно и достаточно глубоко ознакомиться с материалами экспозиции. Ежегодно в музее проводятся экологические праздники: день воды, день земли, день птиц и т.д. Детям и их родителям предлагаются экологические игры, викторины и мастер-классы, победителей ждут призы, причём проигравших не бывает. Каждый год мы придумываем что-нибудь новое. Сотрудники музея стараются всё сделать для того, чтобы, оказавшись в нашем музее, посетители захотели вернуться сюда ещё и ещё.
Может быть, это звучит несколько нескромно, но сегодня среди музеев мира Дарвиновский музей наиболее полно отражает достижения теории эволюции. Есть музеи, заметно превосходящие наш по экспозиционным площадям, оснащённости техническими средствами и посещаемости - например, музеи естественной истории в Лондоне, Нью-Йорке, Чикаго, - но они рассказывают о том, как происходила эволюция. Экспозиции, посвящённые именно движущим силам эволюционного процесса, там если и есть, то очень скромные. Мы стараемся показывать в нашей экспозиции современный уровень знаний по эволюционной тематике, приводя не только «классические» примеры из учебников, но и сведения из научно-популярных и научных статей, демонстрируем результаты собственных научных исследований сотрудников, консультируемся со специалистами. В частности, музей поддерживает тесные научные связи с кафедрой биологической эволюции МГУ и Институтом проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова. Если показывать современный уровень науки, проблемные и нерешённые вопросы, то у посетителей может сложиться мнение, что в теории эволюции вообще всё зыбко и непонятно. Поэтому мы стараемся показывать уже «устоявшиеся» бесспорные факты, пусть и не столь «современные» - 20-30-летней давности. Как часто меняются экспозиции в музеях мира, сказать не могу - это зависит от политики конкретного музея. Наша экспозиция относительно молодая, ей чуть более 10 лет, но за этот срок мы её уже практически полностью обновили.
На мой взгляд, наш музей несколько отстаёт от западных в средствах музейного показа. В европейских музеях посетителям постоянно предлагают что-нибудь потрогать, подвигать, послушать и все интерактивные средства органически вплетены в общую логическую канву экспозиции. Наш музей пока более «академичен»: основное средство подачи материала - экспонаты и сопроводительные тексты к ним. Но и здесь мы не стоим на месте: в постоянной экспозиции периодически появляются новые интерактивные экспонаты - аудиоблоки, «живые этикетки», «меховые стенды» и пр. (приходите, сами увидите). Готовится к вводу в эксплуатацию интерактивный комплекс «Пройди путём эволюции», есть планы переделать по принципу интерактивной экспозиции зал «Этапы познания живой природы».
А знают ли в Великобритании, кто такой Чарльз Дарвин? Или он, как Диккенс, там в забвении?
Дарвина в Великобритании знают все, хотя бы потому, что его портрет изображён на десятифунтовой купюре. И почитают как великого учёного: его могила находится в Вестминстерском аббатстве рядом с могилой Ньютона. Другое дело, что, как и во всём мире, отношение к его научным трудам у широкой общественности неоднозначно.
В Великобритании есть музей Дарвина. Он находится в пригороде Лондона, г. Дауне, доме, где Дарвин жил со своей семьёй. Там есть небольшая экспозиция по теории эволюции, но в целом это дом-музей учёного. В Музее естественной истории в Лондоне недавно открылся новый Дарвиновский центр - пристройка к основному зданию музея. По сути это фондохранилище, где хранятся научные коллекции музея. Там, в частности, есть сборы самого Дарвина, которые он делал во время путешествия на «Бигле», и это всё, что связывает центр с учёным. Как объясняют сотрудники музея, они назвали хранилище научных коллекций музея именем Дарвина, чтобы подчеркнуть его вклад в формирование биологии в качестве современной научной дисциплины. Дарвиновский центр доступен для посетителей, в нём они могут ознакомиться с назначением и спецификой научных коллекций, с условиями их хранения и работой научных сотрудников.
Интересно, почему больше всего судебных процессов против преподавания теории Дарвина в школе происходит в США - англоязычной стране, вечном союзнике Великобритании?
Судебные процессы против преподавания теории Дарвина происходили не только в США, а, например, ещё в Сербии, Италии, а теперь и в России. Но только в США судебные слушания против Дарвина добивались успеха. Связано это, скорее всего, с политическим устройством Штатов. В любой другой стране запрет на преподавание пришлось бы вводить повсеместно, что невозможно, поскольку без эволюционной теории биология перестанет существовать как наука. А в США процедура принятия судебных решений упрощена: не нравятся законы одного штата - переезжай в другой. Многие там так и живут.
Наука и жизнь, №1, 2009
Чарлз Роберт Дарвин (1809-1882) - английский естествоиспытатель, создатель дарвинизма, иностранный член-корреспондент Петербургской АН (1867). В основном труде «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859), обобщив результаты собственных наблюдений (плавание на «Бигле», 1831-36) и достижения современной ему биологии и селекционной практики, вскрыл основные факторы эволюции органического мира. В труде «Изменение домашних животных и культурных растений» (т. 1-2, 1868) Чарльз Дарвин изложил дополнительный фактический материал к основному труду. В кн. «Происхождение человека и половой отбор» (1871) обосновал гипотезу происхождения человека от обезьяноподобного предка. Работы по геологии, ботанике и зоологии.
Основные положения учения Ч. Дарвина. Главная заслуге Ч. Дарвина в том, что он совместно с А. Уоллесом объяснил раз¬витие природы действием только естественных законов, без вме¬шательства сверхъестественных сил. Основные положения его учения раскрывают причины - движущие силы эволюции органи¬ческого мира. Ч. Дарвин обратил внимание на многообразие пород домашних животных и сортов культурных растений. Как же возникло это многообразие? Пытаясь ответить на этот вопрос, он пришел к следующему выводу: человек создает сорта и породы на основе наследственной изменчивости и искусственного отбора. Из поколения в поколение человек отбирал и оставлял на племя особей с каким-либо наследственным изменением и устранял других особей от размножения. В результате получены новые по¬роды и сорта, их признаки соответствовали интересам человека.
Понимание происхождения культурных форм дает ключ к объяснению происхождения видов. Наследственная, изменчивость, на основе которой ведется искусственный отбор, проявляется и в природе. Сама по себе она еще не приводит к образованию но¬вого вида, как не приводит к возникновению культурной формы. Аналогично творчеству человека в природе должны существовать причины, определяющие процесс видообразования. Ими являются борьба за существование и естественный отбор.
Борьба за существование - сложные и многообразные отно¬шения организмов между собой и условиями внешней среды. Неизбежность борьбы за существование в живой природе вы¬текает из противоречия между способностью организмов к неогра¬ниченному размножению и ограниченностью средств жизни, что приводит к конкуренции за одинаковую пищу, за сходные условия обитания и размножения. Возможность дожить до половозрелого состояния выпадает на долю лишь немногих особей.
Следствием борьбы за существование является естественный отбор, сохранение благоприятных индивидуальных различий и уст¬ранение вредных. Естественный отбор сохраняет особи с полезны¬ми в данных условиях среды наследственными изменениями и устраняет особи без этих изменений. В результате чего первые оставляют плодовитое потомство и их численность возрастает.
Таким образом, из поколения в поколение в результате взаи¬мосвязанного действия наследственной изменчивости, борьбы за существование, естественного отбора виды изменяются в направ¬лении все большей приспособленности к условиям существова¬ния. Приспособленность организмов как результат эволюции всегда относительна. Другой результат эволюции - многообразие видов, населяющих Землю.
Учение Ч. Дарвина не нуждается в привлечении для объяс¬нения эволюции нематериальных факторов и доказывает, что движущие силы развития природы находятся в ней самой. Ими являются наследственная изменчивость, борьба за существова¬ние и естественный отбор.
Следовательно, живой природе при¬сущи самодвижение и саморазвитие. В этом заключается миро¬воззренческое значение учения Ч. Дарвина.
Противоречие между интенсивностью размножения и ограни¬ченностью средств жизни. Кто не наблюдал, как летят по ветру, подвешенные на парашютиках, семянки одуванчика? Задумайтесь, что случилось бы, если каждое семя одуванчика проросло и дало потомство? И так продолжалось бы несколько лет? Подсчитано, что уже за 10 лет потомство только одного одуванчика покрыло бы нашу планету сплошным слоем толщиной 20 см. Но есть расте¬ния, приносящие еще больше семян. Так, в коробочке мака на¬считывается до 3000 семян, а таких коробочек на одном растении бывает до десяти. Нетрудно подсчитать, сколько семян рассеивает только одно растение мака ежегодно.
Плодовиты и многие животные. Осетр живет около 50 лет. Каждый год он мечет почти 300 тыс. икринок, выметывая за свою жизнь более 15 млн. Если ни одна икринка не пропадет, то потомст¬ва одной самки осетра достаточно, чтобы заселить все наши реки. Пара слонов - одного из менее плодовитых животных,- дающая за весь период не более 6 детенышей, за 750 лет потенциально может дать потомство, исчисляющееся в 19 млн. особей. Но ни сло¬ны, ни одуванчики не заполняют собой весь земной шар. Это происходит потому, что далеко не каждый организм доживает до половозрелого возраста: большинство особей погибает из-за недостатка места, пищи, влаги, света и других причин. Проти¬воречие между способностью организмов к неограниченному раз¬множению и ограниченностью средств жизни неизбежно при¬водит к борьбе за существование.
Борьба за существование и ее формы. Термин борьба за су¬ществование Ч. Дарвин использовал в метафорическом смысле, понимая под этим разнообразные взаимоотношения организмов с факторами среды и друг с другом, а не только как прямую борьбу между хищником и жертвой, сопровождающуюся крово¬пролитием и гибелью. Ч. Дарвин выделил три формы борьбы за существование.
I. Внутривидовая борьба протекает наиболее остро, так как все особи вида нуждаются в одних и тех же, причем сильно огра¬ниченных ресурсах - пище, жизненном пространстве, убежищах, местах размножения. Каждый вид обладает комплексом приспо¬соблений, уменьшающих возможность столкновения между особя¬ми (разметка границ индивидуальных участков, сложные иерар¬хические отношения в стаде, стае и т. п.). Однако видовые при¬способления, приносящие пользу виду в целом, часто наносят вред отдельным особям, приводят их к гибели. Например, зайцы-русаки при недостатке корма отгоняют конкурента от хороших участков выпаса, дерутся, преследуя самку. Внутривидовая борь¬ба играет большую роль в эволюции, приводя к гибели отдель¬ных особей вида, она обусловливает процветание вида в целом, способствует его совершенствованию.
Примером борьбы за существование является благоприятство¬вание одного вида другому без ущерба для себя (птицы и млеко¬питающие распространяют плоды и семена), взаимное приспо¬собление видов друг к другу (цветки и их опылители). Таким образом, межвидовая борьба приводит к эволюции обоих взаимо¬действующих видов, к развитию у них взаимных приспособле¬ний. Межвидовая борьба усиливает и обостряет внутривидовую борьбу.
III. Борьба с неблагоприятными условиями неорганической приро¬ды также усиливает внутривидовое состязание, так как особи од¬ного вида конкурируют за пищу, свет, тепло и другие условия су¬ществования. Неслучайно про растение в пустыне говорят, что оно борется с засухой. В тундре деревья представлены карликовыми формами, хотя и не испытывают конкуренции со стороны других растений. Победителями в борьбе оказываются наиболее жизне¬способные особи (у них более эффективно протекают физиоло¬гические процессы, обмен веществ). Если биологические особен¬ности передаются по наследству, то это в конечном счете приведет к совершенствованию видовых приспособлений к среде обитания.
Естественный отбор. Явление изменчивости было известно давно. Давно была известна и способность организмов размно¬жаться в геометрической прогрессии. Но именно Ч. Дарвин сопо¬ставил эти два явления в природе и сделал гениальный вывод, кажущийся нам сейчас таким простым: в процессе борьбы за существование выживают лишь те организмы, которые отличаются какими-то полезными в данных условиях особенностями. Следо¬вательно, вероятность выживания неодинакова: особи, обладаю¬щие хотя бы незначительными преимуществами над остальными, имеют больше шансов выжить и оставить потомство. Процесс сохранения одних особей за счет гибели других Ч. Дарвин назвал естественным отбором. Сам термин «отбор» имеет условное значение, так как никакого отбирающего лица в природе нет. В роли оценщиков новых признаков и свойств выступают условия среды. Выбор термина оправдан аналогией между выживанием особей в природных условиях и искусственным отбором. Дейст¬вительно, материалом, как для естественного, так и для искус¬ственного отбора являются мелкие наследственные изменения, которые накапливаются из поколения в поколение. Однако скорость действия искусственного отбора значительно выше (иногда сорт или порода создаются человеком в течение его жиз¬ни), и результат его - создание форм, полезных человеку. Есте¬ственный отбор без устали и перерыва происходит в течение многих веков и приводит к образованию форм, приспособленных к среде обитания.
Основные принципы эволюционной теории Ч. Дарвина. Сущность дарвиновской концепции эволюции сводится к ряду логичных, проверяемых в эксперименте и подтвержденных огромным количеством фактических данных положений:
1 . В пределах каждого вида живых организмов существует огромный размах индивидуальной наследственной изменчивости по морфологическим, физиологическим, поведенческим и любым другим признакам. Эта изменчивость может иметь непрерывный, количественный, или прерывистый качественный характер, но она существует всегда.
2. Все живые организмы размножаются в геометрической прогрессии.
3. Жизненные ресурсы для любого вида живых организмов ограничены, и поэтому должна возникать борьба за существование либо между особями одного вида, либо между особями разных видов, либо с природными условиями. В понятие «борьба за существование» Дарвин включил не только собственно борьбу особи за жизнь, но и борьбу за успех в размножении.
4. В условиях борьбы за существование выживают и дают потомство наиболее приспособленные особи, имеющие те отклонения, которые случайно оказались адаптивными к данным условиям среды. Это принципиально важный момент в аргументации Дарвина. Отклонения возникают не направленно - в ответ на действие среды, а случайно. Немногие из них оказываются полезными в конкретных условиях. Потомки выжившей особи, которые наследуют полезное отклонение, позволившее выжить их предку, оказываются более приспособленными к данной среде, чем другие представители популяции.
5. Выживание и преимущественное размножение приспособленных особей Дарвин назвал естественным отбором.
6. Естественный отбор отдельных изолированных разновидностей в разных условиях существования постепенно ведет к дивергенции (расхождению) признаков этих разновидностей и, в конечном счете, к видообразованию.
На этих постулатах, безупречных с точки зрения логики и подкрепленных огромным количеством фактов, была создана современная теория эволюции.
Главная заслуга Дарвина в том, что он установил механизм эволюции, объясняющий как многообразие живых существ, так и их изумительную целесообразность, приспособленность к условиям существования. Этот механизм - постепенный естественный отбор случайных ненаправленных наследственных изменений.
Свой взгляд на эволюцию и его научное обоснование английский ученый-естествоиспытатель Чарльз Дарвин изложил в труде под названием «Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение пород в борьбе за жизнь», вышедшем в 1859 году, спустя полвека после публикации эволюционной теории биолога Жана Батиста Ламарка. Что представляют собой идеи Дарвина?
Эволюционная теория Дарвина, дарвинизм - это целостное учение о развитии органического мира. Она охватывает больше количество вопросов и проблем, главные из которых: доказательство эволюции и выявление ее движущих сил , определение свойств и закономерностей эволюции .
Основной стимул, сильно ускоривший публикацию Дарвином труда об эволюции - работа его соотечественника Альфреда Рассела Уоллеса, который независимо пришел к очень близким идеям и выводам.
Уоллес признал приоритет Дарвина, так как последний исследовал вопросы эволюции более глубоко и привел большее количество доказательств.
Основная заслуга Дарвина - выбор правильной схемы для изучения факторов эволюции и успешное разрешение вопроса о движущих силах эволюции: борьбе за существование и естественном отборе.
Основные принципы теории Дарвина
Все виды имеют свой размах индивидуальной изменчивости по физиологическим, поведенческим, морфологическим и другим признакам. Изменчивость существует всегда, имея лишь разный количественный и качественный состав.
1. Размножение живых организмов происходит в геометрической прогрессии. В силу ограниченности ресурсов между видами и особями идет борьба за существование.
2. Выживают и дают потомство те виды, у которых появляются отклонения, адаптивные к создавшимся условиям среды.
3. Отклонения возникают случайно, их имеют немногие особи, однако потомки таких особей выживают и преимущественно размножаются - именно этот процесс ученый назвал естественным отбором .
4. Естественный отбор со временем приводит к дивергенции признаков и образованию новых видов.
5. Результаты эволюции: приспособленность организмов и появление новых видов в природе.
6. Итак, главные движущие силы эволюции - это естественный отбор, борьба за существованием и наследственная изменчивость.
Дарвин установил механизм эволюции и объяснение многообразия видов живых существ.
Ученый доказал, что данный механизм есть постепенный естественный отбор случайных, ненаправленных наследственных изменений.
Взаимосвязь движущих сил эволюции
В природе постоянно наблюдается наследственная изменчивость. Например, муравьи умеют отличать особей своего вида, живущих в другом муравейнике - они, конечно, близки и похожи, но под влиянием наследственных изменений уже немного другие. Организмы вступают в жизнь с новыми изменениями в признаках и начинают борьбу за существование. Ее результатом всегда является естественный отбор.
Существует 3 вида борьбы за существование.
Дарвин также определил, почему одни особи гибнут, а другие выживают. В силу постоянной изменчивости в каждом поколении появляется неоднородность и неравноценность особей, то есть их разнокачественность. В результате борьбы за существование выживают особи с наиболее конкурентоспособным набором признаков. Таким образом, избирательно уничтожаются наименее приспособленные особи - происходит естественный отбор.
Результаты эволюции по Чарльзу Дарвину
1. Появление защитной окраски.
2. Появление предупреждающей окраски.
3. Развитие способности к мимикрии.
4. Дивергенция (расхождение) признаков между уже существующими и новыми видами. Многообразие видов живых организмов.
Итак, основные выводы, следующие из эволюционной теории Дарвина.
1. Особи любого вида обладают наследственной изменчивостью.
2. Внутри вида количество потомства очень высоко, а количество необходимых ресурсов ограничено.
3. Это приводит к борьбе за существование и, как следствие, к естественному отбору - выживанию и размножению самых приспособленных особей и видов.
4. В результате естественного отбора появляются новые виды и механизмы приспособления, носящие относительный характер.
Более подробно ознакомиться с темой можно в процессе просмотра видео- и онлайн-лекций автора данных курсов по биологии.
5 294
Все мы прекрасно знаем кто такой Чарльз Дарвин, ну или по крайне слышали о его теории эволюции жизни на земле. Однажды предложенная им схема связей была принята безоговорочно, но всегда были противники подобного взгляда. Насколько эта теория верна попробуем разобраться.
Миф 1. Дарвин придумал теорию эволюции
На самом деле первую научную теорию эволюции разработал в начале XIX века Жан Батист Ламарк. Ему принадлежит предположение, что приобретённые признаки передаются по наследству. К примеру, если животное питается листьями с высоких деревьев, его шея будет вытягиваться, и у каждого следующего поколения шея будет немного длиннее, чем у предков. Так, по мнению Ламарка, появились жирафы.
Чарльз Дарвин усовершенствовал эту теорию и внёс в неё понятие «естественный отбор». Согласно теории, больше шансов на продолжение рода имеют особи с теми признаками и качествами, которые наиболее способствуют выживанию.
Миф 2. Дарвин утверждал, что человек произошёл от обезьяны
Учёный никогда не говорил подобного. Чарльз Дарвин предположил, что у обезьяны и человека мог быть общий обезьяноподобный предок. На основании сравнительно-анатомических и эмбриологических исследований он сумел показать, что анатомические, физиологические и онтогенетические характеристики человека и представителей отряда приматов весьма сходны. Так родилась симиальная (обезьянья) теория антропогенеза.
Миф 3. До Дарвина учёные не соотносили человека с приматами
В действительности сходство человека и обезьяны было подмечено учёными в конце XVIII века. Французский натуралист Бюфон предположил, что люди - потомки обезьян, а шведский учёный Карл Линней отнёс человека к разряду приматов, где мы и в современной науке соседствуем как вид с обезьянами.
Миф 4. Согласно теории эволюции Дарвина, выживает сильнейший
Этот миф происходит из неправильного понимания термина «естественный отбор». По Дарвину, выживает не самый сильный, а самый приспособленный. Зачастую простейшие организмы являются самыми «живучими». Это объясняет, почему сильные динозавры вымерли, а одноклеточные организмы пережили и взрыв метеорита, и следующий за ним ледниковый период.
Миф 5. Дарвин в конце жизни отрёкся от своей теории
Это не более чем городская легенда. Спустя 33 года после смерти учёного, в 1915 году, в баптистском издании была опубликована история, как Дарвин отрёкся от своей теории перед самой смертью. Никаких достоверных доказательств этого факта нет.
Миф 6. Теория эволюции Дарвина - масонский заговор
Любители конспирологических теорий утверждают, что Дарвин и его родственники были масонами. Масоны - участники тайного религиозного общества, возникшего в XVIII веке в Европе. Членами масонских лож становились знатные люди, им часто приписывают незримое руководство всем миром.
Историки не подтверждают тот факт, что Дарвин или кто-то из его родственников были членами каких-либо тайных обществ. Учёный, напротив, не спешил к публикации своей теории, работа над которой велась в течение 20 лет. К тому же многие факты, открытые Дарвином, нашли подтверждение у дальнейших исследователей.
А теперь мы подробнее рассмотрим, что говорят противники теории Дарвина:
Человек, выдвинувший теорию эволюции - английский естествовед-любитель Чарльз Роберт Дарвин.
Дарвин никогда по настоящему не обучался биологии, а имел лишь любительский интерес к природе и животным. И как результат этого интереса, в 1832 г. добровольцем отправился в путешествие из Англии на государственном исследовательском судне «Бигл» и в течение пяти лет плавал по разным частям света. Во время путешествия молодой Дарвин остался под впечатлением от увиденных им видов животных, особенно от различных видов зябликов, обитавших на островах Галапагос. Он подумал, что отличие клювов этих птиц зависит от окружающей среды. Опираясь на это предположение, он сделал для себя вывод: живые организмы не были созданы Богом по отдельности, а произошли от единого предка и затем видоизменились в зависимости от условий природы.
Эта гипотеза Дарвина не основывалась ни на каком научном объяснении или эксперименте. Только благодаря поддержке знаменитых в то время материалистов-биологов, со временем эта гипотеза Дарвина утвердилась как теория. Согласно этой теории, живые организмы происходят от одного предка, но в течении длительного времени подвергаются небольшим изменениям и начинают отличаться друг от друга. Виды, более успешно адаптировавшиеся к природным условиям, передают свои особенности следующему поколению. Таким образом, эти полезные изменения со временем превращают индивид в живой организм, полностью отличный от своего предка. Что же подразумевалось под «полезными изменениями», так и осталось неизвестным. По мнению Дарвина, человек являлся самым развитым продуктом этого механизма. Оживив этот механизм в своем воображении, Дарвин назвал его «эволюцией путем естественного отбора». Отныне он думал, что нашел корни «происхождения видов»: основа одного вида - другой вид. Эти идеи он раскрыл в 1859 году в своей книге «Происхождение видов».
Однако Дарвин понимал, что в его теории было много нерешенного. Он признает это в книге «Трудности теории» (Difficulties of Theory). Эти трудности заключались в комплексных органах живых организмов, которые не могли появиться случайно(например, глаз), а также ископаемые останки, инстинкты животных. Дарвин надеялся на то, что эти трудности будут преодолены в процессе новых открытий, на некоторые же из них он давал неполные объяснения
В противовес сугубо натуралистической теории эволюции выдвигаются две альтернативы. Одна носит чисто религиозный характер: это так называемый “креационизм”, буквальное восприятие библейской легенды о том, как Всевышний сотворил вселенную и жизнь во всем ее многообразии. Креационизм исповедуют лишь религиозные фундаменталисты, у этого учения узкая база, оно находится на периферии научной мысли. Поэтому за недостатком места мы ограничимся лишь упоминанием о его существовании.
А вот другая альтернатива сделала весьма серьезную заявку на место под научным солнцем. Теория “разумного замысла” (intelligent design), среди сторонников которой немало серьезных ученых, признавая эволюцию как механизм внутривидовой адаптации к меняющимся условиям среды обитания (микроэволюция), категорически отвергает ее претензии на роль ключа к тайне происхождения видов (макроэволюция), не говоря уже о происхождении самое жизни.
Жизнь настолько сложна и многообразна, что абсурдно думать о возможности ее спонтанного происхождения и развития: в основе ее неизбежно должен лежать разумный замысел, говорят поборники этой теории. Что это за разум – не суть важно. Сторонники теории разумного замысла принадлежат скорее к разряду агностиков, чем верующих, теология их не особенно интересует. Они заняты лишь тем, что пробивают зияющие бреши в теории эволюции, и им удалось настолько изрешетить ее, что господствующая в биологии догма ныне напоминает не столько гранитный монолит, сколько швейцарский сыр.
На протяжении всей истории западной цивилизации считалось аксиомой, что жизнь сотворена высшей силой. Еще Аристотель выражал убеждение в том, что невероятная сложность, элегантная стройность и гармоничность жизни и вселенной не могут быть случайным продуктом стихийных процессов. Наиболее известный телеологический аргумент в пользу существования разумного начала сформулировал английский религиозный мыслитель Уильям Пэйли в книге “Натурбогословие” (Natural Theology), вышедшей в свет в 1802 году.
Пэйли рассуждал следующим образом: если, прогуливаясь в лесу, я споткнусь о камень, у меня не возникнет сомнений в его естественном происхождении. Но если я увижу валяющиеся на земле часы, мне вольно или невольно придется предположить, что сами по себе они возникнуть не могли, кто-то должен был их собрать. И если у часов (относительно малого и простого устройства) есть разумный устроитель – часовщик, то у самой Вселенной (большого устройства) и у наполняющих ее биологических объектов (более сложных устройств, чем часы,) должен быть великий устроитель – Творец.
Но затем объявился Чарльз Дарвин, и все изменилось. В 1859 году он опубликовал эпохальный труд под названием “Происхождении видов путём естественного отбора, или выживание благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь”, которому было суждено произвести подлинную революцию в научной и общественной мысли. Опираясь на достижения селекционеров (“искусственный отбор”) и на свои собственные наблюдения за птицами (вьюрками) на Галапагосских островах, Дарвин пришел к выводу, что организмы могут претерпевать небольшие изменения, приспосабливаясь к изменяющимся условиям среды обитания посредством “естественного отбора”.
Он далее заключил, что при наличии достаточно длительного времени сумма подобных малых изменений порождает более крупные перемены и, в частности, ведет к появлению новых видов. По мысли Дарвина, новые признаки, снижающие шансы организма на выживание, безжалостно отбраковываются природой, а признаки, дающие преимущество в борьбе за жизнь, постепенно накапливаясь, со временем позволяют их носителям брать верх над менее приспособленными конкурентами и вытеснять их из оспариваемых экологических ниш.
Этот чисто натуралистический механизм, абсолютно лишенный какой-либо целенаправленности или замысла, с точки зрения Дарвина исчерпывающим образом объяснял, каким путем развивалась жизнь и почему все живые существа столь идеально приспособлены к условиям своей среды обитания. Теория эволюции подразумевает непрерывную прогрессию постепенно изменяющихся живых существ в ряду от самых примитивных форм до высших организмов, венцом которых является человек.
Проблема, однако, в том, что теория Дарвина носила чисто умозрительный характер, ибо в те годы палеонтологические свидетельства не давали никаких оснований для его заключений. По всему миру ученые откапывали множество ископаемых остатков вымерших организмов прошлых геологических эпох, но все они укладывались в четкие границы все той же неизменной таксономии. В палеонтологической летописи не фигурировало ни одного промежуточного вида, ни единого существа с морфологическими признаками, которые подтверждали бы правоту теории, сформулированной на основании абстрактных умозаключений без опоры на факты.
Дарвин отчетливо видел слабость своей теории. Недаром он более двух десятков лет не решался опубликовать ее и направил свой капитальный труд в печать, только когда узнал, что другой английский натуралист – Альфред Рассел Уоллес – готовится выступить со своей собственной теорией, поразительно похожей на дарвинскую.
Любопытно отметить, что оба соперника повели себя как истые джентльмены. Дарвин написал Уоллесу учтивое письмо с изложением доказательств своего первенста, тот ответил не менее вежливым посланием с предложением представить на Королевском обществе совместный доклад. После этого Уоллес публично признал приоритет Дарвина и до конца своих дней ни разу не посетовал на свою горькую судьбу. Вот такие были нравы в викторианскую эпоху. Говорите после этого о прогрессе.
Теория эволюции напоминала здание, возведенное на траве с тем, чтобы впоследствии, когда подвезут нужные материалы, подвести под него фундамент. Ее автор полагался на прогресс палеонтологии, который – он был убежден – позволит в будущем найти переходные формы жизни и подтвердит справедливость его теоретических выкладок.
Но коллекции палеонтологов все росли и росли, а подтверждений дарвинской теории не было и в помине. Ученые находили сходные виды, но никак не могли обнаружить ни единого мостика, перекинутого от одного вида к другому. А ведь из теории эволюции вытекает, что такие мостики не только существовали, но что их должно было быть великое множество, ибо палеонтологическая летопись должна отражать все бесчисленные этапы долгой истории эволюции и фактически целиком и полностью состоять из переходных звеньев.
Некоторые последователи Дарвина, подобно ему самому, считают, что нужно лишь запастись терпением – мы, мол, просто еще не нашли промежуточные формы, но в будущем непременно их отыщем. Увы, их надеждам вряд ли суждено сбыться, ибо существование подобных переходных звеньев вступало бы в противоречие с одним из основополагающих постулатов самой же теории эволюции.
Представим себе для примера, что передние лапы динозавров постепенно эволюционировали в птичьи крылья. Но это значит, что на протяжении долгого переходного периода эти конечности не были ни лапами, ни крыльями, и их функциональная ненужность обрекала владельцев таких бесполезных обрубков на заведомое поражение в жестокой борьбе за жизнь. Согласно дарвинскому учению, природа должна была безжалостно выкорчевать подобные промежуточные виды и, стало быть, пресечь в зародыше процесс видообразования.
Но ведь общепризнано, что птицы произошли от ящеров. Спор не об этом. Противники дарвинистского учения вполне допускают, что прообразом птичьего крыла действительно могла быть передняя лапа динозавра. Они утверждают лишь, что какие бы пертурбации ни происходили в живой природе, они не могли протекать по механизму естественного отбора. Должен был действовать какой-то другой принцип – скажем, использование носителем разумного начала универсальных шаблонов-прототипов.
Палеонтологическая летопись упрямо свидетельствует о несостоятельности эволюционизма. На протяжении первых трех с лишним миллиардов лет существования жизни на нашей планете обитали только простейшие одноклеточные организмы. Но вот приблизительно 570 миллионов лет назад наступил кембрийский период, и в течение нескольких миллионов лет (по геологическим меркам - быстролетный миг), словно по мановению волшебной палочки, на пустом месте возникло практически все многообразие жизни в его нынешнем виде и без каких-либо промежуточных звеньев. По теории Дарвина этого “кембрийского взрыва”, как его называют, просто не могло произойти.
Другой пример: во время так называемого пермско-триасового вымирания 250 миллионов лет назад жизнь на земле едва не прекратилась: исчезло 90% всех видов морских организмов и 70% наземных. Тем не менее, основная таксономия фауны не претерпела никаких существенных изменений – основные типы живых существ, обитавшие на нашей планете до “великого вымирания”, полностью сохранились и после катастрофы. Но если исходить из дарвинской концепции естественного отбора, в этот период обостренной конкуренции за заполнение вакантных экологических ниш непременно должны были возникнуть многочисленные переходные виды. Однако же этого не произошло, из чего опять-таки следует, что теория неверна.
Дарвинисты отчаянно ищут переходные формы жизни, но все их старания пока не увенчались успехом. Максимум того, что им удается найти, – это черты сходства разных видов, но признаки подлинных промежуточных существ по-прежнему лишь грезятся эволюционистам. Периодически вспыхивают сенсации: найдено переходное звено! Но на поверку неизменно оказывается, что тревога ложная, что найденный организм – не более чем проявление обыкновенной внутривидовой изменчивости. А то и просто фальсификация вроде пресловутого пилтдаунского человека.
Невозможно описать радость эволюционистов, когда в 1908 году в Англии был найден ископаемый череп человеческого типа с обезъяньей нижней челюстью. Вот оно, реальное доказательство правоты Чарльза Дарвина! У ликующих ученых не было никакого стимула как следует присмотреться к заветной находке, а то они не могли бы не заметить очевидные нелепости в ее строении и не осознать, что “окаменелость” – фальшивка, причем весьма грубо сработанная. И прошло целых 40 лет, прежде чем ученый мир вынужден был официально признать, что его разыграли. Оказалось, что какой-то до сих пор неведомый шутник просто склеил нижнюю челюсть отнюдь не ископаемого орангутана с черепом от столь же свежего мертвеца-гомосапиенса.
Кстати, персональное открытие Дарвина – микроэволюция галапагосских вьюрков под давлением среды – тоже не выдержало испытания временем. Спустя несколько десятилетий климатические условия на этих тихоокеанских островах вновь изменились, и длина клюва птиц вернулась в прежнюю норму. Никакого видообразования не произошло, просто один и тот же вид птиц временно адаптировался к изменившимся экологическим условиям – самая что ни на есть тривиальная внутривидовая изменчивость.
Некоторые дарвинисты осознают, что их теория зашла в тупик, и лихорадочно лавируют. Так, например, ныне покойный гарвардский биолог Стивен Джей Гулд предложил гипотезу “прерывистого равновесия” или “пунктирной эволюции”. Это некий гибрид дарвинизма с “катастрофизмом” Кювье, который постулировал прерывистое развитие жизни через серию катастроф. По мысли Гулда, эволюция происходила скачкообразно, и каждый скачок следовал за каким-нибудь вселенским стихийным бедствием с такой быстротой, что не успевал оставить никакого следа в палеонтологической летописи.
Хотя Гулд и считал себя эволюционистом, его теория подрывает основное положение дарвинского учения о видообразовании посредством постепенного накапливания благоприятных признаков. Впрочем, “пунктирная эволюция” столь же умозрительна и так же лишена эмпирических доказательств, как и классический дарвинизм.
Таким образом, палеонтологические свидетельства решительно опровергают концепцию макроэволюции. Но это далеко не единственное свидетельство ее несостоятельности. Развитие генетики полностью разрушило веру в то, что давление среды может вызвать морфологические изменения. Не счесть мышей, которым исследователи отрубали хвосты в надежде, что их потомство унаследует новый признак. Увы, у бесхвостых родителей упорно рождались хвостатые отпрыски. Законы генетики неумолимы: все особенности организма зашифрованы в родительских генах и напрямую передаются от них потомкам.
Пришлось эволюционистам, следуя принципам своего учения, приспосабливаться к новым условиям. Появился “неодарвинизм”, в котором место классической “адаптации” занял мутационный механизм. По мысли неодарвинистов, отнюдь не исключено, что случайные мутации гена могли породить достаточно высокую степень изменчивости, которая опять-таки могла способствовать выживанию вида и, будучи унаследована потомством, могла закрепиться и дать своим носителям решающее превосходство в борьбе за экологическую нишу.
Однако расшифровка генетического кода нанесла сокрушительный удар по этой теории. Мутации происходят редко и в подавляющем большинстве случаев носят неблагоприятный характер, в силу чего вероятность того, что “новый благоприятный признак” закрепится в какой-либо популяции на достаточно долгий срок, чтобы дать ей преимущество в борьбе с конкурентами, практически равны нулю.
Кроме того, естественный отбор уничтожает генетическую информацию по мере отбраковки признаков, не способствующих выживанию, и оставляет только “отобранные” черты. Но их ни в коей мере нельзя считать “благоприятными” мутациями, ибо эти генетические признаки во всех случаях были изначально присущи популяции и лишь ждали своего часа, чтобы проявиться, когда давление среды “зачистит” ненужный или вредный мусор.
Прогресс молекулярной биологии в последние десятилетия окончательно загнал эволюционистов в угол. В 1996 году профессор биохимии университета Лихай Майкл Бэхи опубликовал нашумевшую книгу “Черный ящик Дарвина”, где показал, что в организме существуют невероятной сложности биохимические системы, которые никак не поддаются объяснению с дарвинистских позиций. Автор описал ряд внутриклеточных молекулярных машин и биологических процессов, отличающихся “неупрощаемой сложностью”.
Этим термином Майкл Бэхи обозначил системы, состоящие из многих компонентов, каждый из которых обладает критической важностью. То есть, механизм может работать только при наличии всех его компонентов; стоит хотя бы одному из них выйти из строя, как вся система разлаживается. Из этого с неизбежностью следует вывод: для того, чтобы механизм мог выполнить свое функциональное предназначение, все его составные части должны были появиться на свет и “включиться” одновременно – вопреки основному постулату теории эволюции.
В книге описаны также каскадные явления, например, механизм свертывания крови, в котором задействовано полтора десятка специализированных белков плюс промежуточные формы, образующиеся по ходу процесса. При порезе в крови запускается многоступенчатая реакция, в которой белки активируют друг друга по цепочке. В отсутствие любого из этих белков реакция автоматически прерывается. При этом каскадные белки высоко специализированы, ни один из них не выполняет никакой иной функции, кроме образования сгустка крови. Иными словами, “они непременно должны были возникнуть сразу в виде единого комплекса”, – пишет Бэхи.
Каскадность – антагонист эволюции. Невозможно себе представить, чтобы слепой, хаотичный процесс естественного отбора обеспечил запасание впрок множества бесполезных элементов, которые пребывают в латентном состоянии до тех пор, пока на свет Божий не появится, наконец-то, последний из них и позволит системе сразу же включиться и заработать на полную мощность. Подобное представление в корне противоречит фундаментальным принципам теории эволюции, что прекрасно сознавал и сам Чарльз Дарвин.
«Если будет доказана возможность существования любого сложного органа, который никоим образом не мог явиться результатом многочисленных последовательных малых изменений, моя теория разлетится в прах”, – откровенно признавал Дарвин. Его, в частности, крайне беспокоила проблема глаза: как объяснить эволюцию этого сложнейшего органа, который обретает функциональную значимость только в самый последний момент, когда все его составные части уже на месте? Ведь, если следовать логике его учения, любая попытка организма начать многоступенчатый процесс создания механизма зрения была бы безжалостно пресечена естественным отбором. И откуда ни с того ни с сего появились развитые органы зрения у трилобитов - первых живых существ на земле?
После публикации “Черного ящика Дарвина” на его автора обрушился град яростных нападок и угроз (в основном в интернете). Причем подавляющее большинство поборников теории эволюции выражало уверенность в том, что “дарвинская модель происхождения неупрощаемо сложных биохимических систем излагается в сотнях тысяч научных публикаций”. Однако ничто не может быть дальше от истины.
Предвидя, какую бурю вызовет его книга, работая над ней, Майкл Бэхи погрузился в изучение научной литературы, чтобы составить представление о том, как эволюционисты объясняют происхождение сложных биохимических систем. И… не нашел ровным счетом ничего. Оказалось, что не существует ни единой гипотезы эволюционного пути образования подобных систем. Официальная наука устроила заговор молчания вокруг неудобной темы: ей не было посвящено ни одного научного доклада, ни одной ученой монографии, ни одного научного симпозиума.
С тех пор было предпринято несколько попыток выработать эволюционную модель образования систем такого рода, но все они неизменно терпели неудачу. Многие ученые натуралистической школы отчетливо понимают, в каком тупике оказалась их любимая теория. «Мы принципиально отказываемся поставить разумный замысел на место диалога случая и необходимости, – пишет биохимик Франклин Хэролд. – Но при этом мы должны признать, что, если не считать бесплодных спекуляций, по сей день никому не удалось предложить детального дарвинистского механизма эволюции какой-либо биохимической системы”.
Вот так: принципиально отказываемся, и все тут! Прямо как Мартин Лютер: «Здесь я стою и не могу иначе»! Но вождь Реформации хотя бы обосновал свою позицию 95 тезисами, а тут один только голый принцип, продиктованный слепым поклонением господствующей догме, и ничего более. Верую, о Господи!
Еще более проблематичной представляется неодарвинистская теория самозарождения жизни. К чести Дарвина, он этой темы вообще не касался. В его книге речь идет о происхождении видов, а не жизни. Но последователи основоположника пошли на шаг дальше и предложили эволюционное объяснение самого феномена жизни. Согласно натуралистической модели, барьер между неживой природой и жизнью был преодолен стихийно благодаря сочетанию благоприятных условий среды.
Однако концепция самозарождения жизни построена на песке, ибо она входит в вопиющее противоречие с одним из самых фундаментальных законов природы – вторым законом термодинамики. Он гласит, что в замкнутой системе (в отсутствие целенаправленного подвода энергии извне) неизбежно возрастает энтропия, т.е. уровень организации или степень сложности такой системы неумолимо снижается. А обратный процесс невозможен.
Великий английский астрофизик Стивен Хокинг в своей книге “Краткая история времени” пишет: “Согласно второму закону термодинамики, энтропия изолированной системы всегда и во всех случаях возрастает, а при слиянии двух систем энтропия комбинированной системы выше, чем сумма энтропий входящих в нее индивидуальных систем”. Хокинг добавляет: “В любой замкнутой системе уровень дезорганизации, т.е. энтропия, неизбежно возрастает во времени”.
Но если энтропический распад – судьба любой системы, то абсолютно исключается возможность самозарождения жизни, т.е. спонтанное повышение уровня организации системы при прорыве биологического барьера. Самозарождение жизни при любых обстоятельствах должно сопровождаться возрастанием степени сложности системы на молекулярном уровне, а этому препятствует энтропия. Хаос не может сам по себе порождать порядок, это запрещено законом природы.
Еще один удар нанесла концепции самозарождения жизни теория информации. Во времена Дарвина наука полагала, что клетка – это просто примитивная емкость, заполненная протоплазмой. Однако с развитием молекулярной биологии выяснилось, что живая клетка представляет собой механизм невероятной сложности, несущий непостижимое количество информации. Но информация сама по себе из ничего не возникает. Согласно закону сохранения информации, ее количество в замкнутой системе никогда и ни при каких обстоятельствах не возрастает. Давление извне может вызвать “перетасовку” информации, уже имеющейся в системе, но ее общий объем сохранится на прежнем уровне или уменьшится вследствие возрастания энтропии.
Словом, как пишет всемирно известный английский физик, астроном и научный фантаст сэр Фред Хойл: «Не существует ни крупицы объективных свидетельств в пользу гипотезы о том, что жизнь спонтанно зародилась в органическом супе у нас на земле». Соавтор Хойла астробиолог Чандра Викрамасингх выразил ту же мысль более красочно: «Вероятность самозарождения жизни столь же ничтожна, как вероятность того, что ураганный ветер, проносясь над свалкой, одним порывом соберет из мусора исправный авиалайнер».
Можно привести множество других доказательств, опровергающих попытки представить эволюцию как универсальный механизм зарождения и развития жизни во всем ее многообразии. Но и приведенных фактов, полагаю, достаточно, чтобы показать, в каком затруднительном положении оказалось учение Дарвина.
И как же реагируют на все это поборники эволюции? Некоторые из них, в частности, Фрэнсис Крик (разделивший с Джеймсом Уотсоном Нобелевскую премию за открытие строения ДНК), разочаровались в дарвинизме и уверовали в то, что жизнь на землю занесена из космоса. Первым эту идею выдвинул еще столетие с лишним назад другой нобелевский лауреат, выдающийся шведский ученый Сванте Аррениус, предложивший гипотезу «панспермии».
Однако сторонники теории обсеменения земли зародышами жизни из космоса не замечают или предпочитают не замечать, что такой подход лишь отодвигает проблему на одну ступень, но отнюдь не решает ее. Допустим, что жизнь действительно занесена из космоса, но тогда возникает вопрос: а откуда она там взялась – самозародилась или была сотворена?
Разделяющие эту точку зрения Фред Хойл и Чандра Викрамасингх нашли изящно-иронический выход из положения. Приведя в своей книге «Эволюция из космоса» (Evolution from Space) массу доводов в пользу гипотезы о том, что жизнь была занесена на нашу планету извне, сэр Фред и его соавтор спрашивают: а как зародилась жизнь там, вне земли? И отвечают: известно как – ее создал Всевышний. Иными словами, авторы дают понять, что они поставили перед собой узкую задачу и за пределы ее выходить не собираются, им это не по зубам.
Однако основная масса эволюционистов категорически отвергает любые попытки набросить тень на их учение. Гипотеза разумного замысла, словно красная тряпка, которой дразнят быка, вызывает у них пароксизмы безудержной (так и подмывает сказать - животной) ярости. Эволюционный биолог Ричард фон Стернберг, не разделяя концепции разумного замысла, тем не менее позволил напечатать в руководимом им журнале Proceedings of the Biological Society of Washington научную статью в поддержку этой гипотезы. После чего на редактора обрушился такой шквал ругани, проклятий и угроз, что он вынужден был обратиться за защитой в ФБР.
Позицию эволюционистов красноречиво суммировал один из наиболее голосистых дарвинистов – английский зоолог Ричард Докинз: «Можно с абсолютной уверенностью утверждать, что любой, кто не верит в эволюцию, является либо невеждой, либо дураком, либо умалишенным (а может, и подонком, хотя в последнее не хочется верить)». Одной этой фразы достаточно, чтобы утратить всякое уважение к Докинзу. Словно ортодоксальные марксисты, ведущие войну с ревизионизмом, дарвинисты не спорят с оппонентами, а обличают их; не дискутируют с ними, а предают их анафеме.
Это классическая реакция господствующей религии на вызов со стороны опасной ереси. Такое сравнение вполне уместно. Подобно марксизму, дарвинизм давно выродился, окаменел и превратился в косную псевдорелигиозную догму. Да, кстати, его так и называли - марксизм в биологии. Сам Карл Макс восторженно приветствовал теорию Дарвина как «естественно-научный базис классовой борьбы в истории».
И чем больше прорех обнаруживается в обветшавшем учении, тем яростнее сопротивление его адептов. Под угрозой оказалось их материальное благополучие и душевный комфорт, рушится все их мироздание, а нет гнева безудержнее, чем гнев правоверного, чья вера рушится под ударами неумолимой реальности. Они будут зубами и ногтями цепляться за свои убеждения и стоять до последнего. Ибо когда умирает идея, она перерождается в идеологию, а идеология абсолютно нетерпима к конкуренции.
24 ноября 1859 года вышел один из самых основополагающих трудов в истории науки - книга Чарльза Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь» . Это один из самых основополагающих трудов в истории науки, объясняющий, как устроена жизнь на планете, как возникло разнообразие растений и животных. Появилась теория эволюции, которую потом стали называть дарвинизмом. Но у теории эволюции по-прежнему находятся критики, которые игнорируют, что сейчас ученые находят пресловутые «переходные формы», наблюдают образование новых видов в природе и ставят эволюционные эксперименты в лаборатории.
Судьба этой теории оказалась весьма нелегкой.
Мало того, что она, как и всякая иная теория, завоевывала признание постепенно, уже после того, как она стала общепризнанной в научном мире, вошла во все учебники биологии, ее так и норовят объявить ложной, надуманной, устаревшей и т.д. Пожалуй, никто сегодня не станет пытаться опровергать гелиоцентрическую систему мира Коперника или теорию всемирного тяготения Ньютона, а вот Дарвину не повезло. Креационисты не могут ему простить даже не саму идею эволюции, а то, что он замахнулся на святое - божественное происхождение человека.
В чем суть?
Напомним суть теории, изложенной в «Происхождении видов». Дарвин постулировал, что главными факторами эволюции являются наследственная изменчивость и естественный отбор . Организмы неодинаковы, изменчивость - исходный материал для эволюции. Но в разных условиях среды какие-то признаки, например высокий рост или холодоустойчивость, оказываются полезными.
Организмы с этими признаками получают преимущество в размножении, признаки передаются следующему поколению, которое оказывается более приспособленным.
Так действует естественный отбор - движущая сила эволюции. Таким образом возникают новые виды, которые не скрещиваются между собой. Теория Дарвина объясняла механизм эволюции, в отличие от другой эволюционной концепции Жана Батиста Ламарка «упражнения органов» под прямым влиянием окружающей среды.
Но Дарвину были неизвестны законы наследственности, которые открыл Грегор Мендель в 1865 году. Поэтому он не мог объяснить некоторые вещи, в частности то, почему полезный признак не растворяется в популяции за несколько поколений. Этот необъяснимый для него парадокс под названием «кошмар Дженкина» преследовал ученого до конца дней. Дарвин не знал, что наследственность дискретна, он не знал про гены, хотя предполагал, что должны быть какие-то частицы, через которые передается наследственность, но думал, что эти частицы содержатся в крови.
Материальная мутация
В конце XIX - начале XX века биологи узнали еще много нового о природе жизни. Голландский ботаник Гуго Де Фриз ввел понятие «мутация» для обозначения единицы изменчивости и разработал мутационную теорию. В 1909 году появилось понятие «ген», хотя оно было пока совершенно абстрактным и обозначало некую частицу, отвечающую за отдельные наследственные свойства. Трудами Джона Холдейна , Сергея Четверикова , Николая Тимофеева-Ресовского развивалась популяционная генетика. В итоге, в 20–30-х годах ХХ века сформировалась синтетическая теория эволюции на основе теории Дарвина с привлечением генетики. А уж после того, как в 1953 году Уотсон и Крик открыли структуру молекулы ДНК, стало понятно еще больше, и главное - появилась материальная основа наследственности.
Интересно, что все новые знания, которые со временем появлялись, не только не опровергали теорию Дарвина, но вполне укладывались в нее, дополняли и объясняли то, что Дарвин не мог объяснить. Остается только удивляться, как многое он смог предсказать.
Создатель против Дарвина
Креационизм - концепция сотворения мира, всегда был в оппозиции теории эволюции. Причем из чисто религиозного мировоззрения выделяется так называемый научный креационизм, который пытается опровергнуть Дарвина якобы с научных позиций.
Итак, какие же претензии предъявляют Дарвину? Утверждают, что «теория эволюции - это только теория», то есть предположение, мнение, а не доказанный факт. Но, во-первых, те, кто так говорит, не понимают, что в научном языке «теория» обозначает исчерпывающее объяснение какого-то явления, которое было доказано и не было опровергнуто. Эволюционная теория объясняет разнообразие видов и их происхождение, она на научном уровне не была никем опровергнута. А главное, сегодня в науке имеется масса доказательств ее.
Одним из аргументов антидарвинистов долгое время был вопрос о «переходных формах».
Если одни организмы превращаются в другие путем постепенных изменений, то эти промежуточные организмы должны были бы находиться во множестве в ископаемых окаменелостях. А их вроде бы нет. Хотя это утверждение совершенно неверно, сейчас количество палеонтологических находок несравнимо с тем, что было при Дарвине, и среди них масса переходных форм. Например, палеонтологи нашли останки древней рыбы, которая была промежуточным звеном между «нормальными» рыбами с глазами по бокам головы и камбалой, у которой оба глаза на одной стороне. Так вот, у этой древней рыбы глаз уже поехал на другую сторону, но не доехал и находится на лбу.
В другой работе палеонтологам удалось найти переходную форму между рыбами и сухопутными четвероногими. Животное под названием тиктаалик могло передвигаться по дну, используя плавники так, как сухопутные позвоночные используют конечности. Об этом ученым рассказала анатомия тазового и плечевого пояса. А по строению черепа другие ученые определили, что тиктаалик мог приподнимать голову, находясь на мелководье, и рассматривать окрестности.
Еще один пример - находка недостающего звена в эволюции китов и дельфинов. Наземными предками этих позвоночных животных, которые вторично освоили океан, были копытные. Палеонтологи нашли окаменевшие останки предка китов под названием индохиус, который, с другой стороны, показал родство с бегемотами. Интересно, что первыми о родстве китов и бегемотов сказали молекулярные биологи по анализу ДНК.
Ну а тот, кто сомневается в том, что антропологи нашли массу промежуточных звеньев в превращении обезьяны (австралопитека) в человека, может изучить это родословное дерево, опубликованное на сайте «Антропогенез.ру.»
Эволюция онлайн
Критики говорят, что возникновение видов - это теория, собака не превращается в кошку, а шимпанзе - в человека, и вообще никто не наблюдал появление новых видов. Но сегодня у биологов есть уже масса примеров наблюдения видообразования в природе. Например, в африканских озерах живут рыбы цихлиды, у которых новые виды образуются очень быстро, буквально на глазах ученых. Происходит репродуктивная изоляция - у цихлид, обитающих на разных глубинах, отличаются окраска и цветочувствительность, что при спаривании мешает им замечать рыб не того цвета. В результате формируются отдельные виды.
А у североамериканских мотыльков специализация возникает по способам защиты от хищников. Ученые проследили стратегию защиты у разных видов мотыльков и сделали вывод, что это поведение послужило основой для образования разных видов.
Еще один упрек в адрес дарвинизма заключается в том, что Дарвин считал эволюционный процесс исключительно плавным, но по количеству ископаемых останков в разные эпохи создается представление, что эволюция двигалась скачками. Об этом говорил палеонтолог Кирилл Еськов. Этот парадокс объясняет концепция «прерывистого равновесия», она говорит о чередовании длительных периодов стазиса, когда изменений практически не происходит, и коротких периодов, когда живые организмы активно изменяются. Так, например, теперь ученые предложили решение «дилеммы Дарвина» - невероятно быстрой эволюции организмов в кембрийском периоде. Стимулом к ускорению развития послужила резкая смена условий окружающей среды.
Хотя бытует представление, что эволюцию невозможно наблюдать своими глазами, на самом деле возможно даже поставить эволюционный эксперимент в лаборатории.
Об одном таком эксперименте рассказывает доктор биологических наук Александр Марков в книге «Эволюция. Классические идеи в свете новых открытий». Ученые из Имперского колледжа Лондона выращивали пять видов бактерий на экстракте из буковых листьев (буковом чае) и за 70 поколений наблюдали серьезные изменения. Один вид не смог приспособиться к «чаю» и вымер, два успешно выжили, а еще два стали размножаться быстрее, чем в начале. Еще больше изменений произошли в смешанной культуре, при совместном культивировании разных видов бактерий. В таких условиях бактерии изменили свой метаболизм, стали производить больше одних веществ и меньше других и даже начали использовать вещества друг друга, в результате чего разучились жить в одиночку. Продуктивность сообщества повысилась.
А за несколько лет до этого ученые провели 21-летний эксперимент с эволюцией в пробирке бактерии кишечной палочки E. coli. За это время у бактерии сменилось 40 000 поколений. Ученые фиксировали все мутации, которые возникали у бактерий, научились разделять полезные и вредные мутации. И, в конце концов, выделили те мутации, которые позволяли бактериям адаптироваться к окружающей среде.
Тем, кого бактерии не впечатляют, можно рассказать, что и на высших организмах ученые своими глазами видели эволюцию в «онлайн» режиме.
В связи с этим можно вспомнить об исследовании российских биологов на рыбке колюшке. Они проследили, как колюшка, живущая в морской воде, за 30 лет приобрела генетические изменения, позволившие ей жить в пресной воде. Это стало результатом эксперимента по заселению морской колюшки в пресноводные водоемы, который начался еще 30 лет назад. И вот теперь биологам удалось наглядно показать, как действует естественный отбор в изменившихся условиях внешней среды.
Они сравнили геномы морской и пресноводной колюшки и нашли генетические маркеры приспособления к пресной воде. Отбор привел к тому, что эти редкие генетические вариации стали частыми, потому что они давали своим носителям преимущества в выживании. А поскольку биологи знали время, за которое это произошло, они смогли вычислить коэффициент, характеризующий давление отбора. Вот вам и эволюция, увиденная своими глазами, причем даже не в лаборатории, а в природе.