Еволюційні ідеї. Історія розвитку.

Починаючи з XVIII століття, отримала розвиток точка зору про живу природу як про динамічний освіту, що змінюється постійно в часі, що істотно посунуло розуміння людиною Всесвіту в цілому і живої природи зокрема. Уявлення людини про Всесвіт сьогодні базується на розумінні адаптивної еволюції розвитку живих організмів на Землі і умов середовища проживання, їх постійного і поступового зміни; викликаного активністю спрямованих природних змін, що визначаються законами фізики та хімії. Саме паралелізм спрямованих природних процесів і обумовлює спільність і розбіжність небіологічної та біологічної еволюції. Безперечно, що біологічна еволюція значно складніше небіологічної. Природно також, що формуються в процесі біологічної еволюції системи живих організмів істотно складніше неорганічних систем.

Ще за життя англійського біолога Дарвіна його уявлення про нестатічность навколишнього світу, про його безперервному розвитку було прийнято багатьма вченими; була прийнята і його концепція спільного походження організмів. Ставлення до інших постулатам Дарвіна було негативним, і навіть талановиті вчені протягом тривалого періоду виступали з їх різкою критикою.

Особливо негативним було ставлення до концепції про поступовість розвитку органічного світу. Навіть Т.Г. Гекслі (Т.Н. Huxley), що вважався затятим захисником Дарвіна, так і не погодився з поданням про поступове виникнення вищих таксономічних категорій і нових видів (він був прихильником стрибкоподібного розвитку). Прихильниками сальтаціонно теорії (теорії стрибків) був також Гуго де Фриз (Hugo de Vries), вдруге відкрив закони спадковості, відкриті спочатку Грегором Менделем, Де Фриз в 1901 році запропонував теорію виникнення нових видів як результат мутацій. У 1940 році генетик Р. Гольдшмідт стверджував, що саме системні мутації є джерелом виникнення нових типів. Аналогічних поглядів дотримувалися й інші дослідники в різних країнах світу. Проте, під впливом ряду обставин вчені з часом відмовилися від теорії стрибкоподібного розвитку. Одним з таких обставин було нове розуміння фізичного світу і його змін.

З давніх часів у науці переважали філософські погляди (по Карлу Поппера, есенціалізм), які стверджували, що світ складається з обмеженого числа незмінних сутностей (ідеї, за Платоном), а мінливі прояви, що відбуваються в світі, є лише неповним і неточним їх відображенням. Іншими словами, за Платоном, істинне зміна може відбутися тільки при появі нової сутності, що виникає в результаті акту творення або спонтанного стрибка (мутації). Оскільки фізичні об’єкти і справді складаються з ідентичних реальних одиниць, а фізичні постійні залишаються незмінними при однакових умовах, то в XIX столітті особливих суперечностей між фізичними науками і філософією есенціалізму не виявлялося.

Дещо інакше було з біологією, оскільки живі організми явно характеризуються своєю унікальністю (будь-яка популяція організмів складається з особин, що володіють своєю, відмінною від інших, індивідуальністю). Значення популяцій полягає в тому, що вони являють собою генофонд різноманітності, що підтверджує можливість поступової еволюції, але не виражають абстрактну середню величину. В даний час при розгляді основних аспектів еволюційної теорії переважає саме популяційний підхід.

Важливою обставиною на користь теорії Дарвіна і відмови від теорії стрибків було встановлення великого спектру мінливості природних популяцій і розуміння ролі дискретних факторів (за умови необхідного числа таких факторів і відносно малих розривів між ними), що виявляються в безперервній мінливості певного організму. Крім того, процеси поступової еволюції допомагали біологам пояснити походження нових видів і нових типів, а також нових органів (наприклад, крил у птахів, легких у хребетних і т.д.).

Нарешті, концепція Дарвіна про природний добір, яку вчені довго відмовлялися визнати, оскільки вона не була детерміністській відповідно до вимог стилю, прийнятого в науці, і тому пропонувати «закон природи», цілком залежний від випадку (природний добір), було неможливо.

Пояснення гармонії живого світу дією природного відбору входило також в протиріччя з ідеями представників богослов’я про існування Творця, велич його задуму, який проявляється в усіх його творах.

Противники природного відбору, виходячи з різних спонукань (релігійних, філософських і т.д.), протягом багатьох років пропонували різні гіпотези (ортогенез, номогенез, арістогенез і т.д.), кожна з яких базувалася на якомусь внутрішньому прагненні до вдосконаленню (всі вони постулювали ту чи іншу форму космічної телеології). Фіналістіческіе теорії були спростовані генетичними і палеонтологічними даними. Вивчення напрямки еволюції будь-якої ознаки показує, що цей напрямок багаторазово змінюється (іноді навіть на прямо протилежне). Висока частота вимирання в кожному геологічному періоді служить ще одним аргументом проти фіналістіческого прагнення до досконалості.

Процес відбору не є чисто випадковим; випадковими чинниками породжується мінливість; що з’явилися ознаки зміни відбираються на другому етапі процесу, коли відбувається невипадковий відбір на виживання, хоча деяка частина еволюційних змін може бути результатом випадку.

Теорія природного відбору Дарвіна в цілому дає хорошу основу для пояснення довгого шляху еволюційного розвитку, починаючи від виникнення життя (близько 4 млрд. років тому) і до вищих форм рослин і тварин (включаючи і людини). Природний відбір забезпечує не тільки диференціальне виживання і адаптивні зміни всередині кожного виду, але і утворення нових видів з іншими адаптивними ознаками. Кожен організм конкурує як з особинами того ж виду, так і з представниками інших видів. Нова адаптація (удосконалення фізіологічної організації) підвищує можливості особини або її нащадків захопити лідерство в міжвидової конкуренції, що сприятиме появі різноманітності і спеціалізації.

Еволюція сприяє всякому зміні, що дає організму перевагу в конкуренції з іншими членами популяції і з особинами іншого виду. Саме така мінливість мільйони і мільйони років сприяла еволюційному процесу. Ніякої програми регулювання або напрями цього процесу в природі не було і немає; він був і є результат природного відбору.

Відносно джерела мінливості, яке постачає природному відбору матеріал, Дарвін висловився невизначено, що стало великим недоліком його теорії. Через деякий час цей недолік усунули закони Менделя, відкриті в 1865 році і що показали, що спадкову інформацію передають дискретні одиниці, що зберігають свою чистоту, перерозподіляються в кожному поколінні і одержувані нащадками від обох батьківських особин. Дарвін не знав про роботи Менделя, які залишалися практично невідомими до їх вторинного відкриття в 1900 році. Відомо, що ДНК в клітинному ядрі організована в численні самовідтворюються гени (Менделя одиниці спадковості), здатні мутувати з утворенням різних алелей, або альтернативних форм; виділяються структурні гени, в яких закодована інформація, необхідна для синтезу білків, і гени-регулятори, включають і вимикають структурні гени. Мутації структурного гена призводять до синтезу зміненого білка, що в свою чергу веде до створення відхиляється ознаки; гени розташовані в хромосомах в лінійному порядку і можуть рекомбшшровать один з одним під час клітинного процесу – мейозу, що передує утворенню статевих клітин у видів з статевим розмноженням. Різноманіття генотипів, які створюються в результаті мейозу, дуже велике, і основна його частина, незважаючи на дію природного відбору, зберігається в популяції.

Перші прихильники Менделя не визнавали теорію природного відбору і залишалися прихильниками есенціалізму і сальтаціонно теорії, розглядаючи мутаційний процес в якості основної рушійної сили еволюції. І тільки завдяки розвитку популяційної генетики в 20-і роки XX століття теорія природного відбору була визнана менделістів. У 30 – 40-х роках XX століття відбувся свого роду синтез досягнень різних наук і праць, який знайшов відображення в роботах Ф. Добжанського, Д. Гекслі, Б. Ренша, Дж. Стеббінс і деяких інших, що визначили нову (синтетичну) теорію еволюції, яка доповнила теорію Дарвіна на основі даних хромосомної теорії спадковості, популяційної генетики, популяційної екології, біологічної концепції виду та інших біологічних і палеонтологічних концепцій. Основою цієї теорії стало:
1) заперечення успадкування набутих ознак;
2) поступовість еволюційного процесу;
3) проходження еволюційних явищ на популяційному рівні;
4) підтвердження загального значення природного відбору.

Розвиток еволюційного вчення на основі синтетичної теорії справило глибокий вплив на всю біологію, зумовивши розуміння того, що всі біологічні проблеми мають еволюційний характер.

У відношенні кожної біологічної структури, функції або процесу цілком прийнятний питання: чому вони виникли і яким селективним перевагою вони володіли в той час, коли з’явилися. Такі питання мали значний вплив на різні галузі біології (наприклад, на молекулярну біологію, екологію та ін.)

Не тільки широка публіка, а й багато вчених продовжують відчувати труднощі, коли намагаються зрозуміти сучасну теорію органічної еволюції шляхом природного відбору. Ризикуючи повторити деякі положення, вже висловлені при обговоренні історії питання, ми все ж дозволимо собі змалювати в загальних рисах особливості сучасної теорії і, зокрема, привернути увагу до того, чим відрізняється органічна еволюція від еволюції Всесвіту і від інших процесів, які вивчаються фізико- математичними дисциплінами.
Еволюція шляхом природного відбору відбувається в два етапи:
1) створення в результаті рекомбінації, мутаційногопроцесу і випадкових подій генетичної мінливості;
2) упорядкування цієї мінливості шляхом відбору.
Значна частина мінливості організмів, що виникає на першому етапі, має випадковий характер (вона не викликана прямими потребами організму або особливостями навколишнього його середовища). Природний відбір успішно діє завдяки величезним запасам мінливості, наявними в його розпорядженні в силу індивідуальності кожної клітини, кожної особини, кожного виду, кожної екосистеми.

У процесі розвитку особини, відмінні від усіх інших, утворюють перехресні популяції і види, що представляють собою індивідууми, претерпевающие еволюційні зміни. Будь особина має двоїсту природу і складається з генотипу (повного набору наявних у даної особини генів, які не завжди все проявляються) і фенотипу (вищого прояву активності генів, що містяться в генотипі). Кожен генотип утворює частина генофонду популяції; кожен фенотип конкурує з іншими фенотипами за успіх у розмноженні, що не залежить від будь-яких внутрішніх факторів, а що являє собою результат множинних взаємодій з конкурентами, ворогами, збудниками захворювань та іншими тисками відбору, поєднання яких змінюється залежно від пори року, конкретних умов місцепроживання і т.д.

Власне відбір являє собою другий етап природного відбору. Деякі особини в популяції містять набори генів, які більше відповідають екологічним факторам в даній місцевості; ймовірність виживання і відтворення життєздатних нащадків у таких особин вище, ніж у інших в цій популяції. Тому другий етап природного відбору і визначає напрямок еволюції, підвищує частоту генів і генних сполучень, які адаптовані до умов даного часу і місця, підвищуючи пристосованість певної групи організмів, що сприяє спеціалізації і дає початок адаптивної радіації. Еволюцію шляхом відбору не можна розглядати ні як випадкове, ні як детерміноване явище; цей процес складається з двох послідовних етапів і поєднує їх переваги.

Сьогодні вже мало хто з еволюціоністів сумнівається, що процеси органічної еволюції несумісні з законами природничих наук. Біологічна еволюція є результатом особливих процесів, вторгаються в особливі системи, і її можна пояснити на тих рівнях складності, на яких знаходяться самі ці процеси і системи.

Навколишній світ не статичний, він безперервно змінюється, і той вид, до якого належить людина, також являє собою продукт еволюції. Це зробило дуже сильний вплив на розвиток наших знань про людину: еволюційна лінія, до якої належить людина, бере початок мільйони років тому від мавпоподібних предків, а найбільш важливі події в його еволюції відбулися за останній мільйон років. Іншими словами, еволюція людини також була обумовлена ​​природним відбором. У органічної еволюції відсутній елемент фіналізму, а придбані ознаки успадковуються, тому, очевидно, тільки відбір є єдиним механізмом, який впливає на біологічну еволюцію людини.

Євгеніка (навмисний відбір щодо людини) несумісна як з основами природного відбору, так і з загальноприйнятими морально-етичними нормами. Наука зараз має тією інформацією, яка могла б бути в основі такого відбору, проте реально мало що відомо про генетичну компоненті нефізичних ознак людини. Є безліч різноманітних «хороших», «корисних» або адаптованих людських особистостей. Якби навіть вдалося виробити комплекс ідеальних для нинішнього часу ознак, то зміни, що викликаються в суспільстві технічним прогресом, відбуваються з величезною швидкістю, і ніхто не може передбачити відповідне поєднання талантів, здатне привести в майбутньому до гармонійного суспільства. За Добжанському, людство все ще еволюціонує, але ми не можемо осмислити напрямок його біологічної еволюції.

Культурна еволюція, яка має місце тільки у людини і за допомогою якої людина до певної міри формується і адаптується до навколишнього його середовищі (наприклад, птиці, кажани і комахи придбали здатність до польоту в результаті генетичної еволюції, що тривала мільйони років, людина стала літати, побудувавши літаючі машини і не перебудовуючи свій генотип), є процесом більш швидким, ніж біологічна еволюція. Глибоко закладена в людині здатність до культурної еволюції здійснюється шляхом передачі від одного покоління іншому накопиченої інформації, в тому числі моральних критеріїв і оцінок. Ми не можемо впливати на власну біологічну еволюцію, але ми можемо вплинути на свою культурну й моральну еволюцію. Природно, що тут можна досягти ще багато чого з урахуванням вельми скромного рівня моральності, досягнутого сьогодні людством. Тому вплив на культурну еволюцію в напрямках, які є адаптивними для всього людства, може бути цілком реалістичною завданням. Однак не слід забувати, що вид Homo sapiens не береться під генетичному контролю та можливості його культурної та моральної еволюції таки обмежені.

Теоретичні погляди Дарвіна на походження людини отримали подальше підтвердження в численних прямих і непрямих порівняльно-анатомічних, ембріологічних і палеонтологічних доказах спорідненості людини з тваринним світом. Вирішальну роль зіграли знахідки останків викопного людини (пітекантропа, синантропа, неандертальця та ін) і викопних людиноподібних мавп. Довівши тваринне походження людини, Дарвін, проте, не зміг пояснити причини перетворення людиноподібних мавп у людину. Тільки згодом Ф. Енгельс вказав на роль праці в процесі олюднення мавпи. Енгельс розкрив головні особливості, що відрізняють людину від тварин, підкресливши, що
1) людина істота суспільна, яке вміє виготовляти і застосовувати знаряддя праці, та підпорядковане законам розвитку суспільства (праця перетворила мавпу на людину, зумовивши вища розвиток центральної нервової системи, мови, свідомості і мислення; праця створила з стада колектив, суспільство);
2) завдяки праці людина пішла під влади законів тваринного світу;
3) в еволюції людини набули чинності соціальні суспільні закони розвитку.

Питання про якісні відмінності людини і тварин розвинений І.П. Павловим, що показало, що зв’язок організму з середовищем у тварин здійснюється тільки першою сигнальною системою, тоді як у людини, крім того, існує специфічна для нього друга сигнальна система.

У ряді країн Заходу до останнього часу широке поширення має антидарвінізмі, який придбав тільки нові форми: неокреаціонізм, теорія циклічності життя виду, квазі-дарвінізм і ін Неокреаціоністи або зовсім не визнають видоутворення і зміни видів (палеонтологи Ф. Ан-дерман, Е. Дацці), або допускають зміну нижчих систематичних груп, заперечуючи еволюцію органічного світу в цілому (зоолог Д. Дьюор, біологи П. Лемуан і Л. Море та ін.) Прихильники теорії циклічності життя виду уподібнюють історію виду життєвому циклу особини з періодами юності, зрілості і старості і стверджують, що життя виду підпорядкована певним внутрішнім причин, що призводить його до смерті, викликаної витрачення «життєвих сил» (Дж. Броккі, палеонтологи О. Шиндевольф, А.С. Вудворд, К. Фонтан та ін.)

Квазі-дарвіністи спотворюють вчення Дарвіна про дивергентной еволюції. Великі таксони (сімейства, загони, класи, типи) виникають як види і підвиди в результаті поступової дивергенції ознак і вимирання менш пристосованих форм. Однак багато квазі-дарвіністи вважають, що видоутворення – це мікроеволюція, а виникнення великих таксонів – макроеволюція, мегаеволюція, або квантова еволюція, і шляхи цих двох форм еволюції нібито принципово різні (біолог Р. Гольдшмідт, зоолог Дж. Симп-сон та ін ). Деякі квазі-дарвіністи вважають можливим примирити еволюційне вчення з релігією (Дж. Гекслі).