Развитие эволюционных идей

Аннотация:

Статья посвящена теориям развития эволюции живых организмов. В ней дается анализ существующих теорий и выдвигается новая консолидированная теория. В статье приведены основные положение и тезисы, высказанные различными учеными от Античности и до наших дней. Всю историю изучения жизни на Земле можно разбить на несколько этапов. Практически в каждом из них содержатся предположения, которые нашли свое подтверждение в современных научных исследованиях. Изучение процесса развития эволюции необходимо для сохранения биоразнообразия, ныне живущих видов, в частности находящихся под угрозой исчезновения.

Abstract:

The article is devoted to theories of development of the evolution of living organisms. It analyses the existing theories and put forward a new consolidated theory. The article contains the main position and theses expressed by various scientists from Antiquity to our days. The whole history of the study of life on Earth can be divided into several stages. Almost each of them contains assumptions that were confirmed in modern scientific studies. Study of the process of development of the evolution of the need for biodiversity conservation, species present, in particular under the threat of disappearance.

Ключевые слова:

естественный отбор; наследование; организмы; приспособление; эволюция

Keywords:

natural selection; inheritance; organisms; adaptation; evolution

УДК: 575.858

Вопросы возникновения и развития жизни на земле интересовали человечество на протяжении всей его истории. Начиная с самых ранних этапов развития человечества, люди пытались объяснить свое появление и появление жизни на земле.

Первые идеи о возникновении и развитии жизни на Земле были связаны с мифами. Однако уже в Античности можно найти первые попытки рационального, небожественного объяснения некоторых природных явлений. Здесь можно привести в качестве примера некоторых ученых.

Анаксимандр считал, что у всего есть одно первоначало – апейрон. Из него появляется все, что есть и будет в этом мире, все живое. В вопросе эволюции Анаксимандр считал, что порождение всего живого обусловлено испаряемой солнцем влагой и поэтому происхождение людей можно объяснить изменением «животных другого вида», напоминающих рыб [3, с. 35].И хоть это предположение не верно, в нем есть некоторая истина. Так можно косвенно утверждать, что испаряемая солнцем влага приводит к изменению организмов, поскольку испарение – это уровень влажности, а она является частью климата, который менялся на протяжении истории развития жизни на Земле.

Эмпедокл  считал, то в первую очередь из земли проросли растения, потом возникли животные, причем вначале это были головы без шей и туловища, руки без плеч, глаза без лица; эти существа-части соединялись между собой, но сохранялись и размножались лишь жизнеспособные творения (мысль о том, что выживает наиболее приспособленный) [3, с. 42]. Данная теория полностью не научна, поскольку части организмов никак не могут существовать отдельно от всего организма. В процессе изучения развития жизни на Земле было выявлено, что организм развивается как единое целое.

Демокрит считал, что наземные животные произошли от земноводных, а те в свою очередь самозародились в илу. В этой теории есть верное направление, касающееся происхождения наземных животных от земноводных. Это в отношении эволюции. В отношении же возникновения жизни на Земле была выдвинута теория о самозарождении. Эту теорию продолжали развивать ученые и Возрождения и Нового времени, пока не было установлено, что такое не возможно.

Одним из видных ученых Античности был Аристотель. Среди его трудов можно найти и посвященные развитию жизни. В своем труде «О частях животных» Аристотель приводит опровержение теорий, предложенных Эмпедоклом и Демокритом. В отношении Эмпедокла он пишет, что должно быть какое-то семя, которое наделяет то или иное существо определенными характеристиками и свойствами. А в отношении Демокрита Аристотель приводит пример со статуей, которая не может возникнуть сама по себе [1].

Таким образом, можно выделить первый этап в развитии эволюционных идей в биологии. Это этап Античности и первого опыта познания мира. На этом этапе делались первые попытки объяснения происхождения жизни и ее развития, не связанные с мифологией. Одни из теорий, например предложенная Эмпедоклом, были полностью опровергнуты. Другие же продолжали существовать еще долгое время, давая толчки к развитию новых идей и теорий.

Следующий этап в развитии эволюционных идей связан с усиливающейся ролью церкви. Этот этап относится к эпохе Средневековья. В это время вся жизнь, весь быт был подчинен церкви, и любое отступление от религиозных догм было недопустимо и каралось.

На данном этапе основной теорией происхождения и развития жизни на Земле была теологическая, божественная. По данной теории считалось, что Бог создал Землю и все живое на ней. Весь процесс описан в Библии. Все иные теории отвергались.

После эпохи средневековья наступают эпохи Возрождения, Нового времени. В это время начинается активное изучение биологии, происхождения жизни. Ученые постепенно отходят от теории божественного сотворения жизни. Крупнейшие ученые-биологи того времени – Линней, Ламарк, Дарвин, Мендель. Рассмотрим основные положения и высказывания о зарождении и развитии жизни на Земле этих ученых.

В своей книге «Философия ботаники» Карл Линней писал: «Все, что встречается в природе принадлежит к элементам и натуралиям. Натуралии принадлежат к трем царствам природы: камней, растений, животных» [6, с. 10].

Таким образом, первым основным направлением развития мысли в биологии эпохи Возрождения становится систематика. Если раньше объекты природы изучались по отдельности, давалось только их общее описание, то начиная с Линнея все живо начало подразделяться на класс, отряд, род и вид. Это значительно упростило процесс изучения и способствовало дальнейшему открытию и развитию новых закономерностей организации живой природы.

В противоположность Карлу Линнею, отстаивавшему в своей классификации мысль о постоянстве видов, Бюффон высказывал прогрессивные идеи об изменяемости видов под влиянием условий среды (климата, питания и т. д.). Такое высказывание стало предпосылкой, еще до Дарвина, об изменчивости видов, естественном отборе, а, следовательно, и об эволюции живых существ. Бюффон стал также первым, кто выдвинул теорию, о том, что человек произошел от обезьяны.

Самым важным трудом Ламарка стала книга «Философия зоологии», вышедшая в 1809 году. Вот что он писал об эвололюции живого мира: «Подобно тому, как необходимо отличать в естественных науках то, что относится к области искусственных приемов, от того, что присуще самой природе, точно так же необходимо различать в этих науках два направления резко различных интересов, побуждающих нас изучать доступные нашему наблюдению создания природы. Одно из этих направлений я называю экономическим, потому что источник его лежит в экономических потребностях человека и в его стремлении получить какое-либо удовольствие от тех созданий  природы, которые он хочет заставить служить своим надобностям. С этой точки зрения человека интересуют только те создания  природы, которые, по его мнению, могут быть ему полезны. Второе направление, сильно отличающееся от первого, является интересом философским. Именно оно побуждает нас познавать природу в каждом ее создании, для того чтобы раскрыть ее путь, законы и действия и получить представление обо всем, существование чего она обусловливает. Словом, это интерес, обеспечивающий тот род знаний, который характерен для истинного натуралиста. Тот, кто становится на эту точку зрения, доступную лишь немногим, интересуется в одинаковой степени всеми созданиями природы,  которые доступны его наблюдению» [4, с. 196].

В своем труде Ламарк разделяет два направления изучения природы: экономическое (потребительское) и философское. Развитие первого направления было обусловлено тем, что в этот период происходит активный промышленный рост, развитие техники. Человечеству в первую очередь необходимо становится сырье для обработки и переработки. И мало кто тогда задумывался о необходимости рационального природопользования, человек большей частью хищнически относился к окружающей среде.

Второго же направления (философского) придерживались ученые и естествоиспытатели, пытавшиеся раскрыть механизмы развития живой природы.

Также в своем труде «Философия зоологии» Ламарк продолжает идею Линнея о классификации организмов. Он пишет о необходимости разделения живых организмов по классам, отрядам, семействам, видам для того, чтобы закрепить знания о биоразнообразии [4, с. 203-205].

В отношении вопроса происхождения жизни на Земле Ламарк продолжает развивать идею, высказанную еще Демокритом, о самозарождении живых организмов. Об этом он пишет в своей книге «Естественная история»: «Пусть не говорят, что гипотеза о самопроизвольных зарождениях не что иное, как необоснованное допущение, не опирающееся на  факты, являющееся плодом воображения древних и впоследствии  полностью опровергнутое точными наблюдениями. Древние, без  сомнения, придавали слишком широкое толкование самопроизвольным зарождениям, о которых у них было лишь смутное представление, и ошибочно распространяли их на не относящиеся сюда явления. Эти заблуждения нетрудно было вскрыть, но отнюдь не доказано, что самопроизвольных зарождений вовсе не бывает и что природа не прибегает к ним там, где дело идет о наиболее просто  организованных телах» [5, с. 144].  Однако теория самозарождения жизни была опровергнута рядом опытов, проведенных Франческо Реди (1626-1698 гг.), Ладзаро Спалланцани (1729 – 1799 гг.), Луи Пастером (1822 -1895 гг.).

По вопросу эволюции живых организмов Ламарк выдвинул четыре закона, из которых следует, что  у живых организмов развиваются те органы, которые им более необходимы, а приобретенные улучшения наследуются. В качестве примера было приведено появление длинной шеи  жирафа. Ламарк объяснят такое строение животного тем, что жирафу приходилось постоянно тянуться вверх за листьями.

Следует отметить, что в своих трудах Ламарк писал о том, что его утверждения невозможно проверить на практике, но в их справедливости он не сомневался. Однако, впоследствии, его суждения были опровергнуты научными опытами и открытиями генетики. Так, Вейсман, Август проверил несостоятельность теории Ламарка. При проведении опыта с мышами он отрубал им хвосты  в каждом поколении. Согласно Ламарку, в результате этого они должны были атрофироваться, так как не использовались при жизни. Однако изменения так и не произошли. Это можно объяснить тем, что на генетическом уровне не происходило каких-либо изменений, способствующих отмиранию хвоста в будущих поколениях мышей.

В своей книге «Происхождение видов путем естественного отбора» Дарвин писал об эволюции следующе: «Если при изменяющихся условиях жизни органические  существа могут представить индивидуальные уклонения почти в любой части своей организации, а это оспаривать невозможно; если в силу геометрической прогрессии размножения завязывается жестокая борьба за жизнь в каком-либо возрасте, в какой-либо год или время года, а это, конечно, невозможно оспаривать; а также если вспомнить бесконечную сложность отношений организмов как между собой, так и с их жизненными условиями и возникающее из этих отношений бесконечное разнообразие полезных особенностей  строения, внутреннего склада и привычек, — если принять все это во внимание, то было бы крайне невероятно, чтобы никогда не  проявлялись уклонения, полезные для обладающего ими организма, точно так же, как возникали многочисленные уклонения, полезные для человека. Но если уклонения, полезные для какого-нибудь  организма, когда-нибудь проявляются, то обладающие ими организмы, конечно, будут иметь всего более шансов на сохранение в борьбе за жизнь, а в силу могучего начала наследственности они  обнаружат стремление передать их потомству. Это начало сохранения, или переживания наиболее приспособленных я назвал естественным отбором. Оно ведет к усовершенствованию каждого существа в отношении к органическим и неорганическим условиям его жизни и, следовательно, в большинстве случаев, и к тому, что можно считать восхождением на более высокую ступень организации» [8, с. 215].

Роль силы, формировавшей понимание Дарвином изменяющихся природных условий в качестве движущей силы естественного отбора, сыграл искусственный отбор, достигший к тому времени значительного развития в английском сельском хозяйстве и сделавший привычным взгляд на одомашненных животных и одомашненные растения как на результат такого отбора.

Теория, предложенная Дарвином, развивалась долгое время, вплоть до современности. В настоящее время мнения ученых относительно этой теории весьма не однозначное. Некоторые продолжают ее придерживаться, некоторые находят в ней ошибки и считают, что данный взгляд на эволюцию стоит пересмотреть. Одним из доводов в пользу второго мнения может служить то, что теория эволюции Дарвина не раскрывает сам механизм протекания эволюции живых существ, а только объясняет её причины.

Большую роль в развитии эволюционного учения сыграло открытия законов генетики. Генетика способна объяснить многие происходящие видоизменения организмов. Основоположником этой науки является Г. Мендель. Опыты по скрещиванию разных сортов гороха Мендель проводил в течение восьми лет, начиная с 1854 года. 8 февраля 1865 года Г. Мендель выступил на заседании Брюннского общества естествоиспытателей с докладом «Опыты над растительными гибридами», где были обобщены результаты его работы. Как пишет Мендель в своем докладе: «Поводом для постановки опытов, которым посвящена  настоящая статья, послужило искусственное скрещивание  декоративных растений, производившееся с целью получения новых, различающихся по окраске форм. Для постановки дальнейших опытов с целью проследить развитие помесей в их  потомстве дала толчок бросающаяся в глаза закономерность, с которой гибридные формы постоянно возвращались к своим родоначальным формам» [2, с. 27].

Таким образом, можно утверждать, что теории Дарвина и Менделя в некоторой степени взаимосвязаны. Если теория Дарвина показывала причины и ход эволюции, то благодаря открытиям Менделя можно проследить сам механизм эволюции.

По вопросам эволюции также следует обратиться и к некоторым философским трудам. Например, труд П.А. Кропоткина «Взаимопомощь как фактор эволюции».

Кропоткин анализирует эволюцию и приходит к выводу, что у животных больше развито не уничтожение, а взаимопомощь. Так он пишет о взаимопомощи среди муравьёв: «Если мы возьмём муравейник, то мы не только увидим, что всякого рода работа – воспитание потомства, фуражировка, постройка, воспитание куколок, выкармливание тлей – выполняется согласно принципам добровольной взаимопомощи; но и каждый муравей делится и обязан делится своей пищей, уже проглоченной и отчасти переваренной, с каждым членом общины. Следует взглянуть на их поразительные муравейники, их постройки, превосходящие по относительной высоте людские постройки; их мощёные дороги и крытые галереи – между муравейниками; их обширные залы и зернохранилища; их хлебные поля, их жатвы и «соложение» ими зерна; удивительные «огороды» «зонтичного муравья», который объедает листья и удобряет кусочки земли катышками из пережеванных кусочков листа, причём в этих огородах растёт только одна порода грибков, а все остальные уничтожаются; их рациональные методы выняньчивания яичек и личинок, общие всем муравьям, и построение специальных гнёзд и загородей для выращивания тлей, всё это естественные результаты взаимной помощи» [8, с. 22-23].

Таким образом, если Дарвин в своих работах акцент делал на то, что при естественном отборе выживает сильнейший, наиболее приспособленный вил, то Кропоткин развивает идею о том, что выживают не только наиболее приспособленные, но и виды с развитым инстинктом взаимопомощи.

Теория Мичурина являлась продолжением развития теорий Ламарка и Демокрита. В ней также были отражены положения о том, что приобретенные признаки наследуются и что клетки могут самозарождаться из неклеточной массы. Эту же теорию развивал и другой советский ученый Трофим Денисович Лысенко. На протяжении долгого времени в СССР была признана только эта теория, она считалась единственно верной. Хотя ее ошибочность опровергали поставленные ранее опыты Менделя. Однако в Советские время классическая генетика оказалась под запретом. В 1948 г. На сессии ВАСХНИЛ классическая генетика была объявлена лженаукой. Начались гонения на ученых генетиков. И только в 1970-х годах была признана ошибочность теории Лысенко. Снова начались опыты по генетике Менделя.

Рассмотрев историческую хронологию развития эволюционных идей в биологии, можно выделить в ней несколько этапов. Условно можно разбить развитие эволюционных идей на 4 этапа.

Первый этап начинается от Древнего мира и длится до эпохи Средневековья. Этот этап можно назвать предпосылками к становлению эволюционной биологии, выделению основных направлений изучения эволюции. В это время появляются такие теории, как самозарождение жизни, влияние условий среды на организмы. Основными мыслителями того времени являются Аристотель, Демокрит, Эмпедокл. Многие из теорий, выдвинутых этими философами, нашли свое продолжение в теориях ученых эпохи Возрождения и Нового времени. Некоторые же из этих теорий были опровергнуты при постановке научных опытов.

Следующий этап относится к эпохе Средневековья. В этот период на первый план выходит теория божественного сотворения мира. Все иные теории становятся не допустимыми, начинаются гонения на ученых. Развитие науки идет на спад.

Третий этап развития эволюционных идей относится к эпохе Возрождения и Нового времени. В данном случае названия эпох сами говорят за себя: возрождаются теории, предложенные философами Античности, и создаются новые теории, открываются новые законы. Основными мыслителями этого времени являются: Ламарк, Линней, Дарвин, Мендель. Одни из ученых продолжают придерживаться тории самозарождения, например Ламарк. Другие же открывают новые законы и выдвигают новые теории: Дарвин, Мендель. Третий этап характеризуется началом классификации живых организмов, выдвижением глобальных торий эволюции организмов и открытием новых законов.

Четвертый этап относится к двадцатому веку. На этом этапе продолжается развитие идей, выдвинутых учеными эпохи Возрождения и Нового времени. Отрываются новые законы, подтверждающие выдвинутые теории. Идет активное развитие генетики, начало которой было положено Менделем. Развивается и теория «дарвинизма», хотя в настоящее время не все ученые согласны с ее положениями.

В настоящее время для наиболее эффективного изучения теории эволюции можно предложить консолидированную теорию. Она включат в себя положения теории эволюции Дарвина, теорию Кропоткина и генетику. Из теории Дарвина берется естественный отбор. Безусловно, конкуренция среди животных и растений часто заканчивается тем, что выживают наиболее приспособленные виды. Теория Кропоткина дополняет теорию Дарвина взаимопомощью. И, наконец, генетика объясняет сам механизм формирования вида.

Таким образом, на живые организмы идет влияние извне. Оно выражается в экологических факторах: абиотических, биотических и антропогенных. Внешние условия и деятельность иных организмов влияют на развитие тех или иных видов. Не редко условия окружающей среды влияют на работу ферментов, клетки и непосредственно на ДНК. При изменении условий окружающей среды организму необходимо к ним приспособиться. Этот процесс и начинается с изменения на генном уровне.

В процессе приспособления организмов к окружающей среде выделяются наиболее устойчивые к условиям среды, наименее устойчивые погибают. Так происходит естественный отбор. Среди организмов идет как конкуренция, так и взаимопомощь. Таким образом, в самом организме происходит преобразование на генном уровне (приспособление к температуре, мимикрия, меховой покров, сезонные линьки, анабиоз и др.), идет физическое приспособление (естественный отбор: расширение ареала обитания, увеличение популяции, конкуренция внутри вида, борьба за территорию) и также развитие у некоторых видов механизма взаимопомощи (муравьи, пчелы), что значительно помогает в борьбе за выживание.