Концепция эволюции в биологии

Понятие эволюции употребляется в разных смыслах, но большей частью отождествляется с развитием. В ходе изложения нам уже приходилось рассуждать о глобальной эволюции Вселенной, геологической эволюции и эволюции живой природы. Во всех этих случаях под эволюцией подразумевался процесс длительных, постепенных, медленных изменений, которые в конечном счете приводят к изменениям коренным, качественным, завершающимся возникновением новых материальных систем, структур, форм и видов. Именно такой смысл придается понятию эволюции в теории Дарвина и появившихся после нее гипотезах и теориях.

В этой главе мы познакомимся с основными идеями как классической эволюционной теории Дарвина, так и неклассических теорий, в которых были обобщены результаты новых открытий в области наследственности, изменчивости и естественного отбора.

15.1. Предшественники эволюционного учения

Идеи о постепенном и непрерывном изменении всех видов растений и животных высказывались задолго до Ч. Дарвина многими учеными. Наиболее интересными представляются взгляды Ж. Б. Ламарка, который считал, что изменения живых организмов происходит под направляющим воздействием условий окружающей среды. Именно под воздействием этой среды организмы приобретают благоприятные для жизни свойства, которые затем передаются по наследству. Сторонники Ламарка в качестве иллюстрации приводят пример, каким образом у жирафов появилась длинная шея и ноги. Предок жирафов, питавшийся листьями с деревьев, полагали они, имел недлинные ноги и короткую шею и поэтому постоянно вынужден был вытягивать ее, чтобы достать листья с верхушек деревьев. Даже незначительные уд-

линения шеи и ног, передаваясь по наследству, постепенно, в ряде поколений могли привести в конце концов к коренному изменению их анатомического строения. Стало быть, эволюция организмов, с точки зрения ламаркизма, происходит в результате упражнения или не упражнения тех или иных его органов и частей. Те органы, которые систематически упражняются в ходе приспособления к среде, совершенствуются и развиваются. Конечно, в результате систематических упражнений можно добиться заметных успехов, например, в укреплении мускулатуры, но эти способности, как известно, не передаются по наследству. Между тем, согласно взглядам ламаркистов, изменения, приобретенные родителями в процессе приспособления к среде, должны непосредственно передаваться потомкам и, следовательно, наследоваться ими.

Таким своеобразным путем, под влиянием окружающей среды, медленно и постепенно происходило формирование новых организмов и их видов с иными свойствами и функциями, которые давали им возможность приспособиться к изменившимся условиям существования в среде. Это был самый уязвимый и слабый пункт в концепции эволюции Ламарка. Кроме того, он верил, что способность к самосовершенствованию и развитию заложена в самой природе живого существа — взгляд, который с теми или иными вариациями встречается в последующих неодарвинистских концепциях эволюции.

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

Возвращаясь к Ламарку, следует отметить, что существенный недостаток его воззрений состоит в том, что, по его мнению, все приобретенные живыми организмами благоприятные признаки и свойства передаются родителями потомкам и, следовательно, оказываются наследственными, а значит, определяют ход всей дальнейшей эволюции. С точки зрения ламаркистов, изменения, связанные с упражнением и совершенствованием органов и функций тела, прямо и непосредственно определяют ход эволюции в природе, т.е. она оказы-

вается строго определенной условиями окружающей среды. Никаких случайных изменений ламаркизм, по сути дела, не признает. Таким образом, эволюция в природе, согласно Ламарку, строго детерминирована и совершается по жесткой схеме: окружающая среда=>изменения в организме=>передача их по наследству=>новый вид.

Хотя дарвиновская концепция эволюции также признает существование такой групповой изменчивости, которую организмы приобретают под действием определенного фактора внешней среды, но она считает, что только случайные индивидуальные изменения, оказавшиеся полезными, будут использованы природой в процессе естественного отбора. Организмы с полезными признаками выживают в борьбе за существование и оставляют потомство. Именно таким путем они могут передавать новые, полезные признаки по наследству и тем самым влиять на процесс дальнейшей эволюции.

15.2. Чарлз Дарвин - основоположник теории эволюции

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

Первый принцип постулирует, что изменчивость является неотъемлемым свойством живого.

В природе нельзя обнаружить два совершенно одинаковых, тождественных организма. Чем тщательнее и глубже мы изучаем природу, тем больше убеждаемся во всеобщем, универсальном характере принципа изменчивости. При поверхностном взгляде может, например, показаться, что все деревья в сосновом бору одинаковые, но более внимательное изучение может выявить некоторые различия между ними. Одна сосна дает более крупные семена, другая — в состоянии лучше переносить засуху, третья — обладает повышенным содержанием хлорофилла в иголках и т.д. При обычных условиях эти различия не оказывают заметного влияния на развитие деревьев. Но в крайне неблагоприятных условиях каждое такое мельчайшее отличие способно стать именно тем решающим изменением, которое определит, останется ли этот организм в живых или будет уничтожен.

Дарвин различает два типа изменчивости. К первому типу, который называется индивидуальной или неопределенной изменчивостью, он относит ту, которая передается по наследству. Второй тип он характеризует как определенную или групповую изменчивость, по-

234

скольку ей подвержены те группы организмов, которые оказываются под воздействием определенного фактора внешней среды. В дальнейшем неопределенные изменения обычно стали называть мутациями, а определенные— модификациями.

Второй принцип теории Дарвина заключается в раскрытии внутреннего противоречия в развитии живой природы. Оно состоит в том, что, с одной стороны, все виды организмов имеют тенденцию к размножению в геометрической прогрессии, а с другой — выживают и достигают зрелости лишь в арифметической прогрессии, т.е. небольшая часть потомства.

Достаточно отметить, что многие растения дают десятки и сотни тысяч семян, а рыбы выметывают от нескольких сот до нескольких миллионов икринок. В этих условиях как раз и развертывается борьба за выживание, которую чаше всего называют борьбой за существование. Однако, как подчеркивает Дарвин, термин «борьба за существование» представляет собой метафорическое выражение, с помощью которого характеризуются различные отношения между организмами.

Она охватывает как сотрудничество внутри одного вида в борьбе против другого, так и конкуренцию между ними (в добывании пищи, занятии лучшего места обитания, за лидерство в группе и т.п.). Соответственно этому различают межвидовую и внутривидовую борьбу, причем наиболее ожесточенная борьба возникает между сходными организмами, поскольку именно они имеют одинаковые потребности.