ЭВОЛЮЦИОННОЕ УЧЕНИЕ
Теорию эволюции, науку о закономерностях и причинах эволюционного процесса, часто называют эволюционным учением, подчеркивая важность его для науки о живом.
Существуют десятки вариантов различных эволюционных концепций. Основное различие их в том, какую изменчивость берут они за основу эволюции — определенную, направленную, приспособительную или же неопределенную, ненаправленную и оказывающуюся приспособительной только случайно.
Первая группа концепций и гипотез традиционно связывается с именем Ж. Б. Ламарка. В 1809 г. Ламарк предположил, что все живые организмы целесообразно приспосабливаются к условиям среды. Так он объяснял одну из особенностей эволюции органического мира — приспособляемость. Прогрессивную эволюцию, появление форм, более сложных и совершенных, он объяснял «законом градаций» — стремлением живых существ усложнять свою структуру. Раз возникнув, приспособительные изменения далее, по мнению Ламарка, способны передаваться по наследству (концепция «наследования благоприобретенных признаков»). Так возникла система взглядов на эволюционный процесс, названная ламаркизмом. Нетрудно видеть, что концепция Ламарка ничего не объясняет. Согласно ей, виды эволюционируют, приспособляясь и усложняясь, потому что у них такие свойства — приспособляться и усложняться. Ламаркистские взгляды имеют сторонников и в наши дни, хотя те не всегда согласны называться ламаркистами. Причины направленных изменений разные авторы объясняют различно, но их можно свести к двум: направленное влияние внешней среды (например, белый медведь побелел от снега) или же способность самого организма.
Такие гипотезы называют телеологическими (от греческих слов teleos — результат и logos — учение). Телеологический взгляд на протекающие в природе процессы имеет давнюю историю, впервые его высказал античный философ Аристотель. Согласно Аристотелю, причина развития — будущая цель. Так и в эволюции по Ламарку — большая приспособленность потомков возникает в результате целенаправленной изменчивости предков.
Идеалистические телеологические учения об эволюции нарушают основной закон современного естествознания — закон причинности, согласно которому будущее не может влиять на настоящее, так же как и настоящее не может влиять на прошлое. Экспериментальная проверка «законов» Ламарка показала их несостоятельность. Строго говоря, достаточно понять, что система взглядов Ламарка нарушает закон причинности, и нужда в таких экспериментах отпадает. Не строят же сейчас вечные двигатели, чтобы лишний раз убедиться в правоте закона сохранения энергии. Согласно ламаркизму, предполагается, что живые организмы способны сами находить верное решение, как себя улучшить, и, более того, сами же способны свое решение осуществлять. Зная, как сложно устроен организм, легко понять, что ни то ни другое невозможно.
Концепция Ламарка бессильна объяснить подавляющее большинство эволюционных приспособлений, например кубаревидную форму яиц морской птицы кайры, не скатывающихся с выступа скалы, все формы и структуры цветков, направленные на повышение вероятности опыления, образование плаценты и млечных желёз у млекопитающих и многое другое. Если ее принять, то придется допустить, что живая природа обладает даром предвидения на много поколений вперед.
А как же направленная изменчивость, описанная у всех живых организмов, от бактерий до человека? Например, способность бактерий синтезировать специальный фермент в ответ на появление в среде субстрата для этого фермента. Так, в ответ на появление в среде сахара лактозы у бактерий появляется фермент — га-лактозидаза, расщепляющая этот сахар. Летний загар у светлокожих людей появляется в ответ на действие лучей солнца. Направленная изменчивость не причина, а всегда результат эволюционного процесса. Способность к ней — такое же приспособление, возникающее на протяжении многих поколений. Поэтому она не может быть доказательством правоты ламаркизма, скорее, наоборот, подтверждает его несостоятельность. Бактерии имеют в ДНК ген галактозидазы, приобретенный в эволюции, так же как и механизм, обеспечивающий включение именно этого гена при появлении в среде лактозы. В клетках кожи человека также уже имеются ферменты синтеза черного пигмента — меланина, и лучи солнца лишь активируют этот процесс.
Другое эволюционное учение, разделяемое и развиваемое сейчас подавляющим большинством ученых, ведет начало от теории Ч. Дарвина (см. Дарвинизм). Дарвинизм исходит из неопределенной, ненаправленной изменчивости, которую доказывать не нужно, она видна всем, кто хоть раз наблюдал несколько особей одного вида (коров в стаде, щенят одного помета, растения в лесу и на поле). Эта изменчивость неприспособительна, она возникает независимо от условий внешней среды, с которыми сталкивались предки или встретятся потомки. Нам хорошо известен и механизм этой изменчивости: это мутации, происходящие в ДНК- Очевидно, что мутации не могут быть приспособительными, так как причины, их вызывающие, никак не связаны с тем, за что этот ген отвечает. Но иногда некоторые случайные изменения оказываются благоприятными для жизни и размножения в данных конкретных условиях. Носители этих изменений имеют большую вероятность оставить потомство и становятся победителями в борьбе за существование. Естественный отбор и оказывается главной движущей силой эволюции, придающей ей направленность. Так возникает целесообразность, приспособленность.
Хорошо объясняет дарвинизм и прогрессивную эволюцию. Сложные, высокоорганизованные формы побеждают в жизненной борьбе более простых не потому, что они более сложные, а потому, что они лучше приспособлены к окружающим условиям. Там, где условия внешней среды не дают особого преимущества сложным формам, они и не возникают. А при упрощении внешней среды наблюдается не прогресс, а, наоборот, регресс — движение назад, в сторону упрощения, потери ненужных для биологического вида структур и признаков. Например, переход некоторых червей к паразитизму в организме хозяина, где они всегда обеспечены питанием, привел к тому, что эти черви — гельминты (глисты) потеряли органы чувств, а некоторые и кишечник.
Дальнейшее развитие эволюционного учения связано с успехами генетики, и особенно исследованиями изменчивости. Дарвин говорил лишь об общей категории неопределенной изменчивости. Теперь ее подразделяют на мутационную (см. Мутация) и комбинационную, или комбинативную. С момента разделения изменчивости на эти две категории возникают предпосылки для создания новой, синтетической теории эволюции. Ее так называют потому, что она является синтезом дарвинизма, классической генетики и теории популяций. Суть ее в следующем: вновь образующиеся изменения генов, а также появляющиеся при этом в результате полового процесса комбинации генов подвергаются отбору под действием факторов внешней среды.
Много новых данных получено и об отборе. Теперь различают как индивидуальный отбор наиболее приспособленных особей, так и семейный, групповой (отбор семей муравьев, пчел, стад копытных, стай обезьян и т. д.).
Немаловажную роль в эволюции играют чисто случайные процессы, происходящие в малых популяциях. Например, если в какую-нибудь отдаленную от места обитания вида местность попадет несколько его представителей, вряд ли они будут носителями всех генов этого вида — и эволюция на новом месте пойдет несколько иначе.
Третий, современный этап в развитии эволюционного учения начался с появлением на свет молекулярной биологии, в первую очередь молекулярной генетики. Многие факты, казавшиеся несомненными, сейчас пересматриваются. Например, мутации оказались не таким уж редким событием. Отбор их начинается уже на стадии формирования половых клеток —гамет и ранней стадии развития зародышей. Чрезвычайно расширились наши познания о рекомбинациях, «перемешиваниях» генов в процессе эволюции. Оказалось, что половой процесс, состоящий из мейоза и случайной встречи гамет при оплодотворении, не единственный источник генетического разнообразия. Гены могут переноситься от организма к организму вирусами (трансдукция). У прокариот различные варианты трансдукции, помимо мутаций, — практически единственный источник материала для эволюции. У эукариот половой процесс потеснил все иные способы генетической рекомбинации. Однако неполовой перенос генов есть и у высших организмов, хотя роль его, вероятно, незначительна.
Основной принцип дарвиновской теории эволюции — естественный отбор случайных, ненаправленных изменений генетического материала — остается по-прежнему незыблемым принципом современного эволюционного учения. Только этот процесс делает эволюцию направленной, обеспечивая приспособленность организмов к окружающй среде и повышение уровня их организации.
