09.04.2014 г.

  На главную раздела "Академик Сапунов В.Б."





          5. Основные законы эволюционной биологии

          Эволюционная биология – раздел биологической науки, объясняющий закономерности исторического развития животного мира. Правильнее говорить не об одной, а о нескольких теориях эволюции. ”Все течет, все меняется” — такова самая древняя формулировка идеи эволюционного развития, предложенная древнегреческим философом Гераклитом. На научную основу теорию эволюции положил в 1809 г. Ж.Ламарк (1744 – 1829). Он показал, что организмы развиваются от простых к более сложным. В качестве основного механизма эволюции он назвал наследование приобретенных признаков: ”Жирафа тянет голову вверх, поэтому, у её потомков шея оказывается все длиннее и длиннее”. Современная наука отвергает такое объяснение механизмов эволюции. Ч.Дарвин в 1859 г. открыл важнейший механизм эволюции — естественный отбор. Это — выживание и преимущественное размножение наиболее приспособленных организмов, наиболее соответствующих тем требованиям, которые предъявляет окружающая среда.

          Ученый формулировал свое кредо так:

          “Любопытно созерцать густо заросший берег, покрытый многочисленными, разнообразными растениями, птиц, поющих в кустах, насекомых, порхающих вокруг, червей, ползающих в сырой земле, и думать, что все эти прекрасно построенные формы, столь отличающиеся одна от другой, и так сложно одна от другой зависящие, были созданы благодаря законам, еще и теперь действующим вокруг нас. Эти законы в самом широком смысле — Рост и Воспроизведение, Наследственность, почти необходимо вытекающая из воспроизведения, Изменчивость, зависящая от прямого или косвенного действия жизненных условий и от упражнения и неупражнения, Прогрессия размножения, столь высокая, что она ведет к борьбе за жизнь и её последствию — Естественному отбору, влекущему за собой Расхождение признаков и Вымирание менее совершенных форм. Таким образом, из войны природы, из голода и смерти непосредственно вытекает самый высокий результат, какой ум в состоянии себе представить — образование высших животных. Есть величие в этом воззрении, по которому жизнь с ее различными проявлениями творец первоначально вдохнул в одну или ограниченное число форм, и между тем, как наша планета продолжала вращаться согласно неизменным законам тяготения, из такого простого начала развилось и продолжает развиваться бесконечное число самых прекрасных и самых изумительных форм”. (Ч.Дарвин. Происхождение видов путем естественного отбора. Соч., т. 3, М.-Л., Изд-во. АН СССР, 1939, с. 666).

          С мнением Дарвина о том, что естественный отбор – ведущий фактор эволюции, соглашались и ныне соглашаются не все ученые. В 20-е годы прошлого века советский ученый Л.С.Берг выдвинул теорию номогенеза, не потерявшую своей актуальности до наших дней. Согласно Бергу отбор имеет только стабилизирующую форму, сохраняющее среднее значение. Новые же формы возникают в эволюции на основе внутренних закономерностей, закодированных в наследственном аппарате и на основе физико-биологических законов. Какую-то часть эволюционного процесса теория Берга, безусловно, объясняет. В 70-е годы прошлого века группа палеонтологов, в частности С.Голд, С.Стенли (США), Е.Врба (ЮАР) выдвинул теорию «прерывистого равновесия», частично повторяющую идеи Берга. По мнению сторонников этой теории, есть ограниченное число устойчивых форм. Эволюция идет скачками от одной устойчивой формы к другой, минуя промежуточные состояния.

          Еще один подход к проблемам эволюции предложил петербургской ученый В.М.Бурень. Его работы появились именно в тот период развития биологической науки, когда на повестку дня стал поиск баланса между принципом отбора и внутренними механизмами формообразования. Наряду с «законами роста», признаваемыми с прошлого века, наряду с молекулярно-генетическими закономерностями, Бурень предложил еще один механизм формообразования – законы адгезии клеток. Свое кредо он сформулировал так:

          «Только клетки, способные к сильной адгезии после деления, формируют популяции, в которых клетки локально дифференцируются и популяции образуют зачатки органов…

          Высшие организмы состоят из клеток, способных образовывать популяции с многими слоями плотно упакованных клеток…

          Популяция с критическим числом клеток локально дифференцирует клетки.

          Эмбриональные клетки, контактируя с дифференцированными, получают от них метаболиты, ориентированно делятся и образуют зачатки органов».

          Таким образом, речь идет о принципиально важном синтезе – законов цитологии и законов эволюции.

          Основные скачки в области понимания эволюционного процесса имели место на основе синтезов — эволюционизма и классической генетики (Добржанский), молекулярной генетики (Докинз, Кимура), палеонтологии (Голд). Бурень предложил еще один синтез.

          Безусловно, эволюция – очень сложный до конца не объясненный процесс. Каждая из вышеназванных теорий объясняет лишь часть его. Теория Дарвина – наиболее разработанное эволюционное учение. По мнению большинства современных эволюционистов, дарвинизм хорошо объясняет микроэволюцию, т.е. появление новых подвидов и разновидностей. И не только объясняет, но является теоретической основой селекции – выведения новых пород животных и сортов растений. Появление же новых видов (макроэволюция) – очень сложный и до конца не понятный процесс.

          Один из вариантов естественного отбора — половой подбор, т.е. преимущественное вступление в половые контакты самых приспособленных. Современная теория эволюции — важный раздел биологии и философии.

          Ведущая современная научная парадигма, объясняющая эволюционный процесс — синтетическая теория эволюции, созданная С.С.Четвериковым, Ф.Г.Добржанским и другими биологами. Эта теория — суть объединение теории Дарвина с достижениями генетики начала ХХ в. По мнению большинства современных ученых, дарвинизм адекватно объясняет микроэволюцию, т.е. эволюцию на внутривидовом уровне. Макроэволюция, т.е. эволюция на надвидовом уровне, нуждается для своего понимания в других эволюционных учениях, еще до конца не разработанных,

          Важная составляющая современного эволюционного учения — представление о факторах эволюции. Факторы эволюции — движущие силы эволюционного процесса.

          Дарвин приводил три фактора эволюции – изменчивость, наследственность и отбор. Первые два были им указаны без понимания их причин и сущности. Законы наследственности и изменчивости вскрыты лишь в ХХ в. наукой генетикой.

          Современная наука в целом принимает положения Дарвина, однако развивает их дальше. Существенное развитие претерпело учение о факторах эволюции. Таковых выделяют четыре. Первый — естественный отбор. Согласно концепции естественного отбора в борьбе за жизнь побеждает самый приспособленный. Он имеет наибольшие шансы выжить и оставить потомство. Это — не обязательно самый сильный, самый ловкий или самый умный. Он должен быть таким, который наиболее соответствует данным условиям среды. Выделяют несколько форм естественного отбора. Во-первых, отбор движущий, меняющий значения среднего в популяции. Во-вторых, отбор стабилизирующий, действующий в пользу средних форм в популяции. В третьих, отбор дизруптивный, действующий против среднего, дающий преимущество наиболее удаленным от средних форм. Отечественные ученые (Д.К.Беляев, Н.Н.Воронцов) выделили так называемый дестабилизирующий отбор, расширяющий изменчивость в популяции. Иногда как самостоятельную форму указывают частото-зависимый отбор, дающий преимущества редким формам (Ф.Добржанский). Заканчивая разговор об отборе, нужно заметить — разные формы отбора действуют одновременно, взаимодействуя, и дополняя друг друга.

          Второй фактор эволюции, согласно современной эволюционной доктрине — мутационный процесс, или мутагенез, т.е. появление новых наследственных вариаций. Мутации — кирпичики, из которых строятся здания новых биологических видов. Но сами по себе кирпичики не превращаются в новые здания. Так, в зоне Чернобыльской катастрофы у живых организмов и людей появилось много новых мутаций. Но новых видов так и не появилось. Условия внешней среды, определяющие направление естественного отбора, не способствовали появлению в этих местах новых видов. Третий фактор эволюции — популяционные волны — периодические колебания численности вида. Это явление легко наблюдать в квартире, где есть тараканы. Независимо от того, травить их или нет, тараканов периодически становится то больше, то меньше. Вместе с отбором и мутационным процессом (вызванным, в частности, действием инсектицидов) популяционные волны приводят к появлению новых рас. Высокая скорость эволюции у тараканов делает мало эффективной борьбу с ними. Четвертый фактор — изоляция, т.е. разделение особей одного вида географическими и иными барьерами. Например, когда из Евразии в Америку перешло стадо зубров, они стали удаляться от своих предков, и породили новый вид — бизон, пока еще очень близкий к зубру.

          Все факторы эволюции действуют и в человеческом обществе, но с поправкой на его социально-биологическую сущность. Хотя и в ослабленном виде, но эволюция человека продолжается.

          Вопросы для самопроверки

          1. Почему палеонтологическая летопись неполна?
          2. Что такое тафономия?
          3. Как меняется количество биологических видов в эволюции?

          Вопрос для обдумывания

          1. Могут ли в наши дни существовать живые динозавры?


В начало                               Продолжение
 

Добавить комментарий Сообщение модератору


Защитный код
Обновить