«Прошедший год не был отмечен поразительными открытиями, которые тотчас же становятся революцией в той области науки, к которой они относятся», – так подытожил 1858 год Томас Белл, председатель лондонского Линнеевского общества. А 1 июля 1908 года эта же организация академичных натуралистов учредила медаль имени Дарвина и Уоллеса – авторов письма, зачитывание которого на заседании общества ровно 50 годами раньше положило начало теории естественного отбора. Единственным обладателем её золотой версии остаётся сам Альфред Рассел Уоллес.
Полностью теория естественного отбора будет изложена в дарвиновском труде «Происхождение видов» годом позже, но именно 1 июля 1858 года считается днём рождения современной теории эволюции.
Попытки объяснить развитие жизни научным способом предпринимались и до Дарвина с Уоллесом. Платон, например, предполагал «улучшение породы людей за счёт отбора лучших представителей». Две тысячи лет спустя Жан Батист Ламарк высказал гипотезу, согласно которой орган развивается благодаря его постоянному упражнению.
В середине XIX века идея эволюции носилась в воздухе. Неудивительно, что многие биологи, среди которых были Чарльз Дарвин и Альфред Уоллес, не просто занимались описанием новых видов, а пытались открыть тайну их происхождения.
Альфред Рассел Уоллес – британский натуралист, путешественник, географ, биолог и антрополог.
В 1850-е годы Уоллес вместе с Генри Бейтсом проводил исследования бассейна реки Амазонка и Малайского архипелага, по результатам которых им была собрана огромная естественно-научная коллекция и выделена так называемая «линия Уоллеса», отделяющая фауну Австралии от азиатской. Впоследствии Уоллес предложил разделить всю поверхность Земли на зоны – палеарктическую, неарктическую, эфиопскую, восточную (индо-малайскую), австралийскую и неотропическую. Это позволяет считать его основоположником такой дисциплины, как зоогеография.
Подхватив в Малакке малярию, Уоллес на больничной койке стал размышлять о возможности применения к миру живой природы старой мальтузианской идеи о выживании наиболее способных. На этой почве он разработал учение о естественном отборе, наспех изложив его в статье, которую тотчас направил в Англию знаменитому естествоиспытателю Чарльзу Дарвину.
Сразу по получении статьи Уоллеса Дарвин, в то время работавший над своим революционным трудом «Происхождение видов», отписал Чарльзу Лайелю, что никогда не встречал более поразительного совпадения идей двух людей и пообещал, что использованные Уоллесом термины станут главами его книги. 1 июля 1858 года выдержки из трудов Дарвина и Уоллеса относительно естественного отбора были впервые представлены широкой публике – на чтениях в Линнеевском обществе.
Уоллес не считал нужным развивать своё понимание естественного отбора столь обстоятельно и последовательно, как это делал Дарвин, но зато именно он выступил с едкой критикой ламаркизма и ввёл в научный оборот термин «дарвинизм».
Уже к 1865 году интересы Уоллеса полностью обратились к иным феноменам, которым не могла найти объяснения биологическая наука – френологии и месмеризму. Авторитет Уоллеса способствовал распространению в лондонском обществе практики столоверчения. Убедившись в «серьёзности» этих явлений посредством экспериментов, Уоллес стал неутомимым защитником спиритизма и чуть было не вступил в члены Теософского общества, что основательно подорвало его научный авторитет. Маститый учёный полагал, что дарвиновская теория не в состоянии дать объяснения принципиальному различию способностей человека и животных и потому предполагал, что эволюция человекоподобных обезьян в человека не могла обойтись без вмешательства некой «внебиологической» силы.
Впрочем, даже к паранормальным явлениям он подходил с научных позиций. Так, он категорически отвергал возможность переселения душ и жизни на Марсе, о чём даже написал особую брошюру. Столь же скептически относился он и к вакцинациям от оспы.
Чарлз Роберт Дарвин — английский натуралист и путешественник, заложивший основы современной эволюционной теории и направления эволюционной мысли, носящего его имя (дарвинизм).
В своей теории, первое развёрнутое изложение которой было опубликовано в 1859 году в книге «Происхождение видов» («Происхождение видов посредством естественного отбора, или выживание благоприятствуемых рас в борьбе за жизнь»), Дарвин придавал первостепенное значение в эволюции естественному отбору и неопределённой изменчивости.
В 1838-1841 годах Дарвин был секретарём Лондонского геологического общества. В 1839 году он женился, и в 1842-м супруги переехали из Лондона в Даун (графство Кент), где стали жить постоянно. Здесь Дарвин вёл уединённую и размеренную жизнь учёного и писателя.
С 1837 года Дарвин начал вести дневник, в который вносил данные о породах домашних животных и сортах растений, а также соображения о естественном отборе. В 1842 году написал первый очерк о происхождении видов. Начиная с 1855 года, Дарвин переписывался с американским ботаником Греем, которому через два года и изложил свои идеи. Под влиянием английского геолога и естествоиспытателя Чарльза Лайеля Дарвин в 1856 начал готовить третий, расширенный вариант книги. В июне 1858 года, когда работа была выполнена наполовину, получил письмо от английского натуралиста Альфреда Уоллеса с рукописью статьи последнего. В этой статье Дарвин обнаружил сокращённое изложение своей собственной теории естественного отбора.
Два натуралиста независимо и одновременно разработали идентичные теории. На обоих оказала влияние работа Томаса Роберта Мальтуса о народонаселении; обоим были известны взгляды Лайеля, оба изучали фауну, флору и геологические формации островных групп и обнаружили значительные различия между населяющими их видами. Дарвин отослал Лайелю рукопись Уоллеса вместе со своим собственным очерком, а также набросками его второго варианта (1844) и копией своего письма к Грею (1857). Лайель обратился за советом к английскому ботанику Джозефу Гукеру, и 1 июля 1858 года они вместе представили Линнеевскому обществу в Лондоне обе работы.
Ещё до возвращения в Британию Уоллес пришёл к тем же выводам, что и Дарвин, в корне отличающимся от господствовавших в то время креационистских и ламаркистских представлений. Едва выздоровев от малярии, он изложил свои идеи в письме, которое в июне 1858 года получил его более именитый коллега.
Дальнейшее стало редким проявлением джентльменства среди учёных, обычно очень ревностно относящихся к вопросам приоритета.
Дарвин, получив письмо, сразу же сообщил геологу Чарльзу Лайелю, что «никогда не встречал более поразительного совпадения идей двух людей», и пообещал, что использованные Уоллесом термины станут главами его будущей книги. 1 июля 1858 года сообщения Уоллеса и Дарвина в Линнеевском обществе были зачитаны друг за другом. Уоллес, впрочем, всегда считал, что ему не удалось бы развить теорию до того уровня, на который её поднял Дарвин, и даже настаивал на использовании термина «дарвинизм».
С выходом «Происхождения видов» события стали развиваться уже более размеренно. В конце XIX века человечество переоткроет для себя работы Менделя, ещё через пару десятилетий Морган объяснит принципы изменчивости, и лишь в середине прошлого века Уотсон и Крик раскроют структуру ДНК.
По мнению Александра Маркова, ведущего научного сотрудника Палеонтологического института РАН,
в ближайшем будущем революционных прорывов ждать не стоит.
Имеет место лишь количественное уточнение модели, и максимум, что может произойти – это переоценка относительного вклада отдельных элементов эволюционного механизма. Например, постепенных и скачкообразных переходов между группами живых организмов.
По мнению учёного, самые значимые события в развитии теории эволюции за последние 150 лет – это синтез дарвинизма с классической генетикой и материальной основы наследственности и изменчивости – ДНК и генетического кода.
к эволюционисту и ответы на них.
1. Почему обезьяны сейчас не превращаются в людей?
Теория эволюции не подразумевает превращение, скорей это отбор и сохранение наиболее удачных форм жизни для данных конкретных условий. Так что корректней было бы сформулировать вопрос как «почему не возникают новые виды, подобные Homo Sapiens».
Во-первых, большинство живущих сейчас видов обезьян – это не наши предки, а наши «троюродные братья и сёстры», также эволюционировавшие из общих предков. Во-вторых, упомянутые «превращения» не исключены, но чтобы они проявились необходимы десятки и сотни тысяч лет, кроме того, ниша уже занята расселившимися по всей планете людьми, которые вряд ли согласятся уступить место новым неандертальцам через пару сотен тысяч лет.
2. Почему эволюция закончилась на человеке?
Воззрения, что человек – вершина эволюции, в корне не верны, если не принимать в расчёт духовную составляющую. С точки зрения теории эволюции, биологически прогрессивными являются наиболее распространенные группы животных, в которых идёт интенсивное видообразование.
У «древа жизни» в каждый конкретный момент нет ствола и нет вершины, есть отдельные ветви, ничем не уступающие друг другу в высоте. При этом каждая группа животных занимает свою экологическую нишу. Там, где условия обитания хуже всего соответствуют облику животных и растений, эволюция и идёт быстрее всего; точнее – ярче проявляется.
Если «измерять» степень эволюции в количестве и оригинальности приспособлений, то первое место скорее займут круглые черви, если в соотношении размеров с точностью организации – насекомые. Человек опережает другие группы лишь по развитию нервной системы, хотя многочисленные животные достигли биологического прогресса и без высшей нервной деятельности.
А по сравнению с умением бактерий выживать в экстремальных условиях в течении тысяч лет способность выстраивать причинно-следственные связи не кажется такой уж совершенной.
3. Зачем «эгоистичным» диким животным тратить ограниченные ресурсы на своё потомство?
Главная цель всего живого – добиться прогрессии своего вида. Чаще всего это происходит за счёт «индивидуальных вкладов» в собственное потомство, хотя нередко животные объединяются в колонии и группы для того, чтобы достичь большего успеха.
Как и в случае других признаков, стремление к воспроизведению и забота о потомстве – один из критериев естественного отбора. В популяциях постоянно появляются особи, не «желающие» оставить потомков, или не проявляющие должной заботы, что видно и в человеческом обществе. Но такие гены и культура исчезают вместе с их носителями.
4. Как мелкие мутации могут привести к появлению совершенно новых признаков, новых органов? Как могут случайные замены букв в ДНК привести к тому, что в результате появится целое законченное произведение?
Иногда бывает достаточно одной перестановки нуклеотида в последовательности ДНК, чтобы полностью изменить какой-нибудь признак. Конечно, одной мутации недостаточно, чтобы руки превратились в крылья, а на лбу вырос глаз. Именно поэтому этого и не происходит каждый день. Чаще всего мутации вовсе проходят незамеченными для организма или же оказываются негативными, когда новый организм утрачивают определённую функцию. Такие изменения ДНК и не закрепляются в поколениях.
Новые гены, а соответственно и белки, возникают очень редко, и не сразу занимают «своё» место. Например, у одноклеточных водорослей есть гены, которые попросту «не используются», а у многоклеточных организмов именно они отвечают за взаимодействие отдельных клеток – в этом случае изменения происходят в регуляторной части генома.
Даже если новый ген и белок появляются, ещё не факт, что организм «найдёт ему применение», и это даст ему преимущество перед сородичами. Однако не исключается и то, что признак, не отягощающий развитие, останется. Подобные мутации называются «нейтральными». Потом через тысячу, а может быть – миллионы лет могут встретиться две особи, у одной из которых будут гены, отвечающие за первую половину глаза, а у другой – за вторую. Их потомство обретёт зрение, что уже станет серьезным преимуществом и передастся следующим поколениям.
5. Если переходные формы между, скажем, водными и земными тварями не были идеально приспособлены к жизни ни в воде, ни на суше, как же они выдержали конкуренцию и естественный отбор?
Выход из воды на сушу, пожалуй, даже легче представить, нежели возникновение птиц, ведь как таковой конкуренции за ресурсы переходные формы не испытывали.
Для завершения начатого было необходимо, чтобы эти переходные формы просуществовали не одно поколение, и среди их потомков нашлись наиболее приспособленные к новой среде. Этот феномен можно объяснить избытком ресурсов и отсутствием хищников. В противном случае переходные формы были бы сразу уничтожены, что, безусловно, и происходило при неудачных попытках – о которых, впрочем, мы вряд ли когда-нибудь узнаем.
Кроме того, эти процессы протекали в изолированных экосистемах, где конкуренция была не так выражена, яркий пример тому – пересыхающие водоемы, в которых рыбы попросту не выживали.
А отсутствие старых переходных форм в современной флоре и фауне лишь подтверждает правило естественного отбора, когда хуже приспособленные переходные формы со временем уступили место новым видам.
6. Как появились желудок, кишечник, пищевод и другие органы пищеварительной системы, так хорошо приспособленные друг к другу и к работе, которую они выполняют, если единого плана этой системы ещё не было?
Отсутствие «единого плана» на заре создания характерно для всех органов и систем. Постепенно новые варианты возникали и исчезали, оставляя после себя атавизмы и рудименты. Природе оставалось лишь отбирать лучшие, наиболее приспособленные к данным условиям обитания, в данном случае – к режиму питания.
Хотя «прообраз» пищеварительной системы – трубка с отдельными железами, дошел до нас неизменным от кольчатых червей. Некоторые усовершенствования вроде печени и желудка, носили общий характер; частности в строении отделов характерны для хорошо приспособленных форм – например жвачных и хищных среди млекопитающих.
7. Мы не можем жить без бактерий в нашем желудке, а они не могут жить без нас. Кто возник первым - эти бактерии или наши желудки? Как жили первые, пока не возникли вторые?
Эта проблема носит более общий характер: симбиоз видов проявляется и у растений, объединяющих свою корневую систему с гифами грибов, или же предоставляющих «кров» бактериям, усваивающим азот.
В случае симбиоза всегда есть два вида, которые и друг без друга хорошо обходятся, но случайное сожительство предоставило обоим ряд преимуществ перед другими представителями этих двух популяций. Потом начинается постепенное «притирание» видов друг к другу – они даже могут терять ряд функций, перекладывая их на другой организм. В результате те виды, которые есть сейчас, совсем не похоже на те, которые были до симбиоза.
Симбиоз может и не закончиться видообразованием – есть бактерии, которые прекрасно чувствуют себя и в кишечнике, принося «хозяину» пользу, и в живой природе. В таком случае говорить об «одномоментном» возникновении нельзя.
8. Как у человека возникли любовь, сочувствие, умение прощать и великодушие? Они же не помогают побеждать в борьбе за существование.
Для социальной эволюции также характерен естественный отбор – как в положительном, так и в отрицательном вариантах. Только эти принципы не обладают такой универсальностью для всех популяций. Например, библейские заповеди в той или иной форме характерны для большинства современных обществ, но для некоторых многоженство в порядке вещей, поскольку именно такая форма наиболее выгодна для быстрого продолжения рода.
И хотя на вопрос о возникновении «общечеловеческих ценностей» до создания искусственного интеллекта ответить сможет только психология, их распространение в обществе также подчиняется теории эволюции. Помощь ближнему, сострадание и сочувствие помогает не отдельным особям, а всему виду выживать.
В данный момент мы наблюдаем ещё более интересный феномен быстрой эволюции всего нашего подвида. Возможности к миграции и глобализация практически стёрли «границы», столкнув не только расовые, но и культурные отличия. В свое время расы сформировались из-за различий в климатических условиях. Культуры эволюционировали вместе, даже разделенные языковыми барьерами и государственными границами. Сейчас в крупных городах можно наблюдать конкуренцию культур разных народов, а в масштабе всей планеты – естественный отбор языков и религий на примере «конфликта» западного и восточного мира. Только культура развивается отдельно, будучи не всегда связанной с размножением.
9. Если теория эволюции Дарвина - научная, то какие предсказания она сделала, которые подтвердились?
В первую очередь, древо жизни, построенное сто лет назад исходя из сходства в строении животных, за небольшими исключениями, было подтверждено генетическими методами.
Кроме того, Дарвин описал изменение и передачу признаков, не обладая даже основами современной генетики, полностью вписавшейся в его теорию. Так же и с принципами изменчивости, неизвестными во времена «Происхождения видов», но описанными в виде случайного появления новых признаков.
10. Если эволюция идёт за счёт мелких мутаций, то почему все они идут в одну сторону - в сторону улучшения? Не должно ли было всё застопориться в некотором равновесном состоянии, где количество обезьян, превращающихся в человека, равно количеству людей, превращающихся в обезьян?
Мутации не всегда идут в сторону улучшения, что хорошо видно на примере наследственных заболеваний. Естественный отбор как раз и позволяет отобрать «хорошие» в данных условиях окружающей среды мутации.
Обратные «превращения», а точнее — обратный ход эволюции, невозможны даже исходя из определения этого биологического феномена. Кроме того, вероятность возникновения нового вида настолько мала, что рассчитывать на одновременное возникновение двух маловероятных событий просто не приходится.
Безусловно, если вдруг на Земле сформируются такие условия, в которых будет выгодно «отказаться» от умения мыслить и строить себе жилища, то человечество может эволюционировать в подобных обезьянам существ, только эти новые виды должны обладать перед существующими обезьянами и людьми какими-нибудь преимуществами, дающими возможность конкурировать за ресурсы.
В любом случае подобные сценарии больше похожи на фантастические фильмы, нежели на ход истории.
Несмотря на сомнения креационистов, глобальных «прорех» в современной теории эволюции уже не осталось.
«Прогресс есть во всех направлениях, – говорит Марков. – Но есть две области, в которых белых пятен осталось больше, чем в других».
Эти области – путь от генов и яйцеклетки к взрослому организму и вопрос о происхождении жизни и химической эволюции первых её форм. В последнем, кстати, даже сам Дарвин пошел на уступку апологетам «создания».
Креационизм в ближайшем будущем имеет все шансы стать альтернативой современным представлениям об эволюции в американских школах. Как показали Майкл Беркман и соавторы опубликованной в Public Library of Science работы, подобных взглядов на развитие видов придерживаются не только школьники, но и учителя, что гораздо страшнее.
Каждый восьмой преподаватель в своей работе представляет креационизм – гипотезу о одномоментном создании всего сущего, реальной альтернативой теории эволюции. Но и это не отражает «социального запроса» — 38% американцев хотели бы, чтобы креационизм преподавали вместо эволюции как единственно возможный вариант.
Беркман выяснил, что подобное расхождение не связано с различиями в государственном регулировании аспектов преподавания, а обусловлено образованием и религиозными воззрениями самих учителей.
Менее одной трети учителей верят, что Бог не принимал участия в эволюции, около половины – в то, что он так или иначе участвовал, и оставшаяся одна шестая полагает, что именно Бог создал человечество около 10 000 лет назад. Придерживающиеся религиозных или креационистских взглядов преподаватели тратят на преподавание этой отрасли биологии значительно меньше времени, нежели их коллеги. А имеющие хорошее образование преподаватели уделяют эволюционным аспектам до 60% больше времени, нежели педагоги с худшей профессиональной подготовкой по биологии.
Основные принципы эволюционной теории за 150 лет мало изменились, однако возникло новое понимание некоторых вопросов.
Часто с дарвинизмом связывают и философию Ницше и его последователей, и евгенику. Тем не менее, идеология социальной эволюции возникла ещё раньше, в работах Герберта Спенсера, а приход дарвинизма лишь переформулирована её в более чётких биологических терминах, заодно подправив и логику этого подхода.
Однако, как поясняет Александр Марков, от очень упрощённого «Слабые уступают сильным» учёные отказались уже давно. Идеология естественного отбора сейчас: распространяются те гены и признаки, которые эффективнее всего обеспечивают собственное распространение. Это кажущееся едва ли не тавтологией утверждение, на самом деле обладает огромной силой. Иногда, например, складывается ситуация, когда для эффективного распространения собственных генов выгодно быть альтруистом, помогать другим и даже жертвовать собой: на способность генов к распространению влияет множество разных факторов.
Например, с точки зрения естественного отбора пожертвовать жизнью ради спасения двух родных братьев или двух собственных детей может быть выгодно, (так как у тех и других как минимум 50% генов идентичны твоим). Такое поведение будет поддерживаться естественным отбором: в этом случае получается, что «сильный» - это тот, кто пожертвовал собой и погиб, а «слабый» -тот, кто выжил. С точки зрения естественного отбора важно только одно: сколько «твоих» генов в итоге будет передано следующим поколениям. И эта задача далеко не всегда наиболее эффективно решается силовыми методами. Понимание этого - одно из важных «поздних дополнений» к дарвиновской теории, относящееся примерно к 50-м - 60-м года XX века.
Впрочем, следы упрощённого понимания дарвинизма можно отыскать и в других областях. Например, в социологии есть «теория мема», согласно которой единицы социокультурной информации распространяются подобно генам. Очень похожие на биологические принципы отбора при этом обеспечивают развитие культуры. А у физиков встречается так называемый «квантовый дарвинизм» – теория возникновения классического описания мира из квантовых законов, согласно которой классические параметры просто наиболее устойчивы к так называемой квантовой декогеренции, быстрее размывающей описания, основанные на других параметрах.
Наверное, Дарвин и Уоллес даже не подозревали о том, насколько будут расширены их выводы о внешнем виде и развитии отдельных видов животных.
