Глава 4. ПРОБЛЕМЫ ЭВОЛЮЦИИ И ЕСТЕСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ ОРГАНИЗМОВ.

Возможно, прежде губ уже родился шёпот,
И в бездревесности кружилися листы.
И те, кому мы посвящаем опыт,
До опыта приобрели черты.

И. Мандельштам

      Если понимать под основой теоретической биологии прежде всего теорию эволюции живых существ и попытаться разобраться в степени развития, а также направлении этой науки, то необходимо прежде всего определиться с терминами, обозначить комплекс проблем, мешающих развитию данной науки, и наметить пути их преодоления. Среди множе-ства определений понятия "эволюция" остановимся на трёх. В биологи-ческом энциклопедическом словаре читаем:

      "Эволюция (от лат. еvolution - развёртывание) - необратимый процесс исторического изменения живого. Из многочисленных нена-правленных мутаций как элементарного эволюционного материала естественный отбор формирует такие комбинации признаков и свойств, которые ведут к возникновению адаптаций организмов к условиям внешней среды".

      Это определение созвучно концепции Чарльза Дарвина, хотя его современник Герберт Спенсер утверждал, что:

      "Эволюция есть интеграция материи и сопутствующие ей рас-сеяние движения, причём материя переходит в состояния определён-ной, связанной разнородности, а сохранённое движение претерпевает параллельные изменения".

      Нам больше импонирует современное определение эволюции Ю.В. Чайковского (2003).

      "Эволюция живого есть эволюция биосферы, в ходе которой эволюируют входящие в неё сообщества, в свою очередь состоящие из эволюирующих видов".

      КАКИЕ КОНЦЕПЦИИ ЭВОЛЮЦИИ ИЗВЕСТНЫ В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ

      Классификация теорий эволюции (по Э.Майру, 1968)

А. МОНИСТИЧЕСКИЕ (объяснение, основанное на действии одного фактора).

• 1. Экзогенные (изменения вызываются непосредственно средой):
— а) случайные изменения (например, под действием излучения);
— б) приспособительные изменения (жофруизм).

• 2. Эндогенные (изменения вызываются внутренними причинами):
— а) целенаправленные (ортогенез);
— б) волевые (настоящий ламаркизм);
— в) мутационные ограничения;
— г) эпигенетические ограничения.

• 3. Случайные события:
— а) спонтанные мутации.

• 4. Естественный отбор.

Б. СИНТЕТИЧЕСКИЕ (объяснение, основанное на действии многих факторов):

1б+2а+2б = большинство теорий ламаркистского толка;
1б+2б+2в+4 = некоторые современные ламаркистские теории;
1б+3+4 = поздний Дарвин, Плате, большинство немутационистов первых трёх десятилетий ХХ в.;
3+4 = ранний этап "современного синтеза";
1а+2в+2г+3+4 = нынешний этап "современного синтеза".

      КАКИЕ ПРЕТЕНЗИИ СУЩЕСТВУЮТ К КОНЦЕПЦИИ Ч. ДАРВИНА?

      В общем, Ю.В. Чайковский (2006) прав, говоря, что горячих сторонников дарвинизма переубеждать бесполезно. Тем же, кто сомневается в правильности дарвинизма, следует понять, что в ХХI веке задачи теоретической биологии уже не ограничиваются проблемой происхождения видов. Речь должна идти о разгадке тайны жизни и устройства мироздания, под-линных причинах эволюции живых организмов.

      Довольно оригинально объяснил суть проблемы С.Д. Хайтун (2007). Он считает, что научные идеи следует ценить не столько за "истинность", сколько за креативность, а такими сплошь и рядом бывают идеи, которые впоследствии оказываются ошибочными. Ошибки тоже бывают гениальными. Колумб открыл Америку, полагая, что достиг Индии. Карно построил теорию тепловых машин, исходя из представлений о теплороде. Мягко говоря, наивна механистическая концепция эфира, позволившая Максвелу получить уравнения электромагнетизма. Дарвин в этом ряду. Его теория как никакая другая, способствовала развитию эволюционных представлений. Однако предложенный им конкретный механизм возникновения эволюционных новаций - механизм естественного отбора - ошибочен. Во всяком случае, к такому выводу сегодня приходит всё большее число эволюционистов.

      Ошибочность теории Дарвина состоит в том, что в ней игнорируется формообразующая роль внутренних взаимодействий.

      Уже Р. Декарт, И. Ньютон, И. Кант и П. Лаплас писали о саморазвитии (неорганической) материи под действием законов природы, под которыми мы сегодня понимаем силы или взаимодействия и в качестве которых у данных авторов фигурировала гравитация. Аналогичные воззрения приняты в отношении социального мира, развитие которого, как говорят марксисты, движется внутренними противоречиями. Зачем же отказывать в саморазвитии органическому миру?

      Темпы прогрессивной эволюции органического мира превосходят темпы эволюции неорганической среды, так что сама по себе адаптация к среде не могла бы двигать прогрессивную эволюцию живого. Адаптируясь к среде, живое только следовало бы за ней как нитка за иголкой. Прогрессивная органическая эволюция не может быть объяснена адаптацией к среде, поскольку появляющиеся в ходе органической эволюции всё более сложные формы зачастую не превосходят по адаптированности простые, скажем, бактерии или лишайники, проявляющие поразительную выживаемость в самых невероятных условиях. В ходе прогрессивных изменений данный органический вид становится другим видом, репродуктивно обособленным от старого, который после того зачастую гибнет. Объяснить это адаптацией к среде старого вида невозможно - зачем бы это он стремился сойти со сцены?

      Таблица 1. "Альтернатива концепции Дарвина", сформулированная Е.Е.Коваленко" (из Попова, 2005)

	Теория естественного отбора	Альтернатива теории естественного отбора
Причина изменяемости	Изменение условий существования; в противном случае эволюции не будет	Невозможность неопределенно долго воспроизводить себе подобное; сам факт эволюции не зависит от условий существования
Роль изменчивости (набора вариантов)	Пассивный источник изменяемости (изначальный хаос вариантов)	Определяет границы изменяемости в каждый момент времени (задает начальную упорядоченность)
Роль элиминации	Активная составляющая механизма изменяемости: 1) активно создает норму из беспорядочной изменчивости; 2) направляет изменения фенотипа; 3) ограничивает число реальных носителей наследственной информации	Пассивная составляющая: 1) пассивно ограничивает диапазон реальной изменчивости по сравнению с потенциальной; 2) не может влиять на качественный состав "выживших" в условиях явления нормы; 3) не может сократить диапазон потенциальной изменчивости
Роль наследственности	Пассивный (консервативный) механизм, сохраняющий	Наиболее активный механизм, создающий новые возможности фенотипа
Переходные формы (морфологические ряды)	Результат длительного действия естественного отбора; отражает шаги последовательных преобразований; должны быть растянуты во времени	Результат вероятностного характера процесса развития; не отражают преемственность, проявляются по принципу "или, или"; должны проявляться одновременно

      КТО, КРОМЕ Ч. ДАРВИНА, РАЗРАБАТЫВАЛ ЭВОЛЮЦИОННЫЕ КОНЦЕПЦИИ

      Из-за сильного влияния дарвинизма почти во всех странах, современный читатель не имеет даже представления о том, кто работал в противоположном лагере и развивал концепции ортогенеза (направленной эволюции). В настоящем пособии не ставилась цель подробно рассматривать и сравнивать эти гипотезы, однако чем скорее читатели узнают о многочисленных и крупных учёных, занимавшихся ортогенезом, тем, вероятно, большее их количество задумаются об альтернативных путях решения сложных проблем эволюции.

      Таблица 2. Основные концепции направленной эволюции или версии ортогенеза, отличающиеся от "ортогенеза" первых авторов (из Попова, 2005)

Автор	Страна	Область эмпирических исследований	Название эволюционной концепции и / или её основные понятия
Карл Вильгельм фон Нэгели (Carl Wilhelm von Nageli) 1817-1891	Германия	Ботаника, микроанатомия, физиология растений	Механико-физиологическая теория эволюции, теория совершенствования
Рудольф Альберт фон Кёлликер (Rudolf Albert von Kollicker) 1817-1905	Германия	Гистология, зоология	Гетерогенез, теория совершенствования
Эдвард Дринкер Коп (Edward Drincker Соре) 1840-1897 (и его коллеги)	США	Палеонтология	Батмизм, батмогенез, неоламаркизм
Карл Эрнст фон Бэр (Karl Ernst von Baer) 1792-1876	Россия	Эмбриология	Целестремительное сотворение мира
Вильгельм Хааке (Wilhelm Haacke) 1855-1912	Германия	Зоология	Ортогенез
Теодор Эймер (Theodor Eimer) 1843-1898	Германия	Зоология	Ортогенез
Даниэле де Роза (Daniele de Rosa) 1857-1944	Италия	Зоология	Ологенез
Генри Фэрфилд Осборн (Henry Fairfield Osborn) 1857-1935	США	Палеонтология	Аристогенез
Лев Семёнович Берг 1876-1950	Россия	Ихтиология	Номогенез
Дмитрий Николаевич Соболев 1872-1949	Россия	Палеонтология	Историческая биогенетика
Вильям Диксон Ланг (William Dickson Lang) 1878-1966	Великобритания	Палеонтология	Ортогенез
Ханс Пржибрам (Hans Przibram) 1874-1944	Австрия	Эмбриология	Апогенез 1900-1920-е
Альфонс Лаббе (Alphonse Labbe)	Франция	Зоология	Аллелогенез
Андре Львофф (Andre Lwoff) 1902-1994	Франция	Физиология	Физиологическая редукция, ортогенез
Пьер Тёйяр де Шар-ден (Pierre Teilhard de Chardin) 1881-1965	Франция	Палеонтология	Ортогенез, принцип "омега"
OTTO Хайнрих Шиндевольф (Otto Heinrich Schindewolf) 1896-1971	Германия	Палеонтология	Типострофизм
Альбер Вандель (Albert Vandel) 1894-1980	Франция	Зоология	Органицизм
Леон Круаза (Leon Croizat) 1894-1982	Италия, США, Венесуэла	Ботаника, биогеография	Панбиогеография, биологический синтез
Мигель Крусафонт-Пайро (Miguel Crusafont Pairo)	Испания	Палеонтология	Ортогенез, Ортогенез (с большой буквы)
Вольфганг Четман (Wolfgang Gutmann) и его последователи	Германия	Морфология	Франкфуртская школа конструкционной морфологии
Антонио Лима де Фариа (Antonio Lima de Faria)	Швеция	Цитогенетика	Автоэволюция, биологи ческая периодичность
Кунио Кавамура (Kunio Kawamura)	Япония	Химия	Индивидуальность, самоорганизация, шутайзей
Эдуард Борисович Ахназаров 1933-2001	Россия	Экономика	Контуры эволюции, воздействие-отражение

      Трудно себе представить, что столько видных учёных ошибались, а один Ч. Дарвин был прав.

      В ЧЁМ СЛОЖНОСТЬ НОВОГО ВЗГЛЯДА НА ЭВОЛЮЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ

      Чтобы разобраться в деталях, о чём всё-таки спорят учёные, необходимо обсудить, как они относятся к основным терминам теории эволюции. По мнению А.С. Северцева (1998), в отечественной эволюционной науке необходима "смена парадигмы", потому что, "концепция дарвинизма, накопив огромный банк данных об изменчивости организмов и на их основе утвердив эволюционизм как форму научного мышления, не справилась с обобщением собранных материалов, так как не обладает необходимой объяснительной базой". Одна из главных причин кризиса, по мнению А.Г. Зусмановского (1999), связана с абсолютизацией Синтетической теории эволюции понятия случайной изменчивости, которая в представлении Ч. Дарвина рассматривалась как относительная. "Хотя каждое изменение, - писал Дарвин, - должно иметь собственную возбуждающую причину и, хотя каждое из них подчиняется закону, мы всё-таки редко можем проследить в точности соотношение между причиной и следствием, что нам хочется говорить о вариациях, как о проявляющихся произвольно. Мы даже можем назвать их случайными". Ю.В. Чайковский (1990) утверждает, что Дарвин имел в виду поиск закономерности там, где сна первый взгляд есть только случайности.

      А.А. Любищев (1982) также отмечает: "При всём разнообразии со-временных теоретических взглядов в биологии, наиболее распространённое убеждение, унаследованное от классического дарвинизма таково: самой триады проблем
"система ----------- эволюция ----------- форма" - не существует.

      Всё сводится к единственной проблеме - эволюционной. Эволюция творит форму, из эволюции и только из неё вытекает и система. Дарвинизм утверждает, что естественные группы организмов не более, чем ветви филогенетического древа. Форма организмов - всего лишь внешний результат, чистый продукт эволюции, определяемый средой и функцией, а через них - естественным отбором. Поэтому вне теории эволюции не может быть теории системы организмов. То же относится и к форме организмов. Если и обнаруживается в ней нечто независимое от физиологии и среды, то это обычно считается уже не биологической проблемой.

      Скорее всего, в системе организмов нашла отражение их эволюция. Однако, не одна лишь историческая общность ответственна за существование естественных групп организмов. Конечно, в форме организма запечатлелись следы прошлой истории, эта форма не безразлична к функции и среде, но есть в ней и нечто самостоятельное, нечто такое, чего мы никогда не поймём и не объясним, обращаясь лишь к физиологии, экологии и истории развития. Да и сама эволюция - не просто сумма утилитарных приспособлений. Это сложный процесс, ход которого контролируется множеством факторов, не сводимых друг к другу и не выводимых друг из друга. Но совокупность их рождает нечто совершенно новое - собственные законы эволюции или номогенез. Стало быть, связь между членами триады теснейшая, но от этого не исчезает самостоятельность каждого его члена, т.е. необходимо выявить независимые законы системы, законы эволюции и законы формы (Мейен, 1982).

      Законы системы

      Естественной следует считать такую систему, где все признаки объекта определяются его положением в ней. Поэтому идеальным представляется случай, когда объекты размещаются в системе по немногим признакам, с которыми другие признаки связаны коррелятивно. Именно такова система химических элементов, где положение элемента определяется одним параметром и где свойства закономерно связаны с положением элемента в периодической таблице. В биологии подобного типа естественная коррелятивная или параметрическая система может быть реализована в ближайшем будущем.

      Однако важно отметить несколько положений, высказанных А.А. Любищевым:

      1. Система не обязательно должна быть иерархической, она может иметь форму лестницы, сети и т.д.
2. Естественная система не обязательно является отображением филогенеза.
3. Проблема системы организмов может быть решена лишь с учётом принципов систематики любых объектов, в том числе и неживых.

      В силу многофакторности эволюции в форме системы организмов сочетаются иерархичность и комбинативность, а поскольку имеется корреляция признаков, то нужно предположить присутствие и параметрического компонента. Видимо, чем меньше признаков, характеризующих данную группу организмов, тем свободнее они комбинируются. Имеются запрещённые сочетания признаков, причём количество запрещений растёт быстрее, чем количество самих признаков. Поэтому если у низших групп система имеет вид решётки свободно комбинирующихся признаков, то с усложнением организмов решётка начинает вырождаться (Мейен, 1982).

      А.А. Любищев высказал мысль, что комбинативная система в свою очередь может рассматриваться как вырождающаяся форма параметрической, если параметры последней приобретают независи-мость.

      Законы эволюции

      С. Мейен (1982) считает, что слово "эволюция" настолько привычно, что чаще всего мы даже не задумываемся над его точным смыслом. Сейчас оно стало почти синонимом "исторического развития". Однако термин "эволюция" не исчерпывается только этим. Смысл этого понятия А.А. Любищев выявляет через указание противоположных терминов, выдвигая четыре пары основных антитез эволюционного учения:
1) эволюция (или трансформизм) - постоянство;
2) эволюция (или преформация, развёртывание зачатков, уже имев-шихся заранее, - эпигенез (т.е. развитие с новообразованием);
3) эволюция - революция;
4) эволюция - эманация (т.е. регрессивное развитие).

      Из этих антитез только первая окончательно решена в пользу трансформизма, хотя и в общих чертах. С чем связано ограничение многообразия органического мира, вытекающее из многочисленных параллелизмов, - с влиянием внешних условий и сужением возможностей преобразования (как считает селекционизм) или с тем, что эволюция следует твёрдым законам (как утверждает номогенез)? Скорее всего, считает А.А. Любищев, эволюцию нельзя считать полностью неадаптивной, но и неверно рассматривать организм лишь как комплекс адаптаций. Роль неприспособительного (ателического) компонента в эволюции гораздо больше, чем считал Ч. Дарвин и считают его последователи, необходимо различать целесообразность (как синоним полезности) и активное приспособление, граничащее с целеполаганием. В природе есть и то и другое.

      Итак, в эволюции, по Любищеву, сочетаются самые различные, в том числе прямо противоположные факторы: борьба и взаимопомощь, номогенез и тихогенез, ателия и истинное целеполагание и т.д.

      Законы формы

      С появлением дарвинизма, с тех пор как вся эволюция стала сводиться к приспособлению, контролируемому естественным отбором, в учении о форме стали доминировать исторический, функциональный и адаптивный подходы. По словам А.А. Любищева: "Историческая морфология пожрала конструктивную", которую просто перестали понимать. Конструктивная морфология в понимании Любищева - это идеалистическая или типологическая морфология. Задачи морфологии и систематики тесно смыкаются. Обе дисциплины должны стремиться к выявлению законов, управляющих многообразием органического мира. Номогенетический компонент эволюции, законы, лежащие в основе системы, отражаются в морфологии. И наоборот, сходство органов, имеющих разное происхождение, факты неполной гомологии (например, экспериментальная регенерация органов, развивающаяся не на своём месте), преадаптираванность форм, огромное количество параллелизмов и многие другие морфологические факторы доказывают не только наличие законов формы, но и номогенетического компонента эволюции. Очевидно, что, несмотря на гетерогенность и исключительную сложность в строении организмов, имеется проникающая через всю систематику повторяемость сходных форм, наводящая на мысль, что формы организмов не являются эпифеноменами сложной структуры. Законы системы организмов нельзя свести к простой совокупности свойств организмов, эволюция живых существ не есть простое следствие взаимодействия особей друг с другом и со средой. Существует античный афоризм "целое больше суммы своих частей". Но мы не можем оставаться на уровне одного лишь целого. Его слагаемые необходимо знать. Однако познание слагаемых не есть ещё познание целого, у которо-го есть свои собственные законы, идёт ли речь о клетке, органе, организме или биосфере (Мейен, 1982).

      Прекрасным примером закономерной изменчивости является "Закон гомологичеких рядов наследственной изменчивости" Н.И. Вавилова. Выводы этого закона созвучны заключению "Периодического закона элементов" Менделеева - "зная, какие мутационные изменения возникают у особей какого-либо вида, можно предвидеть, что такие же мутации в сходных условиях будут возникать у родственных видов и родов".

      Для А.А. Любищева главными компонентами эволюции были:
1) тихогенетический (эволюция на основе случайных, непредвидимых мутаций);
2) номогенетический (наличие твёрдых законов развития и ограниченности формообразования);
3) эктогенетичекий (внешние по отношению к организмам факторы);
4) телогенетический (активная адаптация организмов)

      В настоящее время на первый план выходит изучение архитектоники и проморфологии, т.е. симметрии орагнизмов. Именно через симметрию открываются пути к математической трактовки форм. По выражению А.А. Любищева, "сравнительная морфология ещё ждёт своих Коперника, Галилея, Кеплера и Ньютона".

2008

Л.Н. Воронов. "ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРЕТИЧЕСКУЮ БИОЛОГИЮ". Учебное пособие. Чебоксары, Чуваш. гос. пед. ун-т, 2008. 70 с.

Оглавление:

ВВЕДЕНИЕ ...3

ПЕРВЫЙ УРОВЕНЬ ПОСТИЖЕНИЯ ПРОБЛЕМ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ БИОЛОГИИ ...8

В КАКОМ НАПРАВЛЕНИИ МОЖЕТ РАЗВИВАТЬСЯ СОВРЕМЕННАЯ ЭВОЛЮЦИОННАЯ МЫСЛЬ? ...15

ВТОРОЙ УРОВЕНЬ ПОСТИЖЕНИЯ ПРОБЛЕМ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ БИОЛОГИИ ...22

Глава 1. О ПРЕДМЕТЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ БИОЛОГИИ ...22

Глава 2. ФИЛОСОФИЯ И БИОЛОГИЯ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ РАЗВИТИЯ НАУК ...25

Глава 3. НАУКА И РЕЛИГИЯ ...29

Глава 4. ПРОБЛЕМЫ ЭВОЛЮЦИИ И ЕСТЕСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ ОРГАНИЗМОВ ...34

КТО, КРОМЕ Ч. ДАРВИНА, РАЗРАБАТЫВАЛ ЭВОЛЮЦИОННЫЕ КОНЦЕПЦИИ ...39

Глава 5. ВЗАИМОСВЯЗЬ ФОРМЫ И ФУНКЦИИ В БИОЛОГИИ ...49

Глава 6. РОЛЬ ПОВЕДЕНИЯ В ЭВОЛЮЦИИ ОРГАНИЗМОВ ...52

Глава 7. ФЕНОМЕН ЧЕЛОВЕКА В БИОЛОГИИ..56

Глава 8. ПУТИ РАЗВИТИЯ ЭВОЛЮЦИИ ...59

ЛИТЕРАТУРА ...64