СТРУКТУРА ЭВОЛЮЦИОННОЙ ТЕОРИИ

Теория эволюции, которая инициировала переход биологической описательной дисциплины в науку о закономерностях живой материи, играет важную роль в изучении истории жизни. Сегодня существуют различные подходы в трактовке понятия «биологическая эволюция». Общепринятым в научных сообществах является следующий: Биологическая эволюция (evolutio (лат.) – «развертывание») – закономерный процесс развития живой материи, обусловленный естественными причинами и сопровождающийся перестройкой генетического состава популяций, формированием адаптаций, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом. Эволюция не хаотичный процесс, а упорядоченное, последовательное движение живой материи, детерминированное, как экзогенной составляющей, так и эндогенными факторами. В ходе эволюции биологические системы претерпевали различные структурно-функциональные перестройки, которые повышали их уровень адаптации к окружающей среде и уменьшали энергетические потери для поддержания стабильности собственной системы.

Для того чтобы иметь объемное представление об эволюции необходимо разобраться в сложном историческим пути ее становления.

Многие ученые и философы полагают, что представление об эволюции зародилось в учении Ч. Дарвина, в его книге "Происхождение видов". Эта мысль совершенно неверна. Еще задолго до Дарвина люди стремились объяснить очевидное многообразие окружающих его живых организмов, детерминированное причиной морфофункционального сходства между ними. Тем самым происходило формирование множества разнообразных эволюционных предположений. История развития эволюционной теории демонстрирует, что концепция пошагового перехода к более сложным видам из предшествующих более простых форм имеет глубоко древние истоки, берущие начало в XIX в.

В 1809 г. французский биолог Жан Ламарк сформулировал гипотезу о развитии живой материи. Ее фундамент составляют две предпосылки: а) упражнение частей организма; б) наследование приобретенных признаков. По мнению Ламарка, изменение форм поведения может коррелировать непосредственно с изменениями факторов окружающей среды, т.е. экзогенная составляющая может быть источником инициирования адаптации у живых организмов, которые будут подстраивать свои органы под окружающую среду, таким образом, чтобы увеличить свою степень выживаемости, либо же, если те или иные органы перестанут нести функциональную нагрузку в новых условия, нивелировать их до степени рудиментов. При интенсивном задействовании эффективность и величина органа должна возрастать, а при неиспользовании будут идти деградирующие изменения вплоть до полной их атрофии. Согласно Ламарку, эти признаки, приобретенные индивидуумом в процессе онтогенеза, передаются по наследству. К сожалению, взгляды Ламарка не получили широкого признания, потому что в то время над научным сообществом довлела иная парадигма. А вместе с тем Ж. Ламарк был абсолютно прав, подчеркивая роль окружающей среды, как детерминирующего фактора в возникновении фенотипических изменений у данной особи. Идея "зародышевой плазмы" стала концептуальным фундаментом, на котором формировалась новая парадигма о живой материи, как о биологической системе, имеющей память, реализующуюся в генетическом коде, который может перестраиваться в зависимости от внешнего и внутреннего воздействия, и эти приобретенные особенности могут передаваться по линии наследования.

Своим новым подходом в понимании развития живой материи Ч. Дарвин и А. Уоллес произвели революцию в формировании эволюционной теории. Их главная заслуга состоит в создании концептуальной платформы для объяснения механизмов ее развития. Известно, что в 1831 г. Ч. Дарвин в качестве натуралиста отправился на корабле в кругосветное путешествие. В этой экспедиции он провел многочисленные исследования и накопил большой материал, анализ которого позволил ему прийти к выводу, что в условиях возникшей конкуренции между членами популяции любые неблагоприятные изменения, очевидно, невыгодны, и у обладающих ими организмов шансы на успешное размножение понижались бы, в то время как благоприятные изменения, повышали бы способность особи размножаться и оставлять плодовитое потомство. Именно эти идеи и стали тем недостающим звеном, которое определило теорию эволюции в русле понимания развития ее путем естественного отбора (1839 г.).

Концепция Ч. Дарвина демонстрирует собой естественнонаучный материализм и стихийную диалектику. Отдаляясь от теологической теории, Ч. Дарвин посредством материалистического анализа объяснял многообразие видов, которые существуют в природе, выявлял закономерности их сложного развития. Причем Дарвин вовсе не отвергал существование Бога, а наоборот, веруя в Него, рассматривал процесс эволюции, где созданная высшим разумом жизнь развивается естественным путем, регулируется естественным отбором. В свое учение Ч. Дарвин стихийно включал и диалектический метод, принципы и законы диалектики. Согласно Ч. Дарвину, множество противоречий является основой, благодаря которой и стала возможна эволюция биологических систем. Среди них можно отметить следующие: противоречие между интересами организмов, противоречие между наследственностью и изменчивостью, противоречие между адаптивными характеристиками организма и др. Ч. Дарвин утверждал, что формирование новых видов есть ни что иное, как качественный скачок, реализующийся в результате суммирования в онтогенезе количественных изменений.

В это же самое время другой ученый А. Уоллес пришел к идентичным выводам о естественном отборе. По Дарвину и Уоллесу, механизмом, с помощью которого из предшествующих видов возникают новые виды, служит естественный отбор. Эта теория базируется на трех наблюдениях и двух выводах:

Наблюдение 1. Особи, входящие в состав популяции, обладают репродуктивным потенциалом;

Наблюдение 2. Число особей в каждой данной популяции примерно постоянно;

Наблюдение 3. Во всех популяциях существует изменчивость;

Вывод 1. Многим особям не удается выжить и оставить потомство. В популяции происходит борьба за существование.

Вывод 2. В "борьбе за существование" те особи, признаки которых наилучшим образом приспособлены к условиям жизни, обладают «репродуктивным преимуществом» и производят больше потомков, чем менее приспособленные особи.

Надо отметить тот факт, что теория эволюции Ч. Дарвина была подвергнута массированной критике, которая несла в себе вполне рациональное зерно и сейчас не потеряло своей актуальности. Критика была подкреплена, как наглядными аргументами, так и многочисленными методологическими принципами (от идеализма до метафизического материализма). Ученые ХХ века выявили многочисленные несовпадения теории Ч. Дарвина с естественными процессами, происходящими в живой природе, которые были им нивелированы в угоду целостной правдоподобности своей концепции.

Следующей вехой в становлении эволюционной теории является синтез генетики и дарвинизма. Благодаря чему стало возможным возникновение синтетической теории эволюции в 1940-х гг. Надо подчеркнуть тот факт, что сегодня наука вплотную подходит к третьему этапу, в котором возникающие эволюционные мысли аргументируется достижениями биологии, изучающей жизнь на молекулярном уровне.

В начале ХХ века идея развития проникает в такие науки как химия, физика, астрономия и др. Эволюционные идеи, посаженные на материалистическую почву, удобренную диалектикой, дали великолепные концептуальные плоды, которые послужили пищей для размышлений великим научным умам, благодаря мыслям которых в ХХ столетии сформировалась картина вечно развивающейся материи.

Подробно рассмотрим синтетическую теорию эволюции (СТЭ).

Основоположником этой теории принято считать отечественного генетика С. Четверикова, исследования которого касались популяционной генетики. Позднее к этой работе подключились около 70 ученых из 12 стран мира. Результаты, проведенных исследований, показали, что отбору подвергаются не отдельные особи, но и генотип всей популяции, однако реализуется он через фенотипические признаки отдельных особей. Это непосредственно приводит к диффузии полезных изменений во всем объеме популяции. Позитивность изменчивости будет определяться естественным отбором группы особей, наиболее адаптированных к условиям окружающей среды. Отсюда, следует вывод, что единицей эволюции считается уже не вид (Ч. Дарвин), не особь (Ж. Ламарк), а совокупность особей одного вида, которые могут скрещиваться между собой, т.е. популяция. Новый признак у особи формируется геном, подвергшимся мутации, который стабилизируется в особи, но только тогда, когда это приемлемо для популяции.

Синтетическая теория эволюции базируется на следующих принципах:

1. Элементарной единицей биологической эволюции является не организм, не вид, а популяция. Именно популяция есть та реальная целостная система взаимосвязи организмов, обладающая всеми условиями для самостоятельного развития, прежде всего, способностью наследственного изменения в системе биологических поколений. Популяция – это элементарная эволюционная структура. Путем изменения ее генотипической составляющей реализуется эволюция вида.

2. Элементарным эволюционным материалом является мутация (мелкие дискретные изменения наследственности), которые инициируются обычно случайно. В настоящее время выделяют генные, хромосомные, геномные (изменения числа хромосом и др.), изменения внеядерных ДНК и др.

3. Наследственное изменение популяции в каком-либо определенном направлении осуществляется под воздействием элементарных эволюционных факторов, таких как: мутационный процесс, поставляющий элементарный эволюционный материал; популяционные волны (колебания численности популяции в ту или иную сторону от средней численности входящих в нее особей); изоляция (закрепляющая различия в наборе генотипов и способствующая делению исходной популяции на несколько новых, самостоятельных популяций); естественный отбор.

Естественный отбор – главный эволюционный фактор; именно он служит направляющим эволюционного процесса. Отбор действует на всех этапах индивидуального развития особей данного вида. Существуют различные формы естественного отбора: движущий – благоприятствующий лишь одному направлению изменчивости, когда происходит дивергенции дочерних форм; дизруптивный – разрывающий, благоприятствующий двум или нескольким направлениям изменчивости; стабилизирующий – благоприятствующий сохранению в популяции оптимального фенотипа и действующий против проявлений изменчивости.

Таким образом, популяции являются подвижными динамическими системами, испытывающими непрерывное и неравновесное воздействие мутационного процесса, флуктуаций численности («волн жизни»), полной или частичной изоляции, естественного отбора. В разные периоды жизни в популяции может изменяться степень активности этих факторов, проявляться доминантное давление того или иного из них. Каждая популяция обладает «мобилизационным резервом внутривидовой изменчивости», который включается эволюционными факторами, выполняющими при этом роль пусковых механизмов эволюции. Реализации возможностей такого резерва приводят к появлению внутрипопуляционного полиморфизма, а затем и к возникновению нового вида.

Разнообразные изменения на популяционном уровне, ведущие к видообразованию, по сути, представляют микроэволюцию (термин Ю.А. Филипченко, 1927). Обобщение данных генетики, систематики, экологии, биогеографии, сравнительной морфологии, палеонтологии, «математической» генетики и их синтез с идеями и концепциями дарвинизма привел к формированию синтетической теории эволюции. Ее предпосылки и развитие связаны с работами Р. Фишера, С. Райта, Н.И. Вавилова (закон гомологических рядов), Н.П. Дубинина, Д. Холдейна, Дж. Хаксли (Эволюция: Современный синтез, 1942), Т. Добжанского, Дж. Симпсона, Э. Майра, Н.В. Тимофеева-Ресовского, А.Н. Северцова, И.И. Шмальгаузена.

Основные постулаты синтетической теории эволюции:

· Направление эволюции определяется ее движущими силами: борьбой за существование и естественным отбором.

· Борьба за существование – это метафорическое выражение для обозначения всего многообразия отношений между организмами и средой их обитания. Этот термин отражает зависимость одного существа от другого, а также успех особи в оставлении после себя потомства.

· Естественный отбор – это совокупность биологических процессов, в результате которых наблюдаются дифференциальная смертность и дифференциальный успех в размножении.

· Объектом действия естественного отбора является фенотип особи на всех стадиях онтогенеза.

· Естественный отбор действует по фенотипам, однако фенотип особи в известной мере определяется ее генотипом. Поэтому в результате отбора происходит дифференциальное воспроизведение генотипов.

· Первичная изменчивость в популяциях появляется за счет действия элементарных эволюционных факторов, к которым относятся: мутационный процесс, популяционные волны, изоляция и другие.

· Элементарные эволюционные процессы включают движущие силы эволюции (борьбу за существование и естественный отбор) и элементарные эволюционные факторы.

· Элементарным эволюционным материалом являются мутации.

· Элементарной единицей эволюции является популяция. В ходе эволюции повышается средняя приспособленность популяций.

· Элементарное адаптационное явление – это появление генетически обусловленного признака, повышающего приспособленность популяции.

· Элементарное эволюционное явление – это устойчивое изменение генетической структуры популяции (например, изменение частоты аллеля).

· Эволюция протекает в конкретных естественно-географических условиях; биогеоценоз – это арена первичных эволюционных преобразований.

· Биологическая эволюция представляет собой необратимое и, в известной мере, направленное историческое развитие живой природы, сопровождающееся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, образованием и вымиранием видов, преобразованиями биогеоценозов и биосферы в целом.

Дивергенция – расхождение признаков и свойств у первоначально близких групп организмов в ходе эволюции, результат обитания в разных условиях и неодинаково направленного естественного или искусственного отбора.

Конвергенция – схождение признаков в процессе эволюции неблизкородственных групп организмов, приобретение ими сходного строения в результате существования в сходных условиях и одинаково направленного естественного отбора.

В заключении следует сказать, что эволюционная теория составляет теоретический фундамент всей современной биологии. Как справедливо заметил один из основателей современной синтетической теории эволюции, Феодосий Григорьевич Добржанский, «ничто в биологии не имеет смысла, кроме как в свете эволюции». Но надо отметить тот факт, что теория есть продукт современной парадигмы, и она также подчиняется законам диалектики, поэтому нельзя говорить о современной теории эволюции, как о системе знаний, полностью соответствующей действительности, объясняющей все исторические механизмы развития живой материи, которые складывались в течение миллиардов лет и которые мы пытаемся раскрыть лишь несколько сот лет, что является лишь мгновением в колоссальный эпохе жизни.

Литература

1. Гайсинович А.Е. Зарождение и развитие генетики / А.Е. Гайсинович. – М., 1998. – 324 с.

2. Естественный отбор (Электронный ресурс): http://ru. wikipedia.org

3. Естественный отбор. Теория Дарвина (Электронный ресурс): http://evolution2. narod.ru

4. Красилов В.А. Нерешенные проблемы теории эволюции / В.А. Красилов. – Владивосток: ДВНЦ, 1986. – 138 с.

5. Основные положения теории Дарвина (Электронный ресурс): http://www.librero.ru

6. Полянский Ю.И. Дарвинизм: история и современность / Ю.И. Полянский. – Л., 1988. – 230 с.

7. Ресовский Н.В. Краткий очерк теории эволюции / Н.В. Ресовский, Н.Н. Воронцов, А.В. Яблоков. – М., 1977. – 164 с.

8. Садохин А.П. Концепции современного естествознания: учебник для студентов вузов, обучающихся по гуманитарным специальностям и специальностям экономики и управления / А.П. Садохин. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2006. – 447 с.

9. Теория Ч. Дарвина (Электронный ресурс): http://www.machanaim.org

10. Чарльз Дарвин (Электронный ресурс): http://www.gumer. Info

Я.В. Андреева

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: