Термины и понятия: биологическая эволюция; геология; единство природы; единство плана строения организмов; палеонтология; креационизм; трансформизм.
Что такое биологическая эволюция? Эволюция (от греч. эволюций — развёртывание) — привычное слово, которым современные школьники свободно оперируют в общении с друзьями или в разговоре со взрослыми. Его часто можно услышать по телевизору или радио, прочитать в газете и даже найти в современном детективном романе. Говорят об эволюции Земли, галактик, семейных отношений, взглядов на жизнь, компьютерных технологий, литературы, музыки — всего, чего угодно. Во всех случаях подразумевается какое-то развитие — замена старого новым (привычного образа жизни — новыми порядками, консервативного мышления — свежими идеями, устаревшего программного обеспечения — продвинутым). Иными словами, речь идёт об историческом прогрессе, который проходит по строгому сценарию и предполагает определённые направленные изменения — замену старого новым.
Оказывается, то же происходит и в живой природе. Исследования тысяч учёных — зоологов, ботаников, генетиков, палеонтологов и биологов других специальностей, проведенные за последние 250 лет, показали, что органический мир находится в состоянии такого же вечного движения, как и общественные отношения. Но если история человечества — это смена лидеров, политических систем, возвышение одних народов или государств над другими, то история органического мира — это вымирание или уход в «тень» жизненного пространства одних видов и приход на смену им других, в результате чего образуются новые сообщества животных и растений, которые каждый раз по-своему формируют облик Земли.
Оказывается, ещё 20 тыс. лет назад в степной зоне Украины была самая настоящая африканская фауна. Здесь обитали слоны, носороги, антилопы, жирафы, африканские страусы и львы; тысячу лет назад ничего этого уже не было, но зато в европейских степях паслись стада туров, зубров, тарпанов (вспомните: так в зоологии называют диких коней — предков домашней лошади) и сайгаков. Затем и они вымерли. Об их славном прошлом остались только летописные воспоминания и ископаемые останки; сто лет назад обычными в степи были суслики, тушканчики, хомяки, хорьки. Сейчас и от их прежнего изобилия мало что сохранилось. Можно не сомневаться, что такие смены фауны млекопитающих носят закономерный характер. Это - исторический срез состояния европейской степи. Изменения животного мира так же необратимы, как и исторические процессы в человеческом обществе (как вы думаете, возможен ли в нашей стране на государственном уровне возврат к рабовладельчеству или крепостному праву?). Это значит, что никогда по украинским степям не будут больше бродить тысячные стада сайгаков и зубров.
Рис. 152. Так современные биологи представляют процесс эволюции — «развёртывания» жизни на Земле.
Самую наглядную иллюстрацию биологической (органической) эволюции — исторического развития жизни на Земле даёт такая, казалось бы, далёкая от живого наука, как геология (вспомните, какие осадочные породы формируют одноклеточные животные и какие виды полезных ископаемых образовались из отмерших растений). Благодаря достижениям этой науки, удалось установить, что этапы истории Земли чётко соответствуют этапам развития жизни на ней. При этом очерёдность этапов жизни соответствует понятной логике—появление новых форм жизни шло от простоорганизованных одноклеточных существ к сложноорганизованным многоклеточным.
Термин эволюция — развёртывание — предложил швейцарский зоолог Шарль Боннэ (1720—1793), который наблюдал за развитием партеногенетических тлей. Он заметил, что у новорождённых самок всегда имеются зачатки будущего поколения. Учёный посчитал, что в организме самой первой самки, зародившей новый вид, сразу же заложены все будущие поколения. Распространив эту гипотезу на весь мир живого, он представил органический мир как развёртывание природы от низших форм к высшим (рис. 152). Идея о развитии всего живого пришлась по душе учёным, и с тех пор термин прижился.
В отличие от других исторических процессов биологическая эволюция имеет ряд важных особенностей.
• Прежде всего, она носит приспособительный характер, что проявляется в обязательном соответствии новообразовавшихся организмов условиям их существования.
• Протекает эволюция в ряду поколений, а потому можно считать, что каждая новая генерация организмов чем-то, пусть даже едва уловимым, отличается от предыдущей.
• Развитие органического мира необратимо, а значит, вымершие животные и растения никогда не возродятся.
Зарождение эволюционных идей в человеческом обществе. Идея того, что жизнь на Земле и разнообразные её проявления — это результат исторического развития материи, неоднократно высказывалась ещё в глубокой древности.
Тогда наука не существовала, а философы были только мудрецами, размышлявшими об устройстве мироздания. В их произведениях, относящихся к концу II — началу I тысячелетия до н. э., можно найти мысли о том, что живое произошло от неживого, одни существа дают начало другим, и даже то, что люди произошли от обезьян. Именно тогда идея эволюционного происхождения живого, пусть даже и в очень примитивном виде, постоянно высказывалась в трудах мыслителей Древнего Востока (Индии, Китая, Месопотамии, Египта). Позже похожие учения развивали античные философы Древней Греции.
Рис. 153. Гераклит Эфесский.
Рис. 154. В. Гарвей.
В основе всех этих философских рассуждений лежит идея единства природы, согласно которой все тела и явления природы связаны друг с другом и происходят из неких материальных начал. Такими первоосновами одни мыслители древности считали воду, землю, огонь, воздух или их комбинацию, а другие — неделимые частицы вещества — атомы (от греч. атомос — неделимый). Основоположник диалектического мышления древнегреческий философ Гераклит Эфесский (544 — 488 до н. э.), которому приписывают знаменитую фразу: «Всё течёт, всё изменяется: дважды мы не входим в одну и ту же реку», считал, что основой всего сущего является огонь — ведь это самое изменчивое из начал.
Древнегреческий философ Эмпедокл (ок. 490—430 до н.э.) выдвинул первую гипотезу происхождения разнообразия живых организмов и попытался объяснить целесообразность их строения с помощью идеи, напоминавшей идею естественного отбора.
Ход его мыслей был следующим. „Вначале из почвы выросли отдельные органы, которые со временем начали соединяться, порождая разнообразные химеры. Многие из них вымерли, поскольку были неспособны даже передвигаться. Некоторые выжили, стали полноценными организмами и дали потомство. С позиций современного человека эта гипотеза выглядит скорее сюжетом для фантастического романа, но следует учесть, что любая научная идея всегда отвечает тому уровню знаний, которое накопило человечество на момент её рождения.
Следующий этап развития эволюционных взглядов на живое пришёлся на XVII—XVIII вв., когда в биологические исследования были внедрены эксперименты, основанные на достижениях физики и химии. Этот период ознаменовался, прежде всего, достижениями в области анатомии, физиологии и эмбриологии (от греч. эмбрион —зародыш и логос — наука). Именно тогда сформировалась идея единства плана строения организмов. Благодаря полученным данным, касающимся особенностей строения тела разных видов животных, стало очевидным, что животные делятся на группы, для каждой из которых характерен свой план строения (вспомните, что определяет план строения тела животных), а человек и другие млекопитающие имеют одинаково устроенные системы органов, функционирующие по единым принципам.
В 1748 г. французский учёный Жюльен Офре де Ламетри (1709—1751) издал работу «Человек-машина», в которой привёл доказательства единства строения животных (рис. 155) и человека.
Рис. 155. Скелет позвоночных животных — типичное доказательство единства строения живых организмов.
Гораздо раньше в научный обиход был введён принцип: «Всё живое — из яйца», как никакой другой утверждающий единство живых организмов. Его сформулировал английский анатом Вильям Гарвей (1578—1657) (вспомните, в чём ещё состоят заслуги этого учёного). Учёный считал, что все животные, причём не только яйцеродящие, но и живородящие, в том числе и человек, развиваются из яйца.
Благодаря великим географическим открытиям, когда на новых землях стали находить много новых видов животных и растений, выяснилась следующая закономерность: представители одного рода, семейства или отряда, живущие на разных континентах, в общем сохраняя похожий внешний облик, в деталях строения отличаются друг от друга. Это дало основание французскому исследователю Жоржу Луи Леклерку Бюффону (1707—1788) объяснять сходство их строения происхождением от общего предка.
С помощью микроскопа удалось обнаружить множество крохотных существ, что резко расширило представления учёных о масштабах разнообразия организмов. Стало понятно, что одни организмы — примитивные, а другие — развиты сложно. Была построена так называемая «лестница существ», в которой нижнюю ступеньку занимали низшие формы (минералы, растения), а высшую — человек.
В середине XVIII века появилась классификационная система организмов Карла Линнея, которая объединяла растения и животные в систематические категории по сходству их строения. Однако её создатель даже не предполагал, что за сходством организмов стоит их родство. Это позже установили его ученики.
И, наконец, сформировалась такая наука, как палеонтология (от греч. палаиос — древний, онтос и логос). Благодаря её достижениям стало ясно, что в доисторическую пору Землю населяли совершенно другие живые существа, которые со временем вымерли.
Все эти исследования неизбежно привели к формированию в научном мире представлений о единстве всех живых организмов, о том, что в истории Земли одни организмы сменяют другие, причём «природа переходит от менее сложных к более сложным организмам», о существовании исторической иерархии — древних и молодых организмов.
К концу XVIII века биологи разделились на два лагеря: креационистов (от лат. креацио — творение) и трансформистов (от лат. трансформо — преобразование), представители которых по-разному объясняли возникновение живых организмов и их разнообразие.
Креационисты считали, что всё живое — результат божественного творения, а виды неизменны, каждому из них отведено постоянное место на «лестнице существ». Следует сказать, что эту концепцию другие учёные считали достаточно консервативной. Несмотря на это, среди её сторонников было немало выдающихся учёных, среди которых К. Линней и один из основателей палеонтологии Жорж Кювье (1769—1832). Последний внёс существенный вклад в становление эволюционной морфологии (вспомните, как называется наука, изучающая строение организма на всех его уровнях). Он утверждал, что на Земле постоянно шла смена одних видов другими, но считал вымирание одних видов (сейчас такие изменения называют сменами фаун) следствием стихийных бедствий — катастроф, а возникновение других — ни чем иным, как результатом божественного творения. Эта точка зрения получила название теории катастроф. Креационистские взгляды на происхождение жизни и неизменность видов сохранились и по сей день, но в современном обществе они уже не являются областью биологии, а представляют собой часть религиозных воззрений.
Рис. 156. Ж. Кювье.
Рис. 157. Ж. Сент-Илер.
Трансформисты провозглашали революционные на то время идеи. Они считали: живая природа развивается во времени, организмы возникли из неорганических веществ, а виды способны изменяться. Ярким представителем трансформизма был французский учёный Жоффруа Сент-Илер (1772—1844), который высказывал наиболее прогрессивные идеи. В частности, учёный утверждал, что наличие единого плана организации — это доказательство общности происхождения живых организмов, а не божественного замысла, а отличия древних ископаемых от современных —результат изменений организмов под влиянием внутренних и внешних причин.
Почему концепция трансформизма не стала эволюционной теорией? Главная причина в том, что трансформисты не искали биологических причин эволюционных изменений организмов. Они ограничились констатацией того факта, что природа развивается, а виды изменяются. Отсутствие интереса к механизмам эволюционных преобразований во многом было естественным, ведь наука того времени ещё не обладала научным арсеналом, который появился в XIX в., когда и были сформулированы первые эволюционные теории.
Органическая эволюция — это процесс исторического развития живой природы, представляющий собой направленные изменения организмов, видов, их сообществ и биосферы в целом.
Идея эволюции — развития живой природы — зародилась ещё у мудрецов древности и формировалась в человеческом обществе в соответствии с накоплением знаний о живой природе.
Данные какой науки дают самую наглядную иллюстрацию органической эволюции? 2. Сформулируйте, что такое эволюция. 3. В чём суть концепции креационизма и чем она отличается от трансформизма? 4. Почему трансформизм не называют эволюционной теорией?
Как вы считаете?
Почему концепция креационизма не может считаться прогрессивной даже для своего времени? 2. Как можно доказать, что природе присуще историческое развитие, и какие доказательства этого выглядят самыми убедительными?