Термины и понятия: эволюционное учение; факторы эволюции; ламаркизм; борьба за существование; естественный отбор; теория эволюции; дарвинизм.
Рис. 158. Ж. Б. Ламарк.
Ж. Б. Ламарк и его теория. К началу XIX в. исследования живых объектов сформировались в единую науку. Как следствие, в 1802 г. в научном обиходе вместо устаревшего термина софия начали использовать термин биология (от греч. биос и логос). Одним из его авторов был французский натуралист, зоолог и философ Жан Батист Ламарк (1744—1829). Вклад этого учёного в биологию чрезвычайно велик. Он разделил животных на беспозвоночных и позвоночных, а кольчатых червей и паукообразных выделил в отдельные классы. Особое место в своих трудах Ламарк уделил идее происхождения человека от обезьяноподобных предков. Наконец, он — автор первого эволюционного учения, суть которого изложил в своём труде «Философия зоологии» — книге, опубликованной в 1809 г. Основные положения теории Ламарка таковы.
• Все растения и животные — истинные произведения природы, они не существовали извечно, а возникли в определённое время из неорганической природы.
• Виды изменяемы, но образование новых видов идёт крайне медленно, а потому незаметно.
• Главной чертой исторического развития живого является восхождение от простого к сложному.
• Каждый класс живых организмов на ступенях лестницы существ (табл. 17) — это этап развития, новая более высокая организация. Внутри классов отсутствует разделение на просто и сложно организованные виды, а различия между видами связаны с особенностями их приспособления к различным условиям существования.
Таблица 17
Ступени организации животного мира по Ламарку
Главным достоинством эволюционного учения Ламарка, отличающим его от идей предшественников-трансформистов, стало то, что он впервые в биологии поставил вопрос о причинах — факторах (от лат. фактор — творец чего-либо) эволюции. Ключевым в его теории стал вопрос: почему в процессе эволюции происходит ступенчатое повышение уровня организации живых существ? Ответом на него послужил сформулированный им же постулат (от лат. постулатум — требование), согласно которому все жизненные формы изначально наделены стремлением к повышению своей организации, что, по мнению Ламарка, является врождённым свойством всего живого.
Картина эволюционных изменений организмов согласно теории Ламарка выглядела следующим образом. Вначале происходят изменения среды обитания организма. В соответствии с этим изменяются его потребности, а также характер деятельности его органов. Одни органы упражняются, другие — нет. В результате они начинают изменяться (рис. 159): нужные —развиваться, а невостребованные — исчезать (первый закон Ламарка). Приобретённые в процессе жизни изменения наследуются (второй закон Ламарка).
Наглядной иллюстрацией теории Ламарка могут быть следующие рассуждения её автора: «...стремясь избегнуть необходимости окунать тело в воду, птица делает всяческие усилия, чтобы вытянуть и удлинить ноги. В результате длительной привычки, усвоенной данной птицей и прочими особями её породы, постоянно вытягивать и удлинять ноги, все особи этой породы как бы стоят на ходулях, так как мало-помалу у них образовывались длинные ноги, лишённые перьев до бедра, а часто и выше».
Теория Ламарка не получила широкого распространения среди его современников. Во многом это связано с её умозрительностью. Основные положения данной теории — больше предположения, чем проверенный фактический материал. Она не объясняла, почему живые организмы стремятся к совершенству, какие биологические причины: генетические, физиологические, поведенческие и др. стоят за «желанием» живых существ быть всё организованнее. Это оставляло возможности для признания сверхъестественных сил в эволюционном процессе. Ошибочной оказалась и высказанная учёным идея о возможности наследования приобретённых в течение жизни признаков.
Рис. 159. Так Ламарк представлял эволюцию жирафов, которые, стремясь дотянуться до веток с зелёными листьями, постоянно вытягивали шеи.
Учение Ламарка об эволюционном значении упражнения или неупражнения органов и о наследовании приобретённых при жизни признаков и свойств в XX в. стали называть ламаркизмом. Его идеи, несмотря на то, что многочисленные исследования доказали: модификационные изменения, вызванные реакцией организмов на изменения среды обитания, не передаются потомкам, — неоднократно возрождались. Одним из таких всплесков ламаркизма стал монополизм в 1948—1964 гг. в советской науке идей агронома Т. Д. Лысенко, считавшего, что среда непосредственно влияет на наследственность, и путём «воспитания» организмов определёнными условиями можно вывести сорт растений или породу животных с любыми нужными человеку свойствами, что никаких генов в природе не существует — это выдумки буржуазных учёных, а эволюция идёт под непосредственным воздействием среды, причём её влияние настолько значимо, что в определённых условиях «пеночка может превратиться в кукушку».
Ч. Дарвин и его учение об естественном отборе. К середине XIX в. биологическая наука уже принципиально отличалась от натурфилософии конца XVIII века. Экспериментальные исследования дали большой фактический материал. С этого периода биологи всё больше опирались на конкретные научные факты, а не абстрактные рассуждения. Именно в это время было сделано первое биологическое обобщение (со временем названное теорией), значимость которого не утрачена по сей день (вспомните, основные положения какой теории были сформулированы в первой половине XIX века).
У большинства биологов того времени не вызывало сомнений, что эволюция реальна: природа изменяема, одни виды приходят на смену другим, а жизнь на Земле развивается. Поэтому актуальными стали не доказательства эволюции, а необходимость выяснить, как именно происходят эволюционные преобразования; найти ответ на вопрос, что заставляет живые организмы изменяться во времени. Иными словами, предстояло выяснить механизмы, причины и факторы эволюции.
Рис. 160. Чарльз Дарвин.
Рис. 161. Титульный лист первого издания труда «Происхождение видов...».
Это было сделано в выдающемся труде английского натуралиста, путешественника и исследователя Чарльза Роберта Дарвина (1809—1882) «Происхождение видов путём естественного отбора, или сохранение благоприятствующих пород в борьбе за жизнь» (рис. 161), в котором он изложил своё видение механизмов эволюционных преобразований. Вкратце идеи книги сводились к следующему.
• Организмы размножаются в геометрической прогрессии, тогда как до взрослого состояния доживает очень незначительная их часть (обратите внимание: в природе молодых особей всегда больше чем взрослых). Следовательно, большинство особей гибнут в борьбе за существование (рис. 162), которая проявляется, главным образом, в конкуренции особей одного вида между собой за лучшие места обитания, пищу, ресурсы, а у животных, к тому же, соревновании самцов за самку.
Рис. 162. Так выглядела борьба за существование во времена господства динозавров.
• Для природы характерна всеобщая изменчивость. Каждый организм имеет индивидуальные особенности, отличающие его от других. По Дарвину, в природе существует ненаследственная групповая (он её назвал «определённой», а сейчас её называют модификационной) и индивидуальная («неопределённая», в современной трактовке генетическая) изменчивость, которая передаётся по наследству. Именно последняя форма изменчивости согласно теории Дарвина играет ключевую роль в эволюции, даёт для неё материал.
• Поскольку особи одного вида отличаются друг от друга, у них разные шансы выжить и оставить потомство. Чаще выживают и, соответственно, оставляют потомство более приспособленные к условиям обитания организмы, имеющие какие-то особенно полезные в борьбе за жизнь признаки или свойства. Это выживание самых приспособленных в борьбе за существование и есть естественным отбором, который, по Дарвину, является основным фактором — движущей силой эволюционного процесса. В качестве главного доказательства реальности естественного отбора Дарвин приводил искусственный отбор, с помощью которого человек вывел множество нужных ему пород животных и сортов растений с ранее неизвестными в природе свойствами. Так и природа с помощью естественного отбора творит нужные ей виды.
Рис. 163. Все заметные признаки этих видов млекопитающих (а — грива у льва; б — иголки у ежа; в — крылья у летучей мыши; г — голая кожа у дельфина) являются приспособлениями, которые, в соответствии с теорией Дарвина, возникли у организмов в процессе борьбы за существование и были закреплены в ряду поколений в результате естественного отбора.
Поскольку среда обитания организмов постоянно изменяется, то каждый раз в борьбе за существование преимуществом обладают особи с новыми признаками, закрепляющимися наследственно.
Эти изменения, накапливающиеся и распространяющиеся под действием естественного отбора в ряду поколений, неизбежно приводят к существенным изменениям строения тела и особенностей функционирования групп особей, в результате чего образуется новый вид.
Таким образом, основная идея учения о естественном отборе — главной движущей силы органической эволюции — состоит в выживании самых приспособленных в борьбе за существование (рис. 163). При этом самыми приспособленными являются организмы, оставляющие самое большое потомство.
В отличие от теории Ламарка эволюционную теорию Дарвина восторженно восприняла не только научная, но и вся просвещённая европейская общественность того времени. Первый тираж «Происхождения видов...», увидевший свет 24 ноября 1859 г., разошёлся за несколько дней. Успех был обусловлен понятной и чёткой логикой теории естественного отбора, аргументированностью доводов. Кроме того, идея выживания в конкурентной борьбе самых сильных и приспособленных отвечала духу времени — капиталистическим отношениям середины XIX в.— и была понятной обществу.
Учение Дарвина об эволюционном значении естественного отбора как главного фактора эволюции принято называть дарвинизмом. Большинство современных биологов это учение отождествляют с теорией эволюции и считают единственно правильной трактовкой механизмов эволюционного процесса. В отличие от эволюционного учения Ламарка Дарвин не только доказал факт эволюции (изменяемость видов, происхождение одного вида от другого, сменяемость видов во времени), но и первым предложил приемлемые для науки своего времени естественнонаучные механизмы эволюционного процесса. Благодаря теории Дарвина в биологии произошли прогрессивные изменения, которые можно сравнивать с научной революцией. Эволюционное учение стало проникать во все биологические дисциплины. Появились совершенно новые научные направления (сравнительная анатомия и физиология, эволюционная морфология, эволюционная эмбриология и другие). Существенный прогресс был достигнут в систематике и филогении. Система животных и растений перестала быть искусственной, она всё больше стала основываться не на внешней схожести организмов, а на их филогенетическом родстве.
Автором первого эволюционного учения, согласно которому жизнь на Земле — результат органической эволюции, является французский учёный Ж. Б. Ламарк, который, однако, не смог сформулировать естественных причин эволюционного развития. Это сделал английский естествоиспытатель и учёный Ч. Дарвин, выдвинувший идею естественного отбора как главной движущей силы эволюции. Ч. Дарвина признают основоположником современной теории эволюции, поскольку он не только убедительно доказал её реальность, но и обосновал её естественные причины.
Проверьте себя
1. Какие положения теории Ламарка оказались истинными, а какие - ложными?
2. В чём состоит заслуга Дарвина? 3. Чем эволюционное учение отличается от теории эволюции? 4. Почему теория Дарвина так быстро завоевала огромное количество приверженцев?
Как вы считаете?
1. Почему эволюционный труд Ламарка был назван «Философия зоологии»? 2 Известно, что органическая эволюция, шла от низкоорганизованных организмов к организованным сложно. Можно ли считать, что сложноорганизованные организмы более приспособлены, чем низкоорганизованные?