Концепции биологической эволюции

⇐ ПредыдущаяСтр 33 из 36Следующая ⇒

Термин « эволюция » (лат. evolutio — развертывание) в науке о живом представляет фундаментальное понятие для объяснения возникновения и развития всего живого. Эволюция подразумевает

необратимое во времени всеобщее постепенное, упорядоченное и последовательное развитие живого от его возникновения до состояния в будущем.

Правда, содержание таких терминов, как «необратимое во времени»,

«последовательное и постепенное развитие», «упорядоченное развитие», остро дискутируется современными учеными.

Если следовать концепции «биохимической эволюции» Опарина — Холдейна,

то эволюция организмов означает развитие сложных организмов из предшествующих более простых организмов, которые образовались из предбиологических структур с течением времени на Земле. Принято считать, что теория эволюции была создана Ч. Дарвином и впервые изложена в его знаменитой книге «Происхождение видов» (1859), подо этой работы Ч. Дарвина уже существовали различные гипотезы об эволюции. Многих исследователей давно интересовал вопрос о происхождении видов и само понятие вида. Термин «вид» (лат. species — взгляд, образ) был использован К. Линнеем (1707—1778) для классификации организмов по их сходству и четкому различию признаков. При этом он полагал, что виды — это реальные образования в природе и в пределах одного вида многие его существенные признаки меняются постепенно, что позволяет их выстроить в определенный род. В его классификации брались во внимание только внешние признаки. Он считал, что роды возникли по отдельности, а виды — варианты родов. Через 100 лет после создания этой классификации была разработана французским ученым М. Б. Ламарком (1744—

1829) гипотеза об эволюции, основанная на двух предпосылках: упражнение (и не упражнение) частей организма и наследование приобретенных признаков. Эта гипотеза развивала идею о том, что организмам свойственно внутреннее стремление к совершенствованию под действием окружающей среды. Например, длинная шея жирафа — результат упражнений многих поколений этого вида для добывания необходимых им листьев с деревьев. Гипотеза Ламарка породила исследовательскую дилемму: если виды неизменны, то они дискретны и поэтому реальны, если же они изменчивы во времени, то в природе они как реальные образования не могут встречаться. Ж.-Б. Ламарк пришел к выводу, это термин

«вид» имеет лишь техническое, инструментальное значение. Эта дилемма рассматривалась Ч. Дарвином, но ее разрешение было достигнуто только к середине ХХ в. в рамках так называемой синтетической теории эволюции, созданной благодаря работам таких

ученых, как Η. И. Вавилов (1900—1943), американский биолог

Э. Майр (р. 1904), Н. В. Тимофеев-Ресовский (1900—1981) и другие.

В этой теории вводится понятие биологической концепции вида: виды реальны, состоят из особей, а все особи вида имеют общую генетическую программу, которая возникла в ходе предшествующей эволюции. Концепция биологического вида использует ряд критериев для выявления общих и особенных признаков разнообразных видов, среди которых выделяются

морфологический, генетический и эколого-географический.

С учетом этих критериев существует несколько определений вида. Например, с учетом эколого-географического фактора вид представляется группой особей, занимающих одну и ту же экологическую нишу: два разных вида никогда не могут занимать одну экологическую нишу. Концепция биологического вида предполагает свободное скрещивание в пределах популяции и межпопуляционных связей, которое поддерживает целостность вида. Однако это положение не работает в случае бесполого размножения, партеногенетических и самооплодотворяющихся видов.

Основная идея Ч. Дарвина состоит в том, что он предложил изучение эволюции

не с изучения отдельных особей, а с сообществ особей, популяций. Взаимодействие между родственными особями в популяции приводит в теории Ч. Дарвина к эволюции организмов. Теория эволюции Ч. Дарвина предложила два основных принципа: принцип естественного отбора и принцип дивергенции (лат. divergentis — расхождение). Последний принцип, как полагал

Ч. Дарвин, может быть использован для объяснения видового разнообразия организмов на Земле. Он полагал, что сходные организмы связаны узами родства

и происходят от одного предка. Развитие эволюционной теории Ч. Дарвина произошло в определенной степени под влиянием идеи, сформулированной английским экономистом священником Т. Мальтусом (1766—1834).

В 1778 г. Томас Мальтус опубликовал работу «Трактат о народонаселении», в котором описал негативные последствия не сдерживаемого ничем естественного роста населения (предположение Мальтуса о росте численности по геометрической профессии не подтвердилось, но проблема была поставлена правильно, о чем говорят современные проблемы роста численности населения). Рассуждения Т. Мальтуса были должным образом оценены двумя исследователями независимо друг от друга Ч. Дарвином и А. Уол-

лесом (1823—1913), который первым стал использовать термин «дарвинизм».

В 1853 г. Уоллес изложил на 20 страницах собственные идеи объяснения, каким образом происходит эволюция, и послал их Ч. Дарвину. Далее Дарвин и Уоллес выступили в июне 1858 г. с докладами о своих идеях на заседании Лондонского Королевского общества. Спустя почти год Дарвин опубликовал свою знаменитую книгу «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859).

Теория Дарвина — Уоллеса не доказывала существования эволюции в живой природе, а предлагала объяснение механизма, как она может происходить. В частности, она утверждала, что естественный отбор дает объяснение возникновению новых видов из предшествующих:

Факт 1. Особи, входящие в состав популяции, обладают большим потенциалом размножения.

Факт 2. Число особей в каждой данной популяции примерно постоянно.

Факт 3. Во всех популяциях существует изменчивость.

Выводы из этих фактов:

1. Многие особи не могут оставить после себя потомство. В популяции идет борьба за существование.

2. В популяции наиболее приспособленные к условиям жизни имеют больше преимуществ оставить после себя потомство, чем менее приспособленные. Вывод под номером 2 выражает гипотезу о естественном отборе как механизме эволюции. Авторы трехтомного труда «Биология»1 считают, что теория эволюции Дарвина обрела множество неверных представлений о ней: 1) Дарвин не пытался объяснить возникновение жизни на Земле, поскольку в его время для этого не было достаточных знаний; 2) естественный отбор — это не разрушающая негативная сила, а механизм, с помощью которого в популяцию вносятся новшества.

Английский философ Г. Спенсер (1820—1903), изучая идею естественного

отбора, ввел такие неадекватные научному понятию эволюции термины, как

«выживание более приспособленных» и «устранение менее приспособленных»,

которые были подхвачены тогдашней прессой.

3. Прямолинейная трактовка прессой того времени концепции естественного

«происхождения человека от обезьяны» создала

1 Грин Ч., Стаут У., Тейлор Д. Биология. В 3 т. М.: Мир, 1993.

негативное отношение религиозного общества к эволюционным идеям Ч.

Дарвина.

В современных представлениях эволюции используется термин

«неодарвинизм»: теория органической эволюции путем естественного отбора признаков, детерминированных генетически. Для того чтобы обосновать так сформулированную неодарвинистскую теорию, необходимо иметь следующую достоверную информацию: 1) установить факт изменения форм жизни в прошлом; 2) выявить механизм, производящий эволюционные изменения на генетическом уровне (отбор генов); 3) доказать эволюцию, происходящую в настоящее время и в будущем.

Сформулированная во второй половине прошлого века теория молекулярной эволюции позволила исследовать и уточнить основные положения неодарвинизма: изменение генома, возникновение новых генов, роль мутаций генов, активность и пассивность генов в приспособляемости организмов и другие вопросы. Например, американские исследовали Э. Цукеркандль и К. Полинг, определяя скорость эволюции разных белков как число аминокислотных замен в год на данную позицию в белке, а скорость эволюции гена как число нуклеотидных замен на данную позицию в ДНК, предложили метод определения дивергенции теории эволюции Ч.Дарвина. Эти авторы построили модель эволюции альфа-глобиновых молекул, которая уточнила время дивергенции видов, т. е. момент, когда два существующих сегодня вида имели общего предка. Например, согласно этим методам общий предок человека и карпа существовал

400 млн лет тому назад, а человека и собаки — 70 мл н лет тому назад. Эти результаты проверялись и на других белках этих же видов. Изучение эволюции на молекулярном уровне подтверждает, по мнению ряда микробиологов, важную роль естественного отбора на генетическом уровне: мутации, которые снижают активность важных генов и их частей, бракуются. Это обстоятельство лежит в основе гипотезы о нейтральной эволюции на молекулярном уровне, представители которой утверждают, что значительная часть генных мутаций не влияет на приспособляемость организмов. Эти нейтральные мутации закрепляются в популяции за счет дрейфа генов.

Представления об эволюции живого постоянно углубляются и расширяются современным естествознанием. В частности, представители концепция «2К» считают, что главным фактором эволюции является взаимопомощь и сотрудничество. Американ-

ский ученый Линн Маргулис развивает эту идею на клеточном уровне,

утверждая, что митохондрии (поставщики энергии в клетке) раньше существовали отдельно, но затем были гармонично соединены с другими элементами клетки.

Антропогенез

Проблема происхождения человека (антропогенез) — одна из сложнейших проблем естествознания. У многих древних народов южной Азии и Африки существовали предания о происхождении человека от обезьян (орангутанг по- малайски означает лесной человек). В западно-европейской культуре, основанной

на христианстве, человек рассматривается как созданное Богом разумное существо. Проблема естественного происхождения человека была поставлена как научная проблема в западно-европейской культуре. К. Линей (1707—1778) в десятом издании своего знаменитого труда «Система природы» объединил

человека и обезьяну на основании их сходства в один род (род биологический

объединяет близкие по происхождению виды, К. Линей имел в виду лишь сходство). В его систематике в род «Homo» (человек) включались его виды:

«человек лесной» и «человек пещерный». Ж.-Б. Ламарк в начале XIX в. высказал предположение о родстве человека и орангутанга. Но данных описания отдельных видов обезьян тогда не было: описание гориллы появилось лишь в 1874 г., бонобо (карликовый орангутанг) — в 1933 г.

Трудности, с которыми столкнулись первые исследователи при изучении антропогенеза, заключались, во-первых, в скудности находимых останков (в основном находили зубы и отдельные кости) и, во-вторых в отсутствии эффективных методов, позволяющих дать достоверное описание найденных останков.

В XIX в. произошли очень важные события с точки зрения развития теории антропогенеза. В 1823 г. в Уэльсе (Англия) было найдено погребение, в нем находился обезглавленный скелет, украшенный раковинами и посыпанный красной охрой. Было высказано мнение, что это скелет женщины, которую назвали «Красной леди», но через сто лет установили, что этот скелет принадлежит особи мужского пола. В 1848 г. в Гибралтаре был найден череп существа, которого теперь называют человеком гибралтарским. Найденный череп был помещен в музей и пролежал там без всякого интереса к нему до 1864 г.

В 1856 г. в долине реки Неандерталь, вблизи г. Дюссельдорфа (Германия), был

найден череп и другие останки существа, получившего название неандертальца. Все существа, останки которых были обнаружены в указанные выше даты, уже не были, по существу, обезьянами и имели материальную культуру (производство орудий). В дальнейшем были найдены останки неандертальцев и в других местах, кроме Америки и Австралии. Объем головного мозга этих людей, которых называют общим названием «древние люди» (палеоантропы), достигал 1418 см3. Эти люди имели средний рост, сильное атлетическое сложение, хоронили своих близких, имели культуру захоронения, создавали различного рода скребки и наконечники. По всем параметрам палеоантропы (включая неандертальца) были древними разумными людьми, поэтому их назвали Homo sapiens (человек разумный),

В 1868 г. в фоте Кро-Маньон (Франция) были найдены останки человека, получившего название кроманьонца, который по своим анатомическим данным не отличался от современного человека. Кроманьонец и современный человек образуют стадию неоантропов, на которой биологические механизмы антропогенеза перестали действовать. Представители неоантропов входят в общую группу, получившую название Homo sapiens sapiens (человек разумный разумный). В этом названии подчеркивается, что дальнейшее развитие этого существа связано исключительно с его разумом. Первоначально предполагалось, что древние люди (Homo sapiens) уступили свое место новым людям (Homo sapiens sapiens) приблизительно 38—40 тыс. лет тому назад. Однако сопоставление материальной культуры (производство орудий) древних людей (Homo sapiens) и ранних новых людей (Homo sapiens sapiens) приводит к выводу, что новые люди могли существовать значительно раньше: около 150 тыс. лет тому назад. Важным событием в XIX в. было нахождение останков дриопитека.

Дриопитек (древесная обезьяна) — останки были найдены в 1856 г. во Франции, описан уже в конце XIX в. Сведения о древних высших человекообразных обезьянах представлены останками (в основном зубы) в так называемом миоценовом периоде (в неогеновой шкале это период имеет начало

от 25 млн лет тому назад и продолжается около 23 млн лет). Этот период характеризуется влажным тропическим климатом. Пальмы и магнолии росли по всей Европе. Найденный в миоценовом слое породы на территории Африки дриопитек жил приблизительно 9 млн лет тому назад.

Дриопитек, найденный в Кении (Африка), жил 14 млн лет тому назад.

Близкими к дриопитеку являются рамапитек и сивапитек (обезьяны Рамы и

Шивы, названия от имен индийских богов), вначале их останки были найдены в Индии, затем и в Африке. Изучение эмали зубов дриопитека из Кении склонило исследователей к мнению, что именно этот дриопитек является пращуром человека. Считается что дриопитеки, жившие 14—9 млн лет тому назад, обладали рядом особенностей, которые могли получить дальнейшее развитие по линии антропогенеза: развитая центральная нервная система, цветное бинокулярное зрение, хватательные передние и задние конечности.

Открытия, сделанные в XIX в. в области антропогенеза, позволили исследователям конца этого века выстроить следующую линию антропогенеза:

⇐ Предыдущая 27 28 29 30 31 323334 35 36 Следующая ⇒