5.3. Современная теория эволюции

Современная эволюционная теория о происхождении и изменчивости видов формировалась в течение длительного исторического периода. Уже в V веке до н.э. Эмпедокл высказал предположение о том, что все многообразие живых организмов на Земле появилось в результате их изменений. В XIX веке Ч. Лайель на основе палеонтологических исследований вымерших животных подтвердил эту мысль. Он установил, что в одних и тех же геологических эпохах наряду со старыми видами живых организмов появляются новые, которых не было в предшествующие эпохи, т.е. новые видообразования являются естественным процессом существования жизни на Земле. Последующие систематические наблюдения и изучение физиологии и морфологии видов позволили ученым-биологам (Ламарк, Э. Дарвин, Уоллес и др.) к середине XIX века сформировать общие принципы эволюции (изменения) видов.

Наиболее полно и закончено эволюционная теория была развита Чарльзом Дарвином и изложена в его книге «Происхождение видов», вышедшей в 1859 г. Совершая в течение пяти лет (1831–1836) кругосветное плавание, Ч. Дарвин собрал богатейший материал наблюдений флоры и фауны в различных географических и климатических поясах Земли. Наблюдая разновидности организмов в разных условиях, он пришел к убеждению, что виды изменчивы, что все царство флоры и фауны – результат очень длительного эволюционного развития, в основе которого лежат изменчивость, наследственность и естественный отбор. Книга Ч. Дарвина вызвала необычайный интерес не только ученых, но и всего общества, поскольку теория эволюции жизни исключала очень распространенную, простую и понятную идею Творца. Многие видные ученые того времени не приняли теорию Ч. Дарвина и А. Уоллеса, простые обыватели и церковь, тем более. В то время ни Дарвин, ни Уоллес не могли ответить на вопросы, затрагивающие механизм естественного отбора. Для понимания молекулярно-биологической сути наследственности и изменчивости видов естествознанию потребовалось более 100 лет.

За этот период естествознание существенно пополнилось научными знаниями, открытиями, теориями. Детально изучена структура живой клетки и ее функции; выявлен носитель наследственной информации – молекула ДНК; определены причины наследственной изменчивости – мутации генов; установлены факторы, вызывающие мутации – радиация, многие химические соединения, резкие температурные и климатические изменения и др.; определена элементарная единица эволюционного процесса – популяция. Объединяя научные достижения генетики, экологии и биологии, биогеографии и эволюционной морфологии, эмбриологии и палеонтологии, а также других наук создана современная теория происхождения и эволюции видов.

Согласно этой теории эволюция подразделяется на микро- и макроэволюцию [5].

Микроэволюция – это совокупность эволюционных процессов, протекающих в популяциях вида и приводящих к изменению генофонда этих популяций и образованию новых видов.

Единственным источником наследственной изменчивости являются мутации, в результате которых организм приобретает новые свойства и качества. В естественных условиях мутации носят случайный, ненаправленный характер. Если мутации наследуются, то они передаются следующему поколению. В случае, когда вновь приобретенные качества делают организм более жизнестойким, то данные особи получают внутри популяции некоторые преимущества. Далее в эволюционный процесс включается естественный отбор. Отбор, как главный фактор эволюции, направляет элементарные эволюционные изменения по пути повышения адаптации организмов к изменяющимся условиям внешней среды.

Микроэволюция ведет либо к изменению генофонда биологического вида как целого, либо (при изоляции популяций) к их обособлению от родительского вида в качестве нового видообразования.

Макроэволюция – это эволюционные преобразования более крупных объединений, чем вид (родов, семейств, отрядов и т.д.). Макроэволюция не имеет каких-либо специфических механизмов возникновения новых форм жизни и осуществляется только посредством процессов микроэволюции. Макроэволюция представляет собой обобщенную картину эволюционных изменений, наблюдаемую в исторической перспективе. Только на уровне макроэволюции обнаруживаются тенденции и закономерности эволюции живой природы, которые нельзя проследить на уровне микроэволюции. Например, переход от эпохи динозавров к современным млекопитающим; переход от вида гоминид (приматов) к современному человеку.

Основными положениями современной эволюционной теории являются следующие:

1. Эволюционные изменения случайны и не направлены. Исходная причина для эволюции – мутации. Новые формы (виды) образуются через наследственные изменения. Их жизненность определяется естественным отбором и осуществляется в направлении повышения адаптационных свойств организмов к изменяющимся внешним условиям.

2. Главным фактором эволюции является естественный отбор, интегрирующий и регулирующий действия всех остальных факторов.

3. Эволюционные процессы необратимы. Многие виды в процессе эволюции исчезают, представляя собой тупиковую ветвь «эволюционного дерева». Исчезнувшие виды впоследствии никогда не восстанавливаются, что означает невосполнимую утрату генофонда видов.

4. Эволюционные процессы протекают во времени с разной скоростью. При первом появлении нового вида эволюция протекает быстрее, а затем, по мере стабилизации вида, постепенно замедляется.

Эволюционная концепция современной биологии прошла испытание временем, воплотилась в теорию эволюции и является фундаментом всех биологических наук.